DE37780C - Neuerungen in der Regulirung elektrischer Wechselströme - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

in BUDAPEST.

Neuerungen in der Regulirung elektrischer Wechselströme.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 31. Januar 1886 ab.

Diese Erfindung hat den Zweck, die Intensität oder Spannung von elektrischen Wechselströmen mit Hülfe von Inductionsrollen oder Transformatoren zu reguliren.

Die zunächst zu beschreibende Anordnung dient dazu, die Intensität mehrerer von einer gemeinsamen Quelle stammenden Wechselströme in einem constanten Verhältnifs zu einander zu erhalten, aber einen Wechselstrom von gegebener Intensität in mehrere Zweigströme von bestimmter Stärke zu theilen. Das hierbei zur Anwendung kommende Princip ist folgendes: Läfst man zwei von einer gemeinsamen Quelle herstammende Wechselströme in entgegengesetzter Richtung durch die beiden Bewickelungen einer Inductionsrolle gehen, so wird diese Rolle das Bestreben äufsern, die Intensitäten der beiden Ströme in ein Verhältnifs zu bringen gleich dem umgekehrten Verhältnifs der Windungszahlen der beiden Bewickelungen der Rolle, d. h. es wird in jener der beiden Bewickelungen, in welcher das Product aus Stromstärke und Windungszahl das gröfsere ist, eine gegenelektromotorische Kraft wirken, den Strom schwächend, während in der anderen Bewickelung eine mit dem Strom gleichgerichtete elektromotorische Kraft denselben zu verstärken sucht. Je gröfser der gegenseitige Inductionscoefficient der beiden Spulen der Rollen ist, desto geringer werden die Differenzen der Stromstärken gegen die aus obigem Verhältnifs sich ergebenden Werthe sein.

Will man also die Intensitäten zweier Wechselströme in einem bestimmten Verhältnifs zu einander erhalten, so schaltet man in den Verlauf der beiden Ströme die beiden Bewickelungen einer Inductionsrolle ein, die in Windungszahlen sich umgekehrt wie die verlangten Intensitäten verhalten.

Sollen mehrere Ströme bestimmte Intensitäten haben, so wird man zwischen je zwei derselben eine nach dieser Regel dimensionirte Rolle einschalten. Man kann aber auch Rollen mit mehreren Bewickelungen verwenden, deren Windungszahlen sich umgekehrt verhalten wie die Intensitäten der betreifenden Ströme. Es wird aber eine solche Rolle nur die Summe der Stromintensitäten der in gleicher Richtung um den Kern circulirenden Ströme constant erhalten, d. h. in gegebenem Verhältnifs zur Summe der in entgegengesetzter Richtung kreisenden Ströme.

In Fig. ι sind einige Anwendungen dieser Ausgleichsmethode veranschaulicht, ii'und K² sind die Eintrittspunkte des Wechselstromes in. das Verteilungsnetz. Die gesammte Intensität des von K¹ und K² kommenden Stromes sei durch anderweitige Regulirung constant erhalten. Der gesammte Strom theilt sich in drei Kreise I, II und III; das Verhältnifs der Intensitäten der Ströme in diesen drei Kreisen wird durch die Inductionsrollen A B und C constant erhalten, auch wenn sich die Widerstände bezw.- gegenelektromotorischen Kräfte in den drei Kreisen ändern. Der Kreis I theilt sich weiter in zwei Theile; in dem einen sind Glühlampen hinter, einander geschaltet, in dem

anderen sind Transformatoren eingeschaltet, die je eine Lampe speisen; die Intensitäten der Ströme in diesen beiden Zweigen des Kreises I werden durch die Spule D constant gehalten. Im Kreise II sind Bogenlampen hinter einander geschaltet, bei E zwei für die halbe Stromstärke der übrigen, und.werden diese beiden halben Lampen durch die Ausgleichsrolle E auf gleicher Stromstärke erhalten. In den Kreis III ist bei M ein Transformator eingeschaltet, der im secundären Kreise zwei parallel geschaltete Serien Glühlampen speist; diese beiden Serien werden durch die Ausgleichrolle F auf gleiche Stromstärke gebracht, auch wenn in einem der beiden Kreise eine oder mehrere Lampen kurzgeschlossen werden sollten. Endlich theilt sich der Kreis III bei G in zwei Theile, in denen je ein Transformator für eine Bogenlampe eingeschaltet ist, und besorgt die Spule G die Regulirung der beiden Stromtheile.

