DE306673C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.^

ν-.

Die Erfindung bezieht sich auf die Spannungsreglung von Dynamomaschinen, die mit veränderliche* Drehzahl laufen und bei denen nach Überschreitung einer bestimmten Drehzahl durch einen drehbaren Hilf sanker Kraftlinien parallel zum Hauptanker geschlossen werden sollen.

Es sind bereits Anlagen bekannt, bei denen eine Reglung nach diesem Gedanken bewirkt wird. So hat man bereits versucht, das Parallelschalten von Kraftlinien durch stationäre Brücken herbeizuführen, die den Polschuhen des Magnetgestells genähert wurden. Derartige Reglungen mittels Brücke sind nachteilig, da auf diese Weise eine wirkliche Beeinflussung der Kraftlinien, die durch den Hauptanker gehen, nicht erreicht werden kann.

Ein weiterer Versuch der Spannungsreglung besteht darin, einen drehbaren Hilfsanker in Parallelschluß zu den Erregerpolen der Maschine so anzuordnen, daß die Feldstärke auf den Hilfsanker ein Drehmoment hervorruft, um proportioneil den Verhältnissen, die .bei den veränderlichen Tourenzahlen auftreten, mehr ode'r weniger Kraftlinien parallel zum Hauptanker der Maschine zu schalten. Der Nachteil dieser Anordnung besteht darin, daß der Hilfsanker unbewickelt ist, so daß die Drehrichtung des Hilfsankers bei wachsender Feldstärke unbestimmt ist. Um hier eine Gleichmäßigkeit zu erzielen > hat man den Ausweg verwendet, die Polschuhe des Hilfsankers unsymmetrisch anzuordnen, wobei man wieder den Nachteil eintauschte, daß nunmehr ein dauernder Nebenschluß bestimmter Kraftlinien auch bei den Drehzahlen der Maschine vorhanden war, bei denen die gesamte Feldstärke der Maschine in die Hauptankerpole gelangen sollte.

Gemäß der Erfindung sind diese Nachteile dadurch vermieden, daß der Hilfsanker eine Erregerwicklung erhält, die zweckmäßig im Nebenschluß von der Maschine selbst erregt wird. Auf diese Weise tritt in dem Hilfsanker stets ein Drehmoment bestimmter Richtung auf, indem sich nämlich der Nordpol des Hilfsankers dem südmagnetischen Hilf polschuh des Magnetgestells der Maschine zu nähern sucht. Durch die Erregung des Hilfsankers selbst tritt bei Parallelschaltung von Kraftlinien eine wirksame Ableitung der Kraftlinien durch den Hilfsanker in bestimmter Richtung ein, da die Magnetisierung des Hilfsankers den parallel zu schaltenden Kraftlinien einen Weg guter magnetischer Leitfähigkeit bietet.

Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die Maschine mit Kompounderregung ausgeführt ist, um bei Benutzung des Hilfsankers zum Anschalten der Maschine an den Nutzstromkreis den beim plötzlichen selbsttätigen Anschalten des Nutzstromkreises eintretenden Spannungsabfall auszugleichen.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist die Erfindung dargestellt.

Fig. ι zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine gemäß der Erfindung ausgebildete Dynamo. :

Fig. 2 ist ein Schnitt senkrecht zur Darstellung nach Fig. 1.

Fig. 3 stellt die besondere Ausbildung des Schalters für den Nutzstromkreis dar, und

Fig. 4 veranschaulicht ein den Erfindungsgedankeh näher erläuterndes Schaltungsschema. Die in den Figuren dargestellte, mit wechselnder Drehzahl laufende Dynamo besitzt eine Kompoundwicklung, die aus der Reihen- · wicklung ι und der Nebenschlußwicklung 2 besteht. Beide Wicklungen sind auf dem Verbindungsjoch der Feldpole 3 und 4 angeordnet. Der normale Weg der Kraftlinien geht durch die Pole 3 und 4 und den Anker 5.

