DE326982C - Einrichtung zum Regeln der Stromstaerke eines an eine Gleichstromquelle angeschlossenen Stromkreises - Google Patents

Einrichtung zum Regeln der Stromstaerke eines an eine Gleichstromquelle angeschlossenen Stromkreises

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DE326982C
DE326982C DE1916326982D DE326982DD DE326982C DE 326982 C DE326982 C DE 326982C DE 1916326982 D DE1916326982 D DE 1916326982D DE 326982D D DE326982D D DE 326982DD DE 326982 C DE326982 C DE 326982C
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • GPHYSICS
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    • G05D3/00Control of position or direction
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Description

  • Einrichtung zum Regeln der Stromstärke eines an eine Gleichstromquelle angeschlossenen Stromkreises. Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen zum Regeln der aus einer Gleichstromquelle entnommenen: Stromstärke. Die Erfindung bezweckt in erster Linie eine mit einem feststehenden und einem drehbaren Teil ausgerüstete Einrichtung dieser Art von einfacher Bauart zu schaffen, bei der die Stromstärke bei steigender Drehgeschwindigkeit des drehbaren Teiles sinkt, und umgekehrt. In zweiter Linie bezweckt die Erfindung die Schaffung einer Anordnung, die es ermöglicht, eine von dieser Stromstärke abhängige physikalische Größe, z. B. eine Spannung, eine Drehzahl oder ein Drehmoment eines Stromverbrauchers, mit Hilfe einer Einrichtung der erwähnten Art in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des drehbaren Teiles so zu regeln, daß die erwähnte physikalische Größe mit steigender Drehgeschwindigkeit des drehbaren Teiles entweder ihren Wert beibehält oder größer werdende Werte annimmt. Eine besondere Bedeutung gewinnt die Erfindung, wenn der Stromverbraucher durch den Geber einer Fernsteuerungseinrichtung gebildet ist, in welchem in bekannter Weise durch Drehen seines beweglichen Teiles Gleichstrom - in Mehrphasenströme veränderlicher Frequenz umgeformt wird, die in einem entfernten Empfänger synchrone Drehbewegungen hervorrufen und dabei ein erhebliches Drehmoment im Empfänger entwickeln sollen. Bei derartigen Einrichtungen ermöglicht der Gegenstand der vorliegenden Erfindung, die Spannung des den Geber speisenden Gleichstromes so zu regeln, daß Mehrphasenströme von solcher Stärke auf den Empfänger übertragen werden, daß das im Empfänger entv7ickelte Drehmoment mit steigender Drehgeschwindigkeit des Gebers (also mit steigender Frequenz der Mehrphasenströme) nicht - wie es bei den bisher üblichen Einrichtungen der Fall war - sinkt, sondern einen gleichibleibenden Wert behält oder sogar ansteigende Werte erhält.
  • Auf der Zeichnung zeigt Fig. i in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der den Gegenstand der Erfindung bildenden Einrichtung in Verbindung mit dem Geber einer Fernsteuerungseinrichtung und Fig.-2 ein die Einrichtung nach Fig. i und den Empfänger einer Fernsteuerungseinrichrtung zur Übertragung synchroner Drehbewegungen umfassendes Schaltungsschema.
