DE290507C

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Publication number: DE290507C
Application number: DENDAT290507D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVi 290507 KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. Juni 1914 ab.

Die Erfindung betrifft Gleichstrommaschinen veränderlicher Drehzahl, z. B. Generatoren, die von einer Wagenachse aus durch Windmotoren, Wasserturbinen oder auch durch Gleichstrommotoren, die an Netzen stark schwankender Spannung liegen, angetrieben werden. Die bis-.her getroffenen Maßnahmen, um mittels geeigneter Anordnung von Erregerwicklungen die Spannung einer Maschine bei Drehzahländerungen konstant zu halten, erreichten den gewünschten Zweck nur unvollkommen, da die Spannung nur für einen geringen Drehzahlbereich praktisch konstant blieb. Im Gegensatz hierzu bringt die Erfindung eine Schaltun gs anordnung für Konstanthaltung der Spannung bei Drehzahlen, die sich in weiten Grenzen ändern.

Als Beispiel für die bisher getroffenen Anordnungen und die hiermit erreichten Erfolge möge die Schaltung mit zwei Erregermaschinen nach Patentschrift 53353 dienen. Hiernach werden die beiden Erregerwicklungen der Hauptdynamo durch die beiden Erregermaschinen derart gespeist, daß sie einander bald unterstützen, bald entgegenwirken, je nachdem die Hauptdynamo mit kleinster oder größter Drehzahl betrieben wird. Bei der mittleren Drehzahl kommt nur eine der Erregerwicklungen zur Geltung. Die erste Erregermaschine ist fremderregt und speist die eine Hauptwicklung, die zweite Erregermaschine ist selbsterregt und speist in Zu- und Gegenschaltung mit der ersten Erregermaschine die andere Hauptwicklung.

Durch die Möglichkeit, die Kurvenformen der beiden Erregermaschinen einander anzunähern, und durch die Verwendung einer selbsterregten Erregermaschine ist die Begrenzung der Regelungsweite gegeben. Das in der Patentschrift 53353 angeführte Beispiel behandelt einen Reglungsbereich von 750 bis 1250 Umdrehungen.

Bei der Erfindung (ebenfalls betrachtet unter Zugrundelegung von einer Hauptdynamo gekuppelt mit zwei Erregermaschinen) hat die Hauptdynamo drei getrennte Erregerwicklungen, von denen die erste über einen Eisenwiderstand (Variator) selbsterregt wird und dadurch unveränderten Strom führt, während die von den beiden fremderregten Erregermaschinen gespeisten Erregerwicklungen stets gemeinsam der selbsterregten Wicklung entgegengeschaltet sind. Die Spannung der einen Erregermaschine ändert sich proportional mit der Drehzahl, während die Spannung der anderen Erregermaschine ' bei mittlerer Drehzahl einen Höchstwert erreicht, bei größter und kleinster Drehzahl aber auf praktisch den gleichen Normalwert zurücksinkt.

Durch diese Anordnung kann, wie nun gezeigt werden wird, der Einfluß der Kurvenform praktisch ausgeschaltet werden, und man erhält eine Schaltung, die für in weiten Grenzen veränderliche Drehzahlen verwendbar ist.

Der Erfindung gemäß werden auf der Achse der Hauptmaschine zwei oder mehrere Hilfsmaschinen aufgesetzt. Die Hauptmaschine erhält außer einer Eigenerregung eine von jeder

Hilfsmaschine gespeiste Fremderregerwicklung. Daher ist die Zahl ihrer Erregerwicklungen stets um eins größer als die Zahl der Hilfsmaschinen. Die erste Hilfsmaschine ist erregt von der konstant zu haltenden Spannung und gegenerregt von der zweiten bzw. allen folgenden Hilfs-. maschinen. Die zweite Hilfsmaschine ist nur von der konstant zu haltenden Spannung erregt und von der dritten und etwaigen folgenden Hilfsmaschinen gegenerregt, und so fort.

Durch Einschaltung von Eisenwiderständen kann in bekannter Weise der Strom in den Erregerwicklungen, soweit erforderlich, konstant gehalten werden.

