DE20587C - Neuerungen an dynamo- oder magneto-elektrischen Maschinen und Elektromotoren - Google Patents

Description

PATENTAM

Der bei der elektrischen Beleuchtung benutzte Strom wird in einer Centralstation erzeugt und von da in ,den Bezirk derselben vertheilt.

In der Centralstation sind eine Anzahl Stromerzeuger zur genügenden Speisung des Bezirks angebracht, welche in Parallelschaltung mit einander verbunden sind.

Die Erzeugungsfähigkeit der in Arbeit befindlichen Generatoren wird durch Reguliren und durch die Controle , des durch die Spulen der das magnetische Feld erregenden Magnete gehenden Stromes regulirt und controlirt.

Der Gegenstand des einen Theiles dieser Erfindung ist die Anordnung von Mitteln für diese Regulirung, deren eine Art in der Anordnung gleicher Widerstände in den Stromkreis jeder Spule der das magnetische Feld erregenden Magnete und in der Ein- und Ausschaltung gleicher Theile derselben und zu gleicher Zeit entweder durch Hand oder automatisch besteht. In dem letzteren Falle wird eine besondere elektrische Maschine verwendet, die, in einem vom Hauptstrome abzweigenden Strome angeordnet, mit einem Regulator versehen ist. Der Regulator dieser Maschine wirkt bei einer Verminderung oder Vergröfserung der Geschwindigkeit auf einen Umschalter, durch welchen ein Theil des Widerstandes oder der ganze Widerstand ein- oder ausgeschaltet wird.

Fig. ι ist die Ansicht einer automatischen Anordnung, Fig. 2 die Ansicht einer Anordnung zur Regulirung der Widerstände mit der Hand, beide Anordnungen sind in der Hauptsache schematisch dargestellt.

i, 2 sind die Hauptleitungsdrähte von und nach der Centralstation, in welcher beispielsweise vier dynamo - elektrische Maschinen A A' A^% A³ aufgestellt sein mögen.

In der Zeichnung sind nur die Verbindungen von den Spulen der erregenden Magnete angegeben, während die Verbindung der rotirenden Armaturen mit denselben Hauptleitern als selbstverständlich weggelassen sind.

Aus jeder erregenden Spule fuhrt ein Leiter 3 direct nach dem Hauptleiter 2, während vom Leiter 1 ein Draht 4 in dem einen Falle nach dem Handumschalter S und in dem anderen Falle nach dem automatischen Umschalter L führt. Die Widerstände, von denen je einer für jeden Erzeuger vorhanden ist, sind mit R R¹ R^% R³ bezeichnet und je mit dem entsprechenden Generator verbunden, so R mit A durch Draht 10, R' mit A¹ durch 11 u. s. f.

Jeder der Widerstände kann aus einzelnen, beliebig vielen Widerstandskästen bestehen, deren in der Zeichnung vier durch r r¹ r² r^z dargestellt sind, die durch Leiter mit dem Handumschalter S oder dem automatischen Umschalter L in Verbindung stehen, um mehr oder weniger Widerstände aus dem Stromkreise auszuschalten. Wird der Hebel nach 9 gedreht, so werden alle Widerstände aus dem Stromkreise ausgeschieden, bei 8 ist nur r in den Stromkreis eingeschaltet, bei 7 r und r\ bei 6 r r¹ und r², während bei einer Stellung auf 5 alle Widerstände in den Strom eingeschaltet worden sind. Der Lauf des Stromes nach den erregenden Spulen ist dann von 1 durch 4 nach .S oder L, ferner durch einen der Leiter S, 6, 7, 8 oder 9, worauf er sich theilt und durch 10, 11, 12 und 13 nach A A* A²und A³ nach 2 geht.

Durch diese Anordnung wird der Widerstand aller äufseren Stromkreise vergröfsert oder verringert und bleiben ihre relativen Widerstände unverändert, während jedes Feld genau und schnell justirt werden kann, wodurch dem entsprechend die Erzeugungsfahigkeit der Maschine bestimmt wird.

In Fig. ι ist B eine in einen Zweigstromkreis b b des Hauptstromkreises eingeschaltete elektrische Maschine. ' Auf der Spindel der Armatur derselben sitzt, ein Regulator G, mit welchem der bei i drehbare Schalthebel verbunden ist.