Bei einer Vertheilung von Wechselströmen mit constanter Spannung am Ende der Leitung werden Ausgleichsinductionsspulen verwendet, um die durch die Leitungswiderstände bedingte Steigerung der Spannung an Verbrauchsstellen, die nicht so entfernt von der Stromquelle liegen wie die Punkte constanter Spannung, zu compensiren und auch diese näher gelegenen Punkte mit einer nahezu constanten Stromspannung,zu versorgen. Dieser Zweck wird auf zwei etwas verschiedene Arten erreicht.

Bei der ersten, in Fig. 2 veranschaulichten Einrichtung sei bei A die Elektricitätsquelle, von der die Hauptleitungen· M und N ausgehen, von denen die verschiedenen Verbrauchsstellen parallel abgezweigt sind, als Glühlampen, Bogenlampen , Transformatoren etc. Die Stromerzeugung sei so regulirt, dafs am Endpunkte der Leitung bei B die Spannung constant erhalten werde, also mit steigender Stromentnahme die Spannung in A proportional zunehme. Es wird also auch an allen Zwischenpunkten mit steigender Stromstärke die Spannung zunehmen.

Um trotzdem die Consumstellen mit nahezu constanter Spannung zu bedienen, führt man den zu einer Verbrauchsstelle gehenden Zweigstrom durch die eine Bewickelung einer Inductionsrolle um den weitergehenden Strom der Hauptleitung durch die zweite Bewickelung der Rolle in gleicher Richtung. Durch die in der Rolle auftretende Induction wird der Zweigstrom geschwächt, und zwar um so mehr, je stärker der Hauptstrom ist; in demselben Mafse steigt aber auch die Spannung an den betreffenden Abzweigungspunkten der Leitung.

Durch entsprechende Dimensionirung der Rolle kann man jene Gegenwirkung der Spannungssteigerung gerade gleich machen, so dafs an den Verbrauchsstellen immer ziemlich dieselbe Spannung herrscht. In der Fig. 2 sind mehrere verschiedene Anwendungen gezeigt. Bei I sind Glühlampen direct von der Hauptleitung abgezweigt; α ist die compensirende Rolle. Bei ΙΓ ist das Analoge mit einer Bogenlampe der Fall. Bei III und IV werden die Verbrauchsstellen durch Vermittelung eines Transformators gespeist, mit dem Unterschied, dafs in III durch den Compensator c der Primärstrom des Transformators R geführt ist, während in IV der Secundärstrom durch die Ausgleichsrolle geht.

Eine etwas verschiedene Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. Durch die eine Spule des Compensators ist ebenfalls der weitergehende Theil des Hauptstromes geleitet; die zweite Bewickelung des Compensators ist aber durch einen Leiter von bestimmtem Widerstände geschlossen; durch, diesen Leiter sendet man nun auch den Zweigstrom der betreffenden Verbrauchsstelle, und zwar in gleicher Richtung mit dem durch Induction in der compensirenden Rolle erzeugten Strome. Die Spannungsdifferenz an den Enden jenes Widerstandes hängt ab von der Stärke des durch den Haupttheilungsstrom inducirten Secundärstromes, also auch von der Intensität des Hauptstromes selbst. Jene Spannungsdifferenz kommt aber beim Zweigstrom der Verbrauchsstelle in Abzug. Durch geeignete Wahl der Dimensionen der Rolle und des Widerstandes ist auch in diesem Falle eine nahezu constante Spannung an den Verbrauchsstellen zu erreichen. In der Fig. 3 sind mehrere Anwendungen dieser Einrichtung vorgeführt. Es sei A die Electricitätsquelle,. von der die Hauptleitungen M und N ausgehen, und es werde die Spannung in A so regulirt, dafs am Ende der Leitung in B die Potentialdifferenz constant bleibt. Bei I sind Glühlampen von der Leitung abgezweigt. Der Zweigstrom geht durch den Widerstand r, durch welchen auch der in dem Compensator α durch den Hauptstrom inducirte Strom geleitet wird. In II werden die Glühlampen durch Vermittelung des Transformators R gespeist; der Primärstrom des Transformators geht durch den Widerstand s, durch den auch der in b erzeugte compensirende Strom geleitet wird. Bei III sind ebenfalls Glühlampen durch einen Transformator versorgt, doch geht hier der secundäre Strom desselben durch den Ausgleichswiderstand t, durch den auch der Compensator c seinen Secundärstrom sendet.

