DE301406C

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Publication number: DE301406C
Application number: DENDAT301406D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

- M 301406 KLASSE 21 rf/ GRUPPE

OTTO DENNER in NÜRNBERG.

Reihe liegt.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Juli 1914 ab.

In gewissen Fällen, z. B. bei Triebwagen mit Explosionsmotoren, deren Energie durch Vermittlung eines elektrischen Generators und von Elektromotoren auf die Lauf achsen übertragen wird, ist es von Wichtigkeit, daß die von dem mit konstanter Drehzahl angetriebenen Generator abgegebene oder von ihm aufgenommene Leistung bei wechselnder Stromentnahme konstant bleibt. Es muß also das Produkt aus der

ίο vom Generator erzeugten Klemmenspannung e und dem von ihm gelieferten Strom i konstant sein, d. h. die Belastungscharakteristik des Generators muß eine gleichseitige Hyperbel darstellen (s. Fig. ι der Zeichnung).

Da die Generatoren üblicher Bauart diese Charakteristik nicht besitzen (meist ist deren Spannungskurve derart gekrümmt, daß sie einen der Hyperbelform gerade entgegengesetzten Charakter zeigt), hat man verschiedene Verfahren oder Schaltungen angegeben, durch die die Charakteristik in dem gewünschten Sinne beeinflußt werden soll. So hat man z. B. neben dem Hauptfeld des Generators ein Hilfsfeld angeordnet, das in der Ankerwicklung eine der vom Hauptfeld erzeugten entgegengesetzte Spannung induziert. Oder man hat mit dem Generator eine besondere Erregermaschine verbunden, deren Feld in bekannter Weise vom Nutzstrom derart beeinflußt wird, daß bei kleiner Stromstärke die Erregung verstärkt und bei großer Stromstärke geschwächt wird. Während im ersteren Falle eine Maschine mit zwei voneinander getrennten Magnetsystemen, also eine besondere Bauart, erforderlich ist, läßt sich im zweiten Falle ein der Hyperbelform sich anschmiegender Spannungsverlauf, wie Rechnung und Versuch übereinstimmend zeigen, überhaupt nicht erreichen. Im günstigsten Falle erhält man eine die Hyperbel berührende oder schneidende Gerade. Diese Annäherung mag in manchen Fällen genügen.

Um jedoch, und zwar bei Verwendung normaler Maschinen, eine beliebige Annäherung des Spannungsverlaufes an die Hyperbelform zu ermöglichen, wird auf Grund vorliegender Erfindung folgende Anordnung getroffen (s. Fig. 2).

Der Generator G erhält außer der Nebenschlußwicklung noch eine vom Nutzstrom oder einem Zweige desselben durchflossene Hauptwicklung und erregt sich durch diese beiden Wicklungen selbst. In den Nebenschluß kr eis wird in bekannter Weise der Anker eines Motors M geschaltet. Letzterer wird durch den Nutzstrom erregt, so daß seine elektromoto- , rische Gegenkraft mit zunehmendem Nutzstrom ebenfalls zunimmt. Durch geeignete Wahl der Sättigungsverhältnisse im magnetischen Kreise des Motors und der Art der Belastung (z. B. durch Ventilator oder Wirbelstrombremse) ist man in der Lage, die Abhängigkeit der. elektromotorischen Gegenkraft vom . Nutzstrom in beliebiger Weise zu beeinflussen.

Daß durch diese Maßnahme die Belastungscharakteristik eine der gleichseitigen Hyperbel sich mit beliebiger Genauigkeit anschmiegende Form erhalten kann, zeigt folgende Überlegung.

Die gesamten Erregeramperewindungen A des Generators G werden gebildet aus den Amperewindungen der Hauptstrom wicklung Ah, welche dem Nutzstrom i proportional sind, und den Amperewindungen des Nebenschlusses. Letztere sind proportional der Differenz der Klemmenspannung e des Generators G und der vom Motor entwickelten Gegenspannung eg, "so daß man sich die Nebenschlußamperewindungen

ίο gebildet denken kann aus der Differenz der von der Spannung e allein erzeugten Amperewindungen Ae und der von der Motorgegenspannung eg allein hervorgerufenen Amperewindungen Ag. Es bestellt also die Beziehung A = Ah+ Ae-Ag.

Fig. 4 zeigt die graphische Darstellung dieser Verhältnisse.

Die punktierte Kurve zeigt den Verlauf der Spannung e. Die Kurve A stellt die Amperewindungszahl dar, welche bei dem in Frage kommenden Generator bei konstanter Drehzahl die Spannung e erzeugt.

Es ist nun von Wichtigkeit, daß die Form der Kurven Ah und Ae nicht beeinflußt werden kann, während die erforderliche Krümmung der Kurve Ag, wie oben gezeigt, leicht zu erreichen ist, so daß der Betrag Ah+ Ae — Ag für jede Stromentnahme des Generators immer die resultierende Amperewindungszahl A ergibt, welche zur Konstanthaltung der Leistung erforderlich ist.

In vielen Fällen ist es zweckmäßig, die Kurve A g nicht schon bei i = 0, sondern erst später beginnen zu lassen. Dies läßt sich z. B.

durch Unterdrückung der Umdrehungen des Motorankers bis nach Überschreitung eines gewissen Drehmoments erreichen; Auch kann man in bekannter Weise Widerstände mit verschiedenen Temperaturkoeffizienten verwenden oder auf dem Motor eine Gegenerregerwicklung GW (Fig. 3) anbringen, welche die Wirkung · der eigentlichen Erregerwicklung bis zu einem bestimmten Grade aufhebt.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Anordnung zur Reglung von sich selbst erregenden, mit konstanter Drehzahl laufenden Gleichstromerzeugern, mit deren Nebenschlußerregung der Anker eines Hilfsmotors in Reihe liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der „Stromerzeuger außer der Nebenschlußwicklung noch eine im gleichen Sinne .wirkende, vom Nutzstrom durchflossene Hauptwicklung besitzt, und daß der mit der Nebenschlußwicklung in Reihe liegende Motor vom Nutzstrom derart erregt wird, daß seine Gegenspannung infolge der magnetischen Sättigungs- und der Belastungsverhältnisse' mit zunehmendem Nutzstrom anfangs schnell und dann langsamer zunimmt, zu dem Zwecke, die .Belastungscharakteristik des Generators so zu beeinflussen, daß seine Leistung bei wechselnder Stromentnahme konstant bleibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (M) außer der vom Nutzstrom durchflossenen Magnetwicklung (N) noch eine Gegenwicklung (GW) trägt, zum Zwecke, die Gegenspannung des Motors von einem beliebigen Werte des Nutzstromes ab zur Wirkung bringen zu. können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.