DE274910C

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Publication number: DE274910C
Application number: DENDAT274910D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JVI 274910 KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. September 1912 ab.

Für diese Anmeldung ist bei der Prüfung gemäß dem Unionsvertrage vom

20. März 1883

\. Dezember igoo auf Grund der Anmeldung in Frankreich vom 25. September 1911 anerkannt.

die Priorität

Die Erfindung betrifft einen Gleichstromumformer, der es ermöglicht, den mit konstanter Netzspannung gelieferten Strom in einen solchen von konstanter Stromstärke umzuwandeln, wie groß auch der Widerstand der durchflossenen Leitung sein möge. Derartige Umformer dienen dazu, Stromstöße in Anlagen zu vermeiden, bei denen der Widerstand schnelle und beträchtliche Änderungen erleiden kann, so z. B. in Anlagen für Bogenlampenbeleuchtung, für elektrische Widerstands- oder Flammenbogenöfen u. dgl.

Es sind bereits verschiedene Vorschläge für die Regelung solcher Umformeranlagen gemacht worden. So hat man zum Teil eine Beeinflussung durch Änderung der Umlaufsgeschwindigkeit versucht, wobei der Motor eine Kompound-Erregerwicklung erhielt; auf diesem Wege war aber weder eine genaue noch eine ausreichend schnelle Regelung erzielbar, da die mechanische Trägheit des Maschinensatzes die erforderlichen Geschwindigkeitsänderungen verhinderte.

Man hat auch eine rein elektrische Regelung vorgeschlagen, indem man nur auf den Stromerzeuger einwirkte, der außer mit einer Nebenschlußerregung mit zwei einander entgegenwirkenden Erregerwicklungen versehen wurde, nämlich mit einer Gegenkompoundwicklung und einer in Reihe mit dem Motor liegenden Erregerwicklung. Die Gegenkompoundwicklung arbeitet dabei nur im Sinne der Regelung, und wie man ohne weiteres erkennt, kann die konstante Zahl ihrer durch den konstanten Strom erzeugten Amperewindüngen nur um einen geringen Bruchteil von höchstens etwa 10 Prozent höher sein, als die Zahl der zur Erregung des Stromerzeugers bei voller Belastung erforderlichen. Daraus folgt, daß die Regelwirkung zu schwach ist und bei plötzlichen Widerstandsänderungen im Sekundärstromkreise nicht genügt, so daß die Regelung sehr unvollständig bleibt.

Die Erfindung bezieht sich nun auf einen Umformer mit rein elektrischem Regelungsverfahren, bei dem die Wirkung der regelnden Amperewindungen beträchtlich verstärkt wird und die Regelung sich allen Widerstandsänderungen im Sekundärstromkreise sofort anpassen kann. Außer den bereits bekannten drei Erregerwicklungen: einer im Nebenschluß, einer als Gegenkompoundierung und einer in Reihe mit dem Motor geschalteten Wicklung, besitzt der Stromerzeuger noch eine an den Klemmen des Primärstromkreises liegende Wicklung mit konstanter Erregung, die im

entgegengesetzten Sinne zur Gegenkompoundwicklung arbeitet, deren Amperewindungszahl sich demnach so weit erhöht, daß das Gleichgewicht immer wieder hergestellt wird. Dieser Ausgleich wird nun gerade durch den Umstand ermöglicht, daß sowohl die am Primärstromkreise liegende Erregerwicklung als auch die Erregergegenwicklung beide eine konstante Amperewindungszahl besitzen und

ίο man erhält tatsächlich einen konstanten Strom im Sekundärkreise, wenn man den vier Erregerwicklungen des Stromerzeugers im Höchstwert unter sich gleiche Amperewindungszahlen gibt, die im Verhältnis gleich der Hälfte der zur vollen Erregung des Stromerzeugers erforderlichen Zahl sind.

Auf der Zeichnung ist A der Gleichstrommotor mit konstanter Geschwindigkeit, der vom Netz B mit konstanter Spannung gespeist wird. Der mechanisch mit A gekuppelte Stromerzeuger C liefert Strom an das Netz D, in dem konstante Stromstärke herrschen soll. Der Stromerzeuger C ist mit vier Erregerwicklungen versehen, von denen E die Erregergegenwicklung darstellt, F die Nebenschlußwicklung, G die in Reihe mit dem Motor A und H die am Netz B konstanter Spannung liegende Wicklung. Die Erregergegenwicklung E wirkt dabei in entgegengesetztem Sinne wie die drei übrigen Wicklungen.

