DE44379C

DE44379C - Electric coupling of the regulators of steam engines or other motors for operating dynamo machines

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Publication number: DE44379C
Application number: DENDAT44379D
Authority: DE
Original assignee: C. L. R. E. MENGES im Haag, Holland
Anticipated expiration: 1907-10-16

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

von Dynamomaschinen.of dynamo machines.

Bekanntlich bestehen grofse Schwierigkeiten darin, mehrere Dynamomaschinen zusammengekuppelt auf einer Leitung arbeiten zu lassen, so dafs jede Maschine den ihr zukommenden Theil des Stromes liefert und nicht die eine Maschine überlastet ist, während die anderen zu wenig Strom liefern. Insbesondere ist dies schwierig, wenn auch jede Dynamomaschine ihre eigene Antriebsmaschine hat. Zur Erleichterung des Betriebes hat man verschiedene Anordnungen vorgeschlagen, wie eigenthümliche elektrische Verbindungen der Dynamomaschine oder mechanische Kupplungen der Dampfmaschinenregulatoren, aber ohne bedeutenden Erfolg, so dafs der sichere Betrieb doch eigentlich noch ganz von der Aufmerksamkeit des Maschinenwärters abhängt. Dafs mithin für eine einigermafsen bedeutende Anlage schön ein sehr ausgedehntes Personal nöthig ist, besonders bei continuirlichem Betriebe, ist klar, und es würde mithin von wesentlichem Vortheil sein, wenn in zuverlässiger Weise, eine Vereinfachung in dem Betrieb anzubringen wäre. Dieser Zweck wird nach vorliegender Erfindung dadurch erreicht, dafs die mechanischen Regulatoren der Dampfmaschinen (oder sonstigen Motoren) elektrisch unter einander verkuppelt werden.It is well known that there are great difficulties in coupling several dynamo machines together to let work on one line, so that every machine can work on its own Part of the current supplies and not one machine is overloaded while the other supply too little electricity. In particular, this is difficult, albeit with any dynamo machine has its own prime mover. There are several to facilitate the operation Arrangements proposed such as peculiar electrical connections of the dynamo or mechanical couplings of the steam engine regulators, but without significant ones Success, so that safe operation is actually still completely dependent on attention of the machine attendant. So that's nice for a fairly significant facility a very extensive staff is necessary, especially in continuous operations, it is clear that and it would therefore be of considerable advantage, if in a reliable manner, a Simplification in the company would be attached. This purpose is according to the present Invention achieved by the fact that the mechanical regulators of steam engines (or other motors) are electrically coupled to each other.

Wenn eine Dynamomaschine während des Betriebes mit einer zweiten parallel geschaltet werden soll, so mufs diese zweite Maschine bekanntlich erst auf gleiche Klemmenspannung mit der ersteren gebracht werden, gerade so, wie man auch nur ähnliche elektrische Elemente oder Accumulatoren parallel schalten kann. Da nun die gleiche Klemmenspannung am einfachsten zu erreichen ist, wenn beide Maschinen unter ähnlichen Umständen arbeiten, so pflegt man die Maschine, welche eingeschaltet werden soll, erst auf eine sogenannte Lampenbatterie arbeiten zu lassen. Man regulirt dann in gewöhnlicher Weise auf normale Spannung und schaltet ein. Es wird deshalb auch in folgendem die Anwendung einer Lampenbatterie vorausgesetzt. Das richtige Einschalten hängt aber durchaus nicht von einer bestimmten Gröfse der Lampen batterie ab; dieselbe kann vielmehr beliebig klein sein, also auch ganz fortfallen, nur ist dann das Verfahren beim Kuppeln der Dampfmaschinen etwas abzuändern, wie nachher angegeben werden soll.When a dynamo machine is connected in parallel with a second one during operation as is well known, this second machine must first have the same terminal voltage with the former, just as one can even have similar electrical elements or can connect accumulators in parallel. Since the same terminal voltage is easiest to achieve when both Machines work under similar circumstances, so care for the machine that is switched on should be to work on a so-called lamp battery first. One regulates then in the usual way to normal voltage and switches on. It will therefore The use of a lamp battery is also assumed in the following. Correct activation but does not depend on a certain size of the lamp battery; same Rather, it can be as small as desired, i.e. it can also be omitted entirely, only then is the process to change something when coupling the steam engines, as will be indicated later.

