DE203285C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 203285 KLASSE 21 d. GRUPPE

oder kurzgeschlossen werden.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Mai 1907 ab.

Dip Erfindung bezieht sich auf elektrische Maschinen, deren Feldmagnete mit mehrfach unterteilten Primärwicklungen versehen sind. Diese können verschieden ausgeführt und geschaltet sein, um die Widerstaridsverhältnisse im Erregerstromkreis sowie die Feldstärke zu verändern.

Die Erfindung besteht darin, die elektrischen Konstanten der getrennten Wicklungen so zu bestimmen und solche Wirkungen der Selbstinduktion in ihnen hervorzurufen,. daß die Klemmenspannung derMaschine trotz wechselnder Drehzahl derselben selbsttätig konstant erhalten wird. Die Verwendung eines mechanischen Reglers irgendwelcher Art erübrigt sich bei vorliegender Erfindung.

In Verbindung hiermit wird eine durch die Patentschrift 196249, Kl. 46 c, bekannte Anordnung verwendet, bei welcher ein auf der

ao Maschinenwelle sitzender, kreisender Umschalter vorgesehen ist, der die Induktionswicklungen abwechselnd ausschaltet oder kurzschließt. Hierdurch tritt Selbstinduktion auf, welche die Feldstärke der Magnete in viel stärkerem Maße schwächt, als dies durch einfache Verminderung · der mittleren Intensität des Stromes durch oftmaliges Schließen und Öffnen möglich wäre. Gemäß vorliegender Erfindung werden die Widerstände und Abmessungen der verschiedenen Teile passend gewählt, so daß eine selbsttätige Regelung der Klemmenspannung der Maschine erzielt wird. Denn die Feldstärke wird dann durch die Erscheinungen der Selbstinduktion in dem Maße vermindert, in welchem sich die Ge-

schwindigkeit des Ankers vermehrt. Hierdurch wird es möglich, Fliehkraftregler oder andere, gewöhnlich wenig empfindliche und sich leicht verstellende Regler zu vermeiden.

Das abwechselnde Unterbrechen oder Kurzschließen des Stromes hat gleichzeitig den Zweck, Zündfunken in den Stromkreisen zu erzeugen, welche den verschiedenen Induktionswicklungen entsprechen, die gemäß der Patentschrift 196249, Kl. 46c, getrennt sind.

Der Gegenstand vorliegender Erfindung ist durch die Schaltungsschemata Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Der Anker 1 der Gleichstrommaschine ist mit einem Explosionsmotor mechanisch gekuppelt. Ferner sind Induktoren 2 vorgesehen, deren Anzahl der Zylinderzahl des Explosionsmotors entspricht, sowie Akkumulatoren 3 und ein Stromunterbrecher 4, welcher zum abwechselnden Unterbrechen des Stromes in den Induktoren dient. Sodann ist ein Widerstand 5 und ein Umschalter 6 angeordnet, welcher sich zwischen den Kontaktschrauben 7 und 8 bewegt.

Jeder Induktor besitzt mehrere getrennte Wicklungen 9, welche einzeln mit einem nicht dargestellten Umschalter verbunden sind und durch diesen zwischen den Leitungsdrähten 10 und 11 sowohl in Reihe (Fig. 1) als parallel geschaltet werden können.

Der Unterbrecher 4, welcher schematisch dargestellt ist, kreist gleichzeitig mit dem Explosionsmotor und bezweckt das abwechselnde Unterbrechen der Leitungen 10 der verschiedenen Induktoren, um in den verschiedenen

entsprechenden Zylindern Zündfunken zu erzeugen, und zwar wird hierzu entweder der Selbstinduktionsstrom der Magnetwicklungen oder der Strom besonderer Sekundärwicklungen benutzt.

