DE317245C - - Google Patents
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Description
In vielen Fällen, so z. B. insbesondere auf Kriegs-,oder großen Handelsschiffen, ist die
Drehzahl irgendwelcher Maschinenwellen, namentlich diejenige der Schiffsschrauben,
an mehreren Orten zugleich anzuzeigen oder zu registrieren. Hierfür ist bisher vorwiegend
je eine kleine Gleichstromkollektordynamo für verhältnismäßig hohe Spannung (6o bis 130 Volt) und. geringe Stromstärke
(etwa 0,5 Amp.) als gemeinsamer Geber für alle die Drehzähl von ihrer Antriebwelle
(Schiffswelle o. dgl.) anzeigenden Geräte verwendet worden.
Diese hohe Spannung ist gewählt, um die bei solchen Gebern bekanntlich schon nach
kurzer Zeit auftretenden Änderungen des Bürstenkontaktwiderstandes gegenüber dem
Gesamtwiderstande des Stromkreises prozentual möglichst geringfügig, bzw. deren Einfluß auf die Richtigkeit der Angaben der
Anzeigegeräte innerhalb der zulässigen Fehlergrenzen, z. B. plus, minus 2 Prozent,
zu gestalten.
Da solche Gebermaschinen tunlichst klein, leicht und billig sein sollen, muß ihre Ankerwicklung
mit einer großen Anzahl Windungen dünnen Drahtes ausgeführt werden und erhält daher einen hohen Ohmschen Widerstand,
z.B. 50 bis 100 Ohm.
Nimmt man z. B. nur 50 Ohm an für einen
Geber mit max. 100 Volt, den Stromverbrauch
eines Anzeigers bei vollem Ausschlage zu 20.Milliampere, so verursachen diese, abgesehen
vom induktiven Spannungsabfall, im Anker einen Ohmschen Spannungsabfall von ι Volt, bzw. ι Prozent, zehn Anzeiger dagegen
einen solchen von 10 Prozent, und es wird schon bei Anschluß nur eines weiteren
bzw. des zweiten Anzeigers die meistens noch zulässige Fehlergrenze von 2 Prozent
erreicht. Demzufolge müssen bei solchen Anlagen bisher alle Anzeiger zusammen mit
dem laufenden Geber nachgeeicht werden, was meistens durch Veränderung ihrer Vor-'
schältwiderstände geschieht. Im übrigen muß ein solcher dünndrähtiger Geberanker
hoher Spannung natürlich durch Abschmelzsicherungen geschützt werden.
Wird nun aber der Strom eines oder mehrerer Anzeiger unterbrochen, z. B. zufolge
Beschädigung ihrer Leitungen im Gefecht oder aus sonstigen Ursachen, so vermindert
sich der bisherige Spannungsabfall am Geberanker, die übrigen Anzeiger zeigen dementsprechend
zu viel an, z. B. bei Abschaltung von 5 der oben in Rechnung gezogenen
10 Anzeiger um 95/90, also rund 5,5 Prozent
zuviel. Tritt dabei aber ein Kurzschluß in einer der Leitungen oder in einem Anzeiger
selbst auf, so brennt die Gebersicherung durch, sämtliche Anzeiger sind wirkungslos,
und eine neue Sicherung kann erst nach Behebung der Ursache eingesetzt werden, was
in kritischen Zeiten, insbesondere während eines Gefechtes, große Nachteile bringen O5
kann.
Statt dessen ist bekanntlich schon die An- j wendung einer Unipolarmaschine als Geber
vorgeschlagen worden, insbesondere einer ; solchen mit einfachem Glockenanker und
Quecksilberkontakten zur Stromabnahme, '■ deren Ohmscher Widerstand einschließlich j
Anker allerdings äußerst gering ist, so daß j jene gegenseitige Beeinflussung einer gleich- ;
zeitig mittels je einer besonderen Zuleitung i
ίο angeschlossenen Mehrzahl von . Anzeigegeräten
praktisch wegfällt, indem der Span- ; nungsabfall in einem solchen Geber prozen- |
tual äußerst gering ist. Auch kann eine solche Anlage natürlich sicherüngslos be- |
trieben werden, da der z. B. in, einem ein- j fachen Kupferrohr bestehende Anker sehr
große Stromstärken verträgt, ohne Schaden zu nehmen, und ohne eine nennenswerte Rückwirkung auf den Feldmagneten auszn- j
üben.
