DE243035C

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Publication number: DE243035C
Application number: DENDAT243035D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Selbsterregende Gleichstrommaschinen arbeiten nur über dem Knie ihrer magnetischen Charakteristik stabil. Die Stabilität und die Höhe der Spannung der Maschine bestimmt sich aus einer doppelten Abhängigkeit zwischen induzierter E. M. K. und Magnetisierungsstrom. Einerseits hängt die Höhe der Spannung von der Feldstärke und daher vom Magnetisierungsstrome ab, in einer Weise, die

ίο durch die Charakteristik gegeben ist; sie ist in Fig. ι als Kurve I dargestellt. . Anderseits wird aber die Stärke des Magnetisierungsstromes von der Spannung bestimmt; bei konstantem Erregerwiderstande herrscht eine line-

are Abhängigkeit, die durch die Gerade A der Fig. ι dargestellt ist. Der Schnittpunkt beider Linien, d. h. der Wert von Strom und Spannung, bei dem beide Abhängigkeiten gleichzeitig bestehen können, entspricht dem wirkliehen Arbeitszustande der Maschine.

Es ist üblich, die Spannung derartiger selbsterregter Maschinen durch Verändern des Erregerwiderstandes zu regulieren. Dies ist jedoch nur innerhalb eines geringen Bereiches möglich, denn sowie man den Erregerwiderstand so groß macht, daß die Widerstandslinie in die Lage B oder deren Nähe kommt, wo sie die Charakteristik tangiert, dann wird die Spannung unstabil, weil jedem beliebigen Punkte der beiden zusammenfallenden Linien ein möglicher Arbeitszustand entspricht.

Selbsterregte Generatoren können daher auf diese Weise nicht auf niedrige Spannungen geregelt werden. Wird eine stark veränderliche Spannung gefordert, z. B. für Leonard-Antriebe, dann ist es üblich, eine besondere Erregerdynamo aufzustellen und von dieser aus den Hauptgenerator fremd zu erregen. Diese Komplikation, die in der Aufstellung einer besonderen Maschine besteht, soll gemaß dieser Erfindung vermieden werden durch eine einfache Zusatzeinrichtung am selbsterregten Generator. Wie in Fig. 2 dargestellt, soll eine Drosselspule, am besten mehrphasig, durch Schleifringe an den Anker angeschlossen werden. Die Drosselspule soll regelbar sein und soll bei den wirklich auftretenden Spannungen in ihrem Eisen gesättigt sein. Durch einfaches Regeln dieser Drosselspule, z. B. durch Verändern ihrer Windungszahl, ist es alsdann möglich, die Ankerspannung des selbsterregten Generators auf stabile Weise bis zu beliebig niedrigen Werten zu ermäßigen. Diese Erscheinung ist folgendermaßen zu erklären: Die Drosselspule entnimmt dem Anker des Generators wattlosen Strom, der entmagnetisierend auf die Feldpole wirkt. Um also die Spannung aufrecht zu erhalten, ist ein größerer Magnetisierungsstrom auf den Polen erforderlich als vorher. Bei jeder Einstellung der Drosselspule ergibt sich daher eine andere Charakteristik für die Gesamtanordnung Generator und Drosselspule, so daß bei gleicher Spannung der Magnetisierungsstrom um so größer ist, je weniger Windungen die Drosselspule enthält. In Fig. 1 sind als Kurve II, III, IV verschiedene derartige Charakteristiken gezeichnet, wobei vorausgesetzt ist, daß die

Drosselspule ziemlich gesättigtes Eisen enthält, so daß sie ein starkes Abbiegen der Charakteristik bewirkt.

Es ist nun ohne weiteres zu sehen, daß die Widerstandslinie A alle diese Charakteristiken stabil schneidet, aber bei Spannungswerten, die ganz erheblich tiefer liegen, als sie ohne Drosselspule erreichbar wären. Natürlich kann man, um bei tiefen Spannungen noch recht

ίο große Stabilität zu erzielen, auch den Erregerwiderstand gleichzeitig regeln, so daß man beispielsweise die Widerstandslinie C erhält. Stets kann man auf die beschriebene Weise durch Ändern der Charakteristik die Spannung stabil auf sehr geringe Werte bringen. Um den schädlichen entmagnetisierenden Einfluß der Belastungsströme zu verhindern, kann eine Kompoundierung des Generators zweckmäßig sein.

Die Drosselspule kann auch in den umlaufenden Teil der Maschine eingebaut sein; die Schleifringe kommen dann natürlich in Wegfall.

Die regelbare Drosselspule kann man auf bekannte Weise mit abschaltbaren Windungen ausführen. Sehr zweckmäßig ist es aber, wie Fig. 3 zeigt, einen Drehfeldtransformator dazu zu benutzen, indem man den Läufer und Ständer eines gewöhnlichen Induktionsmotors mit möglichst gleichen Windungszahlen in Reihe schaltet. Durch Verdrehen des Läufers kann man die effektive Windungszahl dieser Drosselspule ohne Anwendung von Kontakten stetig regeln.

Das beschriebene Verfahren ist nicht "auf Gleichstrommaschinen beschränkt, es kann vielmehr auch mit gutem Erfolge bei selbsterregten Wechselstromkollektormaschinen angewendet werden, die man oft bei geringen Periodenzahlen auf niedrige Spannungen regeln muß. Bei höheren Periodenzahlen steht hier das einfachere Mittel zur Verfügung, die Drosselspule an die Hauptstromkreise anzuschließen. Ihre Wirkung ist dort dieselbe.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Verfahren zum Regeln und zum Stabilisieren des Feldes von selbsterregten Kollektorgeneratoren für Gleichstrom oder Wechselstrom, gekennzeichnet durch Verändern der Charakteristik der Maschine vermittels eines regelbaren elektromagnetischen Stromkreises mit gesättigtem Eisen, der an feste Punkte des Kollektorankers angeschlossen ist.

2. Ausführung des regelbaren elektromagnetischen Stromkreises bei dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Induktionsmotor, dessen Stander- und Läuferwicklung mit etwa gleichen Windungszahlen in Reihe geschaltet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.