DE152480C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Zugbcleuchtungssystem, bei welchem der von einer von den Wagenachsen angetriebenen Dynamomaschine gelieferte Strom zur Speisung der Lampen und gleichzeitig zur Ladung einer auf dem Wagen befindlichen Akkumulatorenbatterie dient. Im besonderen betrifft die Erfindung eine Anordnung, bei welcher die Dynamomaschine und eine Hilfsdynamomaschine, die zur Schwächung des Feldes der Hauptmaschine dient, auf derselben Welle miteinander gekuppelt sind.

Bei solchen Anordnungen, wo eine Hilfsdynamomaschine verwendet wird, um das Feld des Hauptstromerzeugers zu schwächen, sobald die Geschwindigkeit steigt, bereitet die Konstanthaltung der Spannung Schwierigkeiten. Ferner geben solche Systeme, sobald eine Akkumulatorenbatterie geladen wird, bei mittleren Zuggeschwindigkeiten zu viel Strom, einen zu geringen Strom dagegen, sobald

■ die Geschwindigkeit über eine gewisse mäßige Grenze hinausgeht. Der Zweck vorliegender Erfindung ist nun, eine größere Gleichmäßigkeit in Spannung und Stromstärke innerhalb der Grenzen der Arbeitsgeschwindigkeit herbeizuführen, oder, mit anderen Worten, die Gebrauchsfähigkeit des Systemes zu . erweitern. Der gewünschte Ausgleich wird nun dadurch erreicht — und darin ist das Wesen der Erfindung zu erblicken —, daß ein oder mehrere, einen positiven oder

Temperaturkoeffizienten aufweisende Widerstände derart in den Stromkreis eingeschaltet sind, daß die Schwächung bezw. Stärkung des Magnetfeldes der Hauptmaschine in größerem Maße zu- bezw. abnimmt als die Geschwindigkeit des Generators.

In der beiliegenden Zeichnung ist eine Anordnung nach vorliegender Erfindung dargestellt. Der Feldmagnet der Hauptmaschine und der Hilfsmaschine sind mit einer dünnen Nebenschlußwicklung α bezw. b und einer dicken Reihenwicklung c bezw. d versehen. Die Anker e bezw. f beider Dynamomaschinen sind auf einer und derselben Welle befestigt.

Die Nebenschlußwicklung b der Hilfsmaschine ist parallel zur Hauptmachine c geschaltet, die Reihenwicklung d der Hilfsmaschine dagegen ist mit der Nebenschlußwicklung der Hauptmaschine in Reihe geschaltet.

Der Kohle- oder Glühlampenwiderstand h ist mit der dünnen Feldmagnetwicklung b der Hilfsmaschine in Reihe geschaltet. In der Zeichnung ist nur eine solche Widerstandslampe gezeichnet, doch könnten mehrere hintereinander oder parallel zueinander angeordnet sein.

Der einen positiven Temperaturkoeffizienten besitzende Widerstand i ist so zwischen der Feldmagnetwicklung und dem Anker eingeschaltet, daß ein geringer Teil des durch

die dünne' Feldmagnetwicklung a fließenden Stromes durch dieselbe geht.

Der Eisendrahtwiderstand a^l ist mit der dünnen Feldwicklung a in Reihe geschaltet und um den Heizwiderstandsdraht α², vorteilhafterweise von diesem isoliert, angeordnet, so daß er von dem Hauptstrom erhitzt werden kann, sobald dieser durch den Widerstandsdraht α² nach der Akkumulatorenbatterie

ίο fließt.

Ferner ist ein selbsttätiger Ladeschalter j ρ vorhanden, der in bekannter Weise die Einschaltung auf folgende Weise bewirkt:

Sobald die Geschwindigkeit der Hauptmaschine so groß wird, daß diese sich selbst erregt und Strom liefert, geht dieser Strom durch die Reihenwicklung c der Hilfsmaschine, ferner durch den Heizwiderstand d¹ und dann durch die einen großen Widerstand bildende Wicklung/ des Schalters. Hierauf verzweigt sich der Strom. Ein Teil geht durch die Ankerwicklung I des Schalters und zurück durch die Leitungen Z¹ und P nach der Hauptmaschine, während ein anderer Teil des Stromes durch die Lampe h und die dünne Feldwicklung b der entmagnetisierenden Hilfsmaschine nach der anderen Bürste der Hauptmaschine geht.
Die durch die Feldwicklung b hervorgebrachte Wirkung ist unter diesen Umständen sehr gering, da der große Widerstand j in diesem Falle mit ihr in Reihe liegt. Sobald das Magnetfeld des Schalters und sein Anker durch den durch die Wicklungen j und / gehenden Strom erregt werden, so wird der Anker sich entgegen der Wirkung der Feder drehen, so daß die Kontaktstücke ο ο den Zwischenraum m m überbrücken. Die Feder, die die Ankerbewegungen des Schalters regelt, ist so eingestellt, daß- diese Bewegung erst eintritt, wenn die Spannung der Hauptmaschine die der Batterie g übersteigt.