Auf beiliegender Zeichnung sind die Theile einer zusammengehörigen Maschinengruppe (Dynamomaschinen mit Motor) durch Buchstaben mit gleichen Indices angedeutet.The attached drawing shows the parts of a group of machines that belong together (Dynamo machines with motor) indicated by letters with the same indices.

Es sei nun zuerst die Dynamomaschine D, Fig. i, in Betrieb. Wenn nun D¹ hinzugeschaltet werden soll, so wird, wie vorhin angegeben ist, mittelst des Commutators c¹ die Lampenbatterie L eingeschaltet, dann die Klemmenspannung gleich der an D gemacht und nun bei A;¹ geschlossen.Let the dynamo D, Fig. I, first be in operation. If D ^{1 is} to be switched on, then, as previously stated, the lamp battery L is ^{switched on by means of the commutator c 1} , then the terminal voltage is made equal to that at D and now at A; ¹ closed.

In diesem Zustande sind nun die beiden Maschinengruppen noch bis zu einem gewissen Grade unabhängig von einander. So ist es z. B. durchaus nicht sicher, dafs, wenn man jetzt die Lampenbatterie ausschaltet, dann derThe two groups of machines are still in this state up to a certain point Degrees independent of each other. So it is z. B. not at all sure that if one now the lamp battery turns off, then the

in der Leitung /1¹ fliefsende Strom zur Hälfte von D und zur anderen Hälfte von D¹ geliefert wird, wie es sein soll. Die besten Dampfmaschinenregulatoren helfen hier nicht, im Gegentheil, denn auch bei vollkommen constanter Geschwindigkeit kann durch andere Umstände die Spannung etwas sinken, und bei dem geringen Ankerwiderstand in gröfseren Maschinen braucht diese Spannungsverminderung nur ganz gering zu sein, um die Maschine stromlos zu machen. Gerade wenn also die Dampfmaschine eine theoretisch vollkommenere Regulirung hätte, so würde der angegebene Zustand um so eher entstehen, denn dann würde die Maschine auch im ganz unbelasteten Zustande nicht schneller laufen. Dafs man aber den Uebelstand nicht durch sehr unempfindliche Regulatoren beseitigen kann und dafs vielmehr damit bei Anwendung derselben nur noch viel schlimmere Fehler vorkommen würden, braucht wohl nicht näher hervorgehoben zu werden.in the line / 1 ¹ flowing current to half of D and the other half of D ^{1 is} supplied as it should be. The best steam engine regulators do not help here, on the contrary, for even at a completely constant speed the voltage can drop somewhat due to other circumstances, and with the low armature resistance in larger machines this voltage reduction only needs to be very small in order to de-energize the machine. So if the steam engine had a theoretically more perfect regulation, the stated condition would arise all the sooner, for then the engine would not run faster even in a completely unloaded condition. However, it need not be emphasized that it is impossible to remedy the inconvenience with very insensitive regulators, and that if they were used, however, only much worse errors would occur.

Bei Benutzung der in den Figuren dargestellten Kupplung erhält man eine ganz andere Wirkungsweise wie vorhin.When using the coupling shown in the figures, a completely different one is obtained How it works as before.

Jeder Dampfmaschinenregulator R ist hier mit einer Vorrichtung versehen, welche aus einem Solenoid oder Elektromagneten S mit beweglichem Kern oder Anker zusammengesetzt ist. Dabei ist die Anordnung so getroffen (event, durch Hinzufügung von Gegengewichten, Federn oder dergl. m.), dafs der bewegliche Theil sich je nach der Stromstärke in verschiedene, aber ganz bestimmte Lagen einstellt; die Anordnung ist also ganz bestimmt statisch, um die bei Regulatoren übliche Bezeichnung zu benutzen.Each steam engine regulator R is here provided with a device which is composed of a solenoid or electromagnet S with a movable core or armature. The arrangement is made in such a way (possibly by adding counterweights, springs, or the like) that the movable part adjusts itself to different but very definite positions, depending on the strength of the current; the arrangement is definitely static, to use the term used for regulators.

