DE204119C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Ausgleich von Belastungsschwankungen durch Puffermaschine und Akkumulatorenbatterie leidet, wie bekannt, an dem Nachteil, daß entsprechend der Spannungsdifferenz zwischen Ladung und Entladung einer Akkumulatorenbatterie eine beträchtliche Änderung in der Tourenzahl eintreten muß, um die Batterie zum Kraftausgleich heranzuziehen. Die Regulierung ist also sehr

ίο ungenau. Eine feinere Regulierung wird erreicht, wenn man aus dem Antriebsmotor oder aus der angetriebenen Dynamo Strom abzweigt und mit demselben die Puffermaschine beeinflußt, doch ist diese Methode natürlich nicht anwendbar, wenn weder die antreibende noch die angetriebene Maschine elektrisch sind.

Der Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun die Erzielung des elektrischen Ausgleichs ohne Änderung der Tourenzahl auch in diesem Falle, und zwar durch Benutzung der der Belastung entsprechenden Verdrehung des antreibenden Wellenendes gegenüber dem angetriebenen, sei es, daß die Welle nur in sich verdreht wird oder daß die Verdrehung durch eine elastische Kupplung verstärkt wird.

Diese Verdrehung kann in verschiedenster Weise zur Regulierung benutzt werden, und es werden im folgenden zwei Anwendungen des Prinzips näher ausgeführt, und zwar erstens: mittels kleiner Wechselstrommaschinen bzw. Einankerumformer, zweitens mittels Stromwender.

In Fig. ι sitzen auf der durch die Dampfmaschine (Turbine usw.) A angetriebenen Welle, in die ev. eine elastische Kupplung B eingeschaltet ist, die Puffermaschine C und die angetriebene Maschine D (Dynamo oder mechanische Maschine), weiterhin an den Enden der Welle die Rotoren zweier kleiner Wechselstrommaschinen E₁ und E₂, die miteinander elektrisch verbunden sind und deren Verbindungsleitung in der Wicklung F um die Magnete der Puffermaschine geführt ist. Diese Magnete werden außerdem von der Batterie G aus durch die Wicklung H bis zur Sättigung erregt.

Die Feldmagnete der Wechselstrommaschinen sind so eingestellt, daß bei Leerlauf der Maschine D, also bei nicht verdrehten Achsen, die Phasendifferenz der erzeugten Ströme gegeneinander genau i8o° beträgt. Da diese Ströme sich kompensieren, ist die Verbindungsleitung stromlos. Die Magnete der Puffermaschine befinden sich im Maximum der Erregung, die Klemmenspannung übersteigt die Gegenspannung der Batterie, und dieselbe wird aufgeladen.

Tritt eine Belastung der angetriebenen Maschine ein, so findet eine Verdrehung der angetriebenen gegenüber der antreibenden Achse statt, die Phasendifferenz der erzeugten Ströme weicht von i8o° ab, und es findet keine vollständige Kompensation mehr statt. Je nach der Größe der Verdrehung wird demnach die Verbindungsleitung von mehr oder weniger starken Wechselströmen durchflossen, die das Magnetfeld der Puffermaschine in be-

kannter Weise schwächen. Bei der mittleren Belastung wird eben die Ruhespannung der Batterie erreicht, bei noch stärkerer Belastung wird die Batterie zur Entladung herangezogen. Die Schwächung des Magnetfeldes der Puffermaschine, der Abfall der Klemmenspannung und die dadurch bedingte Teilnahme der Batterie an der Arbeitsleistung sind somit eine Funktion der Belastung der angetriebe-

"lo neu Maschine.

Statt das Feld der Puffermaschine direkt zu beeinflussen, kann man dasselbe durch eine eigene Maschine erregen, deren gesättigtes Feld in der eben geschilderten Weise geschwächt wird. Die Anordnung in diesem Fall zeigt Fig. 2. Die Buchstabenbezeichnungen sind dieselben wie in Fig. 1, ferner ist I die Erregermaschine, deren Feld von der Batterie G aus durch die Wicklung M gesättigt ist. · Letzteres wird durch die von den Wechselströmen durchflossene Wicklung N gesclrwächt. Die Erregermaschine speist die Feldmagnetwicklung K der Puffermaschine, deren Feld in diesem Fall nicht gesättigt zu sein braucht.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausfülirungsform, bei der die eine der Wechselstrommaschinen E¹ durch einen Einankerumformer O ersetzt ist, aus dem Gleichstrom abgenommen und zu der Regulierwicklung P der Magnete der Puffermaschine geführt wird. Die Wechselstromseite des Umformers ist direkt mit der Wechselstrommaschine E₂ verbunden. Der aus O entnommene Gleichstrom muß natürlich in solcher Richtung in der Wicklung geführt werden, daß eine Schwächung des auch in diesem Fall gesättigten Feldes eintritt. Auch hier kann eine besondere Erregermaschine verwendet werden. Die Einstellung erfolgt hierbei wie bei den Fig. 1 und 2 auf Leerlauf. Man kann ferner das magnetische Feld der Maschine E₂ so einstellen, daß ihre Wechselströme diejenigen des Einankerumformers gerade dann kompensieren, wenn die Belastung der Maschine D eine mittlere ist. Die Gleichstromseite des Umformers wird dann sowohl bei stärkerer als bei schwächerer Verdrehung der Welle Gleichstrom liefern, doch ist die Richtung desselben in beiden Fällen eine entgegengesetzte. Die Puffermaschine wird durch H so stark erregt, daß ihre Spannung gleich der Ruhespannung der Batterie ist. Bei mittlerer Belastung von D arbeitet daher die Batterie nicht, bei stärkerer Belastung von D wird die Batterie infolge Schwächung der Maschinenspannung durch die Spule P entladen, bei schwächerer Belastung von D jedoch aufgeladen.

