-
Einrichtung zum Erregen von sich drehenden Magneten oder zum Speisen
von sich drehenden Leitungen mit Gleichstrom ohne Anwendung von Schleifringen und
Schleifringbürsten. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Erregen von sich
drehenden Magneten oder zum Speisen von sich drehenden Leitungen mit Gleichstrom
ohne Anwendung von Schleifringen und Schleifringbürsten. Die Einrichtung gemäß der
Erfindung besteht aus zwei gleichen Gleichstrom-Dynamomaschinen oder aus zwei in
einem gemeinsamen Magnetfelde gedrehten Ankern oder aber aus zwei voneinander unabhängigen
Wickelungen eines gemeinsamen Ankers mit zwei Stromwendern, wobei in allen drei
Fällen die sich mit der Erregereinrichtung drehende und mit Strom zu speisende Leitung
zwischen je einem festen Punkte oder bei einer mehrpoligen Ausführung zwischen mehreren
festen Punkten der Ankerwickelungen geschaltet ist, während die auf dem Stromwender
aufliegenden positiven Bürsten der einen Gleichstrom-Dynamomaschine (Anker oder
Wickelung) mit den negativen Bürsten der andern Gleichstrom-Dynamomaschine (Anker
oder Wickelung) über die Wendepolwickelung und den Hauptstromkreisregler kurzgeschlossen
sind.
-
Zur näheren Erörterung der Einrichtung soll nachstehendes dienen In
Abb. z stellen A und B die beiden Anker zweier Gleichstrom-Dynamomaschinen dar,
die gleich bemessen sind. Die beiden Anker A und B drehen sich auf einer gemeinsamen
Achse in einem und demselben Magnetfelde. Die beiden Anker A und B sind nur der
Übersichtlichkeit wegen nebeneinander gezeichnet. Je ein fester Punkt z oder 2 der
beiden Anker .4 und B ist mit dem Schleifring S1 oder S2 leitend verbunden. Die
beliebig gewählten festen Punkte z und 2 liegen in bezug aufeinander unter demselben
Winkel. Die Wickelungsrichtung der beiden Anker A und B ist derart
gewählt, daß, wenn die Bürste bi des Ankers A »-(-« und dementsprechend der Schleifring
S1 »-« ist, dann soll die Bürste b2 des Ankers B eine »-«- und dementsprechend der
Schleifring S2 eine »+«-Polarität aufweisen.
-
Zwischen den beiden Klemmen sowohl des Ankers A wie auch des
Ankers B wird selbstverständlich eine zwischen Null und Maximum wechselnde
periodische Stromkurve, die sogenannte Potentialkurve, erscheinen. Die beiden Potentialkurven
sind zufolge der oben angeführten Bedingungen (derselbe Anker und gemeinsames Magnetfeld)
vollkommen übereinstimmend, nur werden sie mit Bezug aufeinander verschoben, so
daß, wenn die wechselnde Spannung bei dem Anker A den Höchstwert erreicht, jene
beim Anker B Null sein wird und umgekehrt. Hieraus kann die Schlußfolgerung gezogen
werden, daß nach erfolgter Verbindung der Klemmen Dl und D2 miteinander zwischen
den Klemmen oder Bürsten C, und C2 ein konstanter Gleichstrom abgeleitet werden
kann. Wenn durch den zwischen den Klemmen C, und C2 geschalteten Widerstand R ein
Strom fließt, dessen Stärke I ist, so wird zufolge der_. Reihenschaltung zwischen
den Klemmen D, und D2 ein Strom fließen, dessen Stärke ebenfalls I sein wird.
-
Die Schaltung soll nun derart geändert werden, daß die Klemmen C,
und C 2 kurzgeschlossen
werden (Abb. a) und der Widerstand R zwischen
den Klemmen D, und D2 geschaltet wird. In diesem Falle wird der Nutzstrom von den
Schleifringen S1 und S, abgenommen, was so viel bedeutet, daß, wenn sich der Widerstand
R mit dem Anker dreht, wie z. B. die ;Magnetwickelung eines Generators mit dem Anker
der Erregermaschine, so können die beiden Schleifringe vermieden werden und statt
dessen die beiden Endpunkte des Widerstandes R mit den Punkten i und 2 der Anker
A und B fest verbunden werden.
-
Wenn daher die Erregung eines Generators oder eines Synchronmotors
mit Hilfe einer Erregermaschine mit einer derartigen Doppelwickelung bewirkt wird,
so fallen die beiden Schleifringe und die zugehörigen Schleifringbürsten des Generators
weg, wodurch in erster Linie die Welle des Generators wesentlich verkürzt wird,
außerdem erhöht sich die Betriebssicherheit in. hohem Maße und die Instandhaltungskosten
werden wesentlich verringert, indem die Anschaffung von neuen Bürsten gänzlich wegfällt.
-
Es ist leicht einzusehen, daß hierbei trotz der doppelten Wickelung
der Erregermaschine die Größe, das zu verwendende Kupfergewicht, die Anzahl der
Bürsten und die Aufliegeflächen unverändert bleiben, d. i. diese :Merkmale der neuen
Erregermaschine bleiben dieselben, als wenn man einen Anker mit der bisher üblichen
normalen Wickelung angewendet hätte.
-
Jede Wickelung der beiden neuen Wickelungen steht nämlich unter der
Belastung der zwischen Null und dem Höchstwert veränderlichen Stromstärke, sie tragen
daher im Mittelwerte genau die halbe Belastung. Mit anderen Worten kann man sagen,
daß man die gegebene Erregermaschine eines gegebenen Generators für die beschriebene
Schaltung geeignet macht, indem man den Magneten der Erregermaschine unverändert
läßt und ihren Anker sowie Stromwender in zwei Teile teilt.
-
Das volle Schaltungsschema der auf Grund der obigen Ausführungen verwirklichten
Erregermaschine ist in Abb. 3 veranschaulicht.
-
Es ist anzunehmen, daß die Wicklungsrichtung des Ankers
A der des Ankers B entgegengesetzt ist. Hierdurch wird erreicht, daß
die ' festen Punkte i und 2 nicht nebeneinander, sondern einander diametral gegenüber
zu liegen kommen, was aus Betriebssicherheitsgründen erwünscht ist.
-
Zwischen den festen Punkten i und 2 werden die beiden Enden des sich
mit dem Anker drehenden und zu erregenden '.Magneten 1V7 ge-
schaltet. Die
Bürsten bi und b.. werden kurzgeschlossen, jedoch mit der Beschränkung, daß die
in den Hauptstromkreis zu schaltenden Teile des Erregers, d. i. die Wendepolwickelungen
II' und der Hauptstromregler Rh, zwischen den beiden Bürsten b1 und b2 geschaltet
werden. Der Nebenstromkreis N der Erregermaschine kann über den Regelwiderstand
Rs zwischen den Bürsten b1 und hl geschaltet werden, in welchem Falle der Nebenstromkreis
mit der Erregermaschine unter gleicher Spannung steht. Wenn der Nebenstromkreis
N zwischen den Bürsten lt, und h2 geschaltet wird, so wird die Spannung verdoppelt.
-
Wenn die Erregermaschine außerhalb der Lager des Generators angeordnet
wird, so sind die zum MagnetEn M führenden Leitungen z1 und z, selbstverständlich
in den Längsbohrungen der Welle anzuordnen. Die eine Leitung kann vorteilhaft die
Welle selbst bilden.