DE241053C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVI 241053 KLASSE 74 c. GRUPPE

. ERICH BECKMANN in HANNOVER.

von Wechselstrom erregten Gebern und Empfängern.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Januar 1910 ab.

Bei Wechselstromfernzeigern mit mehrphasig gewickelten und durch Wechselstrom erregten Eisenkörpern der Geber- und Empfängerapparate, deren Wicklungen untereinander durch Fernleitungen verbunden sind, wird in dem als Geber wirkenden Apparate durch einen drehbaren, mit Wechselstrom erregten Magnet ein Wechselfeld durch den Eisenkörper getrieben, dessen Lage durch Verstellung des Magnets mit

ίο dem Geberhebel beliebig wählbar ist. Einer jeden Einstellung des Magnets entspricht eine bestimmte Feldverteilung im Eisenkörper und damit eine bestimmte Verteilung der Spannungen in den einzelnen Teilen der Wicklung des Gebers. Durch die Fernleitungen erhalten die Empfängerapparate jeweils die gleiche Spannungsverteilung in ihren Wicklungen und damit auch die gleiche Feldverteilung wie der Geber, so daß die Lage des resultierenden Empfängerfeldes stets mit der des Geberfeldes übereinstimmt bzw. der Stellung des Gebermagnets entspricht. Wie das Geberfeld, so zeigt auch das Empfängerfeld zwei örtliche Maxima und zwei örtliche Minima des Kraftflusses. Bringt man in den Bereich des Empfängerfeldes eine leichtbewegliche Kurzschluß spule, so stellt sich diese auf eins dieser Feldminima ein; die Einstellung ist also zweideutig.

Um die Einstellung eindeutig zu machen, wird nach dem bisher üblichen Verfahren in die Empfänger eine sogenannte Polarisationswicklung eingebracht, die ihren Strom aus dem gleichen Netz erhält, aus dem auch der Gebermagnet gespeist wird (Patent 219873). Diese Mittel erfordern also die Einführung der Netzspannung in jeden Empfänger, also außer den drei Fernleitungen zwei Netzdrähte.

Durch das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Verfahren werden unter Aufrechterhaltung der Eindeutigkeit der Einstellung diese beiden Netzdrähte überflüssig; außerdem ergibt sich eine Vereinfachung im Bau der Empfänger.

Zur Erläuterung des Vorganges möge die Spannungsverteilung in dem zu Beginn der Be-Schreibung angegebenen bekannten System untersucht werden. Betrachtet man die Übertragungsspannungen eines solchen Gebers, wie er z. B. nach Patent 137780 benutzt wird, und greift man stets denselben Punkt der Netz-Spannungskurve, z. B. das positive Maximum, heraus, so sind die entsprechenden Momentanwerte der drei Übertragungsspännungen Jt₁, k₂, A₃ als Funktion der Gebereinstellung durch drei um 120 ° gegeneinander verschobene, etwa sinusförmige Kurven gegeben (Fig. 3). Beim Durchgang durch Null findet, wie ersichtlich, ein Vorzeichenwechsel des Momentanwertes, d. i. eine Richtungsumkehr der einzelnen Übertragungsspannungen, statt, die ihrerseits eine Rieh- tungsumkehr der zugehörigen Teilfelder in den Empfängern zur Folge hat.

Nun wird nach dem Gegenstand der Erfindung jeder einzelnen Übertragungsspannung eine gleichphasige, von der Geberstellung unabhängige Zusatzspannung im positiven oder im negativen Sinne überlagert. Dann entstehen für den Moment des positiven Spannungsmaximums des Netzes Kurven nach Fig. 4 a als Bild der resultierenden, polarisierten Übertragungsspannungen, aus dem hervorgeht, daß eine Richtungsumkehr nicht mehr stattfindet. Ein solches System von Übertragungsspannungen erzeugt in dem Empfänger ein Wechselfeld, das nur ein einziges Minimum aufweist. Auf dieses stellt sich die drehbare Kurzschlußspule ein.