Sobald der Schalter den Zwischenraum in m überbrückt hat, fließt Strom von der Hauptmaschine durch die Wicklung j nach der Batterie. Dieser wird, da die Wicklung j einen hohen Widerstand hat, eine schwache Ladung herbeiführen. Zu gleicher Zeit ist die Feldwicklung b der Hilfsmaschine durch die Lampe h mit der Batterie g verbunden und erhält normalen Strom.

Sobald die Spannung der Hauptmaschine bei wachsender Umdrehungsgeschwindigkeit noch weiter anwächst, wird der Schalteranker noch weiter, und zwar so weit gedreht, daß die Kontaktstücke ρ ρ die Strecke η η überbrücken. Die Strecke m m bleibt jedoch noch geschlossen, da die Kontaktstücke 0 0 genügend groß sind, um in in überbrückt zu halten, nachdem die Strecke η η geschlossen wurde. Die Weiterbewegung des Ankerschalters kann durch einen Anschlag verhindert werden. Sobald die Strecke η η geschlossen ist, geht der Ladestrom hauptsächlich durch die dicke Wicklung k, wodurch das Magnetfeld des Schalters gestärkt wird, und bewirkt, daß der Anker, wie bei einem Halterelais, um so fester in dieser Stellung gehalten wird.

Sobald bei Abnehmen der Geschwindigkeit der Hauptmaschine die Spannung der letzteren unter die der Batterie g sinkt, hört der Strom auf, durch die Feldwicklungen j oder k des Schalters zu fließen, und der Schalter geht in seine Ausschaltstellung zurück.

Wie in anderen ähnlichen Anordnungen sucht die entgegenwirkende elektromotorische Kraft, die durch die Hilfsmaschine hervorgerufen wird, den durch die dünne Feldmagnetwicklung α der Hauptmaschine fließenden Strom zu schwächen. Die so hervorgerufene Wirkung ist bei verschiedenen Geschwindigkeiten zuweilen zu groß und zuweilen zu klein. Trotz der ausgleichenden Wirkung der entmagnetisierenden Reihenfeldwicklung c der Hauptmaschine kann die resultierende Spannung und Stromstärke durch diese Mittel in den weiten Grenzen der bei Zügen auftretenden Geschwindigkeiten nicht genügend konstant gehalten werden. Die erforderliche Gleichmäßigkeit wird jedoch durch die Wirkung des Kohlenwiderstandes h und der Eisendrahtwiderstände i und a^l erzielt.

Sobald die Spannung der Hauptmaschine steigt oder zu steigen sucht, wird mehr Strom durch die Lampe h und die dünne Wicklung b der Hilfsmaschine zu gehen suchen. Diese Stromsteigerung erhöht die Temperatur der Kohle der Lampe oder der Lampen h und vermindert ihren Widerstand. Dadurch wird eine größere Zunahme des durch die Wicklung b fließenden Stromes zugelassen, als der Fall sein würde, wenn der Widerstand der Lampe oder Lampen h einen konstanten Wert behalten würde. Das Feld der Hilfsmaschine wird daher mehr als die Spannung der Hauptmaschine gestärkt und ist bestrebt, den in der dünnen Wicklung α der Hauptmaschine fließenden Strom in demselben Maße herabzumindern.

In ähnlicher Weise geht, wenn die Spannung der Hauptmaschine fällt oder zu fallen sucht, weniger Strom sowohl durch die dünne Feldwicklung der Hilfsmaschine als auch durch die Lampe oder die Lampen h, und der Widerstand der letzteren steigt darauf und schwächt das Magnetfeld der Hilfsmaschine mehr, als es geschwächt werden würde, wenn der Widerstand der Lampen h konstant geblieben wäre.

Im gleichen Sinne wirkt der einen positiven Temperaturkoeffizienten besitzende Eisendrahtwiderstand z, der parallel zum Anker der Hilfsmaschine liegt. Er nimmt einen Teil des Stromes der Hilfsmaschine auf; dieser Teilstrom nimmt mit steigender Temperatur des Widerstandes ab und mit fallender Temperatur zu. Da nun die Temperatur des Widerstandes i mit steigender Geschwindigkeit zufolge der dadurch bedingten Stromzunahme ansteigt, so wird dann auch verhältnismäßig mehr Strom aus der Hilfsmaschine durch die Nebenschlußwicklung der Hauptmaschine fließen. Der Strom der Hilfsmaschine wird also bei steigender Geschwindigkeit durch den Widerstand i gleichsam in die Nebenschlußwicklung der Hauptmaschine abgedrängt. Der umgekehrte Vorgang findet bei abnehmender Geschwindigkeit statt.

ao Die Wirkungsweise des Eisenwiderstandes a^l in Reihe mit der Feldwicklung α ist eine ähnliche. Sobald der Strom, der auf dem Wege von der Hauptmaschine nach den Akkumulatoren durch den geeignet bemessenen Widerstand d² fließt, zunimmt, erhitzt er a¹ und auch den danebenliegenden Widerstand a¹. Hierdurch wird der Widerstand von a¹ vergrößert und a¹ vermindert dadurch den Strom in der Feldwicklung a oder sucht denselben zu vermindern.