  • Auf einer mittels einer Handkurbel a1 drehbaren Welle A ist der drehbare Teil a$ des Gebers der Fernsteuerungseinrichtung - starr befestigt. Der Teil a2 trägt drei um je i 2o° gegeneinander versetzte Schleifbürsten as, die beim Drehen des Teiles a2 des Gebers auf der Innenfläche eines feststehend angeordneten hohlzylindrischen Körpers schleifen. Dieser Körper besteht aus einer Reihe von Stromschlußstücken B BI b2 b2, die durch Scheiben C Cl aus nichtleitendem Stoff voneinander getrennt sind. Von den Stromschlußstücken sind zwei einander auf einem Durchmessec gegenüberliegende Stromschlußstücke, B und B', für den Anschluß an eine aus Fig. 2 ersichtliche Gleichstromquelle konstanter Spannung bestimmt. Sie erstrecken sich über einen Bogen von' je 6o°. Von den übrigen Stromschlußstücken, b' und b', die von geringerer, untereinander aber gleicher Ausdehnung sind, bilden die zu beiden Seiten des Stromschlußstückes B liegenden Stromschlußstücke b2 die eine und die zu beiden Seiten des Stromschlußstückes B' liegenden Stromschlußstücke b3 die andere Hälfte des hohlzylindrischen Körpers. Die Stromschlußstücke bz sind untereinander und mit dem Stromschlußstück B über Widerstände E leitend verbunden; ebenso sind die Stromschlußstücke b3 durch Widerstände E' untereinander und mit dem Stromschlußstück B' in leitende Verbindung gesetzt. Die in Richtung des Umfanges gemessene Ausdehnung der Scheiben C' aus nichtleitendem Stoff ist geringer und die entsprechende Ausdehnung der Scheiben C ist größer als die in gleicher Richtung gemessene Ausdehnung der Bürsten d.
  • Auf der Welle A sind ferner drei mit den Schleifbürsten a3 durch Leitungen F in leitender Verbindung stehende Schleifringe a4 aufgekeilt, von denen durch im Raume feststehende Schleifbürsten G die bei der Drehung des Teiles a2 in bekannter Weise entstehenden Mchrphasenströme abgeleitet werden können. An die Schleifbürsten G sind Fernleitungen G' angeschlossen, die zur Verbindung der Geberstelle mit einer entfernt liegenden Empfängerstelle dienen.
  • Zum Anschluß der Kontaktstücke B und B' an die Gleichstromquelle D von konstanter Spannung (Fig.2) dienen die Leitungen H und-H'. In der einen dieser Leitungen, .H, liegt der Anker J einer von einem (nicht dargestellten) Motor mit konstanter Drehzahl angetriebenen Gleichstromdynamomaschine, deren Zweck weiter unten erläutert werden wird.
  • Die Welle A trägt noch einen zweiten, in ähnlicher Weise wie der Teil a2 des Gebers innerhalb eines Hohlzylinders beweglichen Körper a5, der drei unter je i2o° gegeneinander versetzte, mit je einer Drahtwicklung K versehene, radial verlaufende Eisenkerne a' enthält, an deren Ende Schleifbürsten a' angeordnet sind. Die Drahtwicklungen K sind je mit ihrem einen Ende an die von den Eisenkernen al durch nichtleitenden Stoff getrennten Schleifbürsten az angeschlossen, während ihre anderenEnden in einem@Punktk'vereinigt sind. Der erwähnte Hohlzylinder ist in ganz ähnilicher Weise aufgebaut wie der bereits beschriebene Hohlzylinder B B' b2 b3 des Gebers. Auch er besteht aus zwei voneinander isolierten Gruppen von Stromschlußstücken M yzt2 und Ml yng, die durch Scheiben N und N' aus nichtleitendem Stoff voneinander getrennt sind. Die Abmessungen und die Anordnung der Stromschlußstücke M M' m2 und na3 und der Scheiben N und N' aus nichtleitendem Stoff sind dieselben, wie sie für die entsprechenden Teile B bis b3 und C bis C' angegeben -waren. Zwei der Stromschlußstücke, M und M', dienen wie die entsprechenden Stromschlußstücke B und B' des Gebers zum Anschluß an die Gleichstromquelle D mittels Leitungen P .und P', von denen die eine, P, die Erregerwicklung Q der bereits erwähnten -Gleichstromdynamomaschine enthält, deren Anker J in die Leitung H eingeschaltet ist.
  • Ferner sind entsprechend den Angaben für den zuerst beschriebenen Geber die Stromschlußstücke m2 untereinander und mit dem Stromschilußstück M über Widerstände R in der aus der Zeichnung ersichtlichen Weise leitend verbunden; das gleiche gilt für die Stromschlußstücke m3, die unter sich und mit dem Stromschlußstück M' durch Widerstände R' leitend verbunden sind.
