DE219582C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

'■■*■"'-— JVt 219582 KLASSE 21 d. GRUPPE

in FRANKFURT a. M.

Die Erfindung betrifft eine Gleichstromdynamomaschine für mehrere, beispielsweise zwei voneinander verschiedene oder unabhängige elektromotorische Kräfte. Die Unabhängigkeit der elektromotorischen Kräfte bei ein und derselben Maschine wird dadurch erreicht, daß die Maschine außer in gewöhnlicher Weise in einer Feldachse und der zugehörigen Bürstenachse noch in weiteren Achsen bzw. einer. weiteren

ίο Feldachse und Bürstenachse benutzt wird, welche so gewählt ist, daß die E. M. K. des aus Erregerfeld und Ankerstrom bestehenden und für die erste Benutzungsweise verwendeten Systems einen beliebig einzustellenden Einfluß auf die E. M. K. des aus der zweiten Bürstenachse und dem zweiten Ankerstrom bestehen-. den zweiten Systems und der gegebenenfalls noch innerhalb derselben Maschine vorhandenen weiteren Systeme besitzt und umgekehrt, indem beispielsweise das zweite System andere Polzahl (doppelte, vierfache, zwölffache usw.) besitzt als das erste oder um eine halbe Polteilung gegenüber dem ersten System verstellt ist.

Als Ausführungsbeispiel einer derartigen Maschine in ihrer allgemeinsten Form ist in Fig. 1 beiliegender Zeichnung eine nach zwei je zweipoligen Systemen benutzte Maschine schematisch gezeichnet. Solche Maschinen sind an sich bekannt.

Die beiden in der Maschine wirksamen Felder .; sind durch die den Verlauf der Feldachse durch die Ankerleiter angebenden Pfeile I und II angedeutet. Dem Feld I sind die Stromwenderbürsten α α zugeordnet, dem Felde II die Stromwenderbürsten b b, "welche demselben Stromwender oder derselben Ankerwicklung zugehören können wie die Bürsten α α oder auch verschiedenen Stromwendern. Die Achse des Feldes II ist hier um eine halbe Polteilung gegenüber der Achse des Feldes I verstellt, sie steht also bei dem gezeichneten Beispiel senkrecht auf der Achse des Feldes I. Änderungen der Feldstärke des Feldes II bleiben daher bei nicht großen Eisensättigungen nahezu ohne unmittelbaren Einfluß auf die Stärke des Feldes I und umgekehrt. Jedes der beiden Felder kann nun eine beliebig wählbare Funktion aus Drehzahl, Spannung und Stromstärke an den zugeordneten oder an den nicht zugeordneteten Bürsten oder an beiden zugleich sein und außerdem oder allein von beliebig wählbaren oder einstellbaren Konstanten abhängig sein. Eine Beeinflussung der Stärke des Feldes I durch den die Bürsten b b und die Ankerwicklung in Richtung der Bürsten b b durchfließenden, dem System II zugehörigen Strom wird im allgemeinen hervorgebracht durch das von jenem Strom im Anker erzeugte Feld. Diese Wirkung kann verstärkt, aufgehoben oder überkompensiert werden durch eine in der Achse des Feldes I angeordnete oder wirkende, gegebenenfalls mehrteilige und behufs Regelung mit abschaltbaren Spulen oder regelbarem Nebenschluß versehene Feldwicklung, welche am einfachsten in Reihe mit den Bürsten δ δ geschaltet wird.

Dieselbe Beeinflussung kann sinngemäß durch dieselben oder gleichwertige Mittel auf das Feld II durch den die Bürsten α α durchfließenden Strom hervorgebracht werden. In Fig. 2 sind die Reihen wicklungen c und d angedeutet, welche zur Beeinflussung der Felder I und II in Abhängigkeit von der Stromstärke im anderen System oder zur Aufhebung oder Umkehrung dieser Beeinflussung dienen sollen.

ίο Das Feld I kann durch die Nebenschlußfeldwicklung f oder durch eine fremd erregte Wicklung g oder durch eine Wicklung h, die an einer im zweiten System, beispielsweise an dem an die Bürsten b b angeschlossenen Netz liegt, oder endlich, wie punktiert angedeutet, durch eine in Reihe mit den Bürsten α α liegende Feldwicklung i erzeugt oder beeinflußt werden. Natürlich können mehrere dieser Wicklungen gleichzeitig in Anwendung kommen. Von den Wicklungen können einzelne oder alle regelbar sein.

