DE167844C - - Google Patents

Description

PATENTAMT.

■ Λ* 167844 KLASSE 74 c.

Bei den bisher bekannt gewordenen Einrichtungen zur elektrischen Fernstellung von Zeigern, Weichen und Geschützen mittels Wechselstromes werden die Geber und Empfänger meist nach Art der asynchronen Schleifringmotoren für Ein- und Mehrphasenstrom ausgeführt. Eine Ausnahme hiervon macht allerdings eine gleichfalls bekannt gewordene Einrichtung, bei der alle bewickelten Teile

ίο feststehen, während der Läufer aus einem ungleichmäßig verteilten Eisenkörper besteht. Beide Einrichtungen haben jedoch das gemeinsam, daß zur Einleitung einer Bewegungsübertragung an dem Geberapparate stets die

durch das Fließen der Übertragungsströme in den Apparaten entstehenden elektromagnetischen Zugkräfte zu überwinden sind. Dies ist entschieden ein Nachteil, und man hat auch bereits diesem Übelstand abzuhelfen versucht durch Geber, bei welchen von unterteilten Transformatorwicklungen durch komplizierte Hilfsapparate Spannungen der gewünschten Größe oder Phase abgenommen werden.

Der im folgenden beschriebene Geber hat die obigen Mängel nicht und ist auch noch dadurch von den seitherigen Apparaten verschieden, daß induzierende und induzierte Spulensysteme auf einem einzigen gemeinsamen Eisenkörper nach Art der an sich bekannten sogenannten »Drehfeldumformer« angeordnet sind, wodurch der Aufbau des Gebers in konstruktiver Beziehung sehr einfach und solide ausfällt. Die Änderung der Phase oder Größe der sekundären elektromotorischen Kraft des Gebers bei verschiedenen Stellungen desselben geschieht mittels eines Kollektors und relativ dazu beweglicher Bürsten. Ein nennenswerter mechanischer Kraftaufwand am Geber ist bei Einleitung einer Bewegungsübertragung selbst bei großen Bewegungswiderständen der Empfänger nicht notwendig.

In Fig. ι bedeutet g den Geber und e den Empfänger einer solchen Fernübertragungseinrichtung. Der Geber besteht aus einem Eisenring f, welcher zunächst mit zwei elektrisch voneinander getrennten Wicklungen, einer primären und einer sekundären, bedeckt ist. Eine dieser beiden Wicklungen —■ in der Fig. ι ist z. B. die sekundäre gewählt — sei nach Art der Gleichstromwicklungen mit einem Kollektor k verbunden. Auf dem Kollektor schleifen eine Anzahl Bürsten b. In der Figur sind deren drei gezeichnet, die beliebige Winkel miteinander einschließen. Der primären Wicklung des Gebers werde an den Punkten α ein einphasiger Wechselstrom zugeführt. Infolgedessen werden in der sekundären Wicklung zwischen den Bürsten elektromotorische Kräfte' induziert, welche je nach der räumlichen Lage der Bürsten zu den Anschlußpunkten α verschieden groß sind.

Der Empfänger e sei in bekannter Weise nach Art eines gewöhnlichen Einphasenmotors mit drei Schleifringen gebaut. Der Ständer werde durch die Stromquelle des Gebers oder eine mit dieser synchron arbeitende Wechselstrommaschine erregt. Werden jetzt die Schleifringe des Empfängers mit den Bürsten des Gebers durch die Sekundärleitungen I verbunden, so wird so lange ein Ausgleichsstrom in den Sekundärwicklungen von Geber und Empfänger fließen und der Anker des

(2. Auflage, ausgegeben am 27. Märq igo6.)