Die anzuschließenden Umdrehungsfernzeigergeräte
nach dem- Drehspulprinzip mit Dauermagnetfeld, insbesondere solche größter
Bauart für Schiffe, erfordern jedoch eine verhältnismäßig hohe Betriebsspannung,. z. B.
mindestens 2 Volt, wenn sie, wie in Hinsicht auf die hohen Temperaturen auf Schiffen erforderlich
ist, einen genügend kleinen öhmscheri Temperaturkoeffizienten, bzw. zu dem
Zweck einen hohen unveränderlichen Vorschaltwiderstand
haben.
Eine solche Spannung läßt sich aber mittels einer Unipolarmaschine mit einfachem i
Anker selbst bei 10 000 Umdrehg./Min. bekanntlich nur dann erreichen, wenn ein zu i
solchem Zweck außergewöhnlich starkes und unzulässig schweres Feldmagnetsystem mit ,
einem Nutzfeld von rund ΐ,2·ιο° Kraftlinien
angeordnet wird. Da z. B. Stahl- ; magnete bekanntlich im günstigsten Falle j
eine Dauerinduktion B von nur etwa 6 000 Kraftlinien/qcm halten, so müßten sie j
insgesamt 200 qcm Querschnitt haben und J würden demnach bei der üblichen Stahllänge |
von etwa 35 cm 52,5. kg wiegen, also mehr j als das ganze zulässige Gewicht solcher Ge- !
' ber auf Schiffen.
Zudem erfordern Quecksilberkontakte bekanntlich eine sorgfältige Wartung und eine '
ständige, tunlichst selbsttätige Erneuerung des Quecksilbers, wodurch solche Geber auch ■
noch kompliziert und somit weit teurer und schwerer werden als eine Kollektördynamo '
gleicher Leistung. Greift man aber zu der allgemein bekannten Anordnung mehrerer in
Reihe geschalteter Unipolaranker, so wird hierfür eine entsprechende Mehrzahl von
Stromabnahmekontakten bzw. Bürsten in Reihenschaltung mit. den Ankerleitern erforderlich,
deren gesamter Reihenkontaktwklerstand
aber dementsprechend hoch avisfällt, so daß wiederum ein erheblicher Spannungsabfall
des Ankerstromes in ihnen bzw. dem· Geber entsteht, und sich hierbei .die
bereits, geschilderten Nachteile der KoI-lektordynamo
für höhere Spannung und geringe Stromstärke von neuem ergeben. Zudem ist die Größe der Bürstenkontaktwidevstände
bekanntlich veränderlich, und diese wurden hierbei nahezu den gesamten, solchermaßen
in höchstem Maße veränderlichen Geberwiderstand bilden.
Alle diese vorerwähnten Nachteile der bekannten Einrichtungen . zur Umdrehungsfernanzeige werden durch die nachstehend
beschriebene Erfindung, unter Wahrung eines geringen Gewichtes und tunlichster Einfachheit
der Ausführung und Wartung des Gebers, in der Weise vermieden oder doch auf
ein geringes Maß zurückgeführt, daß eine für niedrige Spannung, (höchstens 6 Volt),
dagegen für große Stromstärke bemessene Gleichstromkollektordynamo mit Wechselpolen,
z. B. d, m, n, k (Fig. 1 und 2), als gemeinsamer
Geber benutzt wird, an den jedes Anzeigegerät, wie z. B. α1 bis α4, oder jede
Ortsgruppe solcher, wie z. B. ar>, aß, durch
je eine besondere Leitung c1 bis r', bzw. c1'
bis tf'', angeschlossen ist. Diese Leitungen können, wie c1 usw., unmittelbar von der
Geberdynamo, oder aber, wie z. B. c1' usw., von ihren Sammelleitern, z. B. /;, ausgehen,
welch letztere am besten einen tunlichst großen Querschnitt bzw. geringen Ohmschen
Widerstand haben und evtl. ausschaltbar sind, wie das bei h1 in Fig. 1 angedeutet ist.