In der Feldachse II können sinngemäß die den Wicklungen f, g, U, «entsprechenden Wick .hingen k, I, m, η wirken, und zwar wieder entweder nur einzelne oder mehrere von diesen. . Die Maschine kann nun irgendwie von außen beispielsweise mit konstanter Drehzahl angetrieben werden, und die zu den verschiedenen, in der Maschine vereinigten Systemen gehörenden Felder können derart zu Funktionen der Drehzahl, Spannung, Stromstärke usw. im einen oder anderen System oder in beiden bzw. mehreren Systemen gesetzt werden, daß die an den Klemmen des einen oder beider bzw. mehrerer Systeme herrschende Spannung bei veränderlicher Stromstärke bzw. Belastung desselben oder des anderen Systems oder bei innerhalb gewisser Grenzen veränderlicher Drehzahl praktisch konstant auf einem bestimmten einstellbaren Wert bleibt..

Das eine System der von außen angetriebenen Maschine kann natürlich nötigenfalls auch als Motor laufen (wie jede Dynamomaschine); hieraus ergibt sich die Möglichkeit der Verwendung der Maschine als Puffermaschine.

Einige Ausführungsbeispiele sind zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes in nachstehendem an Hand der Zeichnung beschrieben. Soll in einer Zentrale mittels einer und derselben Dynamomaschine sowohl ein Netz mil konstanter Spannung gespeist werden als auch gleichzeitig Akkumulatoren geladen werden· oder Stromverbraucher gespeist werden, welche praktisch konstanten Strom benötigen, so wird man die Wirkung des in Richtung der Bürsten α α, welche die konstante Spannung abgeben mögen, auftretenden Ankerfeldes zweckmäßig durch die Kompensationswicklung d aufheben und ebenso durch die von dem konstant zu haltenden Strom durchflossen Kompensationswicklung c das Ankerfeld der Bürsten in Richtung der Bürsten b b aufheben. Die Belastung des einen Zweiges beeinflußt alsdann den anderen Zweig nicht. . ■

Soll, wie" Oben vorausgesetzt, an das Netz A konstante Spannung geliefert werden, so sind in der Feldachse I außer der gleichfalls nicht unbedingt erforderlichen Kompensationswick-* lung c nur die Nebenschlußwicklung f und die Kompoundwicklung i nötig. In der Feldachse II benutzt man zweckmäßig außer der Kompensationswicklung d die Nebenschlußwicklung k und unter Umständen noch, um ein Abfallen der Stromstärke auf Null zu verhindern, eine besonders erregte Wicklung I oder m und die den Netzstrom für das Netz B führende Wicklung k als Gegenkompoundwicldung.

Soll die Maschine bei veränderlicher Drehzahl in das eine Netz, beispielsweise A, konstante Spannung, in das andere Netz (B) dagegen möglichst konstanten Strom liefern, so ■wird man das Feld in Richtung der Bürsten a a durch die Wicklung d nicht vollkommen aufheben, sondern am besten überkompensieren. Der Feldüberschuß soll an den Bürsten δ δ eine der Drehzahl proportionale elektromotorische Kraft verursachen, welche mit Hilfe der Reihenwicklung c oder der Nebenschlußwicklung h eine Schwächung des Feldes I verursacht. Soll im Zweig B nur annähernd konstante Stromstärke gehalten werden, so kann die bei Zunahme der Drehzahl auftretende geringe Erhöhung der Stromstärke und Spannung an den Bürsten δ δ allein zur genügenden Schwächung des Feldes I mit Hilfe der Wicklungen c und h genügen.

Eine derartige Maschine würde beispielsweise völlig als Zugbeleuchtungsmaschine genügen, wobei die Lampen an den Zweig A anzuschließen wären und nun an den Zweig B beliebige andere Stromverbraucher, z. B. Heizkörper, Luftkompressoren usw., gelegt werden können.

Man kann ferner auch der mit veränderlicher Drehzahl betriebenen Dynamomaschine an den Bürsten α α konstante Spannung entnehmen · und den zeitweise auftretenden Energieüberschuß zu anderen Zwecken mittels der Bürsten δ δ entnehmen oder von einer zweiten Stromquelle zuführen. Zu diesem Zweck können bei B beispielsweise Pufferbatterien angeschlossen werden.