letzteren sich drehen, bis zwischen den durch gleiche Leitungen untereinander verbundenen Bürsten und Schleifringen gleich große Spannungen bestehen, ein Ausgleichsstrom also nicht mehr entstehen kann. Man sieht hieraus, daß die Schleifringe mit solchen Punkten der zugehörigen Sekundärwicklungen verbunden sein müssen, daß die Einzelspannungen sich genau so zueinander verhalten wie die Spannungen zwischen den Stromabnahmestellen des Gebers. Sind bei gleicher Relativlage der Stromabnahmestellen einerseits und der Anschlußpunkte andererseits je zu der Achse der zugehörigen primären Wechselfelder die Sekundärspannungen von Geber und Empfänger gleich groß, so entsprechen gleichen Drehwinkeln am Geber gleich große am Empfänger, wenn beide für die gleiche Polzahl gewickelt sind. Man kann bei gleicher Polzahl von Geber und Empfänger und bei gleicher Induktionslage der Sekundärwicklungen z. B. auch die Sekundärspannung am Geber größer als am Empfänger machen; alsdann entsprechen bestimmten Verdrehungen der Bürsten am Kollektor des Gebers größere Verdrehungen des Empfängers.

Sind die Sekundärseiten der Apparate mit mehr als zwei Stromableitungsstellen versehen, wie in Fig. 1, so können beliebig große Drehwinkel übertragen werden. Begnügt man sich mit einem Drehwinkel < i8o°, so genügen je zwei Ableitungsstellen auf der induzierten Seite.

In der Fig. 1 ist der Eisenkörper des Gebers mit zwei getrennten Wicklungen ausgerüstet. Es ist. jedoch auch zulässig, nur eine einzige Wicklung nach Art der Sparschaltung von Transformatoren zu verwenden. Der Geber der Fig. 1 ist in dieser Weise abgeändert in Fig. 2 dargestellt und in Verbindung mit einem an sich bekannten Empfänger gezeichnet.

Dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Geber haften in magnetischer Beziehung noch gewisse Mängel an. Vergegenwärtigt man sich einmal den Kraftlinienverlauf, so sieht man, daß die Kraftlinien außer durch Eisen auch besonders durch den Luftraum der Innenseite des Ringes verlaufen. Der magnetische Widerstand ist also sehr bedeutend und daher der Leerlaufstrom eines solchen Apparates sehr groß. Dieser Übelstand wird sofort behoben, wenn man den Innenraum des Ringes wie bei den bekannten Drehfeldumformern ganz oder teilweise mit Eisen ausfüllt. Die Wicklungen liegen dann in Nuten, welche vollständig von Eisen umgeben sind. Die Ansicht eines derartig ausgebildeten Eisenkörpers zeigt Fig. 3 und 4. In der rechten Hälfte der Fig. 4 liegen Primär- und Sekundärwicklung in vollkommen getrennten Nuten, was bei hohen Spannüngsunterschieden, erwünscht sein kann. In der linken Hälfte sind die Nuten der beiden Wicklungen durch schmalere Gänge verbunden; diese können nach Herstellung der Wicklung leicht mit einem guten Isoliermaterial ausgefüllt werden.

Es sei nochmals besonders darauf hingewiesen, daß man primär den Wechselstrom statt an festen Punkten auch über zwei Bürsten durch einen Kollektor zuführen kann. Die Stromableitung zum Empfänger kann dann von gegenüber der Sekundärwicklung festen Punkten erfolgen.

Aus der Theorie der Wechselströme ist ferner bekannt, daß Ausgleichsströme auch zwischen zwei ihrem absoluten Werte nach gleichen, aber ihrer Phase nach gegeneinander verschobenen Wechselstromspannungen entstehen. Um daher auf der Sekundärseite der Gebers elektromotorische Kräfte zu erzeugen, deren Phase, sich nach Belieben ändern läßt, ist es nur notwendig, durch die von den Mehrphasenmotoren her bekannten Verfahren in dem Eisenkörper bezw. der Sekundärwicklung des oben beschriebenen Gebers an Stelle eines Wechselfeldes ein Drehfeld zu erzeugen. Einer jeden in einer Sekundurspule erzeugten elektromotorischen Kraft kommt dann eine ganz bestimmte, ihrer räumlichen Lage gegenüber den primären Zuleitungspunkten entsprechende Phase zu.

