DE179457C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

14. Dezember 1900

Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine elektrische Zugbeleuchtungsanlage, bei welcher unterhalb des zu beleuchtenden Wagens eine Dynamomaschine angeordnet ist, welche den Strom zum Laden einer Akkumulatorenbatterie und zum Speisen der parallel zur Batterie geschalteten Lampen liefert.

Eine derartig angeordnete und betriebene ■ Dynamomaschine wird natürlich entsprechend der Geschwindigkeit des Zuges mit verschiedenen Geschwindigkeiten angetrieben.

Unter solchen Umständen verändert sich auch die Leistung einer gewöhnlichen Dynamomaschine mit deren Antriebsgeschwindigkeit.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Anordnung einer Dynamomaschine, deren wirksame Leistung innerhalb weiter Geschwindigkeitsgrenzen praktisch konstant bleibt. Dieser Zweck wird in einer, äußerst einfachen Weise erreicht, welche den Vorteil besitzt, daß eine Anzahl von Mitteln weggelassen werden kann, die bisher als unerläßlich für die Lösung dieser besonderen Aufgabe erachtet wurden.

Bei der Ausführung der Erfindung wird von dem Grundsatze Anwendung gemacht, daß in einem elektrischen Stromkreise, der von Wechselstrom durchflossen wird und einen entsprechenden Grad von Selbstinduktion besitzt, die Impedanz des Stromkreises mit der Periodenzahl des ihn durchfließenden Wechselstromes größer wird. Infolgedessen wird, wenn auch die Spannung des Generators mit der Periodenzahl im gleichen Verhältnisse bei Zunahme der Antriebsgeschwindigkeit steigt oder zu steigen sucht, doch der durch den Stromkreis fließende wirksame Strom konstant und unabhängig von der Geschwindigkeit der Dynamomaschine bleiben.

Zu diesem Zwecke wird beispielsweise ein Wechselstromgenerator mit umlaufenden Feldmagneten und mit stillstehendem Anker angewendet. Der von diesem Generator erzeugte Strom wird durch zwei oder mehrere vorzugsweise elektrolytische Stromumformer der Akkumulatorenbatterie zugeführt, so daß die Batterie von einem pulsierenden, gleichgerichteten Strome geladen wird. Zwischen dem Wechselstromgenerator und dem Stromumformer oder der Stromumformerbatterie ist eine Drossel- oder Impedanzspule von geeigneten Größenverhältnissen angeordnet, welche von dem Wechselstrome durchflossen

wird, ehe er von den Stromumformern gleichgerichtet wird.

Es wird die von dem Generator erzeugte Spannung proportional mit der Antriebsgeschwindigkeit steigen. Der von dem Anker gelieferte und über die Drosselspule und die Stromumformer der Batterie zugeführte Strom wird ebenfalls so lange anwachsen, bis eine bestimmte kritische Höhe desselben erreicht

ίο worden ist. Mit wachsender Antriebsgeschwindigkeit steigt nämlich die Periodenzahl des Stromes und damit auch der Selbstinduktionskoeffizient der Drosselspule und des ganzen Stromkreises, der der Periodenzahl proportional ist. Ist nun eine gewisse Stromstärke erreicht, so wird ein weiteres Steigen oder Anwachsen des Stromes dadurch verhindert, daß, wenn auch die Spannung des Generators proportional zur Geschwindigkeit steigt, gleichzeitig auch die Impedanz des Stromkreises in demselben A^erhältnisse wächst.

Der Feldmagnet des Generators kann von der Akkumulatorenbatterie aus mit oder ohne Zwischenschaltung einer durch Schwungkraft wirkenden Vorrichtung erregt werden, welche mittels Schleifringe und Bürsten die notwendigen Kontakte herstellt, wenn eine bestimmte Drehgeschwindigkeit erreicht ist. Der Generator kann sich aber auch durch einen gleichgerichteten Strom selbst erregen.

Das Prinzip kann selbstverständlich auch für einen Zwei- oder Mehrphasengenerator zur Erzeugung eines konstanten gleichgerichteten Stromes Verwendung finden.

Die regelnde Wirkung der Impedanzspule kann noch dadurch verstärkt werden, daß sie ihren Kern entgegen der Wirkung einer Feder in sich hineinziehen kann, oder durch irgend ein anderes gleichartiges Mittel.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung an einem Einphasen-Wechselstromgenerator mit sich drehenden Feldmagneten schematisch dargestellt.

