DE197031C - - Google Patents
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Description
HES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
- JVr 197031 KLASSE 21 d. GRUPPE
OTTO SCHALLER in STEGLITZ b. BERLIN.
Bei stark wechselnder Geschwindigkeit der Antriebswelle einer Dynamomaschine verändert
sich die Klemmenspannung der Maschine in weiten Grenzen. Zweck der vorliegenden Erfindung
ist die Erzielung einer annähernd konstanten Spannung an den Klemmen des
Nutzstromkreises durch Verwendung einer Hilfsdynamomaschine oder entsprechende Ausbildung
der Hauptdynamomaschine, so daß
ίο die Summe der Geschwindigkeiten von Haupt-
und Hilfsdynamomaschine oder die Relativgeschwindigkeit der gegeneinander drehbaren
Teile der Hauptdynamomaschine annähernd konstant bleibt.
In Fig. ι stellt W1 die in der Geschwindigkeit
stark veränderliche Welle dar, die z. B. durch Riemen R vor- oder rückwärts angetrieben
wird. Auf dieser Welle. sitzen der Anker A1
der Dynamomaschine -D1 und der Anker a1 einer
Dynamo M1, deren Felder von außen erregt werden.
Ein zweiter Satz, bestehend aus einem Motor M% und einer Dynamomaschine D2, deren
Anker a2 und A2 mechanisch gekuppelt sind, ist irgendwo an passender Stelle, z. B. da, wo
man den Nutzstrom konstant zu haben wünscht, aufgestellt. Die Schaltung (vgl. auch Fig. ia)
ist derart ausgeführt, daß die Summe der Geschwindigkeiten der beiden Maschinensätze
bzw. der mit ungleicher Geschwindigkeit angetriebenen Welle "FF1 und der frei laufenden
Welle W2 konstant bleibt. Zu diesem Zwecke sind die Anker a1, a2 hintereinander mit einer
konstanten Stromquelle, z. B. einer Akkumulatorenbatterie B geschaltet, während die beiden
Anker A1, A2 hintereinander an den Nutzstromkreis, der Lampen L oder Widerstände w
(Heizspiralen, Motoren usw.) enthält, angelegt und die Felder/1/2 der Maschinen M1M2
sowie die Felder F1 F2 der Maschinen D1 D2
je in Reihe von derselben Stromquelle abgezweigt sind. Steigt dann die Geschwindigkeit
der Welle W1 auf % Umdrehungen pro Minute, so möge D1 die Spannung E1, M1 die Spannung ex
liefern. Ist dann B die Spannung der Batterie, so kommen auf den Motor M2 noch e2 = B — ex
Volt. Seine Geschwindigkeit möge bei der eingestellten Erregung seines Feldes /2 den
Wert M2, entsprechend der gegenelektromotorischen
Kraft e2 annehmen. Die Dynamomaschine D2 sei nun z. B. so bemessen, daß sie bei n2 Umdrehungen
mit dem Felde F2 die Spannung E2
liefere. Dann ist die Summe der Geschwindigkeiten % + -W2 = n, die Summe der Spannungen
E1 + E2 = E, welcher Wert gleich, größer oder
kleiner als B sein kann. Nimmt jetzt z. B. die Geschwindigkeit der Welle W1 bis auf die Hälfte
ab, so würden die Spannungen von D1 + M1
E1
= —- bzw. = gegenelektromotorische
6o
Kraft von M2 = B — — e2, die Geschwindigkeit
der Welle W2 = (n2 + -^) und die elektro-
motorische Kraft der Hilfsdynamomaschine D2
E "~
— E2 -\
werden, so daß also wiederum die
Summe der Geschwindigkeiten η =· nx + W2, die
Summe der Spannungen E = E1 + E2 ist, ohne
daß an den Feldern irgend etwas geändert ist.
* Steht die Welle W1 still, so läuft nur der
Maschinensatz M2 D2, und die Anker A1 und a1
verzehren nur die ihren Widerständen entsprechenden kleinen Spannungen; läuft die
Welle W1 in umgekehrter Richtung, so steigert W2 seine Geschwindigkeit so hoch, daß n% — M1
= η wird; ist dies unerwünscht, so kann durch
Anker- oder Felderumschaltung in bekannter Weise der frühere Zustand hergestellt werden.