Dieses an sich bekannte Verfahren gestattet eine selbsttätige Regelung der Klemmenspannung der Dynamomaschine. Hierzu genügt es, durch geeignete Bemessung der Wicklungen die schwächende Wirkung der Selbstinduktion in Beziehung zur Umdrehungsgeschwindigkeit des Ankers zu bringen. Es ist bekannt, daß die elektromotorische Kraft einer Dynamomaschine der Drehgeschwindigkeit des Ankers und der Feldstärke der Magnete proportional ist. Bei vorliegender Maschine wird die Feldstärke durch die Unterbrechungen des Induktionsstromes beeinflußt. Je häufiger diese stattfinden, desto mehr gewinnt die Selbstinduktion an Einfluß und vermindert die mittlere Feldstärke der Induktoren. Da die Drehgeschwindigkeit des Ankers und die Zahl der Unterbrechungen proportional ist, so geht daraus hervor, daß die mittlere Intensität des Erregerstromes in den Induktoren sowie die mittlere Feldstärke sich in dem Maße vermindert, wie sich die Geschwindigkeit des Ankers vermehrt. Es ist ersichtlich, daß die elektromotorische Kraft, deren Höhe sowohl von dem Strom als auch von der Geschwindigkeit abhängt, die sich in entgegengesetztem Sinne verändern, konstant bleiben kann, vorausgesetzt, daß die Elemente der Maschine passende Abmessungen besitzen. Es wird auf diese Weise ohne Hilfe irgendeiner Vorrichtung ein konstanter potentieller Unterschied erreicht, trotz der großen Änderungen in der Geschwindigkeit.

Zu dem Einfluß der Selbstinduktion kann ■ indessen noch derjenige der Unterbrechungsdauer hinzugefügt werden, indem der Unterbrecher derart bewegt werden kann, daß die relative Dauer jeder Stromunterbrechung nach Maßgabe einer größeren Drehgeschwindigkeit sich vermehrt. Die mittlere Intensität des Erregerstromes im Induktor wird dann einmal durch die Vergrößerung des Widerstandes vermindert, welcher der Selbstinduktion entspricht, Und dann durch die Verminderung der relativen Dauer des Stromdurchgangs.

Es ist zu beachten, daß bei Verwendung mehrerer Induktoren mit aufeinanderfolgenden Unterbrechungen die periodischen Schwankungen des gesamten Stromes in bezug auf den mittleren relativ zurückgehen, und daß daher die Ankerspannung nur wenig schwankt.

Es kann auch ein einziger Induktor angewendet werden, welcher mehrere getrennte Wicklungen besitzt (Fig. 2), wodurch dieselben Wirkungen, wie oben beschrieben, eintreten. In diesem Falle ist es indessen zweckmäßig, die Ströme nur in einzelnen Wicklungen zu ändern, denn wenn der Stromkreis des einzigen Induktors unterbrochen werden würde, so würde die Spannung zwischen den Klemmen der Dynamomaschine zu sehr schwanken, und es wäre das Auftreten starker Funken zu befürchten. Es ist daher vorzuziehen, die Wicklungen im Stromkreis zu lassen und diese Wicklungen bei jeder Umdrehung zu schließen (Fig. 2). Der Unterbrecher 4 (Fig. 1) ist durch einen Umschalter 16 ersetzt, welcher mit dem Motor synchron läuft und derart angeordnet ist, daß die verschiedenen Wicklungen 9 bei jeder Umdrehung kurzgeschlossen werden und der Strom immer durch alle Wicklungen oder durch alle mit Ausnahme einer einzigen hindurchfließt. Demzufolge werden die Schwankungen in der Klemmenspannung der Maschine vermindert.

Dieses Mittel ist auch anwendbar in dem Falle, in welchem die Einrichtung mehrere Induktoren umfaßt oder wo starke Zündfunkenim Unterbrecher 4 entstehen könnten.

In allen Fällen ist es möglich, den abschwächenden Einfluß der Selbstinduktion zu benutzen, welche aus den Stromunterbrechungen oder dem Kurzschließen entsteht, um das Anwachsen der Geschwindigkeit auszugleichen und die Spannung der Maschine konstant zu halten.

Obwohl die vorliegende Erfindung im besonderen in Verbindung mit Explosionsmotoren benutzt werden soll, so kann sie doch auch auf andere Anordnungen angewendet werden, bei denen elektrische Zündungen vorkommen. . .

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Elektrische Maschine, deren unterteilte Induktorwicklungen abwechselnd unterbrochen oder kurzgeschlossen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die rnagnetischen und elektrischen Abmessungen der Induktoren derart bestimmt sind, daß der schwächende Einfluß der Selbstinduktion (der sich mit der Anzahl der Stromunterbrechungen in der Zeiteinheit vermehrt) die durch die Zunahme der Drehgeschwindigkeit eintretende Spannungserhöhung der Maschine genau ausgleicht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.