Bei konstanter Erregung ist infolgedessen die erzeugte Spannung direkt proportional der Drehzahl des Ankers, so daß man also unter den angenommenen Betriebsverhältnissen eine veränderliche Spannung erhält. Um nun die Spannung unabhängig von der jeweiligen Drehzahl des Ankers auf einen konstanten Wert zu halten, nachdem eine bestimmte maximale Spannung erreicht ist, ist gemäß der Erfindung zur Nebenleitung von Kraftlinien zum Anker ein Regler vorgesehen. Dieser tritt erst zu dem Zeitpunkt in Tätigkeit, wo die maximale Spannung erreicht wird. Von diesem Augenblick an werden dann durch den Regler in dem Maße mehr oder weniger Kraftlinien parallel zum Anker 5 geschaltet, als die Drehzahl des Ankers sich über die kritische Tourenzahl erhebt. Durch eine gewollte Proportionalität zwischen der Größe der Parallelschaltung und der Drehzahl ist es möglich, die Spannung dann auf einem konstanten Wert zu halten.

In der dargestellten Ausführungsform besteht dieser Regler aus einem rechteckigen Eisenkörper 6, der im Magnetgestell 3 und 4 zwischen, dem Anker.5 und den Erregerwicklungen ι und 2 drehbar gelagert ist. Die Drehachse liegt dabei parallel zur Ankerachse. An , den beiden Schmalseiten des Körpers 6 liegen flache Eisenplatten 7 und 8, die an ihren Enden durch Seitenwände 9 und 9/ aus nicht magnetisierbarem Material zusammengehalten werden. Diese Seitenwände sind mit Wellenzapfen 10 und 11 versehen, die in den Seitenwänden 12, 13 des Maschinengehäuses ruhen. Die Platten 7 und 8 sind etwas breiter als die Schmalseiten des Reglers 6 gehalten und an ihrer äußeren Oberfläche konvex mit dem Abstand von der Drehachse als Krümmungsradius abgedreht (Fig. 1).

Gegenüber diesem Regler sind an den Polen 3 und 4 Hilfspolschuhe 14 und 15 vorgesehen, die entsprechend der Krümmung der Platten 7 und 8 konkav ausgedreht sind. Der Luftzwischenraum zwischen den Polen 7 und 8 und den Polschuhen 14, 15 ist möglichst klein bemessen. Der Regler 6 ist mit einer Wicklung 16 versehen, deren, Erregung durch den im Anker 5 erzeugten Strom im Nebenschluß (Fig. 3) er-

folgt. Die Wicklung 16 ist rings um den Körper 6, wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, angeordnet. Sie hat die Aufgabe, ein Kraftlinienfeld senkrecht zu dem Feld der Hilfspole 14 und 15 zu erzeugen. Die gegenseitige Einwirkung der beiden Felder führt dann zu einer Drehung des Reglers 6.

Die Breite der Pole 7 und 8 ist derart gewählt, daß bei der Normalstellung des Reglers 6 (Fig. 1) die Pole 7 und 8 vollständig außerhalb des Kraftlinienverlaufes zwischen den Hilfspolen 14 und 15 liegen. Infolgedessen werden bei dieser Stellung des Reglers nur sehr wenige Kraftlinien zum Anker 5 parallel geschaltet. Eine geringe Drehung des Reglers bringt jedoch die Pole 7 und 8 in das Kraftlinienfeld der Pole 14 und 15, so daß jetzt bereits ein wirksamer Nebenschluß der Kraftlinien dieses Feldes eintritt. Je mehr sich der Regler dieser um 90 ° verdrehten Lage nähert, desto mehr treten die Pole 7 und 8 in das Kraftlinienfeld der Pole 14 und 15 und schalten infolgedessen, weitere Kraftlinien parallel.

Zur Sicherung der Arbeitsweise des Reglers sind besondere Hilfsmittel vorgesehen, die den Regler in seiner Ruhestellung halten oder ν ihn dorthin wieder zurückzuführen suchen. Diesem Zweck dient eine Spiralfeder 17, die mit ihrem einen Ende an einem Ansatzi8 des Zapfens 11 befestigt ist, während ihr anderes Ende an einem Zapfen der Wand 13 des Maschinengehäuses hängt. Der Ansatz 18 des Zapfens 11 trägt einen Arm 19, der normalerweise gegen einen Anschlag 30 anliegt. Dieser Stellung des Armes 19 entspricht die Ruhestellung des Reglers. Die Spannung der Feder 17 ist so berechnet, daß sie den Regler so lange in seiner Ruhestellung hält, bis die bestimmte Maximalspannung erreicht ist. Bei der Drehung des Reglers wird die Feder 17 gespannt, so daß die jeweilige Winkeldrehung des Reglers proportional den Spannungsverhältnissen der Dynamo verläuft. Da das Drehmoment des Reglers durch die Resultante aus dem Kraftlinienfeld der Hilfspole, 14 und 15 und dem Kraftlinienfeld der Spule 16 bestimmt ist, so ist dieses Drehmoment proportional dem Spannungsüberschuß über dem Maximalwert. Der Spannungsüberschuß hängt von der Größe der Drehzahl des Ankers ab, so daß also das Drehmoment eine direkte Funktion der Drehgeschwindigkeit der Dynamo darstellt.

