DE23270C - Neuerungen in der Art der Uebertragung der Elektrizität für Beleuchtung-, Kraftübertragungs- und andere Zwecke - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom g. November 1882 ab.

Vorliegende Erfindung bezweckt die Herstellung eines wirksamen und billigen Mittels zur Theilüng eines¹ elektrischen Stromes von grofser elektromotorischer Kraft oder hoher Spannung in eine gewisse Anzahl Ströme schwächerer elektromotorischer Kraft oder Spannung, sowie Lampen, Motoren oder andere Verwendungsstellen, die von solchen Strömen mit schwächerer Spannung gespeist werden, von einander unabhängig zu machen.

Durch eine solche Anordnung wird eine grofse Ersparnifs in den Leitungen erzielt, weil man einen Strom von hoher Spannung von der Erzeugungsstelle bis nahe an die Verwendungsstelle verwenden kann und die Verwendungs-■vorrichtungen durch Parallelschaltung unabhängig von einander gemacht werden, können. Dieser Zweck wird auf Grund vorliegender Erfindung auf zwei Weisen erzielt:

ι. Es wird ein Hauptstromkreis von einem continuirlichen, hochgespannten Strom mittelst einer oder mehrerer dynamo- oder magnetoelektrischen Maschinen gespeist, und wird in den Hauptstromkreis an gewissen Punkten eine elektromotorische Gegenkraft eingeschaltet, die zwischen gewissen Punkten eine bestimmte Schwächung in der Spannung des Hauptstromes hervorruft. Von diesen Punkten zweigen Paare von Leitern ab, und sind die Verwendungsstellen, wie Lampen oder Motoren, in Parallelschaltungsstromkreisen angeordnet, die von den letztgenannten Leitern abgehen. Die beiden Leiter mit den Verwendungsstellen bilden einen Zweigstromkreis vom Hauptstromkreis. " Zur Erzeugung der elektromotorischen Gegenkraft können Elektromotoren dienen; man arbeitet aber sparsamer mit secundären Batterien, die man zur Speisung der Verwendungsvorrichtungen innerhalb einer gewissen Zeit verwenden kann, nachdem sie vollständig geladen sind.

2. Man ordnet in dem Hauptkreis mit hochgespanntem Strom in Hintereinanderschaltung zwei oder mehrere combinirte elektrodynamische Motoren und dynamoelektrische Generatoren an, von denen jeder zwei Reihen Spulen oder Spiralen auf seiner Armatur hat, wobei die Spulen mit unabhängigen Commutatoren in. Verbindung stehen. Die Bürsten des einen Commutators sind mit den Leitern des Hauptstromkreises verbunden, während diejenigen des anderen Commutators mit den Leitern verbunden sind, mit denen die in Parallelschaltung angeordneten Lampen, Motoren oder andere Verwendungsstellen in Verbindung stehen.

Jede Spulen- oder Spiralenserie ist eine continuirliche Aufwickelung auf einen Cylinder oder Ring (mit Aufwickelung nach Siemens oder Gramme) und ist jede Serie mit den Stäben ihres Commutatorcylinders verbunden, dergestalt, dafs mit dem gemeinsamen Inductionsmagnet ein vollkommener Motor oder Generator gebildet wird. Strömt nun ein continuirlicher Strom durch die eine oder andere Serie der Armaturspulen oder Spiralen und durch die Inductionsrollen, so wird die Armatur in Rotation versetzt und erzeugt die andere Spulenserie einen continuirlichen Strom, indem sie die Kraftlinien schneidet. Die eine Spulen-

serie ist in keiner Weise der anderen secundär, da sie hinsichtlich des Widerstandes übereinstimmen können, und weil die elektromotorische Kraft der erzeugenden Spulen die gleiche ist wie die Schwächung, die von den Spulen des Motors herrührt. Der Inductionsstromkreis jeder dieser Maschinen ist ein Parallelschaltungsstromkreis des Hauptstromkreises oder seines eigenen Lampenstromkreises.

Es ist also jede Maschine zugleich Motor und Generator.

Die Spannung des Stromes in dem Hauptstromkreis ist viel gröfser als die des Stromes in jedem Lampenstromkreis, und kann man, da die secundären Batterien oder die combinirten Motoren und Generatoren an den Verbrauchsstellen oder in deren Nähe eingeschaltet werden, eine grofse Ersparnifs erzielen, da die Leiter des Hauptstromkreises (der einzige, der von einiger beträchtlichen Länge sein mufs) klein sein können. Jede secundäre Batterie kann so construirt sein, dafs sie jede gewünschte elektromotorische Gegenkraft ausübt, oder es kann jeder der combinirten Motoren und Generatoren unabhängig von dem anderen regulirt werden, um die gewünschte Spannung in dem durch sie gespeisten Stromkreis zu liefern, so dafs entweder die gleiche Spannung in allen Lampenstromkreisen oder auch eine in einigen Lampenstromkreisen verschiedene Spannung vorhanden sein kann, um nöthigenfalls nur auf halbe Lichtstärke zu speisen.