Es sei nun η die Hälfte der Anzahl Amperewindungen, die zur Erregung des Stromerzeugers C bei voller Belastung erforderlich sind. Bei dieser Vollbelastung liefern die drei Wicklungen F, G und H unter den oben erwähnten Umständen 3 η Amperewindungen, während die Wicklung E — n-Amperewindungen liefert, so daß bei Vollbelastung der Stromerzeuger C erregt wird durch:

3 η — η = 2 η Amperewindungen, das ist gerade die dafür erforderliche Anzahl.

Bei der Belastung Null, die einem vollkommenen Kurzschluß von C entsprechen würde, ergibt sich die Anzahl der durch die verschiedenen Erregerwicklungen von C erzeugten Amperewindungen:

für E = — η

-F=O

-G= ο

Summe.

η — η = ο.

Das entspricht also vollständig der Spannung Null an den Klemmen von C, mit anderen Worten einem Kurzschluß dieser Maschine. In Wirklichkeit ergibt G in diesem Falle allerdings nicht genau die Amperewindungszahl Null, denn der Motor A hält eine gewisse, dem Leerlauf Verluste des Maschinensatzes entsprechende Belastung aufrecht. Um die Erregung aber vollständig gleich Null zu machen, braucht man dann nur die konstante Erregung in H derart zu regeln, daß sie so viel Amperewindungen weniger liefert, als G deren zuviel ergibt.

Bei anderen Belastungswerten des Stromerzeugers C, d. h. bei anderen Widerständen im Stromkreise D, paßt sich die Erregung und folglich auch die Spannung der Maschine C dem Widerstände des Stromkreises an, der infolgedessen dauernd von einem Strome gleicher Stärke gespeist wird.

Bei halber Belastung von C, der natürlich zur Erzielung eines Stromes von dauernd gleicher Stärke die Hälfte der gewöhnlichen Erregung entsprechen muß, ergibt sich beispielsweise :

Amperewindungen von E = —η

	η	- G =	2
	2		η
		- H =	2
-	I- ^η 4- η
Summe. ... —	"~ 2

und das ist wieder genau die Hälfte, der _go vollen Erregung.

Beim Belasten des Generators C erfolgt die Zunahme der Erregung ohne weiteres auf Grund der Wirkung der festen Erregerwicklung H, die ja dauernd unter Spannung steht.

Durch Regelwiderstände (der Einfachheit halber in der Zeichnung nicht dargestellt), die mit den Erregerwicklungen H und F in Reihe geschaltet sind, und weitere Widerstände, die mit den Wicklungen G und E im Nebenschluß liegen, können die jedesmal von den vier Erregerwicklungen erzeugten Amperewindungszahlen eingestellt werden; durch gleichzeitige Änderung der Amperewindungszahlen bei allen vier Wicklungen ließe sich auch der gewöhnliche Arbeitsstrom des Maschinensatzes ändern, d. h. die Stromstärke, die in dem Netz B konstant erhalten wird. Durch zweckmäßige Regelung der Amperewindungszahlen für E, F₁ G und H kann man n₀ auch erreichen, daß der Strom in D sich bei einer bestimmten Belastungsänderung im entsprechenden Sinne ändert.

Claims

Patent-Anspruch :

Gleichstrom-Gleichstrom-Umformer zur Erzeugung von Gleichstrom konstanter Stromstärke, bestehend aus einem mit konstanter Geschwindigkeit laufenden Motor und einem Stromerzeuger mit einer _lzo Nebenschlußerregerwicklung"(F), einer mit dem Motor in Reihe geschalteten Erreger-

wicklung (G) und einer mit dem konstanten Strom in Reihe geschalteten Erregergegenwicklung (E), dadurch gekennzeichnet, daß der Stromerzeuger noch mit einer vierten, von dem Netz mit konstanter Spannung abgezweigten, gleichsinnig mit den beiden zuerst erwähnten Feldwicklungen (F und G)

wirkenden Erregerwicklung (H) versehen ist, und daß jede der vier Erregerwicklungen des Stromerzeugers vermöge einer entsprechenden Regelung die Hälfte der für den Stromerzeuger bei Vollast zur Erzeugung erforderlichen Amperewindungen liefert.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

BERLIN. GEDRUCKT IN DER RliiCHSDRUCKEREl.