DE52201C - Regulirungsverfahren von Transformator-Dynamo's - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 9. April 1889 ab.

Wenn man bei einem Transformator-Dynamo, also einem Gleichstromumformer, die kraftgebende und die stromgebende bewegliche Wickelung auf einem gemeinsamen Anker anbringt, also auch nur ein Gestell benöthigt, so hat das hinsichtlich der Selbstinduction der Ankerdrähte, des Nutzeffectes und des Herstellungspreises der Maschine gewisse Vortheile. Es läfst sich diese Ausführungsart indessen nur für Motor-Dynamos anwenden, deren beide Hälften gleichartig wirken, d. h. entweder beide auf gleiche Stromstärke oder beide auf gleiche Spannung, und auch hier bislang nur in Verbindung mit umfangreichen und verwickelten Regulirvorrichtungen durch Widerstände.

Wir fassen den Fall von Motor-Dynamos für Parallelschaltung und gleiche zweite Spannung ins Auge. Der Kürze halber ist in folgendem Motor-Dynamo durch MD bezeichnet. Die Schwierigkeit der hier nöthigen Regulirung erhellt aus folgendem. Die erste Klemmspannung der MD ist gegeben. Die elektromotorische Gegenkraft der motorischen Ankerwickelung mufs von Leer- bis Volllauf der Maschine etwas abnehmen, damit der bezügliche Anker-' ■strom der Belastung entsprechend wächst, und soll damit keine Veränderung der Umlaufszahl verbunden sein, so müfste die Abnahme dieser elektromotorischen Kraft durch eine entsprechende Verringerung des ' wirksamen Magnetismus aus bewirkt werden. Andererseits verlangt die stromgebende Ankerwickelung der MD, wie die einer jeden Gleichspannungsmaschine, eine Erhöhung der elektromotorischen Kraft bei zunehmender Belastung.

Da nun beide elektromotorischen Kräfte stets proportional sind, so läfst sich diese entgegengesetzte Veränderung derselben nicht durch eine Veränderung ihres Magnetismus bewerkstelligen. Durch Anwendung geeigneter Widerstandsregulatoren entweder in der ersten oder der zweiten Leitung der MD läfst sich der nöthige Spannungsausgleich natürlich bewirken, indessen ist bekanntlich jede derartige Regulirungsweise nicht zuverlässig und nicht genau und aufserdem unwirtschaftlich.

Vorliegende Erfindung führt statt dieser Regulirwiderstä'nde die elektromotorische Kraft einer besonderen Dynamomaschine ein, welche durch geeignete Schaltung für einen völlig selbstthätigen Ausgleich dieser Spannung eingerichtet ist. Diese Regulir-Dynamo ist in folgendem der Kürze wegen mit RD bezeichnet.

Fig. ι zeigt eine MD mit derartiger Regelung. Die beiden concentrischen Stromabgeber A₁ A^ stellen den Anker mit entsprechender kraft- und stromgebender Wickelung dar, Die Schenkelwickelung ist als Nebenschlufs η der motorischen Klemmen I, II gezeichnet. Dies ist unwesentlich. Es ist hier jede Sqherikelwickelung zu brauchen, welche geeignet ist, einen Parallelschaltungsmotor auf annähernd gleiche Umlaufszahl laufen zu lassen.

Es ist nun klar, dafs die in A₂ erzeugte elektromotorische Kraft mit der Belastung der MD abnimmt, während das Gegentheil der Fall sein sollte. " Den nöthigen Spannungsausgleich erzielt man nun gemäfs der Zeichnung dadurch, dafs in eine der beiden Leitungen eine Hülfs-Dynamo RD mit Reiheschaltung der Schenkel und des Ankers gelegt wird.

Diese wird von der Achse der MD aus oder von anderer Seite aus auf möglichst gleiche Umlaufszahl in der Richtung angetrieben, dafs sich ihre elektromotorische Kraft zu der der stromgebenden Wickelung A₂ addirt. Durch passende Einrichtung der Wickelung und Umlaufszahl der RD läfst es sich mithin leicht erzielen, dafs ' die zweite Spannung der MD, also die der Klemmen III und IV sich nicht ändert, falls die der ersten Klemmen I und II gleichbleibend geliefert wird.

Der Anker der RD kann natürlich auch mit dem grofsen Anker auf eine Achse gesetzt werden. Alsdann würde nicht einmal ein besonderer Stromabgeber für den Anker nothwendig sein, sondern wir können die stromgebende Wickelung ohne zwischenliegenden Stromabgeber direct hinter einander über den grofsen Anker der MD und den .der RD ausführen.

Fig. 2 zeigt diese Schaltung der Anordnung. A ist der Hauptanker, R der Reguliranker. Die zu diesem gehörige Schenkelwickelung e liegt hinter einer der zwei Bürsten in einer der Lichtleitungen. Die motorische Ankerwickelung ist gestrichelt, die stromgebende ausgezogen. Die übrigen Bezeichnungen, sowie die Wirkungsweise entsprechen. genau dem an Fig. ι bemerkten. Ebenfalls ist eine andere Bewickelung der grofsen Schenkel möglich.

Wir können nun auch in der Art eine Aenderung der Regulirungsweise vornehmen, dafs nicht die Spannung der stromgebenden Wickelung mit zunehmender Belastung durch eine Hülfsspannung erhöht wird, sondern dafs die elektromotorische Gegenkraft der kraftgebenden Wickelung durch die im entgegengesetzten' Sinne wirkende Spannung eines Regulirankers mit zunehmender Belastung verringert wird. Dadurch erhöht sich alsdann die Stromstärke dieser Wickelung, der Anker der MD läuft rascher, ohne dafs ihr Magnetismus verringert zu werden braucht, und es läfst sich daher so einrichten, dafs infolge dessen oder auch bei gleichbleibend raschem Lauf durch ein Zunehmen dieses Magnetismus die MD auf gleichbleibende zweite Klemmenspannung geregelt wird.

