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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVl 245716 -KLASSE 2id. GRUPPE - JVl 245716 - CLASS 2id. GROUP

Dr.THEODOR LEHMANN in URMATT i. Els.Dr THEODOR LEHMANN in URMATT i. Els.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 8. Dezember 1910 ab. Patented in the German Empire on December 8, 1910.

Erregt man einen Eisenkern gleichzeitig mit Gleichstrom und mit Wechselstrom, so nimmt bekanntlich mit zunehmender Wechselstromerregung das Gleichstromfeld ab, sobald die maximale Magnetisierung über den geraden Teil der Magnetisierungscharakteristik hinausgeht. If one excites an iron core simultaneously with direct current and with alternating current, then takes As is well known, with increasing alternating current excitation, the direct current field decreases as soon as the maximum magnetization goes beyond the even part of the magnetization characteristic.

Auf diese Erscheinung gründen sich bereits mehrere Kompoundierungsverfahren. EinesSeveral compounding processes are based on this phenomenon. One

ίο derselben verwendet direkt Wechselstromerregung im Erreger, welche in geeigneter Weise vom Generatorstrom abgezweigt ist. Die Feldoszillationen erzeugen jedoch Wechselspannungen sowohl in den Gleichstrommagnetspulen als im Anker und erschweren die Kommutierung ganz erheblich. Solche Erreger müssen deswegen sehr reichlich bemessen werden.ίο the same uses AC excitation directly in the exciter, which is branched off from the generator current in a suitable manner. The field oscillations however, generate alternating voltages both in the direct current solenoid coils and in the armature and make commutation more difficult quite considerably. Such pathogens must therefore be measured very abundantly.

Bei einem anderen Kompoundierungsverfahren wird der Wechselstrom nicht um dieAnother compounding method does not use the alternating current by the

ao Erregermagnete direkt, sondern um eine von Polschuh zu Polschuh gehende Eisenbrücke geführt. Das durch diese Brücke sich schließende Streufeld wird mit wachsendem Generatorstrom abgedrosselt, was eine Entsättigung der Magnete und daher eine Steigerung der Erregerspannung zur Folge hat. Damit die Spannungssteigerung eintritt, müssen jedoch die Magnete schon bei Leerlauf vom Streufeld stark gesättigt werden, anderenfalls bleibt das Streufeld ohne jeglichen Einfluß auf das Nutzfeld. Dies bedingt wiederum eine um so reichlichere Maschine, als auch bei gesättigter Brücke die Feldstreuung noch wesentlich größer ist als bei einer gewöhnlichen Maschine. Auch die Feldoszillationen können nicht ganz vermieden werden, da infolge der bei Sättigung auftretenden Oberfelder an den Polspitzen sich beträchtliche Oszillationen geltend machen.ao excitation magnets directly, but around an iron bridge going from pole shoe to pole shoe guided. The stray field closed by this bridge increases as the generator current increases throttled, which results in desaturation of the magnets and therefore an increase in the excitation voltage. In order to the voltage increase occurs, however, the magnets must already be idling from Stray field are strongly saturated, otherwise the stray field remains without any influence the useful field. This in turn requires a machine that is all the more abundant, as well as a saturated one Bridge the field spread is much larger than with a normal machine. The field oscillations cannot be completely avoided either, because of the upper fields that occur during saturation on the Pole tips make considerable oscillations.

Beide Verfahren besitzen endlich den Nachteil, daß für die Sättigungsverhältnisse im Feldmagneten des Erregers ausschließlich die Kompoundierungsbedingungen maßgebend sind und letztere oft nur auf Kosten der Stabilität sich verwirklichen lassen.Both methods finally have the disadvantage that for the saturation conditions in the Field magnets of the exciter, only the compounding conditions are decisive and the latter can often only be achieved at the expense of stability.