Nachdem nun in der vorhin beschriebenen Weise verfahren ist, die beiden Maschinen D und D¹ also genau gleich arbeiten, und dann der Commutator bei k¹ geschlossen ist, wird der Stöpsel bei K¹, Fig. i, eingesteckt, so dafs die elektrische Kupplung bewirkt ist. Da die beiden Drahtrollen S und S¹ sammt Zuleitungen gleichen Widerstand haben, so mufs also jetzt von dem Gesammtstrom, der in der Leitung / /' vorhanden ist, stets die eine Hälfte durch S, die andere durch S¹ fliefsen. Wenn man nun die Lampenbatterie ausschaltet, so werden sich die mit den Regulatoren verbundenen Stellvorrichtungen eines jeden Motors um gleich viel verstellen, so dafs nothwendigerweise der Arbeitsverbrauch sich in jeder Dynamomaschine um gleich viel ändern wird; es mufs also auch jede Dynamomaschine wieder die Hälfte des Gesammtstromes liefern. Obgleich nun für den elektrischen Betrieb eine vollkommene Kupplung vorhanden ist, so hängt doch die Geschwindigkeit jedes Centrifugalregulators nur von der Tourenzahl der eigenen Maschine ab, so dafs also jede Dampfmaschine mit Bezug auf mechanische Ursachen für sich regulirt wird und auch bei Unfällen, z. B. Reifsen eines Riemens, genügend geschützt ist.After proceeding in the manner described above, that is to say that the two machines D and D ¹ work exactly the same, and then the commutator is closed at k ¹ , the plug is plugged in at K ¹ , FIG. 1, so that the electrical coupling is effected. Since the two coils of wire S and S ¹ together with the supply lines have the same resistance, one half of the total current that is present in the line / / 'must always flow through S, the other ^{half through S 1.} If the battery of lamps is now switched off, the adjusting devices of each motor connected to the regulators will be adjusted by the same amount, so that the labor consumption in every dynamo machine will necessarily change by the same amount; every dynamo machine has to supply half of the total current. Although there is now a perfect clutch for electrical operation, the speed of each centrifugal regulator depends only on the number of revolutions of its own engine, so that every steam engine is regulated individually with regard to mechanical causes and also in the event of accidents, e.g. B. tires of a belt, is sufficiently protected.

Die richtige Wirkung der Kupplung hängt davon ab, dafs alle Drahtrollen S sammt Zuleitungen denselben Widerstand haben. Bei gröfseren Anlagen kann diese Bedingung Schwierigkeiten verursachen. In solchen Fällen ist die in Fig. 2 dargestellte Modification vorzuziehen. The correct action of the coupling depends on the fact that all the wire rolls S together with the supply lines have the same resistance. This condition can cause difficulties in larger systems. In such cases, the modification shown in FIG. 2 is preferable.

Die Handhabung dieser Einrichtung ist bis zum Schliefsen des Contactes A¹ ganz dieselbe wie vorhin angegeben. Während nun aber nach Fig. 1 die neu einzuschaltende Dynamomaschine mit dem Solenoid der schon im Betrieb befindlichen Maschine verbunden wird und dabei die Verbindung mit der eigenen Maschine bestehen bleibt, wird hier nur die erste Verbindung hergestellt und zugleich die letztere unterbrochen. Dies geschieht mit Hülfe eines Commutators K¹, Fig. 2, auf den ein doppelarmiger, aus zwei isolirten Stücken zusammengestellter Hebel (punklirt angegeben) sich drehen läfst. Durch eine Drehung in der Richtung des Pfeiles erfolgt die beschriebene Commutation, wie leicht einzusehen.The handling of this device is exactly the same as previously indicated ^{until contact A 1 closes.} While the dynamo to be switched on is now connected to the solenoid of the machine that is already in operation and the connection to its own machine remains in place, only the first connection is made here and the latter is interrupted at the same time. This is done with the aid of a commutator K ¹ , Fig. 2, on which a double-armed lever composed of two isolated pieces (indicated by dots) can be turned. The described commutation takes place by rotating in the direction of the arrow, as is easy to see.

Aus der Figur sieht man, dafs in der Anfangslage D¹ mit S¹ verbunden ist, aber unter Vermittelung des Commutators K², und zwar zu dem Zweck, um noch eine dritte Maschinengruppe anhängen zu können, wozu dann mit K² genau so verfahren wird wie mit K¹. From the figure it can be seen that in the initial position D ^{1 is} connected to S ¹ , but with the intermediary of the commutator K ² , for the purpose of being able to add a third machine group, which is then done in exactly the same way with K ² as with K ¹ .