Wenn umgekehrt der Strom der Hauptmaschine sinkt, nimmt die Temperatur des Widerstandes a- und auch diejenige des Widerstandes a¹ ab. Der elektrische Widerstand wird daher kleiner und es fließt oder sucht mehr Strom durch die Feldwicklung a zu fließen. Hierdurch wird das Feld der Hauptmaschine gestärkt und sucht Spannung und Stromstärke desselben zu erhöhen.

Vorstehend ist beschrieben worden, wie die drei Anordnungen zusammen zur Verstärkung der Gegenwirkung der Hilfsmaschine/ verwendet werden können, nämlich:

1. durch Einschaltung des zweckmäßig von der Heizspule α² beeinflußten Widerstandes a^l mit positiven Temperaturkoeffizienten in die Nebenschlußwicklung der Hauptmaschine ;

2. durch Einschaltung des Widerstandes h mit negativen Temperaturkoeffizienten in die Nebenschlußwicklung der Hilfsmaschine;

3. durch Parallelschaltung des Widerstandes i mit positiven Temperaturkoeffizienten zur Hilfsmaschine.

Ohne am Wesen vorliegender Erfindung etwas zu ändern, könnte ebensogut nur eine dieser Anordnungen, oder es könnten zwei derselben verwendet werden, ohne sie alle zu gleicher Zeit auszuführen.

Ferner ist die Art der Verwendung in einem System gezeigt worden, in welchem sowohl die Hauptmaschine als auch die auf der gleichen Welle sitzende Hilfsmaschine mit Reihenfeldwicklungen versehen und in der dargestellten Weise verbunden sind. Es hat sich herausgestellt, daß diese Anordnung das beste Ergebnis liefert. Die Erfindung kann aber auch in einem System verwendet werden, in welchem weder die Hauptmaschine noch die Hilfsmaschine mit Reihenwicklung versehen sind, oder auch in einem System, in welchem nur eine von ihnen derartig ausgeführt ist. Auch kann die Hilfsmaschine mit einer Geschwindigkeit angetrieben werden, die in festem Verhältnis zu der der Hauptmaschine steht.

Der Einfluß des Widerstandes i ist nur insoweit beschrieben, als er sich auf die Spannung der Hauptmaschine geltend macht. Der Widerstand i dient indessen auch noch einem anderen nützlichen Zwecke. Er erleichtert nämlich die Erregung der Hauptmaschine, indem er nach der Feldwicklung a einen Stromweg schafft, durch welchen der Strom gehen kann, ohne den Anker und den Kommutator der Hilfsmaschine zu durchfließen, da der Widerstand von z, dessen Temperatur in diesem Falle niedrig ist, nur einen geringen Betrag aufweist.

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Elektrisches Zugbeleuchtungssystem, bei welchem eine mit veränderlicher Geschwindigkeit betriebene Hauptdynamomaschine mit einer mit derselben oder einer proportionalen Geschwindigkeit angetriebenen Hilfsdynamomaschine so verbunden ist, daß das Magnetfeld der Hauptmaschine durch die Hilfsmaschine geschwächt wird, sobald die Antriebsgeschwindigkeit zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einwirkung der Hilfsmaschine auf die Hauptmaschine durch Einschaltung von Widerständen mit hohen Temperaturkoeffizienten verstärkt wird.

2. Elektrisches Zugbeleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nebenschlußwicklung der Hilfsmaschine mit einem einen negativen Temperaturkocffizienten aufweisenden Widerstand (h) (z. B. Kohle) in Reihe geschaltet ist.

3. Elektrisches Zugbeleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Reihenwicklung" entgegenwirkende Nebenschlußwicklung der Hauptmaschine einen Widerstand mit positivem Temperaturkoeffizienten (z. B. Eisen) enthält.

4· Elektrisches Zugbcleuchtungssystem nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zur Ankerwicklung der Hilfsmaschine ein Widerstand (i) mit positivem Temperaturkoeffizienten geschaltet ist.

5. Elektrisches Zugbeleuchtungssystem nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Reihenwicklung der Hauptmaschine ein Widerstand fa'^J in Reihe liegt, der so zu dem Widerstände (a^l) mit positivem Temperaturkoeffizienten der Nebenschlußwicklung angeordnet ist, daß er ihn erhitzt und in verstärktem Maße zur Wirkung bringt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.