Das folgende, auf gemischte Erregung in weiterem Sinne sich gründende Kompoundierungsverfahren ist nun von diesen Übelständen frei. Bei demselben werden stellenweise im Feldmagneten des Erregers Öffnungen vorgesehen, durch welche der magnetische Kreis auf kurze Strecken in zwei oder mehr parallele Teile zerlegt wird. Erregt man nun die einzelnen Teile duixh , Wechselstrom derart, daß die Wechselfelder sich um die Öffnungen herum schließen, daß also zu jedem Zeitpunkte die Summe der einzelnen Wechselfelder über dem Gesamtquerschnitt Null ist, so wird es offenbar möglich, die magnetische Durchlässigkeit durch rein lokale Wechselstromerregung zu regeln, ohne daß die Wechselfelder in den übrigen Magnetkreis dringen. Die Gleichstrommagnetspulen sowohl als die Ankerwicklung werden unter diesen Umständen von den Wechselfeldern nicht induziert, wo auch immer man die Unterteilungsstelle anordnet.The following compounding process based on mixed excitation in a broader sense is now free from these evils. In the same place in the Field magnets of the exciter provided openings through which the magnetic circuit is broken down into two or more parallel parts over short distances. If you now excite the individual parts duixh, alternating current in such a way that the alternating fields are around the openings to conclude that at any point in time the sum of the individual alternating fields is over the total cross-section is zero, so it is apparently possible the magnetic permeability to regulate by purely local alternating current excitation, without the alternating fields in the penetrate the rest of the magnetic circuit. The DC solenoids as well as the armature winding are not induced by the alternating fields under these circumstances, wherever the subdivision point is arranged.

Die Sättigungsverhältnisse in dem von der Wechselstromerregung nicht betroffenen Teile des Feidmägneten können hierbei ohne jegliche Beeinträchtigung des Wechselfeldes stets so gewählt werden, daß im ganzen Regelungsbereiche vollkommene . Stabilität herrscht. The saturation conditions in the part not affected by the AC excitation of the Feidmagnneten can always without any impairment of the alternating field be chosen in such a way that perfect in the whole area of regulation. There is stability.

Dem Falle von Einphasenstrom z. B. entspräche lokale Zweiteilung des Kreises; beide Schenkel wären dann durch Wechselstrom in Gegenschaltung ähnlich wie ein Einphasentransformator zu erregen. Das Wechselfeld würde sich demnach an der Unterteilungsstelle von einem Schenkel zum anderen quer durch den Pol hindurch schließen, ohne den übrigen Kreis zu berühren. Mit DrehstromIn the case of single-phase electricity z. B. would correspond to local division of the circle into two parts; both Legs would then be similar to a single-phase transformer with alternating current in counter-circuit to excite. The alternating field would therefore be transverse from one leg to the other at the point of subdivision close through the pole without touching the rest of the circle. With three-phase current

ίο hätte man zwei Öffnungen und drei durch je eine Phase erregte Schenkel. ■ Auch hier gehen die drei Felder nicht über die Erregungsstelle hinaus, da ihre Summe zu jeder Zeit Null ist.ίο you would have two openings and three through each a phase excited thighs. ■ Here, too, the three fields do not go through the excitation point since their sum is zero at all times.

Wenn die einzelnen Felder sinusförmig verlaufen, läßt es sich verhältnismäßig leicht einrichten, daß sie sich gegenseitig aufheben. In der Mehrzahl der Fälle treten jedoch Oberfelder auf, die zum Teil von der Erregung, zum Teil von der gemischten Erregung grundsätzlich anhaftenden Unsymmetrie beider Wellenhälften herrühren. Die Bedingung, daß an der lokalen Sättigungsstelle die Einzelfelder sich aufheben, ist dann nicht mehr streng erfüllt; es werden insbesondere diejenigen Oberfeider, deren Ordnung ein Vielfaches der Phasenzahl beträgt, sich unterstützen und infolgedessen das ganze Magnetsystem in Mitleidenschaft ziehen. Dem läßt sich nun leicht durch Gegenschaltung zweier lokaler Sättigungsstellen pro Kreis begegnen, etwa in der Weise, daß entsprechende Spulen an beiden Erregungsstellen so geschaltet werden, daß in bezug auf den Hauptkreis sich ihre magnetomotorischen Kräfte aufheben.If the individual fields are sinusoidal, it is relatively easy to set up that they cancel each other out. In the majority of cases, however, upper fields occur on which in part from the excitement, in part from the mixed excitement in principle stuck asymmetry of both shaft halves. The condition that the individual fields at the local saturation point cancel out, is then no longer strictly fulfilled; in particular those Oberfeider, whose order is a multiple of the number of phases, support each other and as a result affect the whole magnet system. It is now easy to get through that Opposite connection of two local saturation points per circle encounter, for example in such a way that corresponding coils are switched at both excitation points so that with respect to their magnetomotive forces cancel each other out on the main circle.

