DE374240C - Verfahren zur Reglung von Gleichstrommaschinen mit Hilfsbuersten - Google Patents

Description

• Verfahren zur Reglung von Gleichstrommaschinen mit Hilfsbürsten. Gleichstrommaschinen werden vielfach selbsttätig durch Hilfsbürsten geregelt, die entweder unter sich oder mit den Hauptbürsten durch Leitungen verbunden sind, die keinerlei Feldwicklungen enthalten. Bei geeigneter Anordnung und Bemessung der Hilfsbürsten und ihrer Verbindungen entstehen in der Ankerwicklung Ströme, die sich dem Nutzstrom des Ankers derart überlagern, daß das erregende 1lagnetfeld durch die von der Ankerwicklung erzeugten Felder in dem für die Reglung erwünschten Sinn beeinflußt wird.
• Bei den bekannten Einrichtungen dieser Art sind die den regelnden Strom führenden Hilfsstromkreise zwischen den Hilfsbürsten bzw. den Hilfs- und Hauptbürsten dauernd geschlossen; ihr Widerstand ist in der Regel unveränderlich; bei einer bestimmten Bauart kann er durch einen äußeren Eingriff verstellt werden, um den Grenzwert des von der Maschine erzeugten Nutzstroms zu ändern.
• Allen bekannten Arten einer solchen Reglung haftet mindestens einer der folgenden beiden Nachteile an: Die Reglung ist in hohem Grade abhängig von der Belastung der Maschine; sie kann also z. B. keine gleichbleibende Spannung unabhängig von der Belastung einstellen.
• Beim Anlaufen der Maschine beginnt in den Hilfsstromkreisen ein Strom zu fließen, sobald die Selbsterregung einsetzt. Durch diesen Strom wird das Erregerfeld schon im Entstehen beeinflußt; regelt der Hilfsstromkreis also auf Schwächung des Feldes, so kommt die Maschine erst bei einer wesentlich höheren Drehzahl auf ihre Betriebsspannung als eine Maschine ohne eine derartige Reglung. Diese beiden Nachteile machen sich besonders fühlbar bei Maschinen für Fahrzeugbeleuchtung. Die Abhängigkeit der Feldschwächung von der Belastung -zwingt dazu, bei höheren Drehzahlen die Maschine durch eine oft unnötigerweise fortgesetzte Ladung der Batterie zu belasten, um die Spannung nicht zu hoch ansteigen zu lassen. Die Verzögerung der Selbsterregung schränkt den Drehzahlbereich wesentlich ein, innerhalb dessen die Maschine Nutzstrom abgeben kann.
• Beide Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Hilfsstromkreise noch durch eine selbsttätige Zusatzreglung beliebiger Bauart, z. B. einen elektrischen Schnellregler, beeinflußt werden. Bei geeigneter Anordnung und Bemessung einer derartigen Regelvorrichtung bleiben die Hilfsstromkreise unterbrochen, bis di° Maschine einen bestimmten Betriebszustand erreicht hat; sie kann sich daher ebenso rasch erregen, als wenn überhaupt keine Hilfsbürsten vorhanden wären. Der Regler kann ferner den Widerstand der Hilfsstromkreise derart ändern, daß diese auf das Erregerfeld nicht mehr in Abhängigkeit von der Belastung der Maschine, sondern von ihrer Spannung oder %on einer beliebigen anderen Größe einwirken, so daß man eine Maschine mit irgendeiner gewünschten Kennlinie erhalten kann.
• Ist in besonders einfach liegenden Fällen nur eine rasche Erregung der :Maschine erwünscht, während die Abhängigkeit der Reglung von der Maschinenbelastung in Kauf genommen werden kann, so wird die Regelvorrichtung auf einen selbsttätigen Schalter zusammenschrumpfen, der im gewünschten Augenblick die Verbindung zwischen den 1-ülfsbürsten oder zwischen diesen und den Hauptbürsten schließt. Unter bestimmten Bedingungen kann man dann bei Anlagen mit Batterien noch einfacher diese Verbindung durch den selbsttätigen Schalter schließen lassen, der die Batterie und die Dynamomaschine zusammenschaltet.
• In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes skizziert, bei der als selbsttätige Regelvorrichtung ein sog. Schnellregler benuzt wird.
• a ist der Anker einer zweipoligen Maschine, der in der Richtung `des eingezeichneten Pfeils zwischen den Polen m,_, m2 umläuft. Zwei Hauptbürsten b, b2 nehmen von ihm in üblicher Weise den Nutzstrom für die Verbraucher i durch Leitungen h, l, ab. Unter den Feldpolen sitzen zwei Hilfsbürsten c, c2, die an zwei Kontakte d,., d2 eines Schnellreglers angeschlossen sind. Der schwingende Anker e dieses Reglers trägt den Kontakt dz und steht unter dem Einfluß eines mit einer Spule g bewickelten Magnetkerns f und der Reglerfeder h. Die Spule g ist an die Leitungen l" 1, angeschlossen.
• Die Anordnung arbeitet in folgender Weise: Beim Anlaufen der Maschine sind die Kontakte d,_, d2 und damit auch die Hilfsbürsten c., c2 getrennt, weil der Elektromagnet f, g nicht erregt ist. Die Maschine kann sich daher während des Anlaufs ebenso rasch erregen wie eine Maschine ohne Hilfsbürsten. Sobald sie die Betriebsspannung erreicht hat, ist der Elektromagnet f, g so stark geworden, daß er den Anker e anzieht und dadurch die Hilfsbürsten c,, c, verbindet. Zwischen beiden Bürsten fließt dann ein Strom, der in bekannter Weise schwächend und verdrehend auf das .Erregerfeld zurückwirkt. Infolgedessen sinkt die Spannung der Maschine, bis der Regieranker e wieder von dem Elektromagnet f; g losgelassen wird. Hierauf beginnt das Spiel von neuem und setzt sich derart fort, daß mit wachsender Drehzahl derjenige Teil eines Reglertakts, während dessen die Kontakte dl, d2 sich berühren, immer länger wird.
• Ersichtlich ist der schwächende Einfluß des Hilfsstromkreises zwischen den Bürsten c,, c2 bei dieser Ausführung nicht mehr abhängig von der Belastung der Maschine, sondern von derjenigen Größe, die durch den Regler mit der Reglerfeder verglichen wird, im vorliegenden Fall also von der Spannung zwischen den Leitern l,. und l2. Durch zusätzliche; vom Strom in den Leitern h oder 1, durchflossene Windungen auf dein Elektromagnetkern f kann man in bekannter Weise die Spannung zum Laden von Batterien auch etwas ansteigen lassen, kurz, man kann der Kennlinie der Maschine jede gewünschte Form geben.
• Der Bereich der Erfindung beschränkt sich aber nicht nur auf die Anwendung des dargestellten Schnellreglers, sondern umfaßt jede beliebige selbsttätige Regelvorrichtung, die geeignet ist, den Hilfsstromkreis zu beeinflussen. Erforderlichenfalls kann die Regelvorrichtung anstatt von elektrischen Größen auch von mechanischen Größen, z. B. von der Fliehkraft, abhängig sein.
• Die Reglung nach der Erfindung ist unter anderem auch gut geeignet für magnetelektrische Gleichstrommaschinen.

