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Einrichtung zur Regelung einer mit einer Sammlerbatterie zusammen
arbeitenden Nebenschlußmaschine stark schwankender Drehzahl. Es ist bekannt, die
mit einer Sammlerbatterie zusammen arbeitende Nebenschlußmaschine stark schwankender
Drehzahl derartig zu regeln, daß sie während der Aufladung der Sammlerbatterie einen
Strom gleichbleibender Stärke, nach beendigter Aufladung aber den im Netz geforderten
Strom liefert und daß nach der Aufladung die Batterie nur von einem minimalen Lade-
oder Entladestrom durchflossen wird. Die Regelung während der
Aufladung
geschah mittels eines Reglers, w(-1-cher von dem Maschinenstrom beeinflußt wurde,
die Regelung nach der Aufladung mittels eines Reglers, der unter dem Einfluß der
Maschinenspannung steht (Patent 274a89). Diese Regelung nach der Aufladung, also
während der zweiten Periode, hat den Nachteil, daß nur geringe regelnde Kräfte zur
Verfügung stehen, da nur prozentual geringe Schwankungen in der Spannung zulässig
sind und daß daher der Regler sehr empfindlich gebaut sein muß. Diesem Übelstand
hat man dadurch abzuhelfen gesucht, daß während der zweiten Periode der Regler nicht
nur unter der Wirkung -der Maschinenspannung, sondern auch unter dem Einfluß einer
vom Maschinenstrom durchflossenen und einer entgegengesetzt wirkenden, vom Netzstrom
durchflossenen Spule steht (Schweizer Patent 7744i). Bei dieser Anordnung stehen
zwar größere regelnde Kräfte zur Verfügung, jedoch findet ein Energieverlust und
eine stärkere Erwärmung der beiden Spulen statt, da diese während der zweiten Periode
vom gesamten Netzstrom durchflossen werden.
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Das Verfahren nach der Erfindung bezweckt diesen letzteren Übelstand
zu beheben. Es besteht darin, daß während der zweiten Periode der Nebenschlußregler
unter der Wirkung einer Spannungsspule und einer im Batteriestromkreis liegenden
Spule steht. Die Spannungsspule wird so bemessen, daß durch ihre Wirkungen allein
der Regler bestrebt ist, die Maschinenspannung auf der Höhe der Schwebespannung
der Batterie zu halten. Er wird hierin durch die im Batteriestromkreis liegende
Spule unterstützt, indem in dieser praktisch kein Strom fließt, wenn die Maschinenspannung
auf der Höhe der Batterieschwebespannung steht, dagegen ein Lade- bzw. Entladestrom,
wenn die Maschinenspannung die Batterieschwebespannung über- bzw. unterschreitet.
Der Ladestrom verstärkt die Wirkung der Spannungsspule, der Entladestrom schwächt
dieselbe. Es ist daher im allgemeinen diese Spule stromlos und wird nur von denjenigen
Strömen durchflossen, welche unmittelbar regelnd wirken. Die Regelung der Maschine
während der ersten Periode, also der Aufladung der Batterie mit oder ohne Abgabe
von Netzstrom, kann in der bekannten Weise mittels einer nur in dieser Periode wirksamen
vom Maschinenstrom durchflossenen Spule geschehen. Sie kann aber auch unter Benutzung
der im Batteriestromkreis liegenden Spule bewirkt werden, indem man dieser Spule
eine zweite von gleicher Windungszahl zuschaltet, welche vom Netzstrom in dem Sinne
durchflossen wird, daß die Wirkung der beiden Spulen sich addiert, wenn Ladestrom
in die Batterie fließt. Daß hierdurch die Maschine auf konstanten Strom geregelt
wird, ergibt sich ohne weiteres daraus, daß der Maschinenstrom (abgesehen von dem
graktisch nicht in Betracht kommenden Erregerstrom) gleich der Summe aus dem Ladestrom
und dem Netzstrom ist.
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Die Zeichnung gibt Schaltbilder zweier Ausführungsformen des neuen
Verfahrens wieder, und zwar in Abb. i eine solche, bei welcher der Strom während
der ersten Periode durch das Zusammenwirken einer im Batteriestromkreis und einer
vor dem Netz liegenden Spule geregelt wird, während nach Abb. 2 diese Regelung durch
eine vom Maschinenstrom durchflossene Spule erfolgt.
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In Abb. i ist a die Maschine, b deren Erregung, c die Batterie,
d das Netz, e der übliche selbsttätige Schalter zwischen Maschine
und Batterie. f ist ein im Nebenschlußkreis der Maschine liegender regelbarer Widerstand
und besteht z. B, in vorliegendem Falle aus einer Anzahl von Kohlenscheiben, welche
mehr oder weniger stark zusammengepreßt werden können. Diese Pressung erfolgt durch
einen unter der Wirkung der Feder g stehenden doppelarmigen Hebel h, welc'aer an
seinem der Feder entgegengesetzten Ende den Anker i trägt. Dieser Anker steht unter
dem Einfluß des Eisenkernes k, auf welchem die Wicklungen m, n und o sitzen.
