DE307104C

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Publication number: DE307104C
Application number: DENDAT307104D
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Description

AUSGEGEBEN AM 11. MÄRZ 1920ISSUED ON MARCH 11, 1920

PATENTSCHPATENT SCH

- .JÄ3071Ö4 — KLASSE 21c GRUPPE- .JÄ3071Ö4 - CLASS 21c GROUP

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^v Handelt es sich um die Aufgabe, in einem elektrischen Wechselstromnetze bei schwankenden Betriebsverhältnissen konstante Spannung oder konstanten Strom auf rechtzuhalten, so hat man dies in der Regel durch Dynamomaschinen oder Transformatoren zu erreichen versucht, deren Charakteristik man durch geeignete Schaltungen beeinflußte.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine ^v If the task at hand is to maintain constant voltage or constant current in an electrical alternating current network under fluctuating operating conditions, attempts have generally been made to achieve this by means of dynamo machines or transformers, the characteristics of which have been influenced by suitable circuits.
The invention is now a

ίο neue Anordnung zur Erzielung konstanter. Spannung oder konstanten Stromes bei schwankenden Betriebsverhältnissen, bei denen die auszugleichenden Betriebsschwankungen nicht durch kompliziertere Schaltungen in Maschinen aufgenommen werden sollen, . sondern bei denen lediglich eine Kombination aus Kapazität, Widerstand und Induktivität mit gekrümmter Charakteristik die auszugleichenden Betriebsschwanküngen aufnimmt.ίο new arrangement to achieve more constant. Voltage or constant current under fluctuating operating conditions in which the operating fluctuations to be compensated for by more complicated circuits are to be included in machines,. but only a combination of those from capacitance, resistance and inductance with curved characteristics those to be compensated Absorbs operational fluctuations.

Die Verhälthisse der Induktivitäten mit gekrümmter Charakteristik sind bis jetzt in der Praxis wenig untersucht, geschweige denn nutzbringend verwertet worden. Sie wurden bis. jetzt lediglich insofern beachtet, als sie bei einpoligen Schaltvorgängen in Netzen das sogenannte Kippen der Transformatoren hervorrufen und unliebsame Überspannungen veranlassen.The ratios of the inductors with curved characteristics are up to now in the Practice has been little studied, let alone beneficially exploited. they were until. now only taken into account insofar as the cause so-called tilting of the transformers and unpleasant overvoltages cause.

Durch die Erfindung ist es nun ermöglicht, die Eigenschaften der Induktivität mit gekrümmter Charakteristik nutzbringend zu verwerten. ...'·.The invention now makes it possible to utilize the properties of the inductance with curved characteristics utilize. ... '·.

Die Verhältnisse seien an Hand der Zeichnung erläutert. Zunächst seien, wie in Fig. 1 veranschaulicht, eine Induktivität, eine Kapazität und ein Widerstand in Reihe geschaltet.The relationships are explained using the drawing. First, as in FIG. 1 illustrates an inductance, a capacitance and a resistor connected in series.

Die Spannung an der Induktivität sei E_L, die Spannung an der Kapazität sei E_c und schließlich die Spannung am Widerstände sei E_R. Die Gesamtspannnug an der Reihe sei E. Die Spannungen sind nun nach' dem bekannten Gesetz durch folgende Beziehung miteinander verbunden: ^: The voltage across the inductance is E _L , the voltage across the capacitance is E _c and finally the voltage across the resistors is E _R. The turn of the total tension is E. The tensions are now connected according to the well-known law by the following relation ^:

E =E =

In Fig. 2 seien nun die Charakteristiken der Teile der Reihenschaltung wiedergegeben. In Fig. 2a ist die Charakteristik der Induktivität, das heißt die Spannung an den Klemmen der Selbstinduktion, in Abhängigkeit von dem sie durchfließenden Strome aufgetragen, in Fig. 2b die Charakteristik der Kapazität und schließlich in' Fig. 2c die Charakteristik des Ohmschen Widerstandes. Diese drei Charakteristiken werden nun entsprechend _; der oben angegebenen Beziehungen miteinander vereinigt, wie dies in Fig. 3 veranschaulicht ist.In Fig. 2, the characteristics of the parts of the series circuit are shown. In Fig. 2a the characteristic of the inductance, i.e. the voltage at the terminals of the self-induction, is plotted as a function of the current flowing through it, in Fig. 2b the characteristic of the capacitance and finally in 'Fig. 2c the characteristic of the ohmic resistance. These three characteristics now become accordingly _; of the above-mentioned relationships are combined as illustrated in FIG. 3.

