DE33951C - Neuerungen in der Vertheilung von Elektricität - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Inductionsrollen, bestehend aus zwei isolirten Drahtspiralen und einem gemeinsamen Kern aus Eisendrähten, in der Art der Ruhmk ο rf f-Apparate, wurden seit längerer Zeit schon mit Wechselströmen dazu verwendet, um die Elektricität zu transformiren. Mit Hülfe dieser Transformation kann die Elektricität auf grofse Entfernungen billig fortgeleitet und in mehreren localen Stromkreisen für Licht und andere Zwecke benutzt werden.

Doch ist es bisher nicht gelungen, die Vertheilung der elektrischen Ströme mit diesen Mitteln so zu bewerkstelligen, wie es die praktische Anwendung erfordert, nämlich so, dafs man die Anzahl der Verbrauchsstellen nach Belieben vermehren oder vermindern könne, ohne die Function der übrigen Verbrauchsstellen zu alteriren. Auch ist es bisher nicht möglich gewesen, das Verhältnifs der nützlichen Leistung zur aufgewendeten Kraft, d. h. den Nutzeffect der Transformation in gleichem Werthe zu erhalten, wenn auch der Stromverbrauch . in den Verwendungsstellen, wie Lampen u. s. w., bald gröfser, bald kleiner ist.

Um diese beiden wichtigen Zwecke zu erreichen, d. h. um die einzelnen Verbrauchsstellen von einander unabhängig zu machen und um den Nutzeffect der Transformation möglichst günstig und auch bei sehr veränderlicher Leistung möglichst constant zu erhalten, wird für die Anwendung von Inductionsapparaten folgendes Verfahren benutzt.

Man gruppirt die Inductionsrollen in secundäre Vertheilungsstationen. Die primären Rollen einer solcher Station zweiter Ordnung schaltet man entweder hinter einander oder parallel mit einander. In ersterem Falle müssen die secundäiren oder inducirten Wickelungen sämmtlicher Inductionsrollen einen einzigen localen Stromkreis bilden, gleichgültig, ob man die inducirten Wickelungen parallel oder hinter einander schaltet. Im anderen Falle, wenn nämlich die primären Rollen parallel gekuppelt sind, kann man jede einzelne inducirte Rolle zu einem besonderen secundären Stromkreis ausbilden, oder man kann auch, wie im ersten Falle, sämmtliche inducirten Rollen einer solchen Station zu einem gemeinsamen localen Stromkreise vereinigen.

Die Verbrauchsstellen werden in den Localstromkreis jedenfalls parallel eingeschaltet. Als Hauptregel gilt aber, dafs die einzelnen Gruppen von Inductionsrollen oder die einzelnen. Stationen zweiter Ordnung immer nur Zweigstromkreise zu dem Hauptvertheilungsstrange des primären Stromes bilden sollen.

Man erhält dadurch ein Vertheilungsnetz, bestehend aus beliebig vielen mit einander parallel verbundenen Zweigstationen und beliebig vielen von einander getrennten Localstromkreisen.

Die Stationen zweiter Ordnung macht man dadurch von einander unabhängig, dafs man die Spannung des primären Stromes, dort, wo er in die secundären Stationen eintritt, unveränderlich erhält. Hierzu bedient man sich der bekannten Controlapparate für Stromspannungen und verändert in der Hauptstation die Kraft der erregenden Magnete bei den Stromgeneratoren immer in dem Mafse, dafs die betreffende Stromspannung unverändert „bleiben mufs.

Die einzelnen Verbrauchsstellen in den Lücalstromkreisen sind vermöge ihrer Vertheilung als Abzweigungen vom secundären Leitungsstrange schon an und für sich von einander unabhängig, wenn nur der innere Widerstand der inducirten Drahtrollen verhältnifsmäfsig gering ist und wenn die primäre Spannung der Station sich nicht ändert.

Wenn die Unabhängigkeit einzelner Lampengruppen von einander noch vollständiger sein soll, dann ist es zweckmäfsig, diese betreffende Gruppe von einer separaten Leitung zu speisen, denn es können beliebig viele secundäre Stromkreise, von einander isolirt, aus einer Rolle entnommen werden.

Also beruht dieses System der Elektricitätsverth eilung darauf, dafs sowohl im primären Vertheilungsnetze als auch in allen Localstromkreisen die Stromspannung immer unverändert bleiben mufs.

Um in den Localstromkreisen Verbrauchsstellen mit verschiedener Stromspannung herzustellen, ' z. B. verschiedene Lampen zu speisen, theilt man dort, wo dies nothwendig ist, die Secundärstation in mehrere Rollengruppen, welche mit ihren inducirten Rollen hinter einander geschaltet sind.

Sowohl am Anfang und am Ende der inducirten Rollenserie, wie auch an den Punkten der Untertheilung (Fig. i, die römischen Ziffern I bis IV) bringt man Klemmen an. Diese Klemmen repräsentiren dann verschiedene Potentialdifferenzen-, und indem man von jeder Klemme I, II, III und IV je eine Leitung führt, erhält man ein Localnetz, von welchem aus man Lampen u. s. w. mit verschiedenen Stromspannungen speisen kann. Es ist z. B. die Spannung zwischen I und II oder zwischen II und III oder zwischen III und IV 30 Volts, zwischen I₁ und III oder zwischen II und IV 60 Volts, und endlich zwischen I und IV 90 Volts.