Dem Wesen der Regelungsanordnung entspricht es dabei, daß mit abnehmender Wechselstromerregung die Erregerspannung an den Bürsten wächst. Das Schema für die Gewinnung der Wechselstromerregung ist demnach so anzuordnen, daß letztere abnimmt, wenn die Belastung am Generator steigt.
In der Zeichnung zeigt:
Fig. ι einen Magnetpol des Erregers und die einphasig erregte Sättigungsstelle,It corresponds to the essence of the control arrangement that the excitation voltage on the brushes increases with decreasing alternating current excitation. The scheme for obtaining the alternating current excitation is therefore to be arranged in such a way that the latter decreases when the load on the generator increases.
In the drawing shows:
Fig. Ι a magnetic pole of the exciter and the single-phase excited saturation point,

Fig. 2 einen Magnetpol mit dreiphasig erregter Sättigungsstelle,2 shows a magnetic pole with a three-phase excited saturation point,

Fig. 3 die Gegenschaltung zweier einphasiger Sättigungsstellen auf demselben Pole,
Fig. 4 die Gegenschaltung zweier einphasiger Sättigungsstellen auf zwei aufeinanderfolgenden Polen,3 shows the counter connection of two single-phase saturation points on the same pole,
4 shows the counter-connection of two single-phase saturation points on two consecutive poles,

Fig. 5 das Gesamtschema der Regelungsanordnung für den Fall, daß der dem Erreger zugeführte Wechselstrom mittels Spannungs- und Stromtransformators vom Generator abgezweigt wird,Fig. 5 shows the overall scheme of the control arrangement in the event that the pathogen supplied alternating current is branched off from the generator by means of a voltage and current transformer will,

Fig. 6 einen für gleichzeitige Spannungsund Stromerregung eingerichteten Dreikerntransformator zur Gewinnung der geeigneten Wechselstromerregung,6 shows a three-core transformer set up for simultaneous voltage and current excitation to obtain the suitable alternating current excitation,

Fig. 7 das Gesamtschema der Regelungsanordnung, wenn die Wechselstromerregung mittels des in Fig. 6 dargestellten Transformationsapparates gewonnen wird.Fig. 7 shows the overall scheme of the control arrangement when the alternating current excitation by means of of the transformation apparatus shown in Fig. 6 is obtained.

In Fig. ι bedeutet A den Magnetpol des Erregers, B die Gleichstrommagnetwicklung, C ein zwischen Pol und Magnetjoch E eingeschaltetes lamelliertes U-Stück, auf dessen Schenkel zwei entgegengeschaltete Spulen D sitzen. Schickt man durch die Spulen D Wechselstrom, so entsteht ein das U-Stück C mehr oder weniger sättigendes Wechselfeld, welches, wie die punktierte Linie andeutet, sich von einem Schenkel zum anderen quer durch den Pol hindurch schließt. Das Joch wird von dem Wechselfelde nicht berührt und kann daher massiv ausgeführt werden. Auch der Magnetpol braucht nicht eigens unterteilt zu sein, wenn man etwa das Zwischenstück als geschlossenes, aus zwei U-Stücken bestehendes Rechteck ausbildet.In Fig. Ι A denotes the magnet pole of the exciter, B the direct current magnet winding, C a laminated U-piece connected between the pole and magnet yoke E , on the legs of which two opposing coils D sit. If alternating current is sent through the coils D, an alternating field is created which more or less saturates the U-piece C , which, as the dotted line indicates, closes from one leg to the other across the pole. The yoke is not touched by the alternating field and can therefore be made massive. The magnetic pole also does not need to be specially divided, for example if the intermediate piece is designed as a closed rectangle consisting of two U-pieces.