  • Der Anker J (Fig:2) der Gleichstrommaschine ist so geschaltet, d'aß seine positive Klemme i' am positiven Pol der Gleichstromquelle D liegt, während die negative Klemme i2 des Ankers J über den Geber mit denn negativ en Pol der Gleichstromquelle D in. Verbindung steht. Die Stärke des den Geber durchfließenden Gleichstromes ist daher dem Unterschiede. der an der Stromquelle D herrschenden konstanten und der im Anker J erzeugten veränderlichen Spannung verhältnisgleich. Wird daher die an den Ankerklemmen herrschende Spannung z. B. durch Ändern der Stromstärke in der Erregerwicklung Q erhöht, so muß die zwischen den Stromsch.lußstücken B und B' des Gebers bestehende Spannung und demzufolge auch die vom Geber aufgenommene Stromstärke entsprechend sinken. Umgekehrt muß diese Spannung bzw. die vom Geber aufgenommene Stromstärke um so mehr anwachsen, je mehr der Erregerstrom in der Wicklung Q -und damit die Klemmenspannung des Ankers J verkleinert wird.
  • Diesem Zwecke, die Stromstärke in der Wicklung Q zu verändern und dadurch die Spannung des Ankers J zu regeln, dient die beschriebene, mit dem Geber zusammenarbeitende Regelungseinrichtung. Die auf den Eisenkernen cri angeordneten Wicklungen K stellen nämlich induktiveWiderstände dar, die einen um so höheren Spannungsabfall verursachen, je größer die Frequenz der die Wicklungen K durchfließenden, nach - Art von Wechselströmen verlaufenden Ströme ist. Diese Frequenz hängt ihrerseits nur von der Geschwindigkeit ab, mit der der drehbare -Teil a5 der Einrichtung in bezug auf den feststehenden, mit Gleichstrom gespeisten Teil gedreht wird. Bei der höchsten vorkommenden Geschwindigkeit, miit der der drehbare Teil a= des Gebers und zugleich der drehbare Teil a' der Regelungseinrichtung gedreht wird, muß, wie ohne weiteres einleuchtet, die kleinste Erregerstromstärke . die Erregerwicklung 0 durchfließen, während- umgekehrt bei Stillstand der Teile a' und a' die Dynamomaschine am stärksten erregt wird. Die an den Änkerklemmen il und i' auftretende Spannung ist also bei Stillstand des Gebers und der Sch_ altv orrichtung am größten und sinkt mit' Drehgeschwindigkeit der Regelungseinrichtung. Da diese Spannung der konstanten Spannung der Gleichstromquelle entgegengeschaltet ist und demgemäß die vom Geber aufzunehmenden Ströme durch die Differenz der beiden Spannungen -bedingt sind, so muß bei Stillstand des Gebers zwischen dessen Stromschlußstücken B und B1 eine ziemlich geringe Spannung bestehen, so daß der Geber nur von einem mäßigen Strom durchflossen wird, der seinerseits in den Fernleitungen G1 Mehrphasenströme von verhältnismäßig geringer Stärke erzeugt. Bei steigender Gebergeschwindigkeit muß auch die am Geber wirksame Spannung ansteigen, und wenn in dem an die Schleifbürsten G angeschlossenen Stromkreise nur induktionsfreie Widerstände enthalten wären, so müßte auch die Stromstärke in diesem Stromkreise, d. h. die Stärke der dem Empfänger durch die Fernleitungen G1 zugeführten Mehrphasenströme, in demselben Verhältnis wie die Geschwindigkeit des Gebers ansteigen. Das ist nun in Wirklichkeit nicht der Fall, -und zwar wegen der im Empfänger stets verwendeten induktiven Widerstände.
