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Einrichtung zum Regeln der Arbeit einer mit veränderlicher Geschwindigkeit
angetriebenen Dynamo, welche parallel mit einer Akkumulatorenbatterie arbeitet.
Den Gegenstand dieser Erfindung bildet eine Einrichtung, welche dazu bestimmt ist,
den Betrieb einer mit einer Akkumulatorenbatterie parallel arbeitenden Dynamo mir
veränderlicher Geschwindigkeit zu regeln, bei welcher eine Regelung sowohl der Dynamospannung
als auch. des Dynamostromes stattfindet. Es werden hierfür selbsttätige Regler mit
Widerständen verwendet, deren Kontakte vermittels einer an dem Kern des Reglersolenoids
angebrachten biegsamen metallischen Verbindung kurzgeschlossen wird. Bei den bis
dahin bekannt gewordenen Einrichtungen erfolgt die Regelung der Dynamospannung entweder
in Abhängigkeit vom Strom der Batterie oder in Abhängigkeit vom Nutzstrom. Im Gegensatz
hierzu wird beim vorliegenden System die Regelung .der Dynamospannung, gleichgültig
ob ein Nutzstromverbrauch stattfindet oder nicht, immer vom Strom der Dynamo oder
einem Teil desselben beeinflußt.
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Der Erfindungsgegenstand soll an einem Ausführungsbeispiel erläutert
werden. Ein
solches ist in der Zeichnung dargestellt. D ist die
Dynamo mit Nebenschlußerregung, E deren Erregerwicklung; I bezeichnet den Nebenschlußregler,
welcher mit Kontakten C versehen ist, die mit der biegsamen, mit dem Kern A der
Solenoide M und N verbundenen Metallplatte oder -band P zusammenwirken; F bezeichnet
eine Spannungsfeder, welche ihre Wirkung in der Richtung des Pfeiles ausübt und
der elektromagnetischen Beanspruchung der Solenoide !17 und N entgegenwirkt, von
welch letzteren die Wicklung M mit der Spule S und dem Widerstand W' in Reihe und
mit der Armatur der Dynamo parallel verbunden ist, während N in Reihe mit letzterer
verbunden ist. B ist die Akkumulatorenbatterie ; R' ist der Rheostat des Nutzstromes,
versehen mit Kontakten C', welche mit der biegsamen Metallverbindung P' zusammenwirken.
Die biegsame Metallplatte P' ist verbunden mit dem Kern A' des Solenoids T, dessen
Wicklung mit -dem Widerstand Tf' und der Spule t des Elektrornagneten c' in Reihe
und mit dem Nutzstrom parallel verbunden ist. Das Solenoid T wirkt der Beanspruchung
der Spannfeder F' entgegen ; I ist der Ausschalter des Nutzstromes L; H'
ist ein Hebel, der sich von dem Elektromagneten c' angetrieben um den Punkt 0' bewegt
und auf der einen Seite mit dem Kontakt f und auf der andern Seite mit der Kontaktbürste
y versehen ist, die dazu dient, die Kontakte.- und v' kurzzuschließen; der Hebel
H' ist ferner mit der Stange m ver= sehen; diese hat den Zweck, ,den Kontakt e zu
öffnen, wenn dieser letztere in dem Augenblick des Einschnappens des Schalters y
geschlossen sein sollte. F' ist eine Spannfeder, die bestrebt ist, den Schalter
y offen zu halten; h ist ein Nebenschluß der Wicklung N, welcher vermittels der
durch die Bürste y kurzzuschließenden Kontakte Z und Z' in den Stromkreis eingeschaltet
wird. Der Elektromagnet c trägt zwei Wicklungen S und v, wovon die mit S bezeichnete
in Reihe mit dem Widerstand f' und der Wicklung M ges Regulators I und v in Reihe
mit der Akkumulatorenbatterie verbunden ist. Die Wirkung,der Wicklung v ist derjenigen
der Wicklung S entgegengesetzt; H ist ein Hebel, der von dem Elektromagneten c angetrieben,
sich um den Punkt 0 bewegt und mit dem Kontakt e versehen ist. F" ist eine Spannfeder,
welche den Kontakt e zu unterbrechen bestrebt ist. W' ist ein Widerstand, versehen
mit zwei Hilfskontakten i und 2.
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Die beschriebene Einrichtung arbeitet, wenn kein Verbrauch an Nutzstrom
vorhanden, d. h. bei offenem Ausschalter T, .auf folgende Art: Die Wicklungen
T und t sind stromlos, der Regulator II befindet sich in -der Ruhestellung,
d. h. die Kontakte des Rheostaten R' sind durch. den Metallstreifen P', welcher
sich unter dem Druck der Feder F befindet, kurzgeschlossen, der Hebel H'
steht offen.
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Der Widerstand W' ist ganz in den Spannungskreis des Regulators I
eingeschaltet, und die Spannung ist so weit erhöht, daß die Batterie vollständig
nachgeladen werden kann. Um die Ladestromstärke zu regeln, dient .eine besondere
Wicklung N am Regulator I, durch :die der ganze Strom der Dynamo fließt.
