DE51680C - Vorrichtung zur selbstthätigen Regelung der elektromotorischen Kraft und des Stromes in elektrischen Leitungen, welchen der Strom aus zwei Elektrizitätsquellen zufliefst - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenwärtige Erfindung bezieht sich auf den Fall, wo eine elektrische Vertheilungsleitung von zwei Stromquellen zu gleicher Zeit mit Strom versorgt wird, und sie besteht in einer Vorrichtung, welche selbstthätig die elektromotorische Kraft constant hält und zugleich dafür sorgt, dafs beide Elektricitätsquellen mit möglichst gleichen Antheilen an der Stromlieferung betheiligt werden, Ueberbeanspruchung jeder derselben verhindert und Kurzschlufs (d. i. Entladen der einen in die andere) ausgeschlossen bleibt.

Die Erfindung ist speciell für den Fall bestimmt, dafs die Stromquellen in zwei Sätzen von Accümulatoren bestehen, kann indefs auch mit zwei Dynamomaschinen bezw. Elektricitätsquellen anderer Art benutzt werden.

Fig. ι ist eine schematische Wiedergabe der Einrichtung.

ι und 3 ist die von der einen Elektricitätsquelle und 2 und 4 _> die von der anderen Elektricitätsquelle kommende Theilzuleitung, 3 und 4 sind an die Pole vom einen Zeichen und ι und 2 sind an die- Pole vom entgegengesetzten Zeichen ihrer bezüglichen Elektricitätsquelle angelegt.

V ist der zu versorgende Arbeitsstromkreis, in welchem die Leiter 1 und 3 in X¹ und die Leiter 2 und 4 in X² zusammenlaufen. In den Leitern 3 und 4 können beispielsweise vermittelst dreier Umschalter R^al~3 bezw. R^b4-6 nach einander Gegenkraftzellen R^x~i bezw. .R₀ ¹"³ eingeschaltet werden. Die hierzu nöthige Beeinflussung der Umschalter R^ai~3 erfolgt durch einen im Nebenschlufe zum Arbeitsstromkreis V angeordneten Apparat Z durch Vermittelung der Contactvorrichtung F; die Beeinflussung der Umschalter jR*4—⁶ erfolgt durch eine von den beiden Leitern i, 2 gleichzeitig beeinflufste Stromwaage Q mittelst der Contactvorrichtung Y^a, so zwar, dafs Z durch Ein- bezw. Ausschaltung von Gegenkraftzellert in 3 die elektromotorische Kraft regulirt und Q. durch Einschaltung bezw. Ausschaltung von Gegenkraftzellen den Strom in 4 constant im Gleichgewicht mit dem Strom in 3 hält.

Der Apparat Z kann, wie auch auf der Zeichnung angenommen, aus einem Solenoid bestehen, dessen Spule mit dem Arbeitsstromkreis V in Parallelschaltung (in Z¹ Z'² beispielsweise) verbunden ist, oder aus einem anderen Apparat, der nach Art eines Voltameters oder Spannungsanzeigers wirkt und fähig gemacht ist, mit seinem durch den Strom Bewegung erfahrenden Theil je nach Richtung dieser Bewegung einen Contact y oder y^l herzustellen und dadurch den Stromkreis der hinter einander geschalteten Gegenkraftzellen R*~$ zu schliefsen unter Vermittehing eines Solenoids oder Elektromagneten F, dessen Spulen auf jeder Hälfte entgegengesetzt gewickelt sind, so dafs Strom in den entgegengesetzten Hälften den Kern bezw. Anker von F in entgegengesetzten Richtungen bewegen und dadurch Contacte F¹ F² F³ schliefsen oder öffnen. Der Kern Z^% ist durch . ^, 13 beständig in Verbindung mit dem einen Pol .der Gegen-

kraftzelle R¹, y mit der unteren Spule
mit der oberen Spule von F.

Das Gewicht des Kernes Z³ ist so geregelt, dafs er bei normaler Höhe der elektromotorischen Kraft in der Mittellage gehalten wird, in welcher er weder mit y noch mit y^l Contact macht.

