DE61067C - Elektrische Bogenlicht-Maschine mit selbstthätiger Regelung auf gleichbleibende Stromstärke - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Wenn bei einer elektrischen Maschine der magnetische Gleichgewichtszustand während des Betriebes gestört wird, indem beispielsweise das magnetische Feld bezw. die Induction schwächer wird, während die. Stromstärke im Ring dieselbe bleibt, so wird durch die Rückwirkung des Ankermagneten auf den Inductionsmagneten eine Verdrehung der magnetischen Resultante um einen Winkel annähernd proportional dieser Differenz und in der Richtung der Ankerdrehung herbeigeführt. Diesem neuen magnetischen Gleichgewichtszustand mufs dann die Bürstenstellung angepafst, die Bürsten müssen also um gleich viel in derselben Richtung verschoben werden.

Bei den bisher bekannt gewordenen Maschinen wurde dies dadurch bewirkt, dafs das magnetische Feld im Verhältnifs der brennenden Lampen geschwächt und die Bürsten verschoben wurden, was selbstthätig erfolgte.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun eine Maschine, bei welcher die Bürsten eine unveränderliche Stellung, haben, da die Resultirende der Induction in entgegengesetztem Sinne der Ankerdrehung bei Entlastung der Maschine durch Verringerung des Inductionsquerschnittes hergestellt wird, und zwar in einer solchen Abmessung, dafs die Resultante des Ring- und Feldmagneten immer und bei beliebigen äufseren Widerständen in gleicher Richtung bleibt.

Zu diesem Zweck wird eine zweipolige Maschine hergestellt, welche auf jeder Inductionsseite zwei, drei oder mehrere gleichpolige Magnete hat. Die Nordpole sind ebenso wie die Südpole unter sich hinter einander geschaltet; aber es sind die Nord- und Südpole zu einander parallel geschaltet, so dafs sie sich hinter den Magnetwindungen wieder vereinigen.

Bei der Ausschaltung von Lampen bezw. bei Verminderung des äufseren Widerstandes werden nun die Magnete lagenweise ausgeschaltet. Jedoch bleiben immer einige Lagen bezw. eine gewisse Anzahl von Amperewindungen auf den Magneten, damit kein magnetischer Nebenschlufs entsteht.

Würde das eine oder andere Paar von Polen gänzlich ausgeschaltet, so würden die Kraftlinien der übrigen Pole nicht sämmtlich durch das Ankereisen, sondern theilweise auch durch die gänzlich ausgeschalteten Pole gehen. Es würde somit eine theilweise falsche magne- . tische Kraftlinienströmung entstehen, die sich durch Funkenbildung am Stromwender äufsern . würde.

Um diesem Umstand wirksam zu begegnen, müssen nach Art der Wheatstone'schen Brücke so viele Kraftlinien in den ausgeschalteten Magneten bleiben, dafs dieselben den schädlichen magnetischen Nebenschlufs stauen.

Hat man z. B. eine Maschine mit drei Nord- und drei Südpolen von je zehn Lagen, so l'äfst man zweckmäfsig auf dem ersten Pol-' paar vier Lagen, auf dem zweiten zwei Lagen

und auf dem dritten eine Lage dauernd eingeschaltet.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist eine Maschine mit selbstthätiger Regelungsvorrichtung schematisch dargestellt worden , bei welcher die vorliegende Erfindung in einer zweckmäfsigen Ausführungsform zum Ausdruck gelangt.

Die Maschine M ist mit den drei Nordpolen NN¹N'² und den drei Südpolen S S¹ S² ausgestattet. An die eine Bürste B¹ der Maschine ist die Leitung L angeschlossen, in welcher sich die hinter einander geschalteten Bogenlampen L¹ L² L³ . . . befinden. Diese Leitung enthalt ferner den Hülfsmagneten M³ und die Schenkelwickelungen M² der die selbstthätige Regelung bewirkenden elektrischen Hülfstreibmaschinen M¹. Von .M² aus führt die Leitung durch die gezahnte Scheibe / der Regelungsvorrichtung G in die Leitungen w bis w^x2 zu den nordmagnetischen Schenkeln NN¹ N², sowie, zu den zu diesen parallel geschalteten südmagnetischen Schenkeln S S¹ S² und schliefslich zur anderen Bürste B der Maschine.