ίο Überschreitet 'W1 die Geschwindigkeit n, so
nimmt W2 eine negative, d. h. in. der Drehrichtung geänderte Geschwindigkeit an, und
die gegenelektromotorische Kraft von M2 wirkt derjenigen von M1 entgegen, so daß die
Spannung von M1 + M2 gleich der Spannung B bleibt, gleichviel wie weit auch M1 und damit βΛ
zunimmt. Zum Laden der Batterie muß die elektromotorische Kraft von M2 verringert
werden, -was durch geringes Bremsen der
Achse Womöglich ist. Man kann noch besondere Regelungen der Spannung und Drehzahl dadurch
bewirken, daß man die an den Bürsten der einzelnen ' Maschinen entstehenden wechselnden
Spannungen zur Verstärkung oder Schwächung der Felderregungen benutzt, so läßt sich z.B.
für das Feld /2 des Motors M2 außer der gewöhnlichen
Erregerwicklung noch eine zweite Nebenschlußwicklung verwenden, die vom Anker a2 abgezweigt ist. Ebenso kann man hier auch
von den durch D. R. P. 140926, Kl. 21 d, bekannt gewordenen Regelungsverfahren für die
Maschinen D1, Z)2, M1, M2 Gebrauch machen.
Die Regelung ist bei passender Wahl der Verhältnisse innerhalb sehr weiter Grenzen genau ;
es ist aber natürlich ohne weiteres möglich, an den Grenzen oder dauernd durch Veränderung
der Erregungen, also durch zusätzliche oder abzügliche Haupt- oder Nebenschlußwindungen
zu den Feldern/1/2 oder F1F2 oder zu beiden
die Spannungen z. B. für den Fall veränderlicher Last noch weiter zu beeinflussen. Auch
können die Felder, statt von der Batterie erregt zu werden, an die Summe der Spannungen
2T1 + E2 der Dynamomaschinen Aτ und A 2 angeschlossen
werden; ebenso kann man die Anker A1 und a1 des Haupt- und A2 und a2
des Hilfssatzes als Doppelanker je in ein gemeinsames Feld einbauen, wie Fig. 2 es
schematisch darstellt.
Noch weitere räumliche Zusammenlegungen ergeben sich, wenn man die zwei Dynamomaschinen
D1 und D2 durch eine einzige Hauptdynamomaschine
D ersetzt, deren Feldmagnet F durch den Motor M1 bzw. die Welle W1 und
deren Anker A durch den Motor M2 bzw. die
■' Welle W2 in entgegengesetztem oder gleichem
Sinne zueinander gedreht wird (Fig. 3). Selbstverständlich ist auch die umgekehrte Anwengung
möglich, bei welcher J^1 den Anker, W2 den
Feldmagneten antreibt. Es sind dann Schleifringe nötig, um den drehenden Teilen den Strom
zuzuführen. Fig. 4 stellt das Schaltungsschema einer solchen Anordnung dar. Die Anker a1
und a2 werden wie früher in Reihe vom Batteriestrom
durchlaufen; ihre Felder f1 und /2
stehen fest und sind fremd, z. B. von der Batterie5 oder vom Anker A erregt. In der
Fig. 4 ist der Fall gezeichnet, daß /x von der Batterie, /2 dagegen sowohl von der Batterie
als von a1 erregt wird. Läuft dann W1 schnell,
so wird das Feld /2 verstärkt, und W2 bzw. der
mit ihm gekuppelte Feldmagnet F läuft noch etwas langsamer, als er dies ohnehin infolge
der Ankerschaltung täte. Es ist dies eine der Möglichkeiten, die Regelgrenzen noch mehr zu
erweitern. Dem kreisenden Felde F wird in Fig. 4 der Erregerstrom durch Schleifringe zugeführt.
Da die Bürsten synchron mit dem Felde laufen, sind zur Abnahme des Stromes
von den Bürsten des Ankers A ebenfalls Schleifringe nötig, die jedoch in Fig. 4 weggelassen
worden sind.
Ebenso ist darauf verzichtet worden, andere bekannte Regelungsmittel, z.B. Gegenwicklungen,
die vom Nutzstrom von A (Fig. 4) bzw. A1 A2 (Fig. ι und 2) durchflossen werden
und die Felder f1/2 schwächen, zeichnerisch
darzustellen. > '
Es kann durch diese Hilfsmittel erreicht werden, daß die Nutzspannung z. B. mit veränderlicher
Last steigt oder konstant bleibt oder fällt. Diese Wirkung läßt sich auch noch durch Veränderung der Spannung B. der Hilfsstromquelle
erreichen; die hier beispielsweise als Batterie gezeichnet ist.
Natürlich ist es auch möglich, die Dynamomaschine D ohne Stromwender als Wechselstrommaschine
arbeiten zu lassen. Die Hilfsstromquelle B kann dabei eine Gleichstromdynamomaschine
oder eine Batterie sein. Die Hilfsmaschinen M1 M2 sind ebenfalls für Gleichstrombetrieb
gebaut.
Die Anordnung nach Fig. 5 ist eine weitere Ausbildung der in Fig. 3 dargestellten Anordnung.