Für die Anordnung der lokalen Sättigungsstelle zwischen Magnetpol und Joch sprechen namentlich konstruktive Rücksichten, insbesondere der Umstand, daß Pol und Joch normal ausgeführt werden können. Grundsätzlich steht jedoch der Anordnung der Sättigungsstelle im Joch selbst oder im Pol nichts im Wege, da die Zunahme des gesamten magnetischen Widerstandes mit der Wechsel-Stromerregung von der Lage der Sättigungsstelle nicht wesentlich beeinflußt wird. Das Zwischenstück C selbst ist je nach den Regelungsbedingungen zu dimensionieren; dessen Breite braucht natürlich mit derjenigen des Poles nicht übereinzustimmen.For the arrangement of the local saturation point between magnetic pole and yoke, constructive considerations speak in particular, in particular the fact that the pole and yoke can be designed normally. In principle, however, nothing stands in the way of arranging the saturation point in the yoke itself or in the pole, since the increase in the total magnetic resistance with the alternating current excitation is not significantly influenced by the position of the saturation point. The intermediate piece C itself is to be dimensioned depending on the control conditions; its width need not, of course, coincide with that of the pole.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel setzt Dreiphasenerregung voraus. Das Zwischenstück C ist jetzt dreischenklig, im übrigen liegen die Verhältnisse wie in Fig. 1.The embodiment shown in FIG. 2 assumes three-phase excitation. The intermediate piece C is now three-legged, otherwise the conditions are as in FIG. 1.

Es ist klar, daß in manchen Fällen die Anordnung von Sättigungsstellen an jedem zweiten Pole schon hinreicht; es wäre ebenfalls auch denkbar, daß die Pole mit Wechselstromerregung keine Gleichstromerregung erhalten, so daß Pole mit Wechselstromerregung und Pole mit Gleichstromerregung miteinander abwechseln. Letztere Anordnung empfiehlt sich z. B., wenn der Spannungsabfall am Generator groß ist .und die Schenkel des Zwischenstückes C verhältnismäßig lang werden.It is clear that in some cases the arrangement of saturation points at every other pole is sufficient; it would also be conceivable that the poles with alternating current excitation receive no direct current excitation, so that poles with alternating current excitation and poles with direct current excitation alternate with one another. The latter arrangement is recommended for. B. when the voltage drop across the generator is large. And the legs of the intermediate piece C are relatively long.

Aus Fig. 3 und 4 ist ersichtlich, wie im Falle von Einphasenerregung die Wechselstromspulen angeordnet werden müssen, um das Eindringen von Oberfeldern in den Anker des Erregers zu verhüten. Die zu derselben Sättigungsstelle gehörenden Spulen sind wie in Fig. ι geschaltet. Die Grundwelle und sämtliche ungeraden Oberfelder werden daher durch die benachbarten Schenkel rings um die Öffnungen herum sich schließen. Die geraden Oberfelder jedoch haben in beidenFrom Figs. 3 and 4 it can be seen how the alternating current coils are used in the case of single-phase excitation must be arranged in order to prevent the penetration of upper fields into the armature of the pathogen. The one to the same Coils belonging to the saturation point are connected as shown in FIG. The fundamental and all odd upper fields are therefore all around by the neighboring legs the openings around close. The even upper fields, however, have in both