Im übrigen wird zu vorliegendem Zweck der Geber mit groß bemessenem Kollektor k,
am besten einem solchen aus Hartkupfer' oder Stahl, und evtl. mit Luftisolation, ausgerüstet,
und der Kollektor wird mit einer Mehrzahl für große Stromstärken geeigneter Bürsten, z.B. b1 bis bs, bzw. b1' bis ¥°', belegt,
also z. B. mit Graphitkohlebürsten, Bronzekohlebürsten, sogen. Kupferkohlebürsten,
oder feinblätterigen . Metallbürsten aus einer Legierung mit geringem Reibungskoeffizienten,
während diel Ankerwicklung entsprechend der niedrigen' Klemmenspannung
von z. B. 2 Volt aus nur wenigen Windüngen (z. B. 100) verhältnismäßig dicken
Drahtes (2 mm und mehr), evtl. in einer . Stabwicklung besteht und daher einen nur
geringen Ohmschen Widerstand hat, z. B. nur etwa 0,025 Ohm.
Bemißt man die Bürsten, z.B. solche aus
Bronzekohle, insgesamt z. B. für einen Höchststrom von 100 Ampere bei 20 Amp./qcm
Belastung derselben, also ihren Gesamtquerschnitt'pro
Pol auf rund S qcm, ihren Druck auf 0,15 kg/qcm, und nimmt man ihren
spezifischen Ohmschen;. Kontaktwiderstahd
bei einer Umfangsgeschwindigkeit des Kollektors (3000 Umdrehg./Min. bei 50 mm
Durchmesser) von 7,o,m/Sek. zu o,o5Ohm/qcm
an, so ist der gesamte Kontaktwiderstand der Bürsten (für beide Pole in Reihe)
gleich 0,02 Ohm, der gesamte Ohmsche Geberwiderstand also (zuzüglich 0,025 Ohm Ankerwiderstand) gleich 0,045 Ohm, und
aufgerundet in Hinsicht auf die Bürstenkabel und Klemmen gleich 0,05 Ohm.
Werden nun an einen solchen Geber z. B. 5 Anzeiger mit je 20 Milliampere, also insgesamt
0,1 Ampere Stromverbrauch angeschlossen, so verursacht dieser Strom im
Geber einen Spannungsabfall · von nur 0,005 Volt, bzw. von nur 0,25 Prozent gegenüber
der Sollklemmenspannung von 2 Volt. Demnach würde erst dann die meistens zulässige
Fehlergrenze von 2 Prozent erreicht, wenn 40 Anzeiger zugleich an einen solchen
Geber angeschlossen würden.
Sind aber z. B. nur 15 Anzeig'er angeschlossen,
und es werden 14 derselben plötzlich abgeschaltet, so steigt die vordem um das
Dreifache wie bei 5 Anzeigern, nämlich um 3 X 0,25 Prozent = 0,75 Prozent von
2 Volt, auf 1,985 Volt gesunkene Spannung, um nur 14 X 0,02 = 0,014 Volt, bzw. um
0,705 Prozent von 1,985 Volt, also1 kaum
merkbar.
Selbst in diesem Falle erübrigt sich also ein Zusammeneichen aller Apparate.
V2- 100 -3,9 -1I
z,
W i r k u η g e in es Kurzschlusses
in einer
■ e i t u η g\
Ankerrückwirkung-.
Ein solcher Kurzschlußstrom von 3,9 Ampere wirkt in den 100 Anker drähten des
- Gebers je nach Bauart desselben mehr oder weniger entmagnetisierend auf den. FeIdmagneten,
Im ungünstigsten Falle z, B, mit 'etwa ■
Der übliche Leitungsquerschnitt , ist meistens 1,5 mm2 Kupferleitung. Entsteht
nun z. B., in nur 20 m Entfernung vom Geber, also in 40 m Leitung von rund 0,465
Ohm, zuzüglich Geber also von etwa 0,515 Ohm, ein Kurzschluß bei 2 Volt Geberspannung,
so wird sich der Kurzschlußstrom auf nur etwa 3,9 Ampere belaufen, die Belastung
des Kabels somit auf nur etwa 2,6 Amp./qmm, was dauernd zulässig wäre.