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Bei zunehmendem Strom sind die Vorgänge folgende: Indem der Strom
die Wicklung N .durchfließt, verstärkt er das durch die Spule M erzeugte Feld. Da
aber das mechanische Moment der Spannfeder praktisch als konstant angenommen werden
darf und der getneinsamenZugkraft der beidenSolenoideM und N entgegenwirkt, so verschiebt
sich der Kern A in der der Feder F entgegengesetzten Richtung und schaltet dadurch
in .den Erregerstromkreis einen Teil des Widerstandes R ein, welcher die Spannung
im Verhältnis des Zunehmens des Stromes in der Spule N erniedrigt.
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Die entgegengesetzte Wirkung tritt ein, wenn der Strom abnimmt, während
die Batterie B geladen wird; der Ladungsstrom, welcher, die Wicklung Ar durchfließend,
anfänglich sehr stark ist, nimmt allmählich ab, weil der innere Widerstand der Batterie
zunimmt, und gleichzeitig verringert sich auch im Verhältnis das Jurch .die Spule
N erzeugte Feld, was eine Verschiebung des Kernes veranlaßt, auf dem der biegsame
Verbindungsstreifen ruht, welcher einen Teil des Widerstandes R kurzschließt und
die geregelte Spannung ansteigen läßt. Diese Anordnung ermöglicht es, daß die Batterie
auf die für die Erhaltung der Elemente am besten geeignete Weise nachgeladen werden
kann, nämlich mit Maximalstrom beim Beginn und mit Minimalstrom gegen Ende der Ladung,
welche meist im Verhältnis von 2 : i stehen.
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Um überladungen und vorzeitige Abnutzung der Elemente sowie auch unnützen
Stromverbrauch zu vermeiden, wird ein Differentialrelais c eingebaut, dieses ist
mit zwei Wicklungen S und v sowie mit dem Hebel H verseben, auf welchem eine Platte
angebracht ist, welche vermittels des Kontaktes e einen Teil des Widerstandes
W' kurzschließt.
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Wenn durch allmähliches Zunehmen des Ladungsstromes der Batterie die
Ladespannung steigt und einen bestimmten Wert erreicht, so geht der Ladestrom, wie
oben beschrieben, einerseits um einen gewissen Wert zurück; in diesem Augenblick
erreicht dann
das durch die Wicklungen S und v erzeugte Differenzfeld
einen Wert,- der genügt, :die Kraft der Spannfeder F" zu überwinden und den Hebel
H anzuziehen, welcher die Teile i und 2 des Widerstandes W' vermittels des Kontaktes
e kurzschließt; in diesem Augenblick steigt :der Strom in der Spule M des Regulators
I, welcher infolgedessen einen Teil des Widerstandes R in den Erregerkreis der Dynamo
einschaltet und setzt die Spannung der Dynamo derartig herab, daß :der Ladestrom
etwa gleich Null wird.
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Die Wirkung -der Wicklung v mit starkem Querschnitt, welche vom Ladestrom
:durchflossen wird, schließt die Möglichkeit einer Unterbrechung der Ladung .aus,
solange die Batterie nicht vollständig geladen ist, d. h. solange die Spannung nicht
ihren bestimmten höchsten und :der Strom seinen niedrigsten Wert erreicht hat.
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Diese Eigenschaft ist sehr wertvoll, da die volle Aufla:dung der Batterie
nicht nur von der Höhe der Spannung am Ende der Ladung abhängig ist, sondern auch
von der Stromstärke. Eine Batterie kann z. B. bei einer Spannung von 2,5 Volt pro
Element voll aufgeladen werden, wenn -der Ladestrom auf etwa 50 Prozentdes
normalen Anfangsladestromes reduziert wird, während die Ladung mit konstantem Strom
(Anfangsladestrom) erst bei einer Spannung von etwa 2,7 Volt pro Element vollendet
ist.
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In dem Falle, wo Verbrauch an Nutzstrom vorhanden ist, d. h., wenn
der Ausschalter T geschlossen ist, arbeitet das System auf folgende Art: Die in
Reihe liegenden Wicklungen T un!d t sind, an die Leitungen des Nutzstromkreises
L angeschlossen, dIer Elektromagnet c' zieht den Hebel H' an und schließt die Kontakte
y und f. Der Regulator I :befindet sich dann einerseits unter dem
Einfluß des durch die Wicklung 112' erzeugten Magnetfeldes, deren Widerstand W'
um den Teil 2 verringert ist und anderseits unter dem Einfluß des durch die Wicklung
N erzeugten Feldes, welche Wicklung nur von einem Teil des Stromes der Dynamo durchlaufen
wird infolge des Umstandes, :daß der Kontakt y den Widerstand k finit J'er Wicklung
N parallel verbunden hat.
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Die Wirkung der Wicklung N verringert um etwas die Spannung der Dynamo,
und zwar im Verhältnis mit :dem Zunehmen der Belastung der Dynamo. Dieser besondere
Umstand ermöglicht es derselben, mit fast konstanter Belastung zu arbeiten und Überlastungen
zu vermeiden und folglich -eine bessere Ausnutzung der Dynamoleistung.
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Der zweite Teil des Widerstandes W' ist in der Weise bemessen, daß
unter dem alleinigen Einfluß der Wicklung M eine Spannung erreicht wird, welche
ein teilweises Nachladen der Batterie während der Stromlieferung an den äußeren
Stromkreis zuläßt.
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Die Spannung im Nutzstromkreis wird durch den Regler II konstant gehalten,
wobei die Spannungsdifferenz zwischen Netz L und Dynamo -D im Rheostat R' vernichtet
wird.