  • Der Empfänger, auf den die Drehbewegungen des beweglichen Teiles a2 des Gebers synchron übertragen -,werden sollen, besteht aus einem Motor mit dreiphasig gewickeltem Anker U und einer an eine Gleichstromquelle S angeschlossenen Erregerwicklung S1-. Der Motor U S1 dient zum Antrieb des aus der Ferne zu steuernden Teiles, z. B. zum Schwenken eines schweren Schiffs- oder Küstengeschützes. Die zum Betriebe des Motors erforderlichen Mehrphasenströme veränderlicher Frequenz werden dem Anker U nicht unmittelbar vom Geber her zugeführt, sondern durch Vermittlung eines besonderen Generators, der aus drei gleichartigen, miteinander gekuppelten, einphasigen Kommutatormaschinen besteht, Die Anker T der Kommutatormaschinen sind mit je einer ihrer Klemmen t1 in Sternschaltung verkettet, während die andere Klemme t' jedes Ankers zum Anschluß an die Wicklungen des Motorankers U dient. Die Erregerwicklungen G' der drei einphasigen Kommutatörmaschinen sind an die schon erwähnte Fernleitung G1 angeschlossen. Mit den Kommutatormaschinen ist ein Antriebsmotor S= gekuppelt, der als Gleichstromnebenschlußmotor mit konstanter Drehzahl ausgebildet ist und von der Gleichstromquelle S gespeist wird. Infolge der beschriebenen Anordnung braucht der Geber nicht die gesamte Arbeit zu leisten, die zur Erzeugung des Drehmomentes im Empfängermotor U S1 erforderlich ist, sondern nur die verhältnismäßig schwachen, zur Erregung der Kommutatormaschinen dienenden Ströme zu liefern, während die Hauptarbeit zum Betriebe des Empfängermotors der Gleichstromquelle S an der Empfängerstelle entnommen wird. Auf diese Weise kann man am Empfänger sehr große Drehmomente erzielen, wobei die Bewegungen *des Empfängers genau synchron mit denen des Gebers vor sich gehen.
  • Die beschriebene Einrichtung wirkt wie folgt: Solange der drehbare Teil des Gebers und der mit diesem Teil gekuppelte drehbare Teil der Regelungseinrichtung im Ruhezust2nde verharren, wird der Stromkreis D O P !1I K S1:1 P' D von einem verhältnismäßig starkcn Strom durchflossen, da die Drahtwindungen K nicht als induktive -Widerstände, sondern nur als Ohmsche Widerstände wirken, solange die Frequenz der in ihnen fließenden Ströme gleich Null ist.. Demzufolge erhält die mit dem Geber in Reihe geschaltete Dynamomaschine die stärkste vorkommende Erregung, und es fließt aus der Gleichstromquelle D aiur ein verhältnismäßig geringer Strom in den Geber. Durch die Fernleitung G1 fließen diesem Strom entsprechende Gleichströme von geringer Stärke zu, die dem dreifachen Generator G2 T an der Empfängerstelle zwar eine gewisse Gleichstromerregung zu erteilen vermögen, aber in diesem keine Ströme induzieren, die eine Drehung des Motorankers U zur Folge. haben könnten. Denn zwischen den gleichnamigen Klemmen t2 besteht in diesem Falle keinerlei Spannungsunterschied, der Ströme im `Anker U des Empfängermotors hervorrufen könnte. Zur Bildung eines solchen Spannungsunterschiedes bedarf es einer periodischen Veränderung der Stromwerte in den einzelnen Erregerwicklungen G2 in bezug aufeinander. Ein solche aber kommt erst dann zustande, wenn der bewegliche Teil d2- des Gebers gedreht wird.