Schenkeln einer Sättigungsstelle das gleiche Vorzeichen und würden somit denselben Weg nehmen wie das Gleichstromfeld. Schaltet man aber das Spulenpaar der zweiten Sättigungsstelle in bezug auf den Hauptkreis dem ersten Spulenpaar entgegen, so kommen die geraden Oberfelder überhaupt nicht mehr zur Ausbildung, weil ihre magnetomotorischen Kräfte sich aufheben. In Fig. 3 sind die beiden Sättigungsstellen bzw. die sie erregenden Spulenpaare D und D' auf demselben Pole, in Fig. 4 auf zwei benachbarten Polen einander entgegengeschaltet. Wie die punktiert eingezeichneten Kraftlinien andeuten, wird in beiden Fällen vollkommene Lokalisierung der Wechselfelder erzielt, insofern als grundsätzlich weder in den Anker noch in den übrigen Feldmagneten Feldausläufer dringen können. Dementsprechend werden diese Teile auch von magnetischen Oszillationen irgendwelcher Art vollständig frei sein.The legs of a saturation point have the same sign and would therefore take the same path as the direct current field. If, however, the pair of coils of the second saturation point is switched against the first pair of coils in relation to the main circle, the straight upper fields no longer develop at all because their magnetomotive forces cancel each other out. In FIG. 3 the two saturation points or the coil pairs D and D ' which excite them are connected opposite one another on the same pole, in FIG. 4 on two adjacent poles. As the dotted lines of force indicate, complete localization of the alternating fields is achieved in both cases, insofar as, in principle, field extensions cannot penetrate either into the armature or into the other field magnets. Accordingly, these parts will also be completely free from magnetic oscillations of any kind.

Bei Dreiphasenerregung kommen die Oberfelder in Betracht, deren Ordnung ein Vielfaches von 3 ist. Durch Gegenschaltung entsprechender Schenkel zweier Sättigungsstellen können, ähnlich wie in Fig. 3 und 4, die betreffenden Oberfelder zum Verschwinden gebracht werden.In the case of three-phase excitation, the upper fields come into consideration, the order of which is a multiple of 3 is. By counter-switching the corresponding legs of two saturation points can, similar to Fig. 3 and 4, make the relevant upper fields disappear will.

Man könnte schließlich versucht sein, von den beiden Schenkeln eines Zwischenstückes nur den einen zu bewickeln. Da aber hierdurch der unbewickelte Schenkel mit dem Hauptkreis parallel geschaltet würde, müßte ein Teil des aus dem bewickelten Schenkel austretenden Wechselfeldes seinen Weg durch den Hauptkreis nehmen.Finally, one might be tempted to use the two legs of an intermediate piece to wrap only one. However, since this would mean that the unwound leg would be connected in parallel with the main circuit, it would have to part of the alternating field emerging from the wrapped leg makes its way through take the main circle.