Anschwellen und Sinken der elektromotorischen Kraft an oder im Arbeitsstromkreise V theilt dem Kern Z³ des Solenoids Z entsprechende Bewegung mit, so dafs dieser im ersten Falle den Stromkreis der Gegenkraftzellen i?^1—3 in y schliefst und dadurch Y und Umschalter R^al~3 (letztere nach einander) so beeinfiufst, dafs diese ihnen entsprechende Gegenkraftzellen nach einander in den Leiter 3 einschalten; im letzteren Falle wird der Stromkreis der Gegenkraftzellen jR^i—3 in y¹ geschlossen und dadurch Y und i?^al~3so bethätigt, dafs letztere ihnen entsprechende Gegenkraftzellen nach einander aus 3 wieder ausschalten.

Um Funkenbildung zu vermeiden, wird vor jedesmaliger Ein - oder Ausschaltung einer Gegenkraftzelle ein Widerstand r^a bezw. r^b eingeschaltet und nach Herstellung des zu bewirkenden Zustandes wieder ausgeschaltet.

Jeder der Umschalter R^al~3 besteht nach den Fig. 2 und 3 aus einem im Stromkreise der Gegenkraftzellen gelegenen Solenoid s ^J fs² S³J und einem von diesem beeinflufsten schwingenden Hebel A, dessen Bewegungen durch eine Flüssigkeitsbremse B gemäfsigt werden. An einem Ende trägt jeder Hebel A drei Zinken h¹ zum Eintauchen in drei Quecksilbercontacte H^al H^a2 H^a3 und am anderen Ende zwei Zinken h² zum Eintauchen in Quecksilbercontacte H^b. Das Contactende h^l von A ist schwerer als das Contactende h², so dafs, wenn letzteres Ende gesenkt und wieder losgelassen wird, der Hebel A selbsttätig die Zinken h¹ wieder in H^al H^a2 H^a3 eintaucht. Unter normalen Bedingungen bezüglich der elektromotorischen Kraft sind die Zinken /2¹ eingetaucht, die Zinken h² dagegen ausgehoben. Je einer der Quecksilbercontacte H^b ist mit dem einen Pol der zagehörigen Gegenkraftzelle und der andere ist durch eine Leitung 3^a (bezw. 3^b, 3^C) mit dem Quecksilbercontact H^al verbunden. H^al und H^aS sind dagegen mit der Leitung 3 verbunden, so dafs, wenn die Zinken h¹ eingetaucht sind, der Leiter 3 mittelst der diese Zinken tragenden Brücken H¹ an den Gegenkraftzellen vorbeigeführt wird, dafs dagegen, wenn h² eingetaucht sind, 3 über H^al H^b und die betreffende Gegenkraftzelle geschlossen wird. Zwischen dem Contact H^a2 und Leitung 3^a (3^b, 3^C) ist ein Widerstand r^a eingefügt und sind die in H^a2 und H^aS eintauchenden Zinken h¹ etwas langer als die in H^al eintauchende Zinke' h¹, so dafs, wenn A zum Einschalten der Gegenkraftzelle umgelegt wird, zunächst letztere Zinke ausgehoben und damit die Verbindung von H^a2 mit 3 über r^a hergestellt wird, wodurch der Strom solche Theilung erfährt, dafs er zum Theil den Weg 3, H^a\ 3^a, r^a, H^a2, H^a3, 3 und zum anderen Theil den Weg 3, H^a \ 3^a, H^b, GegenkraftzelleJR¹,... 3 nimmt, darauf folgend werden dann auch die Zinken aus H^a3 H^a3 ausgehoben, so dafs nun der ganze Strom seinen Weg durch die Gegenkraftzelle nimmt. Beim Wiederausschalten der Gegenkraftzelle wird dann zuerst wieder der Contact nur in H^a2 und H^a3 unter Theilung des Stromes wie oben und darauf erst der Contact Η^αϊ geschlossen, mit der Wirkung, dafs nunmehr der ganze Strom wieder an der Gegenkraftzelle vorbeigeht. Der Widerstand r^a ist in seiner Wirkung gleich der Gegenkraftzelle.