Der Lauf der Armatur und ihres mit ihr verbundenen Regulators hängt von dem durch b b gehenden Strom ab. Wird der Strom in ungenügender Stärke erzeugt, so fallen die Kugeln des Regulators und bewegen so den Hebel Z, wodurch dieser mit Draht 8 oder 9 in Verbindung tritt. Diese Verbindung erzeugt einen stärkeren Strom durch die erregenden Spulen und folglich eine Zunahme der Stärke des magnetischen Feldes und der generativen Fähigkeit. Bei übermäfsiger Stärke tritt gerade das Gegentheil ein. Sind die Erzeuger, wie gezeigt, dynamisch mit einander verbunden, so ist diese Anordnung in wirksamer Weise auf magnetoelektrische Maschinen verwendbar; werden die Drähte 3 nach einem besonderen Generator geführt, der nur als Hülfsstromzuleiter für die Haupterzeuger dienen soll, so mufs natürlich der Strom 4 nach dieser Maschine zurückgeführt werden.

Eine Anordnung, durch welche die erzeugende Kraft einer dynamo- oder magneto-elektrischen Maschine regulirt werden kann, so dafs ihr nur die zu einem bestimmten Strome erforderliche Strommenge zugeführt und der Druck oder die elektromotorische Kraft in dem Stromkreise constant gehalten wird, ist folgende:

Es wird Widerstand und ein Umschalter, durch welchen der Stromkreis von dem Widerstände mehr oder weniger beeinflufst wird, in den Stromkreis eingeschaltet, der in die das magnetische Feld erregende Magnete geht.

Der Umschaltehebel wird an einem in einer spiralförmigen Windung spielenden Magnete angebracht, welcher ebenso wie die spiralförmige Windung kreissegmentförmig geformt , ist. Der innere Magnet, sucht beim Maximum der Intensität dieses und des äufseren Magneten sich so zu stellen, dafs sein Centrum mit dem Centrum der Umwindung correspondirt, wodurch der Umschaltehebel in eine solche Lage kommt, dafs der Stromkreis durch alle Widerstände geht, während eine an dem Umschalter angebrachte Feder dazu dient, den unbeeinflufsten Hebel in die Lage zu bringen, dafs alle Widerstände ausgeschaltet werden. Beide Umwindungen des Axialmagneten befinden sich in einem vom Hauptstromkreise abgeleiteten Zweigstromkreise.

Sind keine der Verwendungsstellen im Stromkreise eingeschaltet, so geht der gesammte Strom nur durch die Windung des axialen Magneten und erreicht dieser das Maximum der magnetischen Erregung, wodurch aller Widerstand in den Stromkreis eingeschaltet wird und so die Erzeugung der Elektricität auf einen gewissen Punkt beschränkt wird.

Werden darauf Verwendungsstellen in den Stromkreis eingeschaltet, so werden mehrere äufsere Stromkreise geschlossen und derjenige Theil des Stromes, welcher durch den axialen Magnet geht, wird geringer, wodurch der Elektromagnet an Stärke verliert, so dafs die Wirkung der Feder den Umschaltehebel bewegt. Durch diese Bewegung wird ein Theil des Widerstandes ausgeschieden, der der nöthigen Vermehrung der Stromstärke entspricht, wodurch die infolge der Einschaltung mehrerer Verwendungsstellen (Anzünden mehrerer Lampen) eintretende Stromverminderung aufgehalten wird.

In Fig. 3, in welcher das Vorstehende illustrirt ist, ist ein Generator einer Dynamomaschinenart dargestellt, dessen Princip und Anordnung auch auf jede andere Art Generatoren, einzeln oder in Batterieform, verwendbar ist.

G ist der Generator, von dessen Commutator· bürsten oder Federn 1, 2 der Haupt- oder Verbrauchsstromkreis 3, 4 führt; 5 ist ein um die erregenden Magnete des Generators führender Zweigstromkreis, in welchen ein Widerstand R und Umschaltehebel L eingeschaltet ist.