Somit kann bei vorliegender Einrichtung die Anlage evtl. ebenfalls gänzlich sicherungslos
betrieben werden. Der Spannungsabfall
im Geber während jenes Kurzschlußstromes von 3,9 Ampere wäre allerdings 0,195 Volt
bzw. 9,75 Prozent. .
also rund 138 Amperewindungen entmagnetisierend auf das Feld Φ, das zu
6-104 C. G. S. Einheiten angenommen ist,
wobei sich der erste Faktor 1J2 darauf
bezieht, daß die 100 Ankerdrähte ständig in zwei Hälften parallel geschaltet sind, während
der Faktor 1J., ]/ 2, den Integralwert
von sin o° bis 900 bedeutet, indem die einzelnen Ankerdrähte nacheinander diese Winkellagen
zur magnetischen Achse des Feldmagneten einnehmen. In Wirklichkeit sind die jeweils nahe 900 zur magnetischen Achse,
d. h. außerhalb ' der Polschuhe befindlichen, also, mit dem Faktor sin 900 am stärksten
entmagnetisierend wirkenden Ankerdrähte, paarweise benachbart je von Strömen entgegengesetzter
Richtung durchflossen, also unschädlich, so daß jene 138 Amperewin- '
düngen den Höchstwert darstellen. Ist nun jenes Feld von 6 · io4 Kraftlinien durch
Dauermagnete von etwa 35 cm mittlerer Stahllänge und 20 qcm Gesamtquerschnitt erzeugt,
bei z.B. 0,6 mm einfacher Weite der beiden Polluftspalte und einer Luftinduktion
B von 2 000, so wäre das an Stelle der Magnete erforderliche Äquivalent
an Amperewindungen bekanntlich gleich 0,06 · 2 · 2 000 =120 Amperewindungen für
die Polluftspalte, plus 35 · 20 = 700 Amperewindungen für die Magnete an sich, also
total = 820 Amperewindungen, wenn man annimmt, daß zur Erzeugung einer Induktion
B von 3 000 in gehärtetem Magnetstahl 20 Amperewindungen pro Zentimeter
Länge desselben erforderli'ch sind.
Diesen 820 Amperewindungen gegenüber bedeuten jene 138 Kurzschlußamperewindüngen
somit nur etwa 16,8 Prozent und können daher bekanntlich keine dauernde
Schwächung der Stahlmagnete bewirken.
Nimmt man nun den unwahrscheinlichsten und ungünstigsten Fall an, daß der Ohmsche
Kontaktwiderstand jener mit 0,02 Ohm in Rechnung gezogenen Bronzekohlebürsten
sich verändere auf den fünffachen Betrag, also für alle die 5 Bürstensätze mit 5 qcm
Querschnitt auf 0,1 Ohm, somit der gesamte Geberwiderstand auf 0,125 Ohm, so
erhöht sich der Spannungsabfall bei Anschluß von 5 Anzeigern auf 0,0125 Volt
bzw. 0,625 Prozent von 2 Volt, bei 15 Anzeigern auf 1,87 Prozent, was auch noch zulässig
wäre. In Wirklichkeit wird aber kaum eine Erhöhung des Bürstenkontaktwiderstandes
auf das Dreifache vorkommen.
Eine weitere Ausbildung der Einrichtung besteht darin, daß die Geberdynamo ei, m, k
für jede Ahzeigerleitung c1 bis c5 bzw. c1'
bis c5' mit je einem besonderen Satz Bürsten
ausgerüstet wird (ζ. B. b1 bis &5, bzw. in
solchem Falle auch b1' bis &5' je einzeln an
die Leitungen c1 bis c5' verbunden), und sie
an je eine Leitung angeschlossen werden. Diese Anordnung hat den Zweck, einen etwaigen Kurzschlußstrom in einer der Leitungen und den durch ihn bedingten Spannungsabfall
in den Bürstenkontakten durch den mehrfach größeren Ohmschen Widerstand des zugehörigen einzelnen Bürstensatzes
jener betroffenen Leitung zu vermindern und gleichzeitig auf sie allein zu beschränken,
so daß alle übrigen Anzeiger dabei nur den durch den Ohmschen Anker-
X5 widerstand des Gebers bedingten Spannungsabfall
erleiden und die Ankerrückwirkung noch weiter vermindert wird.