Zur Erläuterung des neuen Verfahrens diene das auf der beiliegenden Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel.

In Fig. ι ist ein Fernzeigersystem mit einem Geber und einem Empfänger in Ringform schematisch gezeichnet, während die Fig. 2 a und 2 b zur Kenntlichmachung der Feldverteilung im Empfänger dienen. Der mit G bezeichnete Geber (Fig. 1) besteht in dem gewählten Beispiel in bekannter Weise aus einem Eisenring α mit den sekundären Wicklungen b_v b₂, b₃, in dessen Innern der mit der Primärwicklung versehene und von der Netzspannung gespeiste Wechselstrommagnet c drehbar gelagert ist. Der mit E bezeichnete Empfänger besteht lediglich aus einem mehrphasig gewickelten Eisenringe d, welcher von einer Kurzschlußspule e als Einstellkörper umfaßt wird, und einem zur Schließung des Ringfeldes dienenden zweiten Eisenring f ohne Wicklungen, welcher außerhalb des erstgenannten angeordnet ist. Drei (der gewählten Phasenzah] entsprechend) vom Netz gespeiste Transformatoren g_it g₂, g₃ sind sekundär mit den Wicklungen b_lt b₂ und b₃ des Geberringes α an beliebiger Stelle in Reihe geschaltet.

Erhält das Netz Wechselspannung, so werden durch den Wechselstrommagnet c in den Geberwicklungen δ₃, δ₂, b₃ Wechselspannungen erzeugt, denen sich die konstanten Wechselspannungen der Transformatoren g_v g₂, g₃ überlagern. Die drei Übertragungsspannungen zwischen je zwei Fernleitungen zeigen mithin, wie oben erläutert, die in der Fig. 4 a dargestellte Abhängigkeit von der Einstellung des Gebermagnets. Diese ursprünglich für den Zeitpunkt des positiven Spannungsmaximums im Netz geltende Darstellung gibt auch ohne weiteres in einem anderen Maßstab die Effektivwerte der Übertragungsspannungen, die hier sämtlich phasengleich, und deren Momentanfelder im Empfängerring zu irgendeiner Zeit entweder sämtlich links oder sämtlich rechts herum gerichtet oder Null sind. ,

Wie leicht ersichtlich, erhält bei der gezeichneten Stellung des Gebermagnets die Geberspule b₂ ein Feldmaximum und damit ein Spannungsmaximum.

Für die gezeichnete Magneteinstellung möge nun die Spannung k₂ der Spule' b₂ der des zugehörigen Transformators g₂ dem Betrage nach gleich, aber entgegengesetzt gerichtet sein (Fig. 4 a, Stellung I), dann ist die Übertragungsspannung zwischen den Leitungen 1 und 2 und damit auch die Spannung der Empfängerspule C₂ gleich Null (Fig. 2a). Das bedeutet, daß in der Mitte dieser Spule das einzige Feldminimum vorliegt, auf das sich die"Kurzschlußspule e einstellt. Gleichzeitig sind nämlich die Spannungen k₃ und A₁ der Spulen b₃ und S₁ untereinander gleich groß und von gleicher Richtung und beide vergrößert um die konstanten Zusatzspannungen der Transformatoren g₃ und g_a. Die. zugehörigen Empfängerspulen C₃ und C₁ enthalten daher starke Felder gleicher Richtung. An ihrer Vereinigungsstelle wird sich daher das Feldmaximum des bewickelten Empfängerringes finden, und um 180 ° dagegen verschoben das Feldminimum in der Mitte von c₂.