Die Ordinate zwischen den Kurven E_L und,. Eq stellt hier die Differenz E£-E_c dar. Senkrecht zu ihr wird nun im Schnittpunkte mit der Charakteristik E_c die Größe E_R aufgetragen; die Hypotenuse des so entstehenden rechtwinkligen Dreiecks' liefert die Gesamtspannung E. Den geometrischen Ort für diese Endpunkte aller Größen E_R bildet eine Gerade, die in Fig. 3 gestrichelt veranschaulicht ist.' Dies folgt aus dem Umstände, daßsowohl die Charakteristiken für die Kapazität als auch die für den Ohmschen Widerstand geradlinig sind. Die sich aus der Konstruk-The ordinate between the curves E _L and,. Here, Eq represents the difference E £ -E _c . The quantity E _R is now plotted perpendicular to it at the intersection with the characteristic E _c; the hypotenuse of the resulting right-angled triangle 'supplies the total stress E. The geometrical location for these end points of all sizes E _R is formed by a straight line, which is illustrated by dashed lines in FIG. This follows from the fact that both the capacitance and ohmic resistance characteristics are straightforward. The result of the construction

tion der Fig. 3 ergebenden Größen für E sind nun in Fig. 4 in Abhängigkeit von dem die Reihe durchfließenden Strome J veranschaulicht. Im Vergleich dazu ist die Kurve E_L-E_C aufgetragen. Diese Kurve wird negativ in dem Punkte, in dem die Charakteristik für die Kapazität die Charakteristik für die In- j duktivität schneidet (vgl. Fig. 3). Der negativ verlaufende Teil ist in Fig. 4 nach der positiven Seite hin umgeklappt, da das Quadrat dieser Größe zum Quadrat der Ohmschen Spannung addiert wird. Die Fig. 4 zeigt nun folgendes:
. Während die Differenz E_rR_c bei ver-tion of the values for E resulting in FIG. 3 are now illustrated in FIG. 4 as a function of the current J flowing through the series. In comparison, the curve E _L -E _{C is} plotted. This curve becomes negative at the point at which the characteristic for the capacitance intersects the characteristic for the inductance (cf. FIG. 3). The negative part is folded over to the positive side in FIG. 4, since the square of this quantity is added to the square of the ohmic voltage. Fig. 4 now shows the following:
. While the difference E _r R _c at different

änderlichem Strom ebenso wie· E_L, E_c und E_R | selbst stark schwankt, bleibt bei geeigneter Wahl der einzelnen Größen die Gesamtspannung E auf einen großen Bereich des Stromes völlig konstant.variable current as well as · E _L , E _c and E _R | itself fluctuates strongly, the total voltage E remains completely constant over a large range of the current with a suitable choice of the individual quantities.

Ein Anwendungsbeispiel für diese Verhältnisse ist in Fig. S veranschaulicht. . Aus j einem Netze e soll ein Verbrauchsnetz mit schwankenden Belastungsverhältnissen — durch die Abzweige auf der rechten Seite der Figur veranschaulicht -— gespeist werden. Es handelt sich nun um die Aufgabe, die Spannung E an diesem Verbrauchsnetz bei stark veränderlichem Strome i_v konstant zu halten. Es geschieht dies dadurch, daß man zwischen die Klemmen des Netzes eine Reihe aus Ohm'schem Widerstand R, Kapazität C und ' Induktivität L mit gekrümmter Charakteristik legt, r veranschaulicht den konzentriert gedachten Widerstand der Leistung oder einen Regelwiderstand oder eine sonstige Einrichtung, mit der, falls es erwünscht ist, eine Regelung des Verbrauchsnetzes vorgenommen werden kann. . Durch diese Anordnung ist man nun in der Lage, für einenAn example of application for these relationships is illustrated in FIG. . A consumption network with fluctuating load conditions - illustrated by the branches on the right-hand side of the figure - is to be fed from a network e. The task now is to keep the voltage E on this consumption network constant with the current i _{v, which varies greatly.} This is done by reacting defines a set of ohmic resistance R, capacitance C and 'inductance L with a curved characteristic between the terminals of the network, r illustrates the concentrated imaginary resistance of the power or a variable resistor or other device with which if desired, the consumption network can be regulated. . With this arrangement one is now in a position for one

großen Bereich der Belastungsschwankung die Spannung an den Klemmen des Netzes aufrechtzuhalten, so daß es beispielsweise möglich ist, aus dem gleichen Netze Starkstromanlagen mit stark wechselnder Belastung und Lichtanlagen gleichzeitig zu speisen. * . '.large range of load fluctuation the voltage at the terminals of the network maintain, so that it is possible, for example, high-voltage systems from the same networks to feed with heavily changing loads and lighting systems at the same time. *. '.

'. Mit der Kombination aus Kapazität, Widerstand und Selbstinduktion läßt sich aber nicht nur konstante Spannung, sondern auch konstanter Strom erzielen. Die einzelnen Teile müssen dann nicht wie vorher in Reihe, sondern parallel geschaltet werden, wie dies . in Fig. 6 veranschaulicht ist. Der Gesamtstrom ist dann durch das folgende ebenfalls bekannte Gesetz'. But with the combination of capacitance, resistance and self-induction achieve not only constant voltage but also constant current. The single ones Parts then do not have to be connected in series as before, but in parallel, like this . is illustrated in FIG. 6. The total current is then also through the following known law

- , / = V(Jl -Jc)² + Jr*
gegeben. ".·-, / = V (Jl -Jc) ² + Jr *
given. ". ·

Die Charakteristiken sind nun wieder in analoger Weise, wie es in den Fig. 2 bis 4 für die Spannungen veranschaulicht ist, zusammenzusetzen, und man erhält, jetzt konstanten Strom bei stark schwankenden Spannungsverhältnissen. The characteristics are now again in a manner analogous to that in FIGS. 2 to 4 for the stresses illustrated is to be composed, and you get a constant current with strongly fluctuating voltage conditions.

Ein Anwendungsbeispiel veranschaulicht Fig. 7, und zwar soll eine Bogenlampe oder ein Scheinwerfer mit konstantem Strom aus der Stromquelle e gespeist werden. L C R sind die parallel geschaltete Induktivität, Kapazität, Widerstand, r bedeutet wiederum den konzentriert gedachten Ohmschen Abfall der. Leitung oder einen Regelwiderstand. Während jetzt bei veränderlicher Belastung sich die ·' Spannung e_v ändert, bleibt der Strom / infolge der getroffenen Anordnung bei geeigneter-Bemessung der Einzelgrößen konstant. Diese Bemessung der Einzelgrößen ergibt sich ohne Schwierigkeit aus der Forderung, daß für die Spannung, wie Fig. 4 zeigt, die Gesamtcharakteristik im Bereiche der Schwankung horizontal verlaufen muß.
. Wie im einzelnen die Induktivität, Kapazität und der Widerstand ausgebildet werden, braucht hier nicht erörtert zu werden. Es können alle die bekannten Maschinen oder Apparate Verwendung finden, die die geeignete in Frage kommende Widerstands-, Kapazitäts-oder Induktivitätscharakteristik aufweisen. An example of application is illustrated in FIG. 7, namely an arc lamp or a headlight is to be fed with constant current from the current source e. LCR are the inductance, capacitance, resistance connected in parallel, r means the concentrated ohmic drop of the. Line or a rheostat. While the voltage e _v changes when the load changes, the current / remains constant as a result of the arrangement made with suitable dimensioning of the individual variables. This dimensioning of the individual variables results without difficulty from the requirement that for the voltage, as FIG. 4 shows, the overall characteristic must run horizontally in the region of the fluctuation.
. How the inductance, capacitance and resistance are formed in detail need not be discussed here. It is possible to use all of the known machines or apparatuses which have the suitable resistance, capacitance or inductance characteristics in question.

Claims

Patent Claims:

i. Arrangement to achieve constant voltage or constant current in alternating current networks with fluctuating operating conditions, thereby .gekenn-. ⁹ ^ shows that a combination of capacitance, resistance and inductance with curved characteristics absorbs the fluctuations in operation to be compensated.

2 .. Arrangement according to claim 1, characterized in that resistance, Capacitance, inductance and saturation are dimensioned so that the characteristics of the Overall arrangement in a wide area runs horizontally. .

1 sheet of drawings.