Während bei vorstehenden Verfahren mit Wechselstrom oder mit gleichgerichtetem Wechselstrom reguliert wird, kann man auch von Anfang an Gleichstrom verwenden mit Hilfe, von Stromwendern. Fig. 4 zeigt eine derartige Anordnung. Die Bezeichnungen sind dieselben wie früher. Die Wechselstrommaschinen sind durch die Apparate R₁ und R₂ ersetzt, deren Abwicklungen in Fig. 4 a gezeichnet sind. Dieselben bestehen aus leitenden Schleifringen S₁ und S₂, welche in gleichmäßigen Abständen Ansätze aus leitendem Material T₁ und T₂ tragen, deren Zwischenräume durch isolierendes Material U₁ und U₂ ausgefüllt sind. Auf den Schleifringen schleifen die Bürsten V₁ und V₂, auf den Ansätzen die Bürsten W₁ und W₂.

Die Apparate werden so eingestellt, daß bei Leerlauf der Maschine D die Bürste W₁ auf einem Isolierstück schleift, während die Bürste W₂ einen leitenden Ansatz berührt.

Die Bürsten V₁ und V₂ sind an die entgegengesetzten Pole der Batterie angeschlossen. Zwischen den Bürsten W₁ und W₂ liegt die zweite Wicklung P der Puffermaschine. Es ist ohne weiteres klar, daß letztere von Stromstößen um so längerer Dauer durchflössen wird, je mehr ^₁ und R₂ sich verdreht. Es wird also auch hier das Feld .der Puffermaschine um so mehr geschwächt, je mehr die Maschine D belastet wird.

Auch bei Anwendung von Gleichstrom kann go die Regulierung in ähnlicher Weise erfolgen, wie dies als zweite Ausführung der Fig. 3 beschrieben wurde. Man erreicht dies durch eine Änderung des Apparates R₂, die in Fig. .5 a, und durch eine etwas veränderte Schaltung, die in Fig. 5 gezeigt ist.

In Fig. 5 a befinden sich zu beiden Seiten des Schleifringes S₅ die Ansätze T₅ und T₄, die durch die Isolierstücke U₃ und U₁ unterbrochen sind. Die Ansätze sind so verteilt, daß der Abstand zwischen T, und

der

Länge des Kontaktstückes T₁ auf R₁ entspricht. Auf S₅ schleift die Bürste V₃, auf den seitlichen Ansätzen schleifen die Bürsten W₅ und PF₄. V₃ ist mit der Batterie verbunden, W₃ und W₁ mit den Enden der Regulierwicklung X, W₁ mit der Mitte dieser Wicklung.'

Die Apparate R₁ und R₃ werden nun so eingestellt, daß bei der gewünschten mittleren Belastung von D die Bürste W₁ auf einem Kontakt schleift, wenn W₅ und W_t isoliert sind, und umgekehrt. Verbindungsleitung und Regulierspule sind in diesem Fall stromlos. Tritt aber eine Verdrehung von R₁ gegen R₅ ein, so gehen längere oder kürzere Stromstöße durch die Wicklung X, und zwar schleift die Bürste W₁, entsprechend der Belastung der Maschine D, abwechselnd mit W₅ und PF₄ gleichzeitig auf Kontakten, so daß die entstehenden Ströme je nach dem Sinn der Verdrehung in verschiedener Richtung, zu der

Mitte der Wicklung X gelangen und so das Feld abwechselnd stärken oder schwächen.

Statt derPuffermaschine kann bei allen vorstehenden Ausführungen auch eine Zusatzmaschine in den beschriebenen Arten beeinflußt werden. . Endlich können statt der Regulierspulen Relais verwendet werden, welche in gleicher Weise von Wechsel- oder Gleichströmen durchflossen werden und in bekannter Weise den Kraftausgleich mittels der Batterie und der Puffermaschine bewirken.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:
   Einrichtung zum Belastungsausgleich in Anlagen mit schwankendem Kraftbedarf, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung einer Puffermaschine, einer Zusatzmaschine oder einer Erregermaschine auf elektrischem Wege durch die Verdrehung des angetriebenen Wellenendes gegenüber dem antreibenden ev. unter Zwischenschaltung einer elastischen Kupplung beeinflußt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.

   Berlin, gedruckt in der reichsdruckereL