Nachfolgend werde die Ausführung an Beispielen erläutert, wobei eine Drehzahländerung des Antriebsmotors von 1:3, also beispielsweise von 300 auf 900, zugrunde gelegt sein möge. Fig. I, die lediglich zur Erläuterung dient und den Erfindungsgegenstand nicht darstellt, zeigt, wie der Feldwicklung der Hilfsdynamo A und der Teilerregerwicklung I der Hauptdynamo B je ein Eisenwiderstand C vorgeschaltet ist, um die Erregung in diesen Wicklungen konstant zu halten. Die beiden Maschinen werden entweder unmittelbar, wie in Fig. 1, oder durch eine Übersetzung gekuppelt. Die Hilfsdynamo ist normal gesättigt, die Hauptdynamo arbeitet im geradlinigen Teil der Eisensättigungskurve.

Die durch die Hilfsdynamo gespeiste Wicklung II ist der Wicklung I entgegengeschaltet. Zur Konstanthaltung der Spannung zwischen Leerlauf und Vollast kann in bekannter Weise eine Reihenwicklung dienen, die jedoch nicht dargestellt ist und die bei den weiteren Betrachtungen nicht berücksichtigt werde.

Die Leerspannung wird also durch die Differenz der Wicklungen I und II erzeugt. Unter der Annahme, daß bei 300 Umdrehungen 3000 Nutzamperewindungen erforderlich wären, müßten die Wicklungen wie folgt ausgelegt werden:

Drehzahl
300
600.
900

I.

II.

4000 — 1000 = 3000,
4000 — 2000 = 2000,
4000 — 3000 = 1000.

Für eine konstante Spannung benötigt man ■ bei 600 Umdrehungen 1500 AW, bei 900 Umdrehungen 1000 AW. Bei 300 und 900 Umdrehungen wäre demnach der Zweck, eine konstante Spannung zu erhalten, erreicht; bei 600 Umdrehungen würde die Spannung um 33 Prozent abweichen.

In Fig. 2 ist dieser Ubelstand durch den Einbau einer weiteren Hilfsdynamo E mit den Feldwicklungen VI und VII beseitigt worden, die iri demselben Sinne arbeitet wie die in der Anordnung von Fig. 1 vorgesehene konstant erregte Erregermaschine A, die in Fig. 2 mit D bezeichnet ist. Die Dynamo E erzeugt bei 300 und 900 Umdrehungen dieselbe Spannung, bei 600 Umdrehungen jedoch eine Spannung, welche um 33 Prozent größer ist. Diese Hilfsdynamo speist eine Wicklung V, welche die \Vicklung IV der Hauptdynamo unterstützt.

Hierdurch wird die nachstehende Bemessung der Feldwicklungen erforderlich, wobei wiederum die gleichen Drehzahlen wie bei vorhergehender Tabelle zugrunde gelegt sind:

III.

IV.

■ V.

5500 — 1000 — 1500 = 3000,
5500 — 2000 — 2000 = 1500,
5500 — 3000 — 1500 = 1000.

Die Wicklung VI der Dynamo E ist ohne" Eisenwiderstand gedacht, um etwaige Ungenauigkeiten in der Spannung der Hauptdynamo F berichtigen zu können.

Wo eine Batterie vorhanden ist, empfiehlt es sich, die Wicklung III der Hauptdynamo F hiervon zu speisen. Ist die Batterie durch den abzugebenden Gesamterregerstrom zu sehr belastet, so kann die Wicklung III ohne weiteres unterteilt werden (vgl. Fig. 3), wodurch die von der Batterie zu beschaffende Erregerleistung entsprechend vermindert wird.

Claims

Paten t-An Spruch:

Mit veränderlicher Drehzahl laufende Gleichstrommaschine für konstante Spannung mit η Erregermaschinen, wobei η > 2 ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptmaschine mindestens η -\-1 Erregerwicklungen, die ^-Erregermaschine i + w — m Erregerwicklungen besitzt, wobei jede Maschine von einer Wicklung annähernd konstant erregt wird, indem diese z. B. an die konstant zu haltende Spannung, und zwar vorteilhaft über einen selbstveränderlichen Widerstand (Eisendrahtwiderstand) angelegt ist, und von sämtlichen folgenden Erregermaschinen gegenerregt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.