Gesetzt nun, die elektromotorische Kraft überschreite das normale Mafs. Z wird entsprechend stärker erregt und schliefst durch Einsaugung von Z³ den Contact in y. Infolge dessen wird nun der Stromkreis der drei Gegenkraftzellen R¹R²R? wie folgt geschlossen: von R³ über 7, durch untere Spule von Y über 8,y, \, 13 nach R¹; diese Erregung von Y hat das Tiefersaugen des Kernes von Y zur Folge, so dafs sich der Contact F¹ schliefst; nunmehr fliefst aus 7 sich abzweigender Strom über. F¹, 14 um die Spulen von s³ in R^aS," 14. nach R¹; in R^a3 wird infolge dessen der Hebel A angezogen und Schlufs in H^b H² H^b zunächst unter Oeffnung von H^al mit Einschaltung von r^a und der oben angegebenen Theilung des Stromes und dann unter Oeffnung von H^a2 H^aS hergestellt, so dafs der Strom nunmehr ungetheilt , über 3^C, H\ H², H^b durch R% ₃ ^f, 3 geht.

Ist der Ueberschufs an elektromotorischer Kraft so stark, dafs trotz der Einschaltung der Gegenkraftzelle R³ der Kern von Y so weit herabgezogen wird, dafs auch der zweite Contact F² Schlufs erfährt, so fliefst aus 7 ferner noch Strom über F², 1 5 durch die Spulen der Elektromagneten² in R^a2, 15 nach R¹, infolge dessen nun auch die Gegenkraftzelle R² eingeschaltet wird, so dafs der Weg der Leitung 3 nunmehr ist: 3, 3^b, H^b, H², H^b, R², 3^e, R³, 3^f, 3. Genügt hiernach die elektromotorische Kraft, noch den Contact in F³ zu schliefsen, so fliefst aus 7 sich abzweigender Strom über Y³, 16 durch die Spulen der Elektromagnete s¹ in R^al, so dafs auch R¹ eingeschaltet wird und nunmehr der Weg der Leitung ist: 3, ₃ ^a, R\ 3d, R², 3% R³, 3*, 3.

Ist durch Einschaltung von einer oder mehreren Gegenkraftzellen die Verminderung der elektromotorischen Kraft gehörig erfolgt, so sinkt der Kern Z³ von Z in seine normale Lage zurück. Fällt dagegen die elektromotor

Claims (2)