  • Wird der Geber durch Drehen seines beiveglichen Teiles a' aus einer beliebigen Anfangsstellung heraus, der eine ganz bestimmte Stellung des Empfängerankers U entsprechen möge, um einen bestimmten Winkelbetrag verstellt, so erregen die im Geber erzeugten und durch die Fernleitung G1 zur Empfängerstelle übertragenen Mehrphäsenströme dort die Kommutatormaschinen C T in der Weise, daß an den Ankerklemmen t2 jeder dieser Maschinen eine Wechselspannung von periodisch veränderlicher Größe entsteht; dabei ist die Frequenz- dieser Wechselspannungen allein von der Geschwindigkeit des drehbaren Teiles d des Gebers abhängig. Die Phasen der in den einzelnen Ankern T induzierten Wechselspannungen sind wie bei gewöhnlichen Drehstromgeneratoren zeitlich um eine Drittelperiode gegeneinander verschoben. Da der Anker U des Empfängers dreiphasig gewickelt, d. h. mit drei räumlich um ein Drittel seiner Polteilung gegeneinander versetzten Wicklungen versehen ist, so muß der mit Gleichstrom erregte Empfängermotor bei jeder Frequenz der ihm zugeführten Mehrphasenströme genau synchron mit dem drehbaren Teile a= des Gebers Drehbewegungen ausführen, deren Größe .genau der Phasenstellung der zugeführten Mehrphasenströme und des durch diese erzeugten Drehfeldes, d. h. also dem Winkelbetrage, entspricht, um den der bewegliche Teil a2 des Gebers gegenüber dem festen Teile verstellt worden ist.
  • Die zur Erregung der Kommutatormaschinen G2 T in die Erregerwicklungen G2 eingeleiteten Mehrphasenströme rufen in diesen Erregerwicklungen, die ja induktive Widerstände darstellen, einen um so größeren Spannungsabfall hervor, je höher die Frequenz der -Mehrphasenströme, je größer also auch die Geschwindigkeit des drehbaren Teiles a2 des Gebers ist. Hinge die Stärke der Mehrphasenströme allein. von der konstantem Spannung der den Geber speisenden Gleichstromquelle D und von der Größe der in der Fernleitung Gl-und in den Erregerwicklungen G` auftretenden Spannungsabfälle ab, so müßte . die Stromstärke um so mehr sinken, je größer die Geschwindigkeit des Gebers würde. Diesem Sinken der Stromstärke arbeitet nun die oben beschriebene Regelungseinrichtung in Verbindung mit der Gleichstrommaschine T 0 in folgender Weise entgegen. # ' Je schneller sich der mit dem drehbaren Teil a2 des Gebers auf derselben Welle sitzende Teil a' der Regelungseinrichtung gegenüber ihrem feststehenden Teile dreht, uni so größer ist die Frequenz der in denbrahtwindungen K fließenden Mehrphasenströme, um so höher also auch der Spannungsabfall in diesen induktive Widerstände darstellenden Drahtwindungen. Die Regelungseinrichtung wirkt dabei wie eine veränderliche, der Gleichstromauelle entgegengeschaltete elektromotorische Kraft, und es ist einleuchtend, daß ein um so kleinerer Strom den Stromkreis, der die Erregerwicklung 0 enthält, durchfließt, je höher die Frequenz der Mehrphasenströrne in den Drahtwindungen K, je größer also die Geschwindigkeit des drehbaren Teiles a' der . Regelungseinrichtung oder auch des mit ihr gekuppelten drehbaren Teiles a2 des Gebers ist. Mit sinkender Erregung der Maschine J O sinkt aber deren Ankerspannung, und es wächst der für den Geber in Betracht kommende Anteil der Spannung der Stromquelle D und damit die Stromstärke des den Geber durchfließenden Gleichstromes. Dementsprechend wächst auch - wenn man zunächst von dem Einflusse des durch die Erregerwicklungen G" hervorgerufenen induktiven Spannungsabfalles auf die Stromstärke absieht -die Stärke der in der Fernleitung GI fließenden Mehrphasenströme. Je nachdem nun, ob das durch das Anwachsen des induktiven Spannungsabfalles irr den Erregerwicklungen. G' an der Empfängerstelle verursachte Sinken der Stromstärke der erwähnten Mehrphasenströme in demselben oder in geringerem Maße als das durch die verringerte Erregung des Generators T O bewirkte Anwachsen derselben