Während bei dieser die beiden Stromerzeuger D1 und D2 der Fig. 1 durch einen
einzigen ersetzt sind, dessen Feld mit dem einen Motor M1 und dessen Anker A mit dem anderen
Motor M2 mechanisch gekuppelt ist, und wobei einer der beiden Dynamoteile (in der Fig. 3 das
Feld F) einen äußeren Antrieb durch R erhält, ist diese Vereinigung zweier getrennter Maschinen
in Fig. 5 auch für die beiden Motoren M1 und M2 der Fig. 1 durchgeführt. Auf diese
Weise entstehen zwei drehbare Ankert, auf
einer gemeinsamen Welle W1 und zwei drehbare
Felder, die in der Fig. 6 zu einem Felde F1 vereinigt sind, auf einer zweiten gemeinsamen
Welle W1. Wiederum wird eine der beiden Wellen, in der Fig. 5 die Feldwelle W1, durch R
von einer mechanischen Kraftquelle angetrieben. Der eine Doppelanker ist mit der Hilfsstroni-
quelle, der andere mit dem Nutzstromkreis verbunden. Diese Verbindungen sind in der
Fig. 6 schematisch dargestellt, wobei eine Maschine mit Außenpolen vorausgesetzt ist.
Die beiden Felder F1 und F2 erhalten gemeinsam
ihren Antrieb durch R. Wird hierdurch eine derartige Geschwindigkeit des Feldes F2
gegenüber dem Anker A2 erzeugt, wie sie der Spannung der Hilfsstromquelle B entspricht,
ίο so steht die Ankerwelle W still, und die Lampen
erhalten ihre normale Spannung. Sinkt die Geschwindigkeit von R unter jenes Normalmaß,
so bewirkt die Hilfsstromquelle B, daß sich der Anker A2, also auch die Welle W, in entgegengesetztem
Sinne wie das Feld dreht, so daß die Relativgeschwindigkeit beider wieder die normale ist und im Anker A1 infolgedessen
wieder die normale Spannung erzeugt wird. Steigt dagegen die Geschwindigkeit von R über
die Normalgeschwindigkeit, so wird die Hilfsstromquelle B bewirken, daß sich die Welle W
in gleichem Sinne wie das Feld so dreht, daß die Relativgeschwindigkeit beider, also auch
die Spannung von Anker A1, wieder normal ist. In letzterem Falle wirkt der Anker A2 als
negativer Motoranker oder, als Stromerzeuger, der zur Aufladung der Batterie benutzt werden
kann.
I Selbstverständlich kann auch der Anker des einen Teils mit dem Feldmagneten des anderen Teils mechanisch gekuppelt sein. Eine solche Anordnung zeigt Fig. 7, wobei beispielsweise der eine Anker A2 Außenpole F2, der andere Anker A1 dagegen Innenpole F1 besitzt. Die ' Wirkungsweise ist genau die gleiche wie bei der Einrichtung nach Fig. 6. Wird als Nutzstrom Gleichstrom angewendet, so ist der Strom vom Anker A1 natürlich durch Bürsten zu entnehmen, die mit dem Feld F1 kreisen.
I Selbstverständlich kann auch der Anker des einen Teils mit dem Feldmagneten des anderen Teils mechanisch gekuppelt sein. Eine solche Anordnung zeigt Fig. 7, wobei beispielsweise der eine Anker A2 Außenpole F2, der andere Anker A1 dagegen Innenpole F1 besitzt. Die ' Wirkungsweise ist genau die gleiche wie bei der Einrichtung nach Fig. 6. Wird als Nutzstrom Gleichstrom angewendet, so ist der Strom vom Anker A1 natürlich durch Bürsten zu entnehmen, die mit dem Feld F1 kreisen.
Bei Wechselstrom dagegen können selbstverständlich die Bürsten feststehen, während der
Strom aus A1 durch Schleifringe entnommen wird. Bürsten und Schleifringe sind in Fig. 7
fortgelassen.
Vereinigt man die beiden auf einer gemeinsamen Welle sitzenden Anker A2 und A1 bei
der Anordnung nach Fig. 6 in bekannter Weise zu einem Doppelanker, so entsteht die Ausführungsform
nach Fig. 8. Die Anker liegen dann in einem gemeinsamen Magnetfeld, gleichgültig,
ob 'sich dies aus mehreren Einzelfeldern zusammensetzt oder nicht.
Bildet man endlich diese Anordnung zu einer Maschine mit einem Anker und Innenpolen
aus, so erhält man die Anordnung nach Fig. 5, deren Schaltung Fig. 5a schematisch andeutet.
Die Erregung des Feldes F geschieht in dieser Zeichnung durch die Hilfsstromquelle B. Es
können natürlich auch, wie in Fig. 4 dargestellt, daneben noch zusätzliche oder abzügliche Hilfsr
erregerwicklungen benutzt werden. Bei Entnahme von Wechselstrom können wieder an
die Stelle der kreisenden Bürsten δ2 Schleifringe mit feststehenden Bürsten treten.