Durch die beschriebene Einrichtung wird die Spannung dauernd konstant gehalten, gleichgültig ob die Dynamo auf einen Nutzstromkreis arbeitet oder leerläuft. Die Reglung ist somit praktisch unabhängig von der Ankerrückwirkung. Dieses Ergebnis wird un^: mittelbar durch die Spule des Reglers er haiten. Diese erzeugt ein Drehmoment für den Regler, das im Verhältnis zu der Spannung

■Si

steht, in der die Spule des Reglers liegt.. Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren der Konstanthaltung der Spannung bietet den weiteren Vorteil, eine fremde und konstante Erregung durch eine Batterie zu ermöglichen. Hierdurch wird die Dynamo in den Fällen sofort zum.Aufladen gezwungen, wo die kritische Tourenzahl niedrig liegt.
Hat sich der Regler um 90° gedreht, so ist das Maximum an Kraftlinien parallel geschaltet. In der Praxis ist die Konstruktion

. derart berechnet, daß diese Endstellung bei keiner Geschwindigkeit des Ankers eintritt.
Der Nutzstromkreis wird also durch die Reglung dauernd überwacht. Gemäß der Erfindung ist nun die Reglung noch derart ausgeführt, daß die Anschaltung des Nutzstromkreises erst dann erfolgt, wenn der für ihn geeignete Wert der Spannung von der Dynamo erreicht wird. Dieser Wert stellt dann gleich-, zeitig den maximalen Wert dar, bei dem der Regler in Tätigkeit tritt. Zu diesem Zweck gelangt ein Kontaktteil· 20 zur Verwendung, der mit einem zweiten Kontakt ai zusammenarbeitet. Der Kontaktteil 20 wird von einem um einen Zapfen 23 freischwingenden Arm 22 getragen. Eine Feder 24 sucht diesen dauernd zum Kontakt 21 hinzuziehen. Die Wirkung dieser Feder 24 wird normalerweise durch einen Anschlag 25 verhindert, der in einer Führungsbahn des Armes 22 läuft und am Arm 19 befestigt ist. Sobald der Arm 19 durch die Drehung des Reglers sich bewegt, gibt er den Arm 22 frei, so daß der Kontakt 20,21 hergestellt wird. Der bei dieser plötzlichen Anschaltung zu befürchtende Spannungsabfall an den Klemmen der Dynamo Wird durch die Kompoundwicklung 1 ausgeglichen.

Infolgedessen kann sich auch der Regler beim Anschalten des Nutzstromkreise"s nicht sofort wieder zurückdrehen und den Nutzstromkreis wieder ausschalten. Dieser wird und bleibt noch so lange geschlossen, als die Spannung der Dynamo den erforderlichen durch den Regler konstant gehaltenen Wert besitzt.

Gemäß Fig. 2 ist der Schalter 20, 21 nebst den zugehörigen Teilen durch eine auf der Wand 27 aufliegende Platte 26 geschützt.

Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform. Den Forderungen der Praxis entsprechende Abänderungen. können vorgenommen werden.

Claims (2)

1. Patent-An Sprüche:

   ,1. Spannungsreglung für Dynamomaschinen veränderlicher Drehzahl, bei denen nach Überschreiten einer bestimmten Drehzahl durch einen drehbaren Hilfsanker Kraftlinien pafallel zum Hauptanker geschaltet werden, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen diesem und dem Feldmagnetjoch angeordnete, innerhalb von Hilfspolen drehbare Hilfsanker mit einer Wicklung versehen ist, die von der Dynamomaschine im Nebenschluß erregt wird.
2. 2. Reglung nach Anspruch 1 mit Benutzung des Hilfsankers zum An- und Abschalten der Dynamo an den Nutzstromkreis oder von diesem, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamo mit Kompounderregung versehen ist, zum Zweck, den beim plötzlichen, selbsttätigen Anschalten des Nutzstromkreises eintretenden Spannungsabfall auszugleichen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.