DE155278C - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft diejenige Art von elektrischen Licht- und Kraftanlagen, bei welcher die Drehgeschwindigkeit der den Strom erzeugenden Dynamo beträchtliche Veränderungen und die Drehrichtung derselben eine Umkehrung erfahren kann. Die Erfindung ist besonders bei Anlagen zur Beleuchtung von Eisenbahnwagen anwendbar, bei welchen die erzeugende Dynamo von einer

ίο Wagenachse angetrieben wird und daher beträchtlichen Veränderungen der Geschwindigkeit, sowie Umkehrungen der Drehrichtung unterworfen ist. Bei dieser Anwendung muß, da die Beleuchtung nicht unterbrochen werden darf, wenn der Wagen sich nicht in Bewegung befindet, in Verbindung mit der Dynamo eine Akkumulatorenbatterie angewendet werden und die Dynamo der Batterie stets gleich gerichteten Strom zuführen, wie auch die Drehrichtung der antreibenden Achse und der Dynamowelle sein mag.

Die Erfindung bezweckt also, Mittel zu schaffen, vermöge welcher die Dynamo unabhängig von der Geschwindigkeit und Drehrichtung ihres Ankers einen im wesentlichen gleichbleibenden und gleichgerichteten Strom liefert.

Es ist bekannt, daß die elektromotorische Kraft einer Dynamo mit besonders erregtem Feldmagneten in demselben Maße wächst, wie die Drehgeschwindigkeit ihres Ankers, d. h., wenn die Geschwindigkeit des Ankers verdoppelt wird, dann wird auch die elektromotorische Kraft verdoppelt, oder wenn die Geschwindigkeit verringert wird, dann wird auch die elektromotorische Kraft entsprechend abnehmen. Anderseits verändert sich auch die elektromotorische Kraft einer Dynamo in demselben Maße, wie die Stärke ihres Feldmagneten, so daß, wenn die Stärke des Feldmagneten in demselben Maße zunimmt, wie die Geschwindigkeit abnimmt, oder wenn die Stärke des Magneten in demselben Maße abnimmt, wie die Geschwindigkeit zunimmt, dann wird die elektromotorische Kraft an den Enden der Ankerwicklung praktisch gleich bleiben. Es ist auch leicht verständlich, daß die Drehgeschwindigkeit eines Elektromotors, dessen Feldmagnetkerne mit geringer magnetischer Sättigung arbeiten und dessen Ankerwicklung mit einer Quelle gleichbleibender elektromotorischer Kraft verbunden ist, vergrößert oder verringert werden kann, je nachdem sein Feldmagnet geschwächt oder verstärkt wird. Durch Anwendung dieser Grundsätze in der nachstehend beschriebenen Weise ist es möglich, die Felderregung einer Dynamo unmittelbar und selbsttätig so zu regeln, daß an ihren Bürsten eine gleichbleibende elektromotorische Kraft und in ihrem Stromkreis die gleiche Stromrichtung erhalten wird.

Allerdings sind diese Grundsätze zum Teil auch schon bei bekannten Einrichtungen angewendet worden. Man hat z. B. die Hauptdynamomaschine durch eine besondere Erregermaschine erregt, die mittels eines mit der

ganzen Anlage verbundenen Elektromotors betrieben wird.

Bei dem Erfindungsgegenstande erfolgt aber die Erregung des Feldes dieses Alotors von einer besonderen Regelungsdynamomaschine aus, deren Anker sich auf ein und derselben Welle mit dem Anker der Hauptdynamomaschine befindet, also stets in derselben Richtung und stets mit derselben Geschwindigkeit wie diese umläuft, d. h. auch alle Geschwindigkeitsänderungen in genau der gleichen Weise mitmacht, so daß hierdurch auch der Motor entsprechend beeinflußt wird. Dieser Einfluß äußert sich in einer völligen Anpassung der Erregung der Hauptdynamomaschine an die jeweilige Geschwindigkeit des Ankers, ohne daß dazu Polwechselvorrichtungen, Rheostate o. dgl. benötigt würden. Die Reglung erfolgt innerhalb des Systems

ao selbst völlig selbsttätig.

Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung einer Lichtanlage nach vorliegender Erfindung.