Die Spirale M ist in den Zweigstromkreis 6 eingeschaltet; in ihr spielt der Magnet m, welcher den Kern derselben bildet, an dem Schalthebel L befestigt ist und den letzteren in der einen Richtung gegen die Zugkraft der Feder 5 in der anderen Richtung bewegt.

In die Zweigstromkreise 7 werden die Lampen oder sonstige Verwendungsstellen eingeschaltet.

Sind die Stromkreise in 7 unterbrochen, so findet der erzeugte Strom seinen Weg durch 6, M, m und macht letztere stark magnetisch, wodurch der in M liegende Kern m angezogen wird, was eine Berührung von L mit R in der Nähe von α oder b bewirkt, so dafs alle oder fast alle Widerstände in den Stromkreis eingeschlossen werden, welcher so viel schwächer gemacht wird, dafs die Stromerzeugung des Generators G auf einem gewissen Punkte gehalten wird. Wird der Zweigstromkreis 7 geschlossen, so nimmt er einen Theil des Stromes auf und vermindert die Elektricitätsmenge durch 6 und dadurch die Stärke von Mm, so dafs die Feder den Hebel L beispielsweise nach c einstellt.

Es wird auf diese Weise ein Theil des Widerstandes ausgeschaltet und der Stromkreis verstärkt, wodurch eine proportionale Zunahme der Stromerzeugung hervorgerufen wird. Bei Schliefsung mehrerer Stromkreise wird L nach

und nach mit allen Contactpunkten von R in Verbindung gebracht, oder es wird so viel von R ausgeschaltet, als zur Compensation für den vermehrten Bedarf nöthig ist.
, . Wird ein Theil von 7 ausgeschaltet, so findet die entgegengesetzte Wirkungsweise statt.

Ein anderer Theil dieser Erfindung besteht in Neuerungen an elektro-magnetischen Motoren zur Bewegung kleiner Maschinen, wie Nähmaschinen und Drehbänken, vor allem aber von Nähmaschinen, durch welche Neueruhgen die Geschwindigkeit des Motors leicht regulirt werden kann, so zwar, dafs die getriebene Maschine ohne Stromunterbrechung schnell oder langsam laufen kann, und dafs beim Anhalten oder Loslassen des Motors der Widerstand seines Stromkreises so regulirt wird, dafs irgend ein merkbarer Effect auf die elektrischen Lampen im System vermieden wird, wenn der Motor und die Lampen von demselben Leiter aus betrieben werden.

Zu diesem Zwecke ist in den Betriebsstromkreis ein justirbarer Widerstand und ein durch ein Trittbrett zu bewegender Hebel eingeschaltet. Diese Anordnung gestattet dem Arbeiter, den Widerstand in dem Stromkreis durch das Trittbrett ein- oder auszuschalten und dadurch die getriebene Maschine langsamer oder schneller laufen zu lassen.

Der Hebel kann auch normal gestellt werden, so dafs nach Schliefsung des Stromkreises der gesammte Widerstand eingeschaltet wird und die nöthige Magnetisirung' eintritt, noch ehe irgend welcher Widerstand ausgeschaltet wird, so dafs bei Ausschaltung des Widerstandes die Geschwindigkeit des Motors zunimmt imd in seinem eigenen Zweigstromkreise eine elektromotorische Gegenwirkung erzeugt und hierdurch die Verringerung des wirklichen Widerstandes ausgleicht.

Auf diese Weise wird ein nahezu constanter Widerstand erzielt und die mit dem nämlichen Hauptleiter verbundenen Lampen werden nicht merkbar afficirt. Ein an passender Stelle angeordneter Umschalter ist für die Unterbrechung und Schliefsung des Stromkreises angebracht.
- Fig. 4 ist die Seitenansicht einer Nähmaschine mit der an ihr angebrachten Neuerung.

A ist das Gestell einer Näh- oder sonstigen leichten Maschine, B der an dem Gestell befestigte Motor, welcher durch den von den Hauptleitern abzweigenden Stromkreis 1, 2 bewegt wird, C ist der eingeschaltete Widerstand und D ein am Gestell drehbar befestigter Hebel; durch AViderstand und Hebel geht der Stromkreis 1, 2.