Der Anker der Maschine kann ein beliebiger sein. Die Magnetwickelung ist in Abtheilungen getheilt und diese sind der Reihe nach zu den Punkten ι bis 12 geführt und von hier aus durch die Zweigleitungen w^l bis w¹² mit den von einander isolirten Stromschlufsstücken C¹ bis C¹² verbunden, welche auf einer Welle D kreisförmig angeordnet sind. Die Stücke C und C¹² sind durch das Stück F getrennt. Die Welle D trägt eiri Schneckenrad J und in dieses greift die auf der Achse der Regelungsmaschine M¹ sitzende Schnecke W. Der Stromwender T der Regelungsmaschine ist in dauernder Berührung mit einer Stromschlufsfeder K\ mittelst der Leitung e¹ ist letztere bei t^l an eine der Windungen des Magnetpoles N angeschlossen. '

Andererseits sind noch die beiden beweglichen Bürsten K¹ und K² vorgesehen, welche von einem drehbaren Hebel A³ getragen werden. Dieser Hebel A^s ist an seinem freien Ende als Anker des Magneten M³ ausge-~ bildet und steht unter dem Einflufs einer Abreifsfeder s.

Die von einander isolirten Bürsten K¹ und K² sind durch die Drähte e² bezw. e mit den Windungen der Schenkel N² und N verbunden. Die Leitung e² ist bei t² an den Punkt des gröfsten Potentials der Maschine, also in der Nähe der positiven Bürste B angeschlossen, während die Leitung e bei t an einen Punkt von sehr viel niedrigerem Potential an die Wickelung des Schenkels Λ⁷² angeschlossen ist.

Die mit den Bürsten K verbundene Leitung e¹ ist an einen Punkt i¹ von mittlerem Potential angeschlossen.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Vorrichtung ist die folgende:

Angenommen, alle Lampen seien eingeschaltet und die Maschine arbeite bei voller Belastung. Hierbei ist die Feder s des Ankerhebels A³ so eingestellt, dafs die Bürsten K¹ und K² die Abtheilungen des Stromwenders T nicht berühren. Die Maschine M¹ ist daher nicht im Betrieb.

In diesem Fall werden alle Magnetwickelungen von N N¹ und JV², -sowie diejenigen von SS¹ und S² vom Strom durchflossen und daher die Magnete bis zu dem gebräuchlichen Sättigungsgrad erregt. Der Strom fliefst hierbei durch die beiden punktirten Drähte α von der Bürste B zu den Magneten N und S, dann zu den Magneten JV¹ und S¹ und von hier zu den Magneten N² und S². .

Von hier fliefst der Strom durch die vollgezeichneten Drähte b nochmals zu den Magneten N und 5, von hier wieder zu den Magneten iV¹ und S¹, sowie schliefslich auch zum zweiten Mal zu den Magneten N² und S².

Hierbei ist zu bemerken, dafs die punktirten und die vollgezeichneten Drähte dieselbe Polarität erzeugen.

Hinter den beiden Magneten N² und S² werden die beiden parallelen Stromläufe a und b wieder vereinigt und durch den Draht w an das Stromschlufsstück C angeschlossen.

Bei voller Belastung der Maschine geht daher der ganze Strom zu diesem Stromschlufsstück und von hier zu der am Schneckenrad / befestigten Bürste E. Aus dem Schneckenrad J tritt der Strom in die an die Schenkelwickelung M² der Regelungsmaschine angeschlossene Bürste P. Von dieser geht der Strom durch die Windungen des Magneten M³, ferner durch die äufsere Leitung L zur zweiten Bürste B' und schliefslich durch den Anker der Maschine zur ersten Bürste zurück.