Einem, wie beschrieben, wiederum in 20 m Entfernung vom Geber auftretenden
Kurzschlußstrome steht nämlich nunmehr der fünffach höhere, also etwa 0,125 Ohm
■ betragende Widerstand des nunmehr einzelnen Bürstensatzes, somit einschließlich
40 m Leitung und Geberanker ein Widerstand von rund 0,615 Ohm entgegen, so daß
der Strom sich auf nur etwa 3,25 Ampere anstatt auf 3,9 belaufen wird. Sein Einfluß
auf die übrigen Anzeiger beschränkt sich aber nunmehr lediglich auf den Spannungsabfall
im Geberanker ausschließlich Bürstenkontakte, und beträgt somit in diesem Falle nur noch etwa 3,25 · 0,025 gleich
0,0814 Volt Dzw- 4>°7 Prozent von 2 Volt.
Wird aber jede der Anzeigerleitungen wenigstens einpolig gesichert, wie bei s1 bis
sr> (Fig. 1) angedeutet ist, so.fällt auch diese
zeitweise geringe Störung der übrigen Anzeiger fort, was insbesondere auf Kriegsschiffen
im Falle der Beschädigung der einen oder der anderen Anzeigerleitung im Gefecht
von großer Wichtigkeit ist, indem dann während des Gefechts weder der Fehler sofort
beseitigt noch eine neue Sicherung eingesetzt zu werden braucht, sondern die Anlage im
übrigen völlig betriebsfähig bleibt. Dabei ist nun auch die zufolge Wegfalls des einen
Anzeigerstromes sich ergebende geringe Spannungserhöhung· bzw. Verminderung des
Spannungsabfalls am Geber, nur noch etwa halb so groß wie im Falle gemeinsamer Bürsten, indem der Strom nur im Geberanker
selbst (0,025 Ohm) wegfällt, nicht aber in den noch tätigen Bürstenkontakten' der
anderen Anzeiger, und beträgt somit nur etwa 0,025 ' °>°2 =; 0,0005 Volt bzAv. 0,025
Prozent von 2 Volt, und ist praktisch gar nicht bemerkbar.
Zieht man nun auch bei dieser, Einrichtung die unwahrscheinliche Erhöhung des
Bürstenkontaktwiderstandes auf den fünffachen Betrag, in den Bereich der Möglichkeit,
so beläuft sich derselbe (für einen Bürstensatz) auf 0,5 Ohm bzw. seine Erhöhung
auf 0,4 Ohm, die durch letztere bedingte Erhöhung des Spannungsabfalles für die eine Anzeigerleitung' somit auf 0,04 Volt
bzw. 2 Prozent, welcher ungünstigste Fall aber wie gesagt praktisch kaum jemals ein-
; treten wird. Des ferneren haben die meist üblichen Anzeigergeräte auch nur etwa den
halben Stromverbrauch, die Spannungsgefälle sind nur halb so groß.
; Nun besteht aber bekanntlich die Arbeitswicklung (Drehspule) der meistens als Anzeiger
verwendeten Drehspulgeräte aus Kupferdraht., und die Richtfedern derselben
aus Bronze sind meistens auch mit einem, wenn auch weit kleineren Temperaturkoeffizienten
in bezug auf ihren Ohmschen Widerstand behaftet, so daß man solchen Geräten : auch aus diesem Grunde einen von der
, Temperatur tunlichst wenig oder gar nicht ; abhängigen Vorschaltwiderstand gewisser
Größe ,vorschalten muß, abgesehen von der geschilderten Notwendigkeit dieser Maßregel
in Anbetracht der Veränderlichkeit des ■ Bürstenkontaktwiderstandes der Geber.
Nimmt man nun den Ohmschen Widerstand der Drehspule eines Umdrehungsfernzeigers
gebräuchlicher Art für großen Zeigerausschlag (3000), d. h. mit Zahnradübersetzung
zwischen Drehspule und Zeiger, z. B. zu 20 Ohm (200 C) mit einem positiven Temperaturkoeffizienten
von 0,4 Prozent pro I0C, den Widerstand der Richtfedern zu 0,5 Ohm
; (200 C) mit 0,1 Prozent desgl. Temperatur-
; koeffizient, den Stromverbrauch bei vollem Ausschlage bzw. 2 Volt Geberspannung zu
: 20 Milliampere an, so muß der Gesamtwider- ! stand des Anzeigers auf 100 Ohm bemessen
werden, einschließlich eines Vorschaltwider- ! Standes in. Höhe von 79,5 Ohm mit praktisch
Null-Temperaturkoeffizient.