Die Wicklung m kann vom Netzstrom durchflossen werden, die Wicklung n ist
dauernd vor die Batterie geschaltet, die Wicklung o kann an die Batteriespannung
gelegt werden. Zur Schaltung der Wicklungen m und o dient der Umschalter p ohne
Unterbrechung, der unter der Wirkung der Feder t steht. Bei der gezeichneten Stellung,
in welcher er durch die Feder t und den Anschlagstift z gehalten wird und sein oberes
Ende auf dem Kontakt 2t ruht, bewirkt er die Einschaltung der Spule an in
den Netzstrom ; sobald er durch die Wirkungen des Relais s auf den Kontakt v gezogen
wird, ist die Spule in ausgeschaltet und das Netz direkt mit der Maschine verbunden.
Gleichzeitig wird bei dieser Stellung mittels des Kontaktes l die Spule o an die
Batteriespannung gelegt. Das Relais s, dessen Wicklung dauernd an der Batteriespannung
liegt, ist so bemessen, daß es den Schalter p anzieht, sobald die Batteriespannung
den der höchsten Ladespannung entsprechenden Wert erreicht hat, sobald also die
Batterie voll geladen ist, und daß es den-Anker losläßt, wenn die Batteriespannung
unter die als Grenze festgesetzte Entladespannung sinkt.
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Die Zeichnung stellt die Einrichtung während der Aufladung der Batterie
dar. Der Eisenkern k und damit der Nebenschlußregler f
steht jetzt unter der
sich addierenden Wirkung der beiden Spulen m und n, wodurch die Maschinenspannung
so geregelt wird, daß die
Maschine konstanten Strom liefert, welcher
sich im beliebigen Verhältnis zwischen der Batterie und dem Netz verteilen kann.
Sobald die Batterie voll geladen ist, zieht das Relais s seinen Anker an, und es
wird durch Umschaltung von p die Spule m aus- und die Spule o eingeschaltet. Wie
oben schon erwähnt, wird hierbei durch die Spule o die Maschinenspannung auf der
Schwebespannung der Batterie gehalten und diese Regelung durch die Spule iz unterstützt.
Statt die Spule m auszuschalten, kann man sie selbstverständlich kurz schließen,
wodurch sie ebenfalls ihre Wirkung auf den Regler verliert.
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Bei der Einrichtung nach Abb. 2 entsprechen die Buchstaben
a, b, c, d, e, f, g, h, i, k, o, s, t, z
denselben Teilen wie in der Abb.
i. Der Eisenkern k trägt neben der Spannungsspule o nur eine zweite Spule v, welche
mittels des doppelpoligen Schalters w abwechselnd in den Maschinen- oder Batteriestromkreis
gelegt werden kann. Auch hier stellt di°_ Zeichnung die Schaltung während der Aufladung
der Batterie dar. Der Maschinenstrom fließt vom Drehpunkt i des Schalters w über
Kontakt q. durch Spule v nach Kontakt 5, wo er sich verzweigt, indem ein Teil durch
die Verbindungsleitung 5-3 in das Netz geht, der andere Teil über den Drehpunkt
2 nach der Batterie. Nach Beendigung der Ladung wird w nach links gedreht; wobei
gleichzeitig der Kontakt l geschlossen wird. Es fließt dann der Maschinenstrom vom
Drehpunkt i nach Kontakt 3, wo er sich verzweigt, indem ein Teil direkt in das Netz
geht, der andere über Kontakt 5, die Spule v, Kontakt q. zum Drehpunkt 2 und zur
Batterie gelangt. Gleichzeitig ist die Spule o an die Batteriespannung angeschlossen,
der Nebenschlußregler steht nunmehr unter der Wirkung der Spule o und der sie unterstützenden
Spule v. Da sich durch Umstellung des Schalters w die Stromrichtung in der Spule
v umkehrt und nach Aufladung der Batterie die Spule v im gleichen Sinne wirken muß
wie die Spule o, wenn dieselbe von Ladestrom durchflossen wird, so wechselt hierbei
auch die Magnetisierung des Kernes k. Dieser darf daher bei der Schaltung nach Abb.
2 keinen nennenswerten remanenten Magnetismus besitzen.
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Statt der einzigen Wicklung v kann man natürlich auch zwei Stromwicklungen
verwenden, deren eine im Maschinen- und deren andere im Batteriestromkreis liegt,
welche abwechselnd ausgeschaltet oder kurzgeschlossen werden.