Jede beliebige Secundärbatterie oder jeder beliebig combinirte Motor und Generator kann aus dem Stromkreis ausgeschaltet werden, indem eine Zweigleitung um ihn herum geschlossen wird, in welchem Fall die elektromotorische Kraft an der Stromquelle eingeschränkt werden kann.

Fig. ι zeigt eine theilweise diagrammatische Ansicht, wie die Erfindung zur Ausführung gelangen kann.

A ist eine dynamo- oder magnetoelektrische Maschine mit den Commutatorbürsten α b, von welchen die Hauptleitungsdrähte i, 2 ausgehen. Der Inductionsstromkreis 3, 4 der Maschine A ist ein von 1, 2 abzweigender Parallelschaltungsstromkreis und wird die Maschine auf bekannte Weise regulirt, indem beispielsweise die Bürstencommutatoren verstellt werden oder indem der Hauptsache nach der durch den Inductionsstromkreis hindurchgehende Strom Aenderungen unterworfen wird.

Diese Maschine hat eine hohe elektromotorische Kraft, die man mit 300 Volts annehmen kann.

Eine gewisse Anzahl dieser Maschinen kann in Parallelschaltung angeordnet werden, oder es können Maschinen mit schwächerer elektromotorischer Kraft in Hintereinanderschaltung oder mehrfacher Hintereinanderschaltung angeordnet sein, um einen Strom mit hoher Spannung zu erzeugen.

BCD sind Vorrichtungen zur Einführung einer elektromotorischen Gegenkraft in den Stromkreis 1, 2, die aus secundären Batterien, Elektromotoren und dergl. bestehen können. Auf den entgegengesetzten Seiten von BCD sind an dem Hauptstromkreis die Leiter 5 und 6, 7 und 8 und 9 und 10 als Zweigstromkreise angeschlossen, und befinden sich zwischen den Conductoren die Lampen, Motoren oder andere Verwendungsstellen E in Parallelschaltung. Die elektromotorische Gegenkraft einer jeden Vorrichtung BCD beträgt annähernd 100 Volts und findet nahezu eine Schwächung von 100 Volts zwischen den Stellen statt, wo 5 und 6 an die Leitung 1, 2 angeschlossen sind. Das Gleiche findet zwischen 7 und 8 und 9 und 10 in ihrem Anschlufs an die Hauptleitung 1, 2 statt. Durch diese Anordnung läuft ein Strom durch jeden Zweigstromkreis mit nahezu 100 Volts Spannung.

Das Schliefsen und Oeffnen einer Verwendungsstelle afficirt weder die anderen Verwendungsstellen in dem nämlichen Zweigstromkreis, noch diejenige in anderen Zweigstromkreisen.

Zur Erreichung gröfstmöglicher Ersparnifs sind zur Erzeugung der nöthigen elektromotorischen Gegenkraft secundäre Batterien BCD zu verwenden.

Nach vollständiger Füllung dieser secundären Batterien kann der Hauptstromkreis zwischen ihnen und der Maschine A unterbrochen werden, und entladen sich dann die secundären Batterien in die Zweigstromkreise zur Speisung der Verwendungsstellen. Durch Anordnung der Vorrichtungen BCD (mögen dieselben nun in secundären Batterien oder in etwas anderem bestehen) zur Bildung einer elektromotorischen Gegenkraft mit verschiedener Intensität oder von verschiedenen Volts können sich in den Zweigstromkreisen Ströme von verschiedener Spannung bilden, und können Stromkreise für die Hälfte sowohl wie für die Gesammtsumme der Lampen hergestellt werden; man gelangt auch zu diesem Resultat, indem man die Spannung des Stromes einer oder mehrerer Zweigleitungen nach dem nämlichen Princip der Theilung der Spannung in dem Hauptstromkreis theilt.

Ein einfacher (in der Zeichnung nicht dargestellter) Zweigstromkreis oder eine Nebenschliefsung mit schwachem Widerstand kann um jede der Vorrichtungen BCD herumgelegt werden; wird nun dieser Stromkreis geschlossen und der Stromkreis der Secundärbatterie unterbrochen, so werden die Verwendungsvorrichtungen in der Zweigleitung um die Secundärbatterie von der Stromquelle abgesperrt.

In diesem Fall macht sich die Reduction der elektromotorischen Kraft an der Stromquelle nöthig, was leicht dadurch bewerkstelligt wird,

dafs die Maschine oder Maschinen auf bekannte Weise regulirt werden.

In der theilweisen diagrammatischen Ansicht der Fig. 2 ist A eine dynamo- oder magnetoelektrische Maschine, die einen Strom mit hoher Spannung in den Hauptstromkreis 1, 2 schickt; man kann zu diesem Zweck auch eine gewisse Anzahl von in Parallel-, einfacher oder vielfacher Hintereinanderschaltung angeordneten Maschinen verwenden.