Der Anzeiger wäre somit mit einem gesamten Temperaturkoeffizienten von rund
0,0805 Prozent pro 10C behaftet und würde
bei einer Temperaturerhöhung um 500 C bzw. bei einer Raumtemperatur von + 700 C, somit
rund 4,025 Prozent . zuviel Widerstand annehmen bzw. rund 4 Prozent zuwenig an- no
zeigen. Selbst ein solcher Fehler wäre noch als angängig zu erachten, weil er immer genau
dieselbe Größe annimmt und daher evtl. unter jeweiliger Berücksichtigung der Räutntemperatur
in Rechnung gezogen werden u5 kann. In Wirklichkeit wird der Anzeiger
aber in solchem Falle bei 200 C von vornherein auf einen Plusfehler von 2 Prozent
geeicht, so 1 daß er bei + 700 C nur noch ■ 2 Prozent zuwenig· anzeigt.
j Nun werden aber in neuerer Zeit solche ! Anzeiger mit Zahnradübersetzung mit nur
311''24.5
ίο Milliampere Stromverbrauch hergestellt,
so daß- ihr Gesamtwiderstand (für 2 \7olt
G.eberspannung) sich.auf 200 Ohm erhöht, ihr Temperaturkoeffizient demnach auf 0,04025
Prozent sinkt und sie- bei + jo° C rund
2 -Prozent zuwenig anzeigen bzw. nach besagter Pluseichung nur noch 1 Prozent zuwenig.
.. Im übrigen sind auch Anzeiger mit unmittclbarem großen Zeigerausschlag ohne Zahnradübersetzung bekanntgeworden, die bei j einem Stromverbrauch von etwa 10 Milliampere einen Drehspulwiderstand von nur 10 Ohm und einen Richtfederwiderstand von etwa ι Ohm aufweisen, somit bei 200 Ohm Gesamtwiderstand mit einem Temperaturkoeffizienten von rund nur 0,0205 Prozent behaftet sind bzw. bei + jo° C nur rund .1 Prozent zuwenig anzeigen, bei jener Pluseichung nur 0,5 Prozent zuwenig·.
.. Im übrigen sind auch Anzeiger mit unmittclbarem großen Zeigerausschlag ohne Zahnradübersetzung bekanntgeworden, die bei j einem Stromverbrauch von etwa 10 Milliampere einen Drehspulwiderstand von nur 10 Ohm und einen Richtfederwiderstand von etwa ι Ohm aufweisen, somit bei 200 Ohm Gesamtwiderstand mit einem Temperaturkoeffizienten von rund nur 0,0205 Prozent behaftet sind bzw. bei + jo° C nur rund .1 Prozent zuwenig anzeigen, bei jener Pluseichung nur 0,5 Prozent zuwenig·.
Nun ist bei vorstehenden Vergleichen stets eine Geberspannung von nur 2 Volt zugrunde
gelegt worden. Wird aber z.B. ein Geber für die doppelte oder dreifache Spannung benutzt,
so sinken die berechneten störenden Spannungsgefälle sowie auch die Temperaturkoeffizienten
der Anzeiger annähernd auf die Hälfte bzw. ein Drittel. Dagegen steigen die Kurzschlußströme auf annähernd die doppelte
bzw. dreifache Stärke, weshalb am vor-, teilhaftesten die Benutzung eines Gebers mit
tunlichst niedriger, gerade noch zur Wahrung· 'eines nicht zu hohen Temperaturkoeffizienten
der Anzeiger ausreichenden Spannung, nämlich 2 bis 3 Volt, ist.