Stromstärke erfolgt, muß sich ein mit zunehmender Geschwindigkeit des Gebers gleichbleibender oder sogar steigender Betrag der in Mehrphasenströme umgeformten; Stromstärke ergeben. Dadurch wird es erstens möglich, den Geber mit verhältnismäßig großer Geschwindigkeit zu bewegen, ohne befürchten zti müssen, daß der Empfängermotor aus dem Tritte fällt; zweitens lassen sich große Kräfte mit Sicherheit durch einen synchron laufenden Empfängermotor erzeugen, wobei man es in der Hand hat, entweder den Höchstwert der vom Empfängermotor entwickelten Kraft von der Gebergesohwindigkeit unabhängig zu machen oder die Sicherheit der synchronen Übertragung gerade bei großer Gebergeschwindigkeit dadurch zu erhöhen, daß man eine Regelungseinrichtung verwendet, die den Geber veranlaßt, bei wachsender Geschwindigkeit einen in solchem Maße steigenden Strom aus der Gleichstromquelle D zu entnehmen, daß die dem Empfänger zugeführten Mehrphasenströme mit wachsender Gebergeschwindigkeit ansteigen. Andererseits ist die im Ruhezustande vom Geber aufgenommene Stromstärke leicht auf geringer Höhe zu halten, so daß auch die in den Widerständen E EI dauernd verursachten Stromwärmeverluste in engen Grenzen gehalten «=erden können. Eine besonders vorteilhafte Ausfüh= rungsform des Erfindungsgegenstandes erhält man, wenn man dafür sorgt, daß die Stärke des dem festen Teil M Ml m@ m3 der Regelungseinrichtung zugeführten Gleichstromes: unabhängig von dem Wege, den dieser Strom von seiner Eintritts- bzw. Austrittsstelle (!U bzw. KI) bis zu den nächstgelegenen Schleifbürsten zurückzulegen hat, konstant bleibt und daß zugleich die, Stxornwärmeverluste in den Widerständen R R1 ihren Mindestwert anrehmen. Dieser Forderung kann durch eine derartige Abstufung der mit dem festen Teil M Ml m2 m3 der Regelungseinrichtung verbundenen Widerstände R Rl genügt werden, daß die Gleichung erfüllt ist rso + (P : w - w : ysa - cp, in welcher der Widerstand jeder der auf den Eisenkernen aG befindlichen Wicklungen K mit w, der Winket zwischen der einen Schleifbürste und dem oberen Scheitelpunkte mit q) und die zwischen den beiden anderen Schleifbürsten und dem unteren Scheitelpunkt gemessenen Widerstände mit r69 + cp bzw. mit % - cp bezeichnet werden.
  • Die Abstufung der am festen Teil des Gebers angeordneten Widerstände E El wird dagegen zweckmäßig in bekannter Weise so vorgenommen, daß die im Geber erzeugten Mehrphasenströme bei gleichförmiger Gebergeschwindigkeit nach dem Sinusgesetz verlaufen, damit im Empfänger ein Drehfeld von gleichbleibender Stärke zustande kommt.
  • Anstatt die drehbaren Teile a2 und a' des Gebers und der Regelungseinrichtung unmittelbar miteinander zu kuppeln, kann man dieselben auch mit voneinander verschiedener Geschwindigkeit betreiben, indem man sie z. B. durch eine Zahnradübersetzung oder durch Riementrieb o..dgl. in zwangläufige Z"erbindung, bringt. Stets muß aber die Geschwindigkeit des :.Teiles a2 im Verhältnis zur Geschwindiglzeit des Teiles a' so gewählt sein, däß am Geber bei wachsender Gebergeschwindigkeit eine nach einem vorausbestimmten Gesetz wachsende Klemmenspannung herrscht. -Die an der Empfängerstelle angeordneten drei Kommutatormaschinen GZ T können auch durch eine einzige Drehstromkommutatormaschine ersetzt werden. Nur ist in diesem Falle darauf zu achten, daß deren ,Eigenfrequenz wesentlich höher liegt als die größte vorkommende Frequenz der im Geber erzeugten mehrphasigen Erregerströme und der von diesen erregten, zum Betriebe des Empfängermotors dienenden Ankerströme. Anderenfalls würde es vorkommen können, daß der Empfänger im einen Drehsinne ein mit der Drehgeschwindigkeit ansteigendes, im anderen ein mit steigender Geschwindigkeit sinkendes Drehmoment entwickelte. Der Empfänger würde also gegebenenfalls nur bei der einen Drehrichtung mitkommen, bei der andern aber außer Tritt fallen.