In allen diesen Fällen übt natürlich der frei laufende Teil ein nur äußerst schwaches resultierendes
Drehmoment auf die von der mechanischen Kraftquelle angetriebene Welle aus. Mit der Änderung dieses Drehmomentes, die durch
alle bekannten Mittel, mechanische oder elektrische Bremsung des frei laufenden Teiles,
Regelung des Feldes durch Änderung seiner Erregung, Sättigung oder Streuung, durch die Art
der Ankerwicklung, in beschleunigendem oder verzögerndem Sinne erfolgen kann, werden sich
auch die Ankerspannungen in jedem gewünschtem Maße verändern und regeln lassen, so wie
es für die Ladung der Sammler oder den Betrieb der Stromverbraucher zweckmäßig erscheint.
Claims (5)
1. Verfahren zur Erzeugung gleichbleibender oder in bestimmtem Sinne veränderlicher
Spannung mittels Dynamomaschinen wechselnder Drehzahl, die zum Teil mit einer Hilfsstromquelle zusammenarbeiten, dadurch
gekennzeichnet^ daß von vier paarweise gekuppelten Dynamomaschinen (D1, D%, M1,
M2J deren eines Paar (D1, M1) irgendwie
mechanisch mit veränderlicher Drehzahl angetrieben wird, während das andere Paar
(D2, M2J frei läuft, eine Maschine (M1)
eines Paares mit einer Maschine (M2) des anderen Paares in Reihe an die Hilfsstromquelle
(B) angeschlossen wird, während die
■ beiden anderen Maschinen (D1, D2) jedes
Paares gleichfalls in Reihe liegen und den zu regelnden Stromkreis speisen, so daß
die Summe der Drehzahlen beider Maschinensätze und somit die" Gesamtspannung der hintereinander geschalteten Stromerzeugermaschinen
(D1, D2) selbsttätig ohne·
Zuhilfenahme von Schaltvorrichtungen auf gleichbleibender oder innerhalb der gewünschten
Grenzen veränderlicher Höhe gehalten wird.
2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
. von den paarweise gekuppelten Dynamomaschinen (D1, M1 bzw. D2, M2) die eine
oder beide je zu einer einzigen Dynamomaschine mit gemeinschaftlichem Felde
und zwei Ankerwicklungen vereinigt sind.
3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden zu verschiedenen Maschinensätzen gehörenden, hintereinandei geschalteten
Dynamomaschinen (D1, D2), die den zu. regelnden Stromkreis speisen, zu einer
einzigen Maschine (D) vereinigt sind, deren Feldmagnet (F) von der mechanisch an-
getriebenen Welle (W1) und deren Anker
(A) von der frei laufenden Welle (W2) bzw. umgekehrt in gleichem oder entgegengesetztem
Sinne angetrieben wird.
4. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden zu verschiedenen Maschinensätzen gehörenden, hintereinander geschalteten Maschinen
(M1, M2), die mit der Hilfsstromquelle (B) verbunden sind, zu einer einzigen
Maschine vereinigt sind, deren Feldmagnet mit der mechanisch angetriebenen Welle
(W1) und deren Anker mit der frei laufenden Welle (W2) bzw. umgekehrt gekuppelt sind.
5. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
sowohl die beiden zu verschiedenen Maschinensätzen gehörenden, hintereinander geschalteten Maschinen (D1, D2), welche
den zu regelnden Stromkreis speisen, als auch die beiden zu verschiedenen Maschinensätzen
gehörenden, hintereinander geschalteten Maschinen (M1, M2), welche mit der
Hilfsstromquelle (B) verbunden sind, zu -je einer einzigen Maschine vereinigt sind,
deren Feldmagnete mit der mechanisch angetriebenen Welle (W1) und deren Anker
mit der frei laufenden Welle (W2) bzw. umgekehrt verbunden sind, wobei die beiden
Anker zu einem Doppelanker (A ) ausgebildet und die beiden Felder zu einem einzigen
Felde (F) vereinigt sein können.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
AT36579D AT36579B (de) | 1906-08-11 | 1908-05-01 | Einrichtung zur Erzeugung konstanter oder in einem bestimmten Sinne veränderlicher Spannung mittelst Dynamomaschinen von wechselnder Drehzahl. |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE197031C true DE197031C (de) |
Family
ID=459954
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1906197031D Expired - Lifetime DE197031C (de) | 1906-08-11 | 1906-08-11 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE197031C (de) |
-
1906
- 1906-08-11 DE DE1906197031D patent/DE197031C/de not_active Expired - Lifetime
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