A ist die Hauptdynamo, deren Anker von irgend einer Kraftquelle, z. B. einer Wagenachse, angetrieben wird, und zwar durch einen Riemen a, welcher über eine auf der Ankerwelle a^l sitzende Riemscheibe läuft. B sind die Lampen und B¹ ist die Akkumulatorenbatterie, welche, wie die Lampen, in den mit den Dynamobürsten verbundenen Stromkreis b b¹ eingeschaltet ist. C ist eine kleine Reglungsdynamo , deren Anker von derselben Kraftquelle angetrieben und denselben Geschwindigkeits- und Richtungsänderungen unterworfen ist wie derjenige der Hauptdynamo A. D ist eine dritte Dynamo, die zur Erregung des Feldes der Hauptdynamo dient. Die Feldmagnete der beiden Dynamos C und D werden von irgend einer praktisch konstanten Quelle, z. B. der Akkumulatorenbatterie B¹ erregt, welche zu diesem Zwecke in den Feldstromkreis der Dynamos C und D durch Drähte d, d¹ und d² eingeschaltet ist. Die Bürsten der Hauptfelderregerdynamo D sind mit den Feldmagnetwicklungen der Hauptdynamo A durch Drähte e und e¹ verbunden, so daß die Hauptdynamo gänzlich von der Dynamo D erregt wird.

F ist ein Motor zum Antrieb der Hauptfelderregerdynamo D; die Anker dieses Motors und dieser Dynamo sind auf einer und derselben Welle f befestigt. Die Feldmagnetwicklung des Motors ist durch Drähte g und g^l mit den Bürsten der Reglungsdynamo C verbunden , während seine Ankerwicklung mit einer praktisch konstanten Quelle, zweckmäßig mit derselben wie die Felder der Dynamos C und D, verbunden ist, z. B. durch Drähte h und /?' mit den von dem Hauptstromkreis abgezweigten Drähten d und d¹.

J ist ein selbsttätiger Schalter, der dazu benutzt werden kann, die Ankerwicklung des Motors F mit der Stromquelle selbsttätig zu verbinden, wenn die elektromotorische Kraft der Reglungsdynamo C einen bestimmten Betrag überschreitet, und diese \^erbindung selbsttätig zu unterbrechen, wenn die Kraft unter jenen Betrag fällt. Der in der Zeichnung veranschaulichte Schalter besteht aus einem Solenoid i, das im Nebenschluß zu dem das Feld des Motors erregenden Stromkreis angeordnet ist, und einem beweglichen Kern, welcher ein Stromschlußstück e² trägt, das durch seine Berührung mit zwei voneinander getrennten Stromschlußstücken e³ und e* in der Leitung h des Ankerstromkreises des Motors diese Stromschlußstücke miteinander verbindet. Ein selbsttätiger Schalter dieser oder ähnlicher Art wird angewendet, wenn es wünschenswert ist, eine Stromerzeugung durch die Hauptdynamo zu verhindern, ausgenommen wenn die Geschwindigkeit der antreibenden Achse genügt, um einen für den Zweck der Anlage praktisch wirksamen Strom zu erzeugen. Bei Anlagen, in denen dies ohne Belang ist, kann der Ausschalter in Wegfall kommen.

Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende: Infolge der Drehung der Welle a¹, welche die Anker der Hauptdynamo A und der Reglungsdynamo C trägt, erzeugt die letztere einen Strom, dessen elektromotorische Kraft in demselben Maße steigt und fällt wie die Geschwindigkeit des Ankers. Der so erzeugte Strom geht durch die Feldwicklungen des Motors F und erregt dessen Eisenkerne, die zweckmäßig mit geringer magnetischer Sättigung arbeiten. Wenn die elektromotorische Kraft der Reglungsdynamo C einen genügend hohen Betrag erreicht hat, dann verbindet der Schalter J die Ankerwicklung des Motors F mit der Stromquelle, und der Motor wird, da seine Magnete erregt sind, sofort mit einer seiner Felderregung entsprechenden Geschwiudigkeit umlaufen. Der Anker der Hauptfelderregerdynamp D, welcher unmittelbar von dem Anker des Motors F angetrieben wird, wird sofort Strom erzeugen, um die Feldmagnete der Hauptdynamo A zu erregen, die ihrerseits in den Haupt- oder Arbeitsstromkreis Strom schicken wird. Jede Zunahme der Geschwindigkeit der Reglungsdynamo C wird eine Verstärkung der Felderregung und somit eine. Verringerung der Geschwindigkeit des Motors F, sowie eine Schwächung der Felderregung der Hauptdynamo A zur Folge haben. Anderseits wird eine Abnahme der Geschwindigkeit der Reglungsdynamo C eine Schwächung der Felderregung des Motors F und somit eine Vergrößerung der Geschwindigkeit desselben,