  • Natürlich könnte man den Empfänger wesentlich dadurch vereinfachen, da,ß man den Anker U des mit Gleichstrom erregten dreiphasigen Empfängermotors U Sl unter Fortlassung des Generators G2 T unmittelbar an die Fernleitung G1 anschließt, eine Anordnung, die' besonders bei geringen zu übertragenden Kräften den Vorzug verdient.
  • Soll andererseits vom Empfängermotor ein ganz ungewöhnlich hohes Drehmoment ausgeübt werden, so kann man das Mittel der indirekten Erzeugung der Empfängerströme auch wiederholt anwenden. Man könnte z. B. die in den Ankern T erzeugten Wechselströme zur Erregung eines weiteren, durch einen Gleichstrommotor angetriebenen, aus drei einphasigen (oder einer dreiphasigen) Kommutatormaschine bestehenden Generators benutzen, der seinerseits erst die zum Betriebe eines als Empfänger wirkenden dreiphasigen Synchränmotors erforderlichen Ströme liefern würde. Da die zur Erregung erforderliche Arbeit höchstens ein Dreißigstel bis ein Zwanzigstel der in dem betreffenden Generator umgesetzten Gesamtarbeit ausmacht, so ist es einleuchtend, daß bei wiederholter Anwendung .des beschriebenen Mittels sehr große Drehinoinente synchron .übertragen werden können, ohne .daß Ströme von erheblicher Stärke den Geber und die Fernleitung durchließen. Die Abmessungen dieser Teile können also leicht in zulässigen Grenzen gehalten werden. -Bei den bisher erwähnten Fällen war immer das Vorhandensein einer elektzischen Fernsteuerungsanlage mit synchron arbeitendem Geber und Empfänger für die Benutzung der den Gegenstand der Erfindung bildenden Regelungseinrichtung vorausgesetzt. Die Verwendbarkeit des Erfindungsgegenstandes ist aber an das Vorhandensein einer solchen Anlage reicht gebunden. Z-: B. könnte man auch mit Hilfe der beschriebenen Regelungseinrichtung die Spannung eines Generators in einfacher Weise von den Schwankungen der Drehzahl seiner Antriebsmaschine dadurch unabhängig machen, - daß man mit dem Anker des Generators den drehbaren Teil a' der Regelungseinrichtung kuppelt, während die Erregerwicklung des Generators in der aus Fig. a ersichtlichen Weise geschaltet ist. (Natürlich hat man sich in diesem Falle den Geber, die Fernleitung und die ganze Empfängerstelle fortzudenken.) Ebenso wäre es denkbar, die erläuterte Regelungseinrichtung zu verwenden, wenn es sich darum handelt, die Drehzahl eines fremderregten Elektromotors konstant zu halten. In diesem Falle müßte man den Anker des Motors mit dem drehbaren Teil al der Regelungseinrichtung kuppeln und die Erregerwicklung-in der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise schalten. Da der Teil a' sich bei zunehmender Motorgeschwindigkeit schneller dreht, so muß sowohl der Strom _ in der Erregerwicklung 0 als auch die Spannung am Anker J entspre- -chend sinken, dadurch aber die Erregerstromstärke des Motors ansteigen und seine Geschwindigkeit sich verlangsamen, bis von neuem der frühere Beharrungszustand eingetreten ist. In entsprechender Weise muß bei einem Sinken der Motordrehzahl der Erregerstrom in der Erregerwicklung, 0 ansteigen, die Ankerspannung bei T zunehmen. und die Erregerstromstärke des Motors sinken, bis dieser seine frühere Geschwindigkeit- wieder erreicht hat. .

