DE32402C - Regulirsystera, um die Geschwindigkeit von dynamo-elektrischen Maschinen, welche zur Vertheilung von Energie dienen, zu reguliren - Google Patents

Description

PATENTAMT.

KAISERLICHES

MARCEL DEPREZ in PARIS.

Bei jeder industriellen Anwendung der Kraftvertheilung durch Elektricität ist eine der Hauptbedingungen, welche erfüllt werden mufs, diejenige der vollkommenen Unabhängigkeit jedes Receptors. Damit der normale Gang der Arbeitsmaschine niemals verändert werde, ist in erster Linie erforderlich, dafs die Geschwindigkeit der Maschine in keinem Augenblick durch das Ausrücken anderer Receptoren verändert werde, und dafs zweitens die Kraftleistung niemals durch die Verschiedenheit der Arbeit, welche die Maschine innerhalb der Grenzen von Null bis zur Maximalanstrengung zu verrichten hat, irgendwie beeinflufst werde.

Durch das vorliegende Regulirsystem soll dieses vollständig erreicht werden. Die Anordnung kann hierbei in fünffacher Weise modificirt werden und sollen diese fünf Modificationen in der Folge beschrieben werden.

Erste Anordnung. Auf beiliegender Zeichnung ist einer der Receptoren M in Fig. 1 schematisch dargestellt. Fig. ia zeigt die Gesammtanordnung in Seitenansicht. Es bezeichnet in den Figuren: A einen der Inductoren, B die Armatur, C den Collector und d d¹ die Bürsten.

Auf dem Elektromagneten sind zwei verschiedene Drahtumwickelungen angeordnet, die eine, e, ist mit der Armatur hinter einander geschaltet und communicirt mit der Linienleitung, die andere, E, ist unabhängig von der Armatur und mit einer kleinen Hülfsmaschine m verbunden, wie in der Figur gezeigt ist. Die Umwickelung e ist experimentell bestimmt worden, derart, dafs das magnetische Feld, welches sie erzeugt,, in der Armatur eine elektromagnetische Gegenkraft entstehen läfst, welche gleich ist der Hälfte derjenigen der Linienleitung, und zwar während die Maschine, welche sich mit normaler Geschwindigkeit dreht, die Maximalkraft entwickelt, deren sie fähig ist. Hingegen ist die Umwickelung E, stärker als die erstere, so gewählt worden, dafs sie mit Hülfe der Maschine m ein magnetisches Feld erzeugen kann, welches in der Leitung der Armatur eine elektromotorische Kraft entstehen läfst, die gleich ist derjenigen der Linienleitung und mithin doppelt so grofs als diejenige, welche die Umwickelung e erzeugen kann.

Die Maschine m kann nach beliebigem System gebaut sein, ihr magnetisches Feld mufs aber durch Gruppirung der Drähte des Elektromagneten variabel sein.

Aufserdem mufs ihre Rotationsbewegung in einem bestimmten Verhältnifs von derjenigen der Maschine M abhängig sein. Sie mufs ferner mit einem Organ ausgerüstet sein, welches . ihr magnetisches Feld regulirt. Dieses Organ, welches von beliebiger Construction sein kann und; mit dem Namen Regulircommutator bezeichnet sein mag, steht selbst wieder unter dem Einflufs eines Geschwindigkeitsregulators (Centrifugalregulator), derart, dafs derselbe das magnetische Feld der Maschine m beeinflufst, welche ihrerseits wieder das magnetische Feld der Maschine M beeinfluist.

Dieses vorausgesetzt, wird die Wirkung dieser Anordnung folgende sein:.