Der Hebel ist jetzt so gezeichnet, als wenn alle Widerstände durch eine Feder E in den Stromkreis eingeschaltet wären. Der Hebel D ist durch die Stange α mit dem Fufstritt F verbunden; G ist ein Umschalter zur Schliefsung und Unterbrechung des Stromkreises.

Eine zweite Anordnung, um bei der Ein- oder Ausschaltung eines Motors aus dem Stromkreise eine Wirkung auf die Lampen zu vermeiden, besteht darin, dafs Widerstände in den Zweigstromkreis des Motors eingeschaltet werden, die dann bei zu grofser Geschwindigkeit des Motors nach und nach ausgeschaltet werden. Diese Widerstände werden mit beweglichen Contactklötzchen oder Platten verbunden, welche, in einer Reihe angeordnet, durch die Bewegung eines mit dem Motor in Verbindung stehenden Centrifugalregulators der Reihe nach zusammengeprefst werden, während sie durch Federn oder ihre eigene Schwere in die normale Lage zurückgehen. Der Regulator wirkt zu diesem Zwecke auf einen drehbaren Hebel, der an seinem freien Ende ein Contactklötzchen oder eine Platte in gleicher Reihe mit den Klötzchen oder Platten der Widerstände trägt.

Die Contactklötzchen dieser Widerstände können in grofser Verschiedenheit angeordnet werden. Entweder können sie von parallelen Federarmen getragen werden, die an einem Ende befestigt sind, oder sie können an drehbaren Hebeln sitzen, die durch Federn oder die eigene Schwere in einer Richtung eingestellt werden; sie können auch durch Gleitstifte ersetzt werden, die durch Federdruck oder durch eigenes oder vermehrtes Gewicht in der einen Richtung bewegt werden.

Ist der Motor aus dem Stromkreise ausgeschaltet, so sind die Contactklötzchen getrennt und sämmtliche Widerstände sind mit der Leitung verbunden. Wird aber der Motor eingeschaltet, so genügen die Widerstände in dem Zweigstromkreise des Motors, um irgend eine Einwirkung auf die Lampen des Systems zu hindern; wächst die Geschwindigkeit des Motors, so prefst der Regulatorhebel die Klötzchen zusammen, wodurch der Reihe nach die Widerstände je nach Zunahme der von der Geschwindigkeit herrührenden elektromotorischen Gegenwirkung ausgeschaltet werden, bis das Maximum der Geschwindigkeit erreicht ist,. worauf dann alle Widerstände ausgeschaltet sein werden, ' von denen jedoch ein oder mehrere Widerstände eingeschaltet bleiben können, um dem Motorstromkreise den geeigneten Widerstand zu bieten.

Ist der Motorstromkreis unterbrochen, so werden die Klötzchen durch den Stillstand des Motors und des Regulators getrennt, wodurch der gesammte Widerstand im Stromkreise sich befindet, wenn er wieder geschlossen wird.

Wird die Anordnung umgekehrt, so kann dieses Mittel zur Controle des das magnetische Feld erregenden Stromkreises eines Generators oder einer Batterie derselben verwendet werden. Dann wird der Motor von einem vom Hauptstromkreise abzweigenden Stromkreise getrieben und stellt dann der Regulator den Widerstand

im Stromkreise her, wenn die Geschwindigkeit des Motors die normale Grenze übersteigt.

Die Fig. 5, 6, 7 und 8 zeigen diese Anordnung. Fig. s ist eine Ansicht des Regulators und der beweglichen, von den Federarmen getragenen Contäcte, Fig. 6 ist eine Ansicht der von drehbaren Hebeln getragenen Contäcte.

Fig. 7 ist eine Ansicht der Contäcte in Form federnder Stifte, und endlich

Fig. 8 ein Diagramm, welches die Anordnung zur Regulirung des Widerstandes des das magnetische Feld erregenden Stromkreises einer Batterie von Generatoren zeigt.