Durch Gegenschaltung nach Fig. 3 und 4 ließe sich dieser Übelstand zwar vermeiden, wenn sonst alles symmetrisch ist; irgendweleher Vorteil wird aber dabei nicht erreicht. Die Anordnungen Fig. 1 bis 4 sind sämtlich dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Wechselspannung erfordern, welche mit steigender Generatorbelastung abnimmt. Wenn der Generatorstrom wattlos ist (cos ψ = ο), ließe sich dies erreichen, indem man einen Spannungstransformator mit einem Stromtransformator derart in Reihe schaltet, daß die Sekundärspannungen beider Transformatoren einander entgegengerichtet sind. Falls dann im ganzen Regelungsbereiche die Spannung am Stromtransformator kleiner bleibt als diejenige am Spannungstransformator, nimmt dann tatsächlich die Gesamtspannung mit wachsender Belastung ab. Für cos q> — 1 jedoch würde die Gesamtspannung mit der Belastung zunehmen. Dadurch nun, daß man an die Sekundärklemmen des Stromtransformators einen geeignet bemessenen Widerstand anschließt, läßt sich in allen Fällen erreichen, daß die resultierende Spannung von cos ψ = ι bis etwa cos φ = ο,3 in gewünschter Weise abnimmt. Fig. 5 zeigt das gesamte Schaltungsschema für diesen Fall. A bedeutet hier die· Magnetwicklung des Generators G, B die Gleichstromerregerwicklung des Erregers E, C und F beiden Wicklungen vorgeschaltete Widerstände. D bezeichnet die Wechselstromspulen des Erregers, T den Spannungs- und 5 den Stromtransformator mit. dem parallel geschalteten Widerstände R. This inconvenience could be avoided by counter-switching according to FIGS. 3 and 4 if everything is otherwise symmetrical; however, any advantage is not achieved. The arrangements of FIGS. 1 to 4 are all characterized in that they require an alternating voltage which decreases as the generator load increases. If the generator current is wattless (cos ψ = ο), this could be achieved by connecting a voltage transformer in series with a current transformer in such a way that the secondary voltages of both transformers are directed opposite one another. If the voltage at the current transformer then remains lower than that at the voltage transformer in the entire control range, the total voltage actually decreases with increasing load. For cos q> - 1, however, the total stress would increase with the load. By connecting a suitably dimensioned resistor to the secondary terminals of the current transformer, it can be achieved in all cases that the resulting voltage decreases in the desired manner from cos ψ = ι to about cos φ = ο.3. Fig. 5 shows the entire circuit diagram for this case. A means the magnet winding of the generator G, B the DC excitation winding of the exciter E, C and F resistors connected upstream of both windings. D denotes the alternating current coils of the exciter, T the voltage transformer and 5 the current transformer. the parallel connected resistors R.

Im Falle eines Drehstromgenerators läßt sich der Widerstand R übrigens umgehen, indem man den Transformator T nicht von der Phasenspannung, sondern in der Weise von der verketteten Spannung abzweigt, daß für cos φ = ι die Sekundärspannung um 30⁰ dem Strom voreilt. Wenn noch größere Voreilung erforderlich ist, was übrigens kaum vorkommen dürfte, läßt sich mittels Zusatztransformators von einer den Nachbarphasen abgezweigten Spannungskomponente jede beliebige Voreilung herstellen. Ganz abgesehen von der Phase des Generatorstromes muß natürlich die Spannung am Stromtransformator für den größten vorkommenden Strom noch kleiner sein als die Spannung am Transformator T. Bei gleichem Generatorstrom ist dabei die vektorielle Differenz beider Spannungen am kleinsten für die größtvorkommende Stromnacheilung ψ, In the case of an alternator, the resistance R can incidentally circumvented by branching off the transformer T is not of the phase voltage, but in the manner of the line voltage, that for cos φ = ι the secondary voltage by 30 ⁰ leads the stream. If an even larger lead is required, which, by the way, is unlikely to happen, any lead can be produced from a voltage component branched off from the neighboring phases by means of an additional transformer. Quite apart from the phase of the generator current, the voltage at the current transformer for the largest occurring current must of course be even smaller than the voltage at transformer T. With the same generator current, the vectorial difference between the two voltages is the smallest for the largest occurring current lag ψ,