Hierdurch ist nun der Nachweis erbracht, daß erfindungsgemäß nicht nur die eingangs
geschilderten Nachteile der bekannten Einrichtungen vermieden . oder mindestens
wesentlich gemildert werden, sondern daß die Benutzung einer Gleichstromkollektordynamo
mit Wechselpolen und für solch niedrige Spannung und große Stromstärke auch in Hinsicht auf die Einhaltung eines zulässigen
Temperaturkoeffizienten der Anzeigegeräte sehr wohl angängig ist. Bei bereits angestellten
Dauerversuchen mit einem solchen Geber ergab sich, daß selbst unmittelbare Kurzschlüsse an seinen Bürsten mittels eines
2 mm dicken, nur wenige Zentimeter langen Kupferdrahtes ihn wohl stark bremsten, daß
aber weder durch den dabei auftretenden Kurzschlußstrom von schätzungsweise 40 Ampere,
noch durch eine Dauerbelastung von 12 Ampere, eine dauernde Änderung der Feldstärke
oder sonstige Nachteile eintraten. Auch wurden dadurch weder die Bürsten noch der Kollektor angegriffen, sie erforderten
gerade bei ständigem Dauerbetrieb mit der Höchstumdrehungszahl keinerlei Wartung;
lediglich nach längerem Stillstand oder bei ganz ■ geringer Umdrehungszahl ist von
Zeit zu Zeit ein leichtes Abschmirgeln des Kollektors zweckmäßig zur Behebung von
Kontaktstörungen, die übrigens bei eintretender höherer Umdrehungszahl auch von selbst
schwinden würden. Bei einer Anlage gemäß vorliegender Erfindung ist also so gut wie gar
keine Wartung erforderlich; sind nach Verlauf längerer Zeit zufolge Abnutzung neue
Bürsten einzusetzen, so kann dies auch während des Betriebes von jedem ungelernten
Arbeiter vorgenommen werden.
Erwähnt sei noch, daß im Sinne der Erfindung natürlich auch Gleichstromkollektordynamos
mit Wechselpolen beliebiger anderer Bauart Anwendung finden können, so z. B. mehrpolige mit sinngemäß angeordneten und
geschalteten Einzelbürstensätzen für jede Anzeigerleitung, sei es mit Dauermagnetfeld
oder aber mit Fremderregung, wie eine solche z. B. in Fig. ι durch die Wicklung w nebst
Stromquelle q angedeutet ist. Da eine Fremderregung eines Gebers aber von der fremden
Stromquelle abhängig ist, und da bei der erfindungsgemäß getroffenen Einrichtung, der
Feldmagnet selbst durch hohe Kurzschlußströme nicht geschwächt wird, so können .hier unbedenklich die weit einfacheren
Dauermagnete verwendet werden.
Die vorstehend berechneten Spannungsgefälle in den Bürstenkontaktwiderständen
und damit die störenden Einflüsse der je\veils angeschlossenen Anzahl Anzeiger, oder diejenigen
der Kurzschlußströme _iiv einer Anzeigerleitung auf die übrigen Anzeiger, lassen
sich zudem noch leicht auf mindestens die Hälfte ermäßigen, wenn an Stelle von Bronzekohlebürsten,
wie. bereits erwähnt, solche aus feinen Metallblättern geeigneter Legierung iou
benutzt werden, indem deren spezifischer Ohmscher Kontaktwiderstand bekanntlich noch weit geringer ist bzw. etwa nur die
Hälfte beträgt.
Ferner kann vorliegende Erfindung dahin ausgestaltet werden, daß die Geberdynamos
z. B. für dieselbe Spannung (2 bis 3 Volt), jedoch für eine, weit höhere Umdrehungszahl
bzw. für mehr als 4 000 Umdrehungsminuten gewickelt und betrieben wird, insbesondere
zum Zweck, den Ohmschen Widerstand des ! Geberankers und dessen Einfluß auf den
- Spannungsabfall noch weiter zu vermindern, also den Quotienten. Klemmenspannung/Ohm scher
Geberwiderstand tunlichst klein zu gestalten, sowie um gleichzeitig für die niedrigen
Drehzahlen des Gebers bzw. der ihn antreibenden Schiffswelle o. dgl. eine tunlichst
hohe Kollektorumfangsgeschwindigkeit und damit- bekanntlich eine Verminderung des
: Bürstenkontaktwiderstandes zu vorbeschriei benen Zwecken zu erzielen.
Ein weiterer wesentlicher A'orteil der Erfindung
liegt darin, daß eine für sie benutzte Gleichstromkollektordynamo mit Wechselpolen
für niedrige Spannung und große Stromstärke natürlich weit weniger oder überhaupt
nie der Gefahr des Durchschlagene der Ankerwicklung ausgesetzt ist, ebensowenig
Drahtbrüchen u. dgl. bei feindrähtigen Ankerwicklungen leicht vorkommenden Beschadigungen.