Bei einer so ausgeführten Stromvertheilung wird in jedem Zweigstrange des grofsen primären Leitungsnetzes eine verschiedene und veränderliche Stromintensität herrschen, im Gegensatze zu den bisher bekannten Systemen, wo ebenfalls solche Inductionsapparate für die Elektricitätsvertheilung, aber mit constanter Stromintensität im ganzen Vertheilungskreise vorgeschlagen wurden. Und zwar verändert sich die primäre Stromstärke in jeder Zweigleitung in dem Sinne, wie die Stromverbrauchsstellen in der betreffenden Zweigstation sich vermehren oder vermindern. Dies kommt daher, weil die elektromotorische Gegenkraft der Inductionsrollen gröfser wird, wenn die Intensität des betreffenden Secundärstromes abnimmt, und umgekehrt. Daraus folgt, dafs der Energieverbrauch für jede Secundärstation sich ähnlich verändert, wie der Stromconsum in dem dazu gehörigen Localstromkreise. Also regulirt sich auch der gesammte Kraftaufwand sowie der Stromverbrauch im ganzen Vertheilungsnetze.

Um entweder den primären Strom in irgend einer Abzweigung, oder den secundären Strom in einem Localstromkreise, wenn nothwendig, noch genauer zu reguliren, oder um die Stromintensitäten in gewissen Leitungen absichtlich zu verändern, bedient man sich nicht der gewöhnlichen Rheostaten oder Widerstände, sondern verwendet hierzu besondere Vorrichtungen. Diese bestehen aus Inductionsrollen, wie in Fig. 2 dargestellt. Die eine Spirale A B, welche den zu regulirenden Strom in sich führt, ist in ihrer Länge in Unterabtheilungen getheilt. Die Theilungspunkte sind 1 bis 11. Die zweite Spirale α b erzeugt inducirte Ströme. Auch diese Spirale ist getheilt von 12 bis 21. Innerhalb beider Spiralen befindet sich der Eisenkern K. Die Theilpunkte 1 bis 21 haben Verbindungsdrähte, welche successive mit einem Contact C in Berührung gebracht oder von ihm getrennt werden. Die Bewegung des Körpers C geschieht entweder mit der Hand oder nach Umständen auch automatisch.

Je mehr von den Drahtspitzen, von 21 abwärts, den Körper C berühren, desto mehr Windungen der Spirale α b werden kurz geschlossen, und von 11 abwärts, desto mehr wird der Weg des Stromes von A bis B abgekürzt. Die Kurzschliefsung der Windungen von 21 bis 12 bewirkt eine successive Verminderung der elekromotorischen Gegenkraft in der primären Spirale A B und die Verkürzung des Stromweges von A bis B vermindert ebenfalls den Widerstand, welcher dem Strom entgegengesetzt wird. Es ist also diese Vorrichtung ein compendiöses und sehr einfaches Mittel, um die Stromstärke in einem gegebenen Stromkreise zu verändern. Das wirksame Mittel entsteht daher, weil die elektromotorische Gegenkraft einer Spirale, welche auf einen Eisenkern aufgewickelt ist, für Wechselströme unvergleichlich stärker ist, als der eigentliche Widerstand des Drahtes, aus welchem die Spirale gebildet ist.

Für die Spiralen A B und a b verwendet man nicht nur isolirte Kupferdrähte, sondern auch isolirte Drähte aus anderen, schlechter leitenden Metallen.

Fig. 3 stellt schematisch dar, wie die Zweigstationen vom Hauptleitungsstrang aus gespeist werden. O ist die Centralstation; zwischen den zwei Leitungen des Hauptstranges M und N herrscht eine unveränderliche Stromspannung. Es sind beispielsweise drei Secundärstationen dargestellt. Station I besteht aus einer einzigen Inductionsrolle, Station II hat zwei Inductionsrollen, deren primäre' Spiralen mit einander, und ebenso die secundären Spiralen mit ein-

ander parallel gekuppelt sind. Station III endlich besteht aus drei Inductionsrollen; hier sind die primären Spiralen hinter einander, die secundären aber mit einander parallel geschaltet. In den Localstromkreis der dritten Station ist bei C eine Regulirvorrichtung eingeschaltet, von der Construction, wie solche oben im Zusammenhange mit Fig. 2 beschrieben wurde. Alle Nebenstationen der in Fig. 3 dargestellten Vertheilung sind vom Hauptleitungsstrang MiV parallel abgezweigt.

Claims (3)

1. Paten t-An sp küche:

   ι. Bei Anwendung von Inductionsrollen für Wechselströme eine Anordnung dieser Apparate zur Bildung von Stromvertheilungsstationen zweiter Ordnung, nicht wie bisher durch Serienschaltung der Inductionsrollen in dem primären Hauptdraht, sondern durch parallele Abzweigungen der secundären Erregungsquellen von den zwei Zuleitungen des primären Leitungsstranges, zwischen denen eine möglichst constante" Potentialdifferenz erhalten wird, so wie beschrieben und in Fig. 3 und 4 dargestellt.
2. 2. Bei Anwendung von Inductionsrollen für Wechselströme die Gruppirung der Rollen einer Station zweiter Ordnung, wie mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben, in der Weise, dafs die inducirten Spiralen eine Spannungsserie mit mehreren Klemmen von verschiedener 'Potentialdifferenz bilden, und die Bildung eines Localstromes, von welchem aus Lampen u. s. w. mit verschiedenen Stromspannungen gespeist werden können.
3. 3. Die Anwendung von eigenartig construirten Inductionsrollen, wie beschrieben und in Fig. 2 dargestellt, um auf einfache Weise, mit Benutzung der elektromotorischen Gegenkräfte solcher Inductionsrollen, verschiedene Widerstände für Wechselströme herzustellen und damit Wechselströme zu verändern oder zu reguliren.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.