Soll die bei B gelieferte Stromstärke möglichst genau auf gleicher Höhe gehalten werden, so lassen sich besondere Regelungsapparate anwenden (z. B. Fliehkraftregler), welche bei erhöhter Drehzahl das Feld I, sei es durch Veränderung der Windungszahl der Reihenwicklung c oder einer der Wicklungen f, g oder h oder durch Veränderung des Nebenschlusses zu einer oder mehrerer dieser Wicklungen schwächen. . ;

In allen Fällen können unter Umständen die besonders erregten Wicklungen I oder m durch eine entsprechende Schrägstellung der Achse der Bürsten b b ersetzt werden. Infolge der Schrägstellung hat man dann an den Bürsten b b stets eine Spannung, die von der den Bürsten zugeführten oder entnommenen Spannung abhängig ist. Ähnlich können die Wicklungen g oder h durch Verschiebung der Bürstenachse a a ίο ersetzt werden.

Manchmal ist es notwendig, daß das eine Feld, z. B. I, bei abnehmender Spannung an den Bürsten δ b verstärkt wird.

Claims (9)

Patent-Ansprüche:

1. Gleichstromdynamomaschine; deren gesamte Ankerwicklung außer in gewöhnlicher Weise in einer Feldachse und der zugehörigen Bürstenachse noch in weiteren Achsen oder einer weiteren Feldachse und Bürstenachse zur Abgabe von Strom benutzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß letzterer statt für Regelungszwecke zur Abgabe von Nutzleistung nach außen verwertet wird und die weiteren Achsen sowie die in Richtung dieser wirkenden Erregerfelder oder Erregerströme so gewählt sind, daß das aus Erregung und Ankerstrom bestehende und für die erste Benutzungsweise verwendete System einen beliebig einstellbaren Einfluß auf die elektromotorische Kraft des entsprechend gebildeten zweiten Systems oder der noch vorhandenen weiteren Systeme auszuüben vermag und umgekehrt.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite System andere Polzahl besitzt als das erste System.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite System um eine halbe Polteilung gegenüber dem ersten System verstellt ist.

4. Maschine nach Anspruch 1 bis 3, da-, durch gekennzeichnet, daß, zum Zweck der Einstellung oder Regelung oder Aufhebung oder Umkehrung der Wirkung eines elektromagnetischen Systems auf ein anderes System der Maschine, in der Feldachse des zweiten Systems vom Strom oder der Spannung des ersten Systems gespeiste Feldwicklungen angeordnet oder zur Wirkung gebracht werden.

5. Maschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß, zwecks Abgabe einerseits einer praktisch konstanten und andererseits einer veränderlichen Spannung, in der Achse des zu dem Netz von konstanter Spannung zugehörigen Erregerfeldes außer einer zweckmäßig angebrachten, vom Strom des anderen Systems durchflossenen Kornpensationswicklung (c) noch eine Nebenschlußwicklung (f) und eine Kompoundwicklung (i) angebracht sind.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß, zwecks gleichzeitiger Abgabe einer konstanten Spannung und eines konstanten Stromes an verschiedene Netze, in der zum Netz vom konstanten Strom zugehörigen Erregerfeldachse (II) außer einer — zweckmäßigerweise angebrachten — vom Strom des anderen Netzes durchflossenen Kompensationswicklung (d) noch eine Nebenschlußwicklung (k), eine von dem konstant zu haltenden Strom durchflossene Gegenkompoundwicklung (n) und gegebenenfalls noch eine vom Netz konstanter Spannung oder besonders erregte Wicklung (I bzw. m) angeordnet sind.

7. Maschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ihre zu den beiden elektromagnetischen Systemen zugehörigen Felder unabhängig voneinander geregelt werden, so daß sie als Dynamo mit veränderlicher Drehzahl benutzt werden kann, welche einerseits konstante Spannung liefert, andererseits die überschüssige Energie an ein zweites Netz abgibt oder Energiezuschuß von ihm aufnimmt.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem zweiten Netz _go als Energiespeicher eine Pufferbatterie angeordnet ist.

9. Anwendung der Maschine nach Anspruch 8 als Zugbeleuchtungsdynamo, dadurch gekennzeichnet, daß in das zweite Netz die Heizkörper oder Hilfsmotoren (zum Betrieb der Kompressoren usw.) des Zuges eingeschaltet sind.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.