Claims (8)

  1. PATEN T-ANsI'RücHE: i. Einrichtung zum Regeln der Stromstärke eines an eine Gleichstromquelle angeschlossenen Stromkreises mit einem feststehenden und einem drehbaren Teil, dadurch gekennzeichnet, daß der eine dieser Teile aus mehreren an die Gleichstromquelle angeschlossenen, voneinander durch nichtleitenden Stoff (N) getrennten Gruppen (M m' und M' in') von - über Widerstände (R und R1) miteinander. Stromschlußstücken besteht und daß der andere Teil in (z. B. verketteter) Mehrphasenschältung angeordnete induktive Widerstände (K) .enthält, die zur Herstellung -einer leitenden Verbindung der Gruppen von Stromschlußstücken dienen. '
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Teil (al d) die induktiven Widerstände (K) und der feststehende Teil die Gruppen (16T m' und 1L11 mg) der über Widerstände (R und Rs) leitend verbundenen Stromschlußstücke-enthält.
  3. 3. Einrichtung nach den Ansprüchen i öder 2, dadurch gekennzeichnet, daf die die Stromschlußstücke jeder Gruppe (M ,in' und Ml mg) miteinander verbindenden Widerstände (R und R') so in bezug aufeinander und auf die induktiven Widerstände (K) abgestuft sind, daß die Stärke des zugeführten Gleichstromes im ruhenden Zustande der Einrichtung von der Stellung der beiden Teile zueinander unabhängig ist. q..
  4. Anordnung zur mittelbaren Regelung der Stromstärke oder Spannung eines aus einer Gleichstromquelle gespeisten Stromverbrauchers mittels einer Einrichtung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis des Stromverbrauchers . (z. B. des Gebers einer Fernsteuerung) der Anker (T) und im Stromkreis der Regelungseinrichtung die Erregerwicklung (O) eines mit konstanter Drehzahl angetriebenen, der Gleichstromquelle (G) des Stromverbrauchers entgegenggeschalteten Gleichstromgenerators (I 0) liegt.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch q., bei welcher der erwähnte Stromverbraucher durch: den Geber einer -Fernsteuerungsantage zur Umformung von Gleichstrom in Mehrphasenströme veränderlicher Frequenz gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der drehbare Teil (d') des Gebers mit dem drehbaren Teil (a1) der Regelungseinrichtung in zwangläufiger Verbindung steht.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen des der Gleichstromquelle (D) entgegengeschalteten Gleichstromgenerators (7 0) so bemessen sind, daß die in dessen Anker (I) erzeugbare Spannung kleiner ist als die Spannung der Gleichstromquelle (D).
  7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die im Geber erzeugten Mehrphasenströme veränderlicher Frequenz an der Empfängerstelle die Erregerwicklungen (G''') mehrerer, an Zahl der Phasenzahl des Gebers entsprechender einphasiger Kommutatormaschinen (G= T) durchfließen, die mit.konstanter Geschwindigkeit angetrieben werden und den Strom zum Betriebe eines nach Art eines mehrphasigen Synchronmotors gebauten Empfängers (U S1) erzeugen.
  8. 8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch .gekennzeichnet, daß an Stelle mehrerer. einphasiger Kommutatormaschi= nen (G' T) an der Empfängerstelle eine Mehrphasenkommutatormaschine vorgesehen ist, deren Eigenfrequenz wesentlich höher -liegt als die größte beim Betrieb der Fernsteuerungsanlage vorkommende Frequenz der im Geber erzeugten mehrphasigen, zur Erregung der Kommuta.tormaschine dienenden Ströme.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE759893C (de) * 1938-07-31 1953-06-08 Siemens Schuckertwerke A G Umformungsanordnung

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DE759893C (de) * 1938-07-31 1953-06-08 Siemens Schuckertwerke A G Umformungsanordnung

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