Ein wesentlicher Vorzug dieser Regelungsanordnung ist es nun, daß bei plötzlichem Kurzschluß die Erregung und damit der Generatorstrom nicht wie bei anderweitigen Kompoundierungsverfahren ins Ungemessene wächst, sondern im Gegenteil sofort abnimmt. Die Spannung am Stromtransformator S gewinnt nämlich die Überhand über diejenige des Spannungstransformators T, sobald der Strom am Generator den vorgesehenen Maximalwert überschreitet; von da an nimmt die Gesamtspannung an den Wechselstromspulen D des Erregers mit dem Generatorstrom zu, was eine Vergrößerung des Widerstandes der Sättigungsstellen und Hand in Hand damit eine Abnahme der Erregerspannung zur Folge hat. Meistens wird, wenn der Kurzschlußstrom den dreifachen Normalwert erreicht hat, der Widerstand der Sättigungsstelle so groß no geworden sein, daß ein vollständiges Erlöschen des Erregers eintritt. Man hat es also in der ¹ Hand, den Kurzschlußstrom fast beliebig niedrig zu halten, niedriger sogar als bei nicht kompoundierter Maschine.An essential advantage of this control arrangement is that, in the event of a sudden short circuit, the excitation and thus the generator current does not increase beyond measure as in other compounding processes, but on the contrary decreases immediately. The voltage at the current transformer S gains the upper hand over that of the voltage transformer T as soon as the current at the generator exceeds the intended maximum value; from then on, the total voltage at the alternating current coils D of the exciter increases with the generator current, which results in an increase in the resistance of the saturation points and hand in hand with a decrease in the excitation voltage. Usually, when the short-circuit current has reached three times the normal value, the resistance of the saturation point will have become so great that the exciter is completely extinguished. So you did it in ^one hand to hold the short circuit current in almost any low, lower even than in non-compounded machine.

Den Spannungstransformator T und den Stromtransformator 5 kann man in bekannter Weise auch zu einem einzigen Dreikerntransformator vereinigen, wobei gegebenenfalls zu demjenigen Kern, der durch den Generatorstrom erregt wird, der Widerstand R parallel zu schalten ist.The voltage transformer T and the current transformer 5 can also be combined in a known manner to form a single three-core transformer, with the resistor R being connected in parallel to that core which is excited by the generator current.

Fig. 7 stellt eine weitere Erregungsanordnung dar, bei welcher die richtige Wechselstromerregung ohne Parallelwiderstand mittels eines Transformationsapparates erhalten wird, der, wie Fig. 6 zeigt, dreischenkelig ist. Einer der Schenkel, z. B. der Schenkel A, liegt an der Generatorspannung. Der mittlere Schenkel B endigt gabelförmig in zwei Zacken, welche je eine Spule C tragen. Diese Spu-Jen C werden vom Generatorstrom erregt und sind entgegengeschaltet, so daß sie ein von einer Zacke zur anderen quer durch den Kern B sich schließendes Feld hervorrufen. Mit zunehmendem Generatorstrom werden die Zacken gesättigt, und das vom Schenkel A kommende, durch den Kern B sich schließendeFIG. 7 shows a further excitation arrangement in which the correct alternating current excitation is obtained without parallel resistance by means of a transformation apparatus which, as FIG. 6 shows, has three legs. One of the legs, e.g. B. the leg A, is due to the generator voltage. The middle leg B ends in the shape of a fork in two prongs, each of which carries a coil C. These Spu-Jen C are excited by the generator current and are switched in the opposite direction, so that they produce a field that closes across the core B from one point to the other. As the generator current increases, the spikes become saturated, and that coming from leg A closes through core B.

. Teilfeld wird allmählich nach dem dritten Schenkel D' abgedrängt. In einer den ganzen mittleren Kern B umschließenden Spule E wird demnach eine mit zunehmendem Generatorstrom abnehmende Spannung induziert, welche sich zur Erregung des Erregers eignet. Man sieht leicht, daß schon für cos φ = ι die Spannung mit zunehmendem Generatorstrom abnimmt, da die Zackenfelder sich mit dem von A kommenden Felde rechtwinklig zusammensetzen und die Zackensättigung bzw. den Widerstand des mittleren Schenkels B erhöhen. . Subfield is gradually pushed back to the third leg D '. Accordingly, a voltage which decreases with increasing generator current is induced in a coil E which surrounds the entire central core B and which is suitable for exciting the exciter. It is easy to see that for cos φ = ι the voltage decreases with increasing generator current, since the spike fields are composed at right angles with the field coming from A and the spike saturation or the resistance of the middle leg B increases.