Bei . fortschreitender Drehung , des Gebermagnets wandert das Feldminimum im Empfängerring ; nimmt man z. B. 180 ° Weiterdrehung des Gebermagnets an (Fig. 4 a, Stellung II), so erkennt man, daß die Spannung k₂ in der Spule b₂ zwar denselben absoluten Betrag wie bei der Stellung I, aber entgegengesetzte Richtung hat, mithin jetzt gleichsinnig mit der Zusatzspannung von g₂ ist. Demnach addieren sich jetzt die Spannung der Spule &2 ^und die Zusatzspannung, und die Übertragungsspannung zwischen den Leitungen 1 und 2, d. h. die Spannung der Empfängerspule C₂, wird ein Maximum (Fig. 2 b), und in der Mitte von C₂ liegt jetzt das Feldmaximum.

Andererseits sind jetzt die Spannungen k₃ und A₁ der Spulen b₃ und &_r.zwar wieder gleich groß, aber von entgegengesetzter Richtung wie im Falle der Fig. 4 a, Stellung I, so daß sie sich von den konstanten Zusatzspannungen der Transformatoren g_s und g₁ subtrahieren. Die zugehörigen Übertragungsspannungen werden daher nur klein, die Empfängerspulen c₃ und C₁ erhalten kleine Spannungswerte, d. h. auch ihre Feldwerte sind klein, und an ihrer Vereinigungsstelle wird sich das neue Feldminimum befinden, auf das sich die Kurzschlußspule einstellt.

Es ist nicht nötig, daß die größten Effektivwerte der Spulenspannungen genau gleich den Effektivwerten der Zusatzspannungen sind, wie dies in obigem Beispiel (Fig. 4 a) angenommen ist; es ist auch der Fall zulässig, daß sie ldeiner sind (Fig. 4 b).

Statt der drei Transformatoren kann natür-

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lieh auch ein einzelner Transformator mit drei voneinander isolierten Sekundärspulen benutzt werden, welche ebenfalls in die Sekundärwicklungen des Gebers eingeschaltet werden und

. 5 dann eine gleiche Wirkung ausüben.

Werden die Mehrphasenwicklungen im Stern zusammengeschaltet, so genügt ein Transformator mit einer Sekundärwicklung, welche in den dann durchgeführten Nulleiter eingeschaltet

ίο wird. Diese Ausführung ist in Fig. 5 a veranschaulicht. Da die auf diese Weise hineingeleitete Spannung sich auf die drei Wicklungen gleichmäßig verteilt und sich so den Übertragungsspannungen überlagert, tritt die gleiche Feldverteilung, wie oben beschrieben, ein. Statt der Sekundärspannung des Transformators in dem letztbeschriebenen Fall kann auch die Netzspannung selbst in den Nulleiter geschaltet werden, wie durch Fig. 5 b dargestellt ist, wodurch jedweder Transformator überflüssig wird.

Ferner kann die Polarisierung auch ohne Anwendung von besonderen Transformatoren durch Auflegen einer pollosen Ringwicklung auf den Gebereisenkörper α geschehen, welche an das Netz angeschlossen wird.

Claims (2)

Pate nt-Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eindeutiger Angaben bei einem Fernzeigersystem mit mehrphasig gewickelten und untereinander durch Fernleitungen verbundenen, von Wechselstrom erregten Gebern und Empfängern, in dessen Empfängern bei Verstellung des Erregers am Geber eine Lageänderung der Wechselfelder bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß den einzelnen, der Lage des Erregers entsprechend sich ändernden Übertragungsspannungen je eine gleichphasige, von der Geberstellung unabhängige Wechselspannung übergelagert wird, so daß eine Richtungsumkehr der Teilfelder in den Empfängern niclit mehr stattfindet und damit der dem Einfluß des resultierenden Wechselfeldes ausgesetzte, bewegliche Einstellkörper nur ein einziges Feldminimum vorfindet.

2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 bei Sternschaltung der mehrphasigen Wicklungen, dadurch gekennzeichnet, daß nur in den durchgeführten Nullleiter eine gleichphasige Spannung eingeschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.