Claims (3)

1. PATENT-ANSPRÜcHE: i. Verfahren zur Reglung von Gleichstrommaschinen mit Hilfsbürsten, die unter sich oder mit den Hauptbürsten durch Leitungen verbunden sind, die keine Feldwicklung enthalten, gekennzeichnet durch die Einschaltung einer selbsttätigen Zusatzreglung von an .sich bekannter Bau-3 art in den Hilfsbürstenstromkreis, die den Hilfsbürstenstrom für einen beliebigen Teil des Arbeitsbereichs der Maschine außer von der Belastung der Maschine noch von der die Zusatzreglung beherrschenden Größe in einem beliebig bestimmbaren Verhältnis abhängig macht.
2. 2. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstromkreise durch eine von elektrischen Werten der Gleichstrommaschine abhängige selbsttätige Regelvorrichtung, z. B. einen Schnellregler, beeinflußt werden.
3. 3. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstromkreise durch eine von der Fliehkraft abhängige selbsttätige Regelvorrichtung beeinflußt werden. q.. Ausführungsform nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstromkreise erst bei einem bestimmten Betriebszustand der Maschine durch einen elektrisch oder mittels Fliehkraftregier betätigten Schalter geschlossen werden. Ausführungsform nach Anspruch bei Gleichstrommaschinen, die mit Akku-. mulatoren zusammenarbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsstromkreise durch den selbsttätigen Schalter geschlossen werden, der die Maschine mit den Akkumulatoren verbindet.