Arbeiten alle Receptoren einer derartigen Anlage zusammen, so wird jeder von ihnen mit normaler Geschwindigkeit gehen, welche einer Wirkung gleich Null der Umwickelung E entspricht, weil der Regulircommutator der Maschine m in diesem Augenblick das magnetische Feld von m wirkungslos macht. In dem Augenblick aber, wo alle Maschinen, mit Ausnahme einer, aus irgend einem Grunde ausgerückt werden, indem man den Strom unterbricht, wird die eine Maschine bestrebt sein, ihre Geschwindigkeit zu vermehren. Diese Vermehrung der Geschwindigkeit aber hat, wie oben bemerkt, eine Geschwindigkeitsvermehrung der Maschine m zur Folge, und dann wirkt der Geschwindigkeitsregulator durch den Regulircommutator auf das magnetische Feld dieser Maschine m ein. Diese nun unter der Wirkung eines allmälig gröfser werdenden magnetischen Feldes wird fast augenblicklich durch die Umwickelung E der Maschine M einen Strom gehen lassen, welcher in der Leitung der Armatur eine elektromotorische Kraft entstehen läfst, welche gleich ist derjenigen der Linienleitung. Infolge dessen wird der vollständige Stillstand der Maschine M herbeigeführt werden, kein Strom wird mehr durch die Umwickelung e und durch die Armatur gehen. Alsdann aber wird auch die Geschwindigkeit der Maschine m geringer, der Strom in der Hülfsumwickelung wird schwächer und das Gleichgewicht stellt sich sofort ein, um der Maschine M ihre normale Geschwindigkeit zu erhalten, wie grofs auch die Zahl der ausgerückten Maschinen und die Verschiedenheit der Arbeit, welche die Maschine M zu verrichten hat, sein mag. Aus dieser Anordnung resultirt, dafs die Leistung nicht unter 50 pCt. sinken kann, weil die elektromotorische Gegenkraft im Minimum Y₂ beträgt, welchen Werth sie übrigens bei der eben beschriebenen Einrichtung nicht erlangen kann.·

Aufserdem kann die Ein- und Ausrückung der Werkzeuge (Maschine), welche die Maschine M treibt, ihre Geschwindigkeit nicht beeinflussen, die Arbeit, welche sie leistet, bleibt stets proportional derjenigen, welche man von ihr verlangt, und wenn die Fabrik gänzlich aufhört zu arbeiten, so geht die Maschine M mit derselben Geschwindigkeit weiter, sie erzeugt aber keine Arbeit mehr, abgesehen von der, welche die kleine Hülfsmaschine m benöthigt. Diese kleine Maschine kann auch eine andere Construction besitzen, als die oben beschriebene, um nichtsdestoweniger denselben Zweck zu erreichen.

Zweite Anordnung. Man wende eine dynamo-elektrische Maschine beliebiger Construction an und regulire dieselbe derart, dafs ihr der Receptor M bei seinem normalen Gange eine Rotationsgeschwindigkeit verleiht, welche nahe, aber unter derjenigen liegt, welche einer fühlbaren Wirkung der Maschine m entspricht.

Aus den bekannten Eigenschaften der dynamoelektrischen Maschinen folgt nun, dafs, wenn man die Geschwindigkeit, bei welcher die Maschine m zu wirken anfängt, ein wenig überschreitet, diese sogleich einen starken Strom erzeugt, welcher in E ein intensives magnetisches Feld entstehen lassen wird. Infolge dessen wächst die elektromotorische Kraft von M um so viel an, dafs sie derjenigen der Quelle gleich wird.

Dritte Anordnung. Man kann dasselbe Ziel auf andere Weise erreichen. Wenn z. B. in den Stromkreis der Maschine m Widerstände hinzugefügt oder entfernt werden, was durch den Geschwindigkeitsregulator bewirkt werden kann, so erhält hierdurch augenblicklich der Strom E, indem die Maschine in oder aufser Thätigkeit gesetzt wird, seine volle Stärke, oder umgekehrt, er wird unwirksam gemacht.

Vierte Anordnung. Die Unabhängigkeit jedes Receptors kann noch auf eine ähnliche, aber ein wenig verschiedene Weise erreicht werden. Wenn man die beiden Umwickelungen des Inductors beibehält, kann man die Maschine m, Fig. i, fortlassen Und die in Fig. 2 dargestellte Anordnung treffen, bei welcher die Umwickelung E des Inductors von einem von der Hauptleitung abgeleiteten Strom durchflossen wird. Dabei ist aber eine Gegenwirkung zu vermeiden. Da bei der Uebertragung und Vertheilung von Kraft durch Elektricität die Spannungen des elektrischen Stromes sehr grofs sind, so würde es nöthig sein, für diese Leitung einen sehr langen und so dünnen Draht als die Intensität des Stromes es erlauben würde, anzuwenden. Dies würde aber beträchtliche Kosten verursachen. Um nun diesen Uebelstand zu vermeiden, ist in die Leitung E des Inductors ein Rheostat von Kohle oder Quecksilber eingeschaltet, dessen Commutator von einem Centrifugalregulator beeinflufst wird. Wenn man nun unter diesen Bedingungen den Strom in die Maschine leitet, welche in Ruhe ist, so wird die Wirkung der Umwickelung E fast Null sein, aber die geringe Intensität in dem Strom der Armatur wird nichtsdestoweniger das Angehen der Maschine gestatten.