Fig. 3 zeigt diese Anordnung mit selbstständiger RD. Die Bezeichnungen sind den bisherigen entsprechend. Der Anker der letzteren R liegt mit der motorischen Wickelung A₁ des Ankers der MD in Reihe zwischen den Klemmen I und II, an denen dem Motor möglichst gleichbleibende Spannung zugeführt wird. Im gleichen Sinne mit dieser Spannung wirkt ebenfalls die Spannung des Ankers R, während natürlich A₁ eine Gegenspannung entwickelt. Indem nun die Schenkel der RD durch eine Wickelung e e erregt werden, welche in einer der von den Bürsten der stromgebenden Wickelung A₂ ausgehenden Leitungen liegt, nimmt somit die Hülfsspannung in R, also der Strom der motorischen Wickelung A₁, mit der Belastung der MD zu, wie das zum Zwecke der Regulirang nöthig ist. Die RD würde also, wie in Fig. ι, entweder von der Achse der MD oder von einer anderen Seite aus- auf möglichst gleichbleibende Umlaufszahl anzutreiben sein.

Baut man den Anker JR auf die gleiche Achse mit dem Anker der Wicklungen A₁ und A₂, so kann auch in diesem Falle die motorische Wickelung direct über beide Anker geführt werden.

Diese Anordnung zeigt Fig. 4. Die Bezeichnungen sind den bisherigen Figuren entsprechend. Die motorische Ankerwickelung, welche sich· in diesem Falle über R und A erstreckt, ist wieder gestrichelt gezeichnet, die stromgebende ausgezogen. Die im Anker R erzeugte Hülfsspannung wirkt also, wie oben bemerkt, in diesem Falle gegen die im Anker A erzeugte Spannung der gleichen Wickelung, also im Sinne der den Klemmen I und II gelieferten Spannung. Die zu -R gehörigen Schenkel sind wieder durch eine directe Wickelung ee der Lichtleitung erregt^ so dafs die motorische Ankerwickelung mit stärkerer Belastung der MD, wie nöthig, mehr Strom erhält, ohne dafs Herabgehen des Magnetismus der grofsen Schenkel nöthig wäre, alles wie an Fig. 3 auseinandergesetzt.

Die Erregung der Schenkel des Gestelles der MD kann auch bei den Einrichtungen der Fig. 3 und 4 auf verschiedene Weise stattfinden. Es ist- in allen Fällen das Anbringen einer directen Wickelung der stromgebenden Hälfte möglich. Dieselbe könnte man im Falle der Fig. 3 und 4 in gleichem Sinne wirken lassen wie n, im Falle der Fig. 1 und 2 im entgegengesetzten. Es ist auch möglich, die Erregung der Schenkel der MD durch eine besondere dritte' Wickelung des grofsen Ankers oder eine besondere Dynamo bewirken zu lassen. Alle diese Abänderungen betreffen, wie gesagt, nicht das Wesen der Erfindung.

Abänderung der Regulirung ist auch auf folgende Art möglich.

Nehmen wir an, eine MD mit beiden Wickelungen gemeinsamem Anker erzeuge bei Volllauf gerade die gewünschte zweite Spannung. Dann wird letztere bei Entlastung über die gewünschte Gröfse steigen. Wir können nun eine RD so anordnen, dafs der Reguliranker diese überschüssige Spannung verschluckt.

In diesem Falle entspräche die Wickelung der RD der Wirkungsweise der Fernleitungs-Dynamo des Erfinders in der Ausführung mit. differentialer Wickelung und würde ebenfalls einen erregenden constanten Nebenschlufs und eine gegenmagnetisirende directe Wickelung er-

halten. In entsprechender Weise können wir
die RD auch mit differentialer Wickelung und
motorischer Wirkungsweise im Kreise der
motorischen Ankerwickelung anordnen, so dafs
sie bei Entlastung der MD durch Hinaufgehen
ihres Magnetismus ihre Gegenspannung erhöht
und dadurch den motorischen Strom, wie
nöthig,'vermindert. In diesen beiden Fällen
wäre also die Spannung der RD entgegengesetzt, wie vorher beschrieben, dafür aber
auch zufolge der differentialen Wickelung mit
der Belastung der MD abnehmend.

Claims (1)

1. Pate nt-Ansprüche:

   ι . Bei einem Transformator-Dynamo, welcher
   kraftgebende und stromgebende Wickelung
   für den transformirten Strom auf demselben
   Anker hat, die Einschaltung eines beson

   deren Regulir-Dynamos in der Weise, dafs der von der Achse des Motor-Dynamo's direct oder durch Uebertragung angetriebene Anker des Regulir-Dynamo entweder in dem Kreise der kraftgebenden oder in dem der strorngebenden Wickelung des Hauptankers liegt, während das magnetische Feld des Regulir-Dynamo durch eine in dem Kreise der stromgebenden Wickelung liegende Schenkelwickelung erregt wird. Bei der Schaltung nach Anspruch i. für den Fall, dafs die dort genannten beiden Anker auf derselben Achse sitzen, die besondere Anordnung, dafs entweder die kraftgebende oder die stromgebende Wickelung hinter' einander über die beiden Anker geführt wird, so dafs nur ein Stromabgeber dieser Wickelung für beide Anker vorhanden ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

   BERLIN. / GEDRUCKT IN DER REICHSDRUCKEREI.