Bei Generatoren mit starkem induktiven Spannungsabfall empfiehlt es sich, den dritten Kern D' ebenfalls mit dem Generatorstrom zu erregen; die Windungen müssen aber so geschaltet werden, daß sie für cos φ = ο das von A kommende Feld in D' unterstützen und in B schwächen. Nebenbei wird dadurch bei plötzlichem Kurzschluß eine starke Dämpfung des Kurzschlußstromes erreicht.In the case of generators with a strong inductive voltage drop, it is advisable to also excite the third core D ' with the generator current; however, the windings must be switched in such a way that they support the field coming from A in D ' and weaken it in B for cos φ = ο. In addition, a strong attenuation of the short-circuit current is achieved in the event of a sudden short-circuit.

Die Schemas Fig. 5 und 7 können ohne weiteres auf den Fall von Drehstrom übertragen werden. Man kann dabei den Erreger einphasig oder dreiphasig erregen; die grundsätzliche Anordnung der Regelungseinrichtung bleibt hiervon unberührt. Sie bleibt es auch, ob der Erreger fremd, im Nebenschluß oder Hauptschluß oder in Kompoundschaltung erregt wird. Bei Fremderregung fallen natürlich die Wechselstromspulen D (Fig. 1) reichlicher aus als bei Eigenerregung, wo sie gewissermaßen nur den Anstoß zu geben haben und naturgemäß sehr klein gehalten werden können. Für die Wahl der einen oder .ande-' ren Erregungsart ist neben der Regelungsempfindlichkeit die zu erzielende Momentan- wirkung maßgebend. Für die Schnelligkeit der Regelung kommt als günstiges Moment in Betracht, daß die Zwischenstücke C (Fig. 1), welche den magnetischen Widerstand des Erregers bestimmen, direkt vom Generator aus erregt werden und magnetisch den Belastungs-Schwankungen um so schneller folgen können, als sie zu ihrer Magnetisierung nur geringer Energiemengen bedürfen.The schemes of FIGS. 5 and 7 can easily be transferred to the case of three-phase current. You can excite the exciter in one or three phases; the basic arrangement of the control device remains unaffected. It remains the same whether the exciter is excited in an extraneous way, in a shunt or main circuit or in a compound circuit. In the case of external excitation, of course, the alternating current coils D (FIG. 1) fail more abundantly than in the case of self-excitation, where they only have to give the impetus, so to speak, and can naturally be kept very small. For the choice of one or the other type of excitation, in addition to the control sensitivity, the instantaneous effect to be achieved is decisive. A favorable moment for the speed of the regulation is that the intermediate pieces C (Fig. 1), which determine the magnetic resistance of the exciter, are excited directly by the generator and magnetically follow the load fluctuations faster than they can require only small amounts of energy to magnetize them.

Diese Regelungseinrichtung ermöglicht es auch, Maschinen verschiedener Type und Größe anstandslos parallel zu schalten.This control device also makes it possible to control machines of various types and sizes to switch in parallel without any problems.

Claims

Patent-to sayings:

1. Device for automatic voltage regulation of alternators, characterized in that the field magnet of the exciter is broken down into parallel parts in places through openings, which are excited by means of alternating current in such a way that the alternating fields at the Partial point around the openings through the individual parts close without the To touch armature, for the purpose of the magnetic resistance of the field magnet and thereby the voltage of the exciter to regulate automatically depending on the generator current, whereby, according to the nature of the control device, from Generator current induced E. M. Ke. can be switched with the generator voltage in such a way that that the alternating current flowing to the pathogen reaches its maximum value when idling and with increasing load decreases in accordance with the required generator excitation. .

2. Device according to claim 1, characterized in that per pole pair at least two saturation points excited with alternating current are provided on the exciter are whose excitation coils are connected in opposition to one another with respect to the main circuit are, in order to prevent any upper fields that occur, their order a Is a multiple of the number of phases, penetrate into the armature.

3. Establishment. according to claim 1, characterized characterized in that all poles of the exciter have direct current solenoids and at least have an alternating current saturation point per pole pair.

4. Device according to claim 1, characterized characterized that on the exciter magnetic poles with only alternating current saturation points and magnetic poles with only Alternate DC solenoids.

1 sheet of drawings.