Der Empfänger muß jetzt nach Art der Mehrphaseninduktionsmotoren ebenfalls ein Drehfeld besitzen, welches synchron mit dem des Gebers umläuft. In der Fig. 5 ist eine auf diesem Prinzip beruhende elektrische Fernübertragung dargestellt, bei der das Drehfeld im Geber und Empfänger von einem Dreiphasenstrom erzeugt wird. Die Anzahl der'Phasen primär kann beliebig sein; auch Einphasenstrom, welcher durch Drosselspulen, Kapazität oder andere Mittel in phasenverschobene Teile gespalten ist, kann verwendet werden. Auch sekundär ist jetzt die Zahl der Phasen beliebig; in Fig. 5 ist die Geber und Empfänger verbindende Leitung / einphasig. Bedingung für eine richtige Übertragung ist jetzt, daß bei übereinstimmender Phase die Sekundärspannungen ihrem Zahlenwerte nach gleich groß sind.

In Fig. 5 ist der Eisenkörper des Gebers demjenigen von Fig. 3 identisch gewählt. Eine Ausführung in der Art der Fig. 1 ist natürlich auch zulässig, nur ist in diesem Falle der Magnetisierungsstrom größer.

Es ist ferner auch hier möglich, statt zweier getrennter Wicklungen nur eine einzige zu verwenden, welche zugleich Primär- und Sekundärwicklung ist.

Die Zuleitung kann auch hier wieder entweder über den Kollektor durch eine der verwendeten Phasenzahl entsprechende Zahl von

Bürsten geschehen oder wie in Fig. 5 an festen Punkten.

Zur Veränderung der Phase der Sekundärspannung am Geber muß eine Änderung der Relativstellung von Kollektor und Bürsten möglich sein.

Bisher ist der Einfachheit halber nur immer von einem einzigen Geber und Empfänger die Rede gewesen. Es können natürlich Empfänger in beliebiger Anzahl und an beliebiger Stelle von einem Geber betrieben werden.

Es ist noch zu bemerken, daß bei der Leitungszuführung der primären und sekundären Leitungen sich stets eine primäre und eine sekundäre Leitung vereinigen lassen, falls nicht schon eine elektrische Verbindung zwischen Primär- und Sekundärleitungen vorhanden ist.

Die Wicklungen können sowohl als Ringsowie als Trommelwicklungen und, je nachdem sie mit dem Kollektor in Verbindung stehen oder nicht, als Gleich- oder Wechselstromwicklungen ausgeführt werden.

Um möglichst große Drehbereiche zu erzielen, wird man die Geber zweckmäßig zweipolig bauen.

Zur Vermeidung von Kurzschluß einer Spule beim Verdrehen der Bürsten am Kollektor kann man die Isolierschicht zwischen den einzelnen Kollektorsegmenten breiter als die Bürsten ausführen. Die in Fig. 1 bis 5 gezeichnete Kreisform der Eisenkörper ist für die Geber empfehlenswert, aber nicht notwendig.

Claims (1)

1. Patent-An Spruch:

   Geber zur elektrischen Fernstellung von Zeigern, Weichen und Geschützen, welchem ein- oder mehrphasiger Wechselstrom zugeführt und von welchem ein- oder mehrphasiger Wechselstrom zu den Empfängern abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß derselbe nach Art der bekannten Drehfeldumformer aus einem einzigen Eisenkörper mit einer oder zwei getrennten Wicklungen besteht, und daß bei demselben die Zu- oder die Ableitung des Stromes über einen Kollektor und relativ dazu drehbare Bürsten erfolgt, zu dem Zwecke, bei der Einleitung der Fern-Stellung keine elektromagnetischen Dreh-, momente überwinden zu müssen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.