rische Kraft unter die normale, so sinkt der Kern Zz unter seine normale Lage unter Schliefsen des Contactesj-'1 und stellt sich nun der Stromkreis der drei Gegenkraftzellen- Α:~3 wie folgt her: i?1, 13, Kern von Z,yl, 9, obere Spule von F, 7, i?3. Der Kern von F wird nach oben gesaugt und werden dadurch die Contacte F1 F2 Ys, angenommen, alle drei Zellen seien eingeschaltet, so verstellt, dafs die Verbindung in F3 geöffnet wird; infolge dessen verliert der Elektromagnet bezw. das Solenoid in Ral seine Energie, so dafs der Contact in Hb geöffnet, der Schlufs über Hal bis HaS hergestellt und damit die Zelle R1 ausgeschaltet wird, so dafs, nunmehr die Leitung 3 an 3a vorbei und über 3b geht. Und ebenso für die ' übrigen Zellen. - ■ Liefert nun nach der obigen Regulirung eine der beiden Elektricitätsquellen Strom im Ueberschufs über den ihr zukommenden Antheil, so tritt die Stromwaage Q in Thätigkeit, deren Solenoid-Spulen Q1 und Q2 entgegengesetzt gewickelt sind. Q1 liegt im Leiter 1 und Q2 im Leiter 2 (bezw. in einem Nebenschlufs dazu). So lange, als die Ströme beider Batterien gleich sind, wird der Balken qx (dessen Bewegungen durch eine Flüssigkeitsbremse gemäfsigt werden) infolge der gleich starken Einwirkung beider Solenoide in einer mittleren horizontalen Stellung gehalten, so dafs die Quecksilbercontacte q* q6 q5 und q2 q1 q3 geöffnet sind. Der Contact 5* ^6 q5 steht über ql, 13 in Verbindung mit der Gegenkraftzelle RI und über qh, 17 in Verbindung mit der unteren Spule des Umschalters Ya; der Contact q2 q1 q3 steht über qs, 13 in Verbindung mit der Gegenkraftzelle R1 und über q2, 12 in Verbindung mit der oberen Spule von Ya. Der Apparat Ya ist identisch mit demjenigen Y und hat die Function, im Verein mit den wie Ra I—3 eingerichteten Umschaltern jR^-e Gegenkraftzellen i?0'-3 in die Leitung 4 ein- bezw. aus derselben auszuschalten. Gesetzt nun, es trete nach der Regulirung der elektromotorischen Kraft in 2, 4 Stromüberschufs auf; Q2 saugt dann seinen Kern nach oben und dreht dadurch den Balken qy- aus der Horizontalen so, dafs sich Schlufs in q^ q6 q5 herstellt und Strom aus R1 über 13, qi, qe, qs, 17 durch die untere Spule von Ya über 10, 4, 3 ·. nach R3 fliefst. Ya saugt also seinen Kern herein und schaltet durch Schlufs der Contacte F4 F5 F6 so viel Gegenkraftzellen R01"3 (in gleicher Weise wie .für i?'~3 beschrieben) in 4 ein, bis sich Gleichgewicht herstellt. Ist letzterer Zustand erreicht, so kehrt auch q* wieder in die horizontale Lage zurück, da beide Solenoide Q1Q.2 nunmehr wieder die gleiche Anziehung ausüben. Sinkt nun in 2, 4 der Strom unter die Normale, d. h. ist bezüglich 2, 4 in 1,3 Stromüberschufs vorhanden, so wird das Gleichgewicht in Q.1 Q2 so gestört, dafs Q1 seinen Kern hereinsaugt, infolge dessen q* nunmehr so gedreht wird, dafs der Contact q3 q1 q2 sich schliefst; damit fliefst Strom aus R1 über 13, q3, q1, q2, 12 durch die obere Spule von Ya, 10, 4, 3 nach i?3, und der Kern in Ya wird nach oben gesaugt, wobei er durch Oeffnung der Contacte F6 F5 F4 so lange Gegenkraftzellen .R01""3 ausschaltet, bis der Strom in beiden Leitungen wieder gleich geworden ist. Der Apparat Q arbeitet vollkommen unabhängig vom Apparat Z. Patenτ-Ansprüche:

1. Eine Einrichtung zur selbsttätigen Regulirung der elektromotorischen Kraft in einer elektrischen Verteilungsanlage, welcher der Strom aus zwei Elektricitätsquellen zufliefst, dadurch gekennzeichnet, dafs ein im Nebenschlufs zum Arbeitsstromkreise angeordneter Apparat Z den Stromkreis von Gegenkraftzellen R³R²R¹ mittelst einer Contactvorrichtung F schliefst und dadurch Apparate Ras_Ra2_Rai _s0 bethätigt, dafs diese die Gegenkraftzellen nach einander in die Leitung ein- oder aus derselben ausschalten (Fig. 1).

2. In Combination mit der Einrichtung unter 1. eine von beiden Stromquellen derartig bethätigte Stromwaage Q, dafs dieselbe durch Verbindung einer (F entsprechenden) Contactvorrichtung Y^a mit dem Stromkreise der Gegenkraftzellen i?'~3 den Stromkreis von Gegenkraftzellen -R₀ ³A₀ ²JR₀ ¹ schliefst und dadurch Apparate R^b3 R^bi R^hl so bethä'tigt, dafs diese letztgenannten Gegenkraftzellen in den Stromkreis der zweiten Elektricitätsquelle einschalten bezw. aus demselben ausschalten.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.