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Schaltung zum -Betriebe von Elektromagnetsendern. Die Erfindung betrifft
Elektromagnetschallsender für Unterwasserschall, d.11. Vorrichtungen, die aus einem
abstrahlenden Organ (Membran) ' und eitlem Elektromagneten bestehen, und -zwar vorzugsweise
-einem solchen, cler in zwei Teile geteilt ist, die federnd miteinander und möglichst
starr mit der ran das Wasser anstoßenden Membran verbunden sind. Dadurch, daß der
Elektromagnet periodisch erregt wird, werden die beiden Teile veranlaßt, gegeneinander
zu schwingen, und «der mit der Membran verbundene Teil überträgt die Schwingungen
auf die Membran und durch sie auf das anstoßende Wasser.
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Da inan bei der Schallübertragung .durch Nasser bekanntlich darauf
angewiesen ist, verhältnismäßig sehr hohe'Frequenzen anzuwenden, nämlich solche
von der 'Größenordnung von tausend Schwingungen in der Sekunde, so sind besonders
die Hysteresisverluste im . Elektromagneteisen keineswegs zu vernachlässigen. Diese
Verluste können wesentlich herabgesetzt werden, wenn der Eisenkern nicht
durch einfachen Wechselstrom erregt wird, sondern statt dessen durch eine Gleisstroinwickluiig
auf eine mittlere Erregung gebracht wird, die durch einen übergelagerten Wechselstrom
abwechselnd geschwächt und verstärkt wird.
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So einfaches ist, diese Bedingung im Laboratorium zii erfüllen, so
schwierig gestaltet sich die Ausführung bei der Herstellung einer betriebsmäßigen
Anlage, zumal bei Unteritrassercchallsendern an Bord eines Schiffes, wo Einfachheit
der Einrichtungen, Gewichts-und Energieersparnis von wesentlicher Becleutung sind.
Da sich nämlich aus akustischen Gründen die Gleichstromwicklung auf demselben Eisenkern
befinden müß wie die Wechselstromwicklung, sq wirken sie aufeinander wie die beiden
Wicklungen eines Transforinators. Es entsteht also an den Klemmen cler Gleichstromwicklung
eine Wechselspannung, die gleich der Betriebswechselspannung ist, multipliziert
mit dein Verhältnis der WWinclungszahlen der beiden Wicklungen. Zum Betriebe steht
aber eine Netzspannung zur Verfügtn-ig, die in der Regel für Glühlichtbeleuchtung
passend gewählt ist, Iso beispielsweise 1 i o oder @2o Volt. Vom Netz aus wird ein
Gleichstrom-Wechselstrom-Umformer betrieben, der den Wechselstrom für die Erregung
<des Elektromagnetsenders liefert. Würde man die Gleichstromwicklung des Elelctromagnetsenders
so einrichten, daß sie ebenfalls unmittelbar an das Netz angeschlossen. werden könnte,
so müßte sie einige tausend Windungen erhalten, und es ergäbe sich also ein entsprechend
hohes Übersetzungsverhältnis zwischen Gleichstrom- und Wechselstroiniviclclung des
Senders. Betrüge die Betr iebswechselspannung nur wenige hundert Volt, so würde
die induzierte Wechselspannung an den Klemmen der Gleichstromwicklung ganz unzulässige
Größen erreichen.
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Man war daher bisher darauf angewiesen, entweder für die Gleichstromerregung
des Senders einen besonderen Gleichstromerzeuger finit entsprechend niedriger Spannung
vorzusehen, oder aber den weitaus größten Teil des für die Erregung des Senders
dem Netz entnommenen Gleichstroms in einem Widerstand
zu verzehren,
wodurch ein großer Teil der Ersparnis, welche die Gleichstromerregung gebracht hatte,
wieder v erloreng ing.
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. Man könnte nun die Gleichstromerregerwicklung mit einem oder mehreren
vorhandenen Verbrauchern beliebiger Art in Reihe schalten; dieses hat jedoch den
Nachteil, daß' es nicht immer möglich sein wird, die Verbraucher passend! zur gleichen
Zeit mit deni Elektromagnetsender zu betreiben.
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Dieser Nachteil soll durch die. Erfindung vermieden werden; sie besteht
darin, daß die Gleichstromwicklung des Elektromagrietsenders mit dem Anker seines
Umformermotors in Reihe geschaltet wird.
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In derZeichnung sind die Figuren Schemata verschiedener Ausfiihrungsformen
von Schaltungen nach der Erfindung.
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In allen Figuren ist A eine an das Außen-Wasser anstoßende Wand, beispielsweise
die Wand eines Schiffes. In eine Öffnung in der Schiffswand ist eine Membran B eingesetzt,
die dazu dient, die mit Hilfe des Elektromagneten C erzeugten Schwingungen auf das
Außenwasser zu übertragen. E ist der Motor und F die Wechselstrommaschine eines
Umformers und -G das Netz, dem die Betriebsleistung zu entnehmen ist. H ist die
Wechselstromwicklung des Sender, die durch Leitungen K mit den Bürsten des Wechselstromerzeugers
F verbunden ist. L ist eine Drosselspule, an deren Stelle auch der Anker des Umformermotors
selbst als Drossel treten kann.
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Die Erfindung besteht nun darin, daB, wie Fig. i zeigt, die Gleichstromwicklung
I des Senders mit dem Anker des zum Betriebe der Wechselstrommaschine F dienenden
Gleichstrominotors E in. Reihe geschaltet wird. Die Erhöhung des Spannungsverlustes,
die dadurch erhalten wird, kann durch entsprechende Bemessung der Erregerwicklung
I verschwindend klein gemacht werden, und die Schwankungen des Erregerstroms, die
durch Änderungen in der Belastung desi Motors beim Betriebe eintreten, sind nicht
so groß, daß sie auf den Wirkungsgrad des Senders wesentlichen Einfluß haben.
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Ist die für den Motor E vorgesehene Stromstärke größer als die für
die Erregung des Senders passende, so kann man die Abänderung der Schaltung verwenden,
die in hig. 2 dargestellt ist. In Reihe mit dem .Anker E ist ein Widerstand 111
gelegt, und die Erregerwicklung I des Senders ist zu diesem Widerstand 11Y1 parallel
geschaltet.
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In den Fig. 3 und q. -sind ähnliche Schaltungen dargestellt, bei denen
jedoch der Gleichstrom und der Wechselstrom dieselbe Wicklung passieren. Natürlich
können statt einer Wicklung deren mehrere parallel oder teilweise parallel und in
Reihe geschaltet werden.
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Die Schaltungen =haben mit Fig. 2 gemeinsam, daß die Magnetwicklung
H den Gleichstrom aus- einem zum Motoranker von Ein Reihe geschalteten Widerstand
M entnehmen. Untereinander sind sie insofern identisch, als der Läufer von F, der
Widerstand-M und die Magnetwicklung H in Reihe geschaltet sind. Die Wirkung des
den Läufer von F passierenden Gleichstroms auf die Statorwicklungeri von F wird
nach Fig.3 aufgehoben durch Kurzschluß--,vicklungen oder Kurzschlußringe R auf diesen.
= Nach Fig. q. wird die Wechselstrommäschine F durch eine Drosselspule S für den
Gleichstrom kurzgeschlossen. -Auf diese Weise. gelingt es mit vergleichsweise kleinen
Verlusten - dem- Sender die verlangte Gleichstromerreg .xng zuzuführen.