Es ist leicht einzusehen, dafs auch hier die Centrifugalregulatoren elektrisch mit einander gekuppelt sind; während aber vorhin, Fig. 1, eine Parallelkupplung vorhanden war, liegt hier gewissermafsen eine Reihenkupplung vor. Angenommen z. B., eine Aenderung des Stromes in der Leitung//¹ mache sich zuerst auf S bemerkbar, so wird dadurch unmittelbar D beeinflufst, die den Strom in S¹ liefert, welcher nun auf D¹ wirkt, die den Strom nach 5² schickt u. s. w., so dafs eine Aenderung des Gesammtstromes sich stets über alle Maschinen vertheilen mufs.It is easy to see that here too the centrifugal regulators are electrically coupled to one another; but while previously, FIG. 1, a parallel coupling was present, here, to a certain extent, a series coupling is present. Suppose z. B., a change in the current in line // ¹ is first noticeable on S , this directly affects D , which supplies the current in S ¹ , which now acts on D ¹ , which sends the current to 5 ² , and so on so that a change in the total current must always be distributed over all machines.

Wie schon bemerkt, kann die Lampenbatterie auch fortgelassen werden. Man regulirt dann, wie vorhin angegeben, auf normale Spannung und schaltet bei k^l ein. Die Dynamomaschine giebt aber dann noch keinen Strom in der Leitung. Man mufs also jetzt erst durch Einschalten von Widerstand an D und Ausschalten an D¹ es dahin bringen, dafs jede Maschine die Hälfte des Gesammtstromes liefert, was man an dem Lampenzähler i erkennt, worauf dann bei K gekuppelt wird.As already noted, the lamp battery can also be omitted. As previously stated, the voltage is then adjusted to normal and switched on at k ¹ . But the dynamo then still gives no current in the line. One must therefore only now, by switching on the resistor at D and switching it off at D ¹ , bring it to the point where each machine supplies half of the total current, which can be recognized by the lamp counter i , which is then coupled at K.

Man kann auch die Kupplung nach Fig. 1 mit der nach Fig. 2 zusammen combiniren; z. B. kann man zwei nach Fig. 1 gekuppelte Maschinengruppen anstatt einer Maschinengruppe in Fig. 2 verwenden.The coupling according to FIG. 1 can also be combined with that according to FIG. 2; z. B. one can have two machine groups coupled according to FIG. 1 instead of one machine group in Fig. 2 use.

Auch ist es nicht nöthig, dafs die zusammenzukuppelnden Maschinengruppen genau gleich sind; diese können vielmehr von beliebiger Gröfse sein. Bei der Anordnung Fig. ι müssen dann die Widerstände der Drahtrollen 5 S¹... in umgekehrtem Verhältnifs zu einander stehen, wie die Stromstärken in den Dynamomaschinen D D¹ . . . Bei der Anordnung Fig. 2 wird zu der Drahtrolle, welche einer schwächeren Maschinengruppe angehört, z. B. zu S^s, ein Widerstand er parallel geschaltet, so dafs der Widerstand von beiden zusammen gleich dem Widerstand der anderen Drahtrollen ist. Dieser Widerstand σ mufs jedoch erst beim Kuppeln eingeschaltet werden , weshalb zwischen S³ und σ noch ein Schlüssel χ angeordnet ist, der hier zur deutlichen Hervorhebung der Verbindungen besonders gezeichnet ist, aber auch sehr wohl eine gemeinschaftliche Achse mit dem Commutator K^B erhalten kann, so dafs für die ganze Kupplungsmanipulation nur ein Commutator verstellt zu werden braucht.Nor is it necessary that the groups of machines to be coupled together are exactly the same; on the contrary, these can be of any size. ^{In the arrangement of FIG. 1,} the resistances of the wire rolls 5 S ¹ . . . In the arrangement of FIG. 2, the wire roll which belongs to a weaker machine group, e.g. B. to S ^s , a resistor is connected in parallel, so that the resistance of both together is equal to the resistance of the other coils of wire. However, this resistance σ must only be switched on when coupling, which is why a key χ is arranged between S ³ and σ , which is specially drawn here to clearly emphasize the connections, but can also have a common axis with the commutator K ^B , so that only one commutator needs to be adjusted for the entire clutch manipulation.

Claims

Patent Claims:

ι. A coupling device for regulators of steam engines or other motors for operating dynamo machines, consisting of electrical movement devices, which are connected to the regulators and composed of solenoid or electromagnet with core or armature are in that the electrical movement devices are on the one hand all parallel to each other with the power line and on the other hand, each of them with the dynamo operated by the relevant engine is connected in such a way that the latter branches of the line are connected by contact devices can be associated with each other.

2. The coupling devices characterized by claim 1 with the modification that, on the one hand, the electrical movement devices are also all parallel the power line, but on the other hand are connected to changeover switches, whereby the said Moving devices either with the dynamo driven by the motor in question or with a can be connected to another engine powered dynamo.

1 sheet of drawings.