Claims (2)

sowie eine Verstärkung der Felderregung der Hauptdynamo A zur Folge haben. In der Praxis wird sich die Geschwindigkeit des Motors F umgekehrt wie diejenige der Hauptdynamo und daher die Felderregung der Hauptdynamo in demselben Verhältnis verändern, woraus folgt, daß die elektromotorische Kraft an den Hauptbürsten praktisch gleichbleibend sein wird. ίο Wird die Drehrichtung des Ankers der Hauptdynamo A umgekehrt, so behält der von der Hauptdynamo gelieferte Strom dennoch seine Richtung bei, denn da das Feld der Reglungsdynamo C stets in der gleichen Richtung erregt wird, so wird die Richtung ihres Ankerstromes und folglich diejenige des durch das Feld des Motors . F gehenden Stromes, sowie die Polarität des Motors umgekehrt, so daß der letztere auch seine Drehrichtung und zu gleicher Zeit die Richtung des von der Hauptfelderregerdynamo D gelieferten Stromes sowie die Polarität des Feldes der Hauptdynamo umkehrt. Die regelnde Einwirkung der Dynamo C auf den aus dem Motor F und der Hauptfelderregerdynamo D bestehenden Erregerapparat ist derart, daß sie die elektromotorische Kraft des Erregerstromes für die Hauptdynamo im umgekehrten A^erhältnis zur Geschwindigkeit der letzteren vergrößert, welche Veränderung der Strom in dem Hauptstromkreis auch erfahren mag. In der Tat kann die Einrichtung so getroffen werden, daß sie bei beträchtlichen Gescliwindigkeitsänderungen einen im wesentlichen gleichbleibenden Hauptstrom nach der Batterie schickt. Die Reglung ist nur von einer Geschwindigkeitsänderung abhängig und ist irgend eine daraus folgende Stromveränderung nicht zu erwarten. Die Einrichtung ist daher empfindlich, rasch und sicher wirksam und selbsttätig und führt dem Hauptstromkreis stets gleich gerichteten Strom zu, welches auch die Drehrichtung des Hauptdynamoankers sein mag, und zwar ί ohne Anwendung mechanischer Polwechsel- 45 Vorrichtungen. Patent-Α ν Sprüche:

1. Einrichtung zur Spannungsreglung einer mit einer konstanten Stromquelle parallel geschalteten Dynamo, die mit veränderlicher Drehzahl läuft und deren Feldwicklung durch eine elektromotorisch angetriebene Hilfserregermaschine gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Feld des an die konstante Stromquelle angeschlossenen Elektromotors nicht von der Hauptdynamo selbst, sondern von einer besonderen Reglungsdynamo erregt wird, deren Anker auf der Welle der Hauptdynamo sitzt und ebenso> wie. der Anker der Hilfserregermaschine in einem von der konstanten Stromquelle stets im gleichen Sinne erregten Felde läuft, so daß ohne Zuhilfenahme veränderlicher Widerstände die elektromotorische Kraft der Hilfserregermaschine und dadurch die Erregung der Hauptdynamo im umgekehrten Verhältnis zu der Drehzahl der letzteren geregelt wird und bei wechselnder Drehrichtung der Hauptdynamo eine sinngemäße Umkehrung der Erregerströme des Elektromotors und der Hauptdynamo eintritt, ohne daß Umschalter nötig sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein selbsttätiger elektromagnetischer Ausschalter, dessen Wicklung im Stromkreise der Reglungs- · dynamo liegt, den Motoranker in oder außer Verbindung mit der konstanten Stromquelle bringt, je nachdem die Spannung der Reglungsdynamo unter oder über einem bestimmten Betrag sich befindet, zum Zwecke, die Stromerzeugung durch die Hauptdynamo zu verhindern, solange die Drehzahl der antreibenden Achse nicht ausreicht, einen wirksamen Strom zu erzeugen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.