Es stellt α den Anker des Wechselstromgenerators dar, b ist der sich drehende Feldmagnet, der natürlich mehrpolig ausgeführt sein kann, und dessen Wicklungen mit den Schleifringen c, c¹ verbunden sind. Die Verbindung des Schleifringes c¹ mit der Magnetwicklung ist durch die hohle Welle über zwei voneinander isolierte und mit ihren Kontaktflächen in die Oberfläche der Welle hineinragende Kontakte hergestellt. Diese Verbindung kann aber auch in gleichwertiger Weise längs einer vollen Welle bewirkt werden. Auf den Schleifringen c und c¹ schleifen Bürsten d und d\ welche durch die Leitungen / und Z¹ mit dem positiven und negativen Pole der Akkumulatorenbatterie B verbunden sind. / ist die Impedanz- oder Drosselspule, f ist eine durch Fliehkraft wirkende Vorrichtung gewöhnlicher Art, die, sobald die Welle j sich mit mäßiger Geschwindigkeit zu drehen beginnt, die Hülse h nach links zieht und so die Verbindung zwischen den Kontakten g und g¹ herstellt, so daß der Magnet b von dem .Akkumulatorenstrome erregt wird. R, R\ R², R³ sind vier , Stromumformer der bekannten elektrolytischen Art, bei welchen eine Aluminiumelektrode mit einer Elektrode aus einem anderen Metalle in einer geeigneten Lösung angewendet wird. Diese Stromumformer oder Gleichrichter sind so eingeschaltet, daß sie den Strom nur in der durch die Pfeile bezeichneten Richtung hindurchfließen lassen.

L ist eine Lampengruppe, die entweder von der Batterie B oder von dem Generator oder von beiden in Parallelschaltung gespeist werden soll.

Bei S kann ein gegebenenfalls selbsttätig wirkender Rheostat zu dem Zwecke angeordnet werden, den Lampenstrom zu regeln und Änderungen der elektromotorischen Kraft der Batterie beim Laden und Entladen auszugleichen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Anordnung ist folgende:

Sobald die Welle j und das Feldmagnetsystem b eine sehr mäßige Geschwindigkeit erreicht haben, stellt die Fliehkraftvorrichtung / die Verbindung zwischen den Kontakten g und g^l her und der Feldmagnet b wird erregt.

. Der Anker α beginnt dann einen Wechselstrom zu erzeugen, der die Impedanzspule I, den Gleichrichter R nach dem positiven Pole der Batterie durchfließt und dann durch den Gleichrichter i?² über die Leitung /^s zurück nach der anderen Klemme des Ankers fließt.

In dem Augenblicke, wo die Bewegungsrichtung des Stromes umgekehrt wird, fließt der Strom über die Leitung /?■ und den Gleichrichter jR¹ nach dem positiven Pole der Batterie und von dem negativen Pole derselben durch den Gleichrichter R^B und die Leitung P durch die Impedanzspule / zurück nach der anderen Klemme des Ankers.

Auf diese Weise werden beide Ströme des Generators gleichgerichtet und zum Laden der Batterie benutzt.

Das der Erfindung zugrunde liegende Prinzip kann auch für Mehrphasengeneratoren verwendet werden, in welchem Falle die An- 115. Ordnung der Gleichrichter und Impedanzspule gleich der in der Zeichnung dargestellten ist.. So können bei einem Zweiphasengenerator zusätzliche Stromumformer und bei Verkettung des Zweiphasenstromes nur eine einzige Drosselspule angewendet werden, die dann in der gemeinsamen, stärker zu wäh-

lenden Rückleitung angeordnet ist, wobei die Batterie an geeigneten Stellen parallel angeschlossen ist.

In gleicher Weise, können Mehrphasengeneratoren verwendet werden. Aber es besteht kein praktischer Vorteil, mehr als zweiphasige Ströme in der angegebenen Weise anzuwenden, da schon diese die Erzeugung eines vollkommen gleichförmigen Stromes

ίο zum Laden der Batterie ermöglichen.

Um die Erregung der Maschine' zu unterstützen in Fällen, wo sie sich selbst erregen soll, wird der Lampenstrom von der Batterie durch eine den Feldmagneten des Generators umgebende Wicklung geführt.

Wenn die Maschine unter Benutzung des im Magnetsysteme zurückbleibenden Magnetismus oder durch Einführung permanenter Magnete selbsterregend ausgeführt werden soll, so kann dies dadurch bewirkt werden, daß die Leitung I¹ nicht mit dem negativen Pole der Batterie verbunden wird, sondern mit der Leitung I³, wie durch die punktierte Linie angedeutet ist. Zum Zwecke einer weiteren Regelung kann z. B. zwischen ./' und I³ eine besondere Impedanzspule in den Feldmagnetstromkreis eingeschaltet werden.

Die erforderliche Impedanz kann auch, ohne das Wesen der Erfindung zu ändern, in den Ankerstromkreis des Generators verlegt werden, so daß die'Drosselspule ganz oder teilweise fortfallen kann.

Claims (3)

Pate nt-An Sprüche:

1. Elektrische Zugbeleuchtungsanlage, welche aus einem mit veränderlicher Geschwindigkeit angetriebenen Wechselstromgenerator, einem oder mehreren Stromgleichrichtern und einer von dem gleichgerichteten Strome des Generators zu ladenden Batterie besteht, dadurch gekennzeichnet, daß durch Einführung einer beträchtlichen Impedanz der die Akkumulatoren ladende Strom innerhalb weiter Geschwindigkeitsgrenzen des Generators annähernd konstant erhalten wird. . .

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der größere Teil der erforderlichen Impedanz von einer Drosselspule hervorgerufen wird. .

3., Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Impedanz durch den Anker des Generators hervorgerufen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.