A ist ein entweder horizontal oder vertical angeordneter Centrifugalregulator, der durch einen in Fig. 8 angegebenen Elektromotor A' getrieben wird. R R¹ R² sind die Widerstände in dem Zweigstromkreise 1, 2 des Motors, welche in beliebiger Zahl angeordnet sein können; sie sind mit beweglichen Contactklötzchen, Platten oder Spitzen C C¹ C² C³ verbunden, welche sämmtlich mit Zwischenräumen in einer Linie liegen. Der drehbare Regulatorhebel D hat ein in gleicher Linie mit den Widerstandscontactklötzchen liegendes Klötzchen, durch welches die Contactklötzchen der Widerstände zusammengeprefst werden, dessen Zurückgehen in die normale Stellung aber das Trennen der Klötzchen von einander der Reihe nach gestattet.

Die Contäcte C C¹ C² C³ können durch parallele Federarme BB¹B²B³, Fig. 5 und 8, oder durch drehbare Hebel E E¹ F² E³, Fig. 6, getragen werden, welche letztere in einer Richtung durchFedern oder durch Gewichte bewegt werden.

Die Stifte b dienen zur Begrenzung der drehbaren Hebel in einer Richtung und können jene auch bei den Federarmen zur Verwendung kommen. Die Widerstandscontacte können auch die Form von Stiften, Fig 7, haben, die in ihre Normallage durch Federn oder durch eigenes oder hinzugefügtes Gewicht zurückkehren. Auch andere Mittel können für diesen Zweck verwendet werden.

Die in Fig. 8 dargestellte Anordnung zur Regulirung der primären Kraft in einer Batterie von Faraday'sehen Generatoren geschieht durch Controlirung des Widerstandes im erregenden Stromkreise.

Der Regulator ist so dargestellt, dafs er mit gröfserer als der normalen Geschwindigkeit läuft, wodurch die sämmtlichen Widerstände in den Stromkreis 3, 4 der Generatoren G eingeschaltet sind.

5, 6 ist der Haupt- oder Verbrauchsstromkreis, während 7, 8 der Zweigstromkreis ist, in welchen der Regulatormotor^¹ eingeschaltet ist.

Nimmt die elektromotorische Kraft des Stromes ab, so verringert sich die Geschwindigkeit des Motors A¹ und des Regulators A, wodurch die Contäcte C C¹ etc. der Reihe nach durch den Regulatorhebel D zusammenkommen, was eine Ausschaltung der Widerstände zur Folge hat.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. In einer Anlage zur Erzeugung eines elektrischen· Stromes die Regulirung der Stromerzeugung durch die in den Fig. 1 und 2 dargestellten Einrichtungen, welche der Hauptsache nach in der Anordnung der Widerstandsgruppen R R^x R² R³ in einem Zweigstromkreise bestehen, in welchen ein Handumschaltehebel 5 oder ein durch den Pendelregulatori? der elektrischen Maschinei? (in dem Stromkreise /> b) automatisch bewegter Umschaltehebel L eingeschaltet ist, und bei denen die Widerstandsgruppen in der dargestellten Weise mit den Contactstellen der Hebel S und L und mit den einzelnen in Parallelschaltung unter einander verbundenen magneto- oder dynamo-elektrischen Generatoren verbunden sind, so dafs stets gleichwerthige Widerstände in den Strom, der durch die Spulen der das magnetische Feld erregenden Magnete geht, ein- oder ausgeschaltet werden.

2. Die in Fig. 3 dargestellte Modification zum Ein- und Ausschalten der Widerstände behufs Regulirung der Stromerzeugung durch Umschalten des Hebels L mittelst des in dem Zweigstromkreise 6 angeordneten Elektromagneten Mm in Verbindung mit Feder S, wobei Hebel L mit den Widerständen R in den erregenden Zweigstromkreis 5 eingeschaltet ist.

3. Die in Fig. 4 dargestellte Modification zum Ein- und Ausschalten der Widerstände durch den in den Stromkreis eingeschalteten Hebel D, der mit den verschiedenen Widerständen Contact machen, durch den Trethebel F bewegt werden und durch Feder is in seine Normalstellung zurückgezogen werden kann, in Combination mit dieser Einrichtung die

"Anbringung des Ausschaltehebels G.

4. Die in den Fig. 5, 6, 7 und 8 dargestellte Modification zum Ein- und Ausschalten von Widerständen durch die Combination eines von einem Elektromotor getriebenen Pendelregulators mit den Contactstücken C G^z, weche der Reihe nach durch die Wirkung des Pendelregulators in oder aufser Contact gebracht werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.