Zu gleicher Zeit wird der Regulator allmälig anfangen, sich zu drehen, er überwindet allmälig den Widerstand des Rheostaten, vermehrt infolge dessen die Intensität des magnetischen Feldes, und dies so lange, bis die wachsende Geschwindigkeit ihre normale Höhe erreicht hat.

Claims (3)

Es ist leicht einzusehen, dafs die vollständige Regulirung des Receptors auf diese Weise erreicht wird; denn sobald die Geschwindigkeit gröfser wird, verringert sich sofort der Widerstand des Rheostaten und die elektromotorische Gegenkraft wächst, um das normale Gleichgewicht augenblicklich wieder herzustellen. Fünfte Anordnung. Endlich kann man auch einen Rheostaten und eine Hülfsmaschine gleichzeitig anwenden zur Erreichung eines constanten magnetischen Feldes in dem Receptor. Wie Fig. 3 zeigt, wird die Leitung E des Inductors durch eine dynamo-elektrische Maschine m erregt, deren Rotation von derjenigen des Receptors abhängig ist, während in die Leitung e ein Rheostat R mit Centrifugalregulator eingeschaltet ist, und zwar so, dafs, wenn letzterer in Ruhe ist, kein Widerstand vorhanden ist. Wird derselbe nun in Gang gesetzt, so schaltet er in dem Mafse, als seine Geschwindigkeit wächst. Widerstände in die Leitung e ein, so dafs e allmälig gar keine Wirkung mehr auf den Inductor ausübt und dieser nur noch von der Maschine m erregt wird. In der Praxis wird es sich manchmal noch empfehlen, aufser den beschriebenen Vorrichtungen noch einen Rheostaten g, Fig. i, 2 und 3, dessen Widerstand von Hand regulirt werden kann, in die Leitung e einzuschalten. Wegen der hohen Spannungen des Generators im Augenblick der Ingangsetzung, und da der Widerstand jedes Receptors im Verhältnifs zu dem der Linienleitung klein ist, ist die Einschaltung von Widerständen in die Leitung jeder Maschine nothwendig, um eine vollständige Zerstörung im Augenblick der Ingangsetzung zu vermeiden. Dann wächst die übrigens sehr geringe Intensität des Stromes, welcher durch die Maschine geht, allmälig, bis die Geschwindigkeit, welche, sich von selbst steigert, die Entstehung einer elektromotorischen Gegenkraft veranlafst hat, welche' genügt, um den guten Gang der Maschine zu garantiren. Patenτ-Ansρrüche: Das beschriebene System zur Regulirung der Geschwindigkeit von dynamo-elektrischen Maschinen, welche zur Vertheilung von Energie dienen, welches System durch folgende Punkte gekennzeichnet wird:

1. Durch die Anwendung zweier Draht-, umwickelungen des Inductors des Receptors M, von denen die eine e immer mit der Leitung der Armatur auf Spannung gekuppelt und von der Linienleitung abgeleitet ist, während die andere E entweder durch eine zweite Ableitung von der Linienleitung mit Einschaltung eines Rheostaten R oder durch eine Hülfsmaschine m erregt wird, welch letztere selbst von dem Receptor M bewegt wird.

2. Durch die Anwendung einer besonderen Hülfsmaschine m für die Erregung der Inductoren des Receptors, deren Wirkung aber erst merkbar wird, wenn die Geschwindigkeit des Receptors sich vermehrt, und welche Wirkung beeinflufst wird entweder dadurch, dafs durch einen Centrifugalregulator Widerstände in den Strom ein- oder ausgeschaltet werden, oder dafs ihre normale Geschwindigkeit unter, aber sehr nahe jener ist, bei welcher eine Wirkung eintritt.

3. Die speciellen, in den Fig. 1, 2 und 3 dargestellten Anordnungen, deren wesentliche Punkte durch die Ansprüche 1. und 2. gekennzeichnet sind.

Hierzu t Blatt Zeichnungen.