Das erregende Feld der Maschine A wird von einem von 1, 2 abzweigenden Parallelschaltungsstromkreis 3, 4 gespeist und kann die Maschine auf bekannte Weise regulirt werden, indem man beispielsweise die Bürstencommutatoren ändert oder die Stärke des Inductionsmagneten variiren läfst. BCD sind die Maschinen, combinirt aus elektrodynamischen Motoren und dynamoelektrischen Generatoren. Jede Maschine hat einen cylindrischen oder ringförmigen Armaturkern, auf welchem zwei mit den beiden Commutatorstäben a b unabhängig verbundene Serien continuirlicher Spiralen sitzen.

Der gröfsere Commutator α ist der Motorencommutator, und sind die auf ihm liegenden Bürsten mit den Leitungen des Hauptstromkreises i, 2 verbunden, während der kleinere Commutator b derjenige der erzeugenden Spulen oder Spiralen ist, und sind die auf ihm liegenden Bürsten mit derjenigen Leitung verbunden, an welche die Lampen, Motoren oder andere Verwendungsstellen E in Parallelschaltung angeschlossen sind. Die Leiter der drei Maschinen sind, durch 5 und 6, 7 und 8, 9 und 10 dargestellt.

Die' Inductionsstromkreise 11, 12 der combinirten Motoren und Generatoren sind von 1, 2 ausgehende Parallelstromkreise, oder es kann jede Maschine ihr eigenes Feld oder den Inductionsstromkreis mit dem von ihr erzeugten Strom speisen. -Jeder der combinirten Motoren und Generatoren kann unabhängig von den anderen regulirt werden, um dem Strom jede gewünschte Spannung in dem durch ihn (wie von einem Generator) gespeisten Verwendungsstromkreis zu geben.

Dieses wird dadurch erzielt, dafs die Bürsten auf dem einen oder anderen Commutator regulirt werden, oder indem man hauptsächlich die Stärke des Inductionsmagneten verändert.

Ein (in der Zeichnung nicht dargestellter) Zweigstromkreis kann um jede Maschine B C und D gelegt werden, der mit einem Umschalter zum Oeffnen und Schliefsen versehen ist, um eine beliebige Maschine aus dem Stromkreis auszuschalten. Wird eine Maschine ausgeschaltet, so mufs demgemäfs die elektromotorische Kraft an der Stromquelle reducirt werden.

Auch hier sind die unabhängigen Umwickelungen jeder Maschine nach Siemens oder Gramme ausgeführt, während der Inductionsmagnet allen Umwickelungen gemeinsam ist.

Für jede Maschine kommt ein continuirlicher Strom zur Verwendung, während gleichzeitig der durch erstere erzeugte Strom auch continuirlich ist.

Claims (4)

Patent-Ansprüche:

1. Die Theilung der Spannung eines elektrischen Stromes durch Einschaltung einer elektromotorischen Gegenkraft an zwei oder mehreren Stellen in einem Hauptstromkreis, sowie durch die Anordnung von Zweigstromkreisen um die Quellen dieser elektromotorischen Gegenkraft, in welchen Zweigstromkreisen Ströme schwächerer Spannung fliefsen.

2. Die Combination einer oder mehrerer dynamo- oder magnetoelektrischer Maschinen, die einen Strom von hoher Spannung in einen Hauptstromkreis liefern, mit den Vorrichtungen zur Bildung einer elektromotorischen Gegenkraft an zwei oder mehreren Punkten im Hauptstromkreis, mit der Anordnung von Zweigstromkreisen um die Quellen dieser elektromotorischen Gegenkraft und mit Verwendungsstellen, welche sich in diesen Zweigstromkreisen in Parallelschaltung befinden.

3. Die Combination eines Hauptstromkreises, dessen Strom von hoher Spannung ist, mit zwei oder mehreren combinirten elektrodynamischen Motoren und dynamoelektrischen Generatoren, die als Motoren in Hintereinanderschaltung in dem Hauptstromkreis angeordnet sind und als Generatoren unabhängige Verwendungsstromkreise mit Strömen schwächerer Spannung speisen.

4. Die Combination einer oder mehrerer dynamo- oder magnetoelektrischer Maschinen, welche einen Hauptstromkreis mit einem Strom von hoher Spannung speisen, mit zwei oder mehreren combinirten elektrodynamischen Motoren und dynamoelektrischen Generatoren, von denen jeder zwei Reihen Spulen mit Armaturen hat, die mit zwei unabhängigen Commutatoren verbunden sind; die eine Reihe der Commutatorbürsten steht mit dem Hauptstromkreis, die. andere dagegen mit den von dem Hauptstrom unabhängigen Leitungen in Verbindung; von diesen unabhängigen Leitungen zweigen parallel geschaltete Stromkreise ab, die die Verwendungsstellen enthalten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.