So lange nun im Lampenstromkreis alles unverändert bleibt, werden die Magnete, bis zum gewöhnlichen Sättigungsgrad erregt.

Sobald jedoch eine oder mehrere Lampen ausgeschaltet oder kurz geschlossen werden, zieht der Magnet M³ infolge der Stromzunahme seinen Anker A³ an. Hierbei kommt die an die Leitung e angeschlossene Bürste K² mit dem Stromwender Γ der. Regelungsmaschine M¹ in Berührung. Auf diese Weise wird die genannte Bürste bei t mit dem Schenkelstromkreis verbunden und ein Zweigstrom fliefst durch die Leitungen e und e^l, indem der Strom von dem Punkt t¹ des höheren Poten-

tials zu dem Punkt t des niedrigeren Potentials durch den Anker der Maschine M¹ fiiefst. Der Ström hat hierbei eine solche Richtung, dafs er dem Schneckenrad J durch die Schnecke W eine Drehung im Sinne des nicht gefiederten Pfeiles ertheilt. Die Schleifbürste E gleitet von dem Stück C auf das Stück C \ so dafs die ersten Abtheilungen der Magnetschenkel N² und S² ausgeschaltet werden. Hierdurch wird die magnetische Wirkung der Schenkel auf den Anker verringert, ohne dafs dabei die magnetische Wirkung der übrigen Schenkel NN* S und S¹ beeinträchtigt würde.

Sobald diese Abnahme der magnetischen Wirkung der Schenkel iV² und S² stattgefunden hat, wird auch der Lampenstrom geringer und der Anker A^s des Hülfsmagneten' M³ nimmt seine Grundstellung wieder ein. Sollte die Ausschaltung der ersten Abtheilungen noch nicht genügen, so werden in leicht verständlicher Weise weitere Abtheilungen der Schenkelwickelungen ausgeschaltet, und zwar so lange, bis entweder der Gleichgewichtszustand erreicht, oder bis alle die durch vollgezeichnete Linien angedeuteten Windungen nach einander ausgeschaltet sind. Nachdem dies geschehen ist, hat man die geringste Leistung der Maschine M erreicht, wobei die punktirt angedeuteten Linien niemals ausgeschaltet werden können. Von den letztgenannten Wickelungsabtheilungen befindet sich eine gröfsere Anzahl auf den Schenkeln N und S und nur je eine auf den Schenkeln N¹ S¹ N* und S².

Diese Anordnung hat den Zweck, die Maschine jederzeit in einem solchen Zustand zu erhalten, dafs sie stets angeht, welches auch der. Widerstand des äufseren Stromkreises sein mag, und dafs auch . ohne Rücksicht auf diesen Widerstand stets eine Wirkung auf die Schenkel N¹ S^l und N² S² ausgeübt wird, denn es ' ist erforderlich, dafs immer eine gewisse Menge Nordmagnetismus in den Schenkeln ■ N¹ N² und eine gewisse Menge Sudmagnetismus in den Schenkeln S¹ S² vorhanden ist, um einen magnetischen Nebenschlufs zu vermeiden.

Nimmt die Stromstärke im äufseren Stromkreise ab, so kommt die Bürste K¹ mit dem Stromwender yder Hülfsmaschine in Berührung. Dadurch geht ein Strom in solcher Richtung durch den Anker der Hülfsmaschine, dafs das Schraubenrad J in der Richtung des gefiederten Pfeiles gedreht wird. .

Auf diese Weise wird die erforderliche Anzahl von W^Tickelungsabtheilungen wieder in den Stromkreis eingeschaltet.

Durch die beschriebene Anordnung sollen die Stromwenderbürsten BB¹ stets ■ in einer bestimmten Stellung gehalten und Funkenbildung an den Bürsten bei allen Belastungen vermieden werden können.

Diese Wirkung erklärt sich aus folgender Betrachtung:

Wenn die Maschine bei voller Belastung arbeitet, so geht die Resultirende aller magnetischen Kraftlinien durch die Mitte der