Diese Methoden sind mit Vortheil anzuwenden, um an der Stromquelle selbst die an den Verbrauchsstellen herrschende Spannung zu controliren. Man schalte einen Spannungsmesser direct oder mittelst Transformators in die Leitung in der Nähe der Stromquelle ein und compensire die Steigerungen der Span-

nnng, welche durch die Leitungswiderstände und die Veränderungen der Stromintensitäten bedingt werden, durch eine Inductionsrolle nach einer der beschriebenen Methoden. Dann wird durch den Compensator oder den Ausgleichswiderstand das betreifende Voltmeter gleichsam an das Ende der Leitung versetzt, wo eine bestimmte Spannung herrschen soll,.

Claims (2)

Paten t-An SP röche:

1. Bei einer Vertheilung elektrischer Wechselströme mit constanter oder nahezu constanter Stromstärke die Anordnung, dafs die von einer gemeinsamen Quelle abstammenden Zweigströme durch die Bewickelungen von Inductionsspulen oder Wechselstromtransformatoren geleitet werden, in solcher Art, dafs der Eisenkern jeder einzelnen der Inductionsspulen von zweien der Zweigströme oder von zwei Gruppen von solchen Zweigströmen in entgegengesetzten Richtungen umkreist werde, zu dem Ende, um durch die in den Inductionsspulen auftretenden Inductionswirkungen diese Zweigströme zu reguliren, d. h. um das gegenseitige Verhältnifs der Intensitäten von zweien oder mehreren Zweigströmen derselben Elektricitätsquelle constant oder doch nahezu constant zu erhalten, wie beschrieben und in Fig. ι dargestellt.

2. Bei einer Vertheilung elektrischer Wechselströme mit constanter oder nahezu constanter Stromspannung in dem Leitungssystem die Anordnung., dafs der an einer Stelle von der Hauptleitung abzweigende Theilstrom oder der durch diesen Theilstrom mit Intervention eines Transformators erzeugte Secundärstrom durch die eine Bewickelung einer Inductionsrolle geleitet wird und durch die zweite Bewickelung dieser Rolle der an der Abzweigungsstelle in der Hauptleitung selbst vorhandene Strom geleitet wird, in der Art, dafs die beiden Ströme den Eisenkern der Inductionsspule in entgegengesetztem Sinne umkreisen, wobei auch die beiden Enden der von dem localen Zweig- oder Theilstrom oder von dem durch diesen localen Zweigstrom durch einen Transformator erzeugten secundären Strom durchflossenen Bewickelung der Inductionsspule aufserdem noch durch einen Widerstand verbunden sein können, zu dem Ende, um die durch die Leitungswiderstände bedingten Aenderungen der Stromspannung an den verschiedenen Stellen der Leitung bei veränderlicher Stromintensität in derselben zu compensiren, d. h. die Verbrauchsstellen trotz veränderlicherStromentnahme aus der Leitung mit Strömen constanter oder nahezu constanter Spannung zu versehen, wie beschrieben und in den Fig. 2 und 3 dargestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.