Ferner sind solche Geber weit weniger oder gar nicht empfindlich gegen feuchte
Luft bzw. sonstige Nässe, insbesondere Seewasser, was wiederum insbesondere auf
Kriegsschiffen sehr wichtig ist. Im übrigen bedürfen die zu solchen Gebern benutzten
kräftigen Bürsten einer weit weniger sorgfältigen Behandlung und Wartung als die bei
den bekannten Umdrehungsfernanzeigern bisher benutzten zarten Bürstenfederchen,^ die
bekanntlich sehr häufig bzw. schon nach kurzer Betriebsdauer ausgewechselt werden
müssen, wozu zudem eine gewisse Geschicklichkeit gehört, oder als die Ouecksilberkoritakte
von Unipolarmaschinen, die einer öfteren gründlichen Reinigung bei Stillstand des Gebers bedürfen.
Wie die Fig. 2 zeigt, können eine Mehrzahl oder sämtliche Anzeigerleitungen vom
Geber ausgehend in ein gemeinsames mehradriges Kabel c" zusammengefaßt, bis zu
einem geeigneten Verteilungklemmkasten (z. B. v) geführt und erst von diesem ausgehend
in die einzelnen Anzeigerleitungen ausgelöst weitergeführt werden, zum Zweck, die Kabeleinführungen e in den Geber sowie
die Schottdurchführungen e1 auf eine tunlichst geringe Anzahl bzw. nur auf je eine einzige
zu beschränken, und um gleichzeitig eine A^ereinfachung der Kabelverlegung gegenüber |
derjenigen der sonst erforderlichen Einzelkabel zu erzielen.
In allen vorstehenden Fällen wird der Ohmsche Widerstand der Anzeigerleitungen
(Kabel c1 usw.) einfach je vom Vorschaltwiderstand
jedes Anzeigers subtrahiert, am besten an Ort und Stelle (z. B. an Bord) mit
einem eingebauten kleinen Schiebekontaktwiderstand, der mit der Drehspulc dauernd
in Reihe geschaltet bleibt.
Claims (5)
- Patent-Ansprüche:ι. Einrichtung zur gleichzeitigen Umdrehungsfernanzeige an mehreren Orten mit einer Gleichstromdynamo als gemein-. samem Geber, insbesondere zur Anwendung auf Schiffen, wobei jedes elektrische Anzeigegerät oder jede Ortsgruppe solcher durch je eine besondere, unmittelbar von der Geberdynamo oder gegebenenfalls von deren .mit großem Querschnitt und tunlichst geringem Ohmschen Widerstände behafteten Sammelleitern ausgehende Leitung betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine für niedrige Spannung (höchstens 6 Volt), dagegen für große Stromstärke bemessene Gleichstrcmkollektordynamo mit Wechselpolen als Geber benutzt wird, die auch sicherungslos betrieben werden kann.
- 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geberdynamo für j-ede Anzeig'erleitung mit je einem besonderen wSatz Stromabnahmebürsten ausgerüstet und diese je an eine der Leitungen angeschlossen werden.
- 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Anzeigerleitung (c1 bis cr>) mindestens je einpolig gesichert ist (bei..τ1 bis s", Fig. 1).
- 4. Eine Erweiterung der Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geberdynamo mit hoher Drehzahl (mehr als 4000 Umdrehungsminuten) betrieben wird, um den Quotienten Klemmenspannung/Ohmscher Ge-■ berwiderstand tunlichst hoch bzw. den letzteren und damit den Spannungsabfall im Geber tunlichst klein zu gestalten.
- 5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl oder sämtliche vom Geber ausgehende Anzeigerleitungen in ein gemeinsames mehradriges Kabel (cß, Fig. 2) zusammengefaßt, bis ■ zu einem geeigneten Verteilungsklemmkasten (v) geführt und erst von diesem ausgehend in die einzelnen Anzeigerleitungen aufgelöst weitergeführt werden. .Hierzu 1 Matt Zeichnungen.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE317245C true DE317245C (de) |
Family
ID=569910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DENDAT317245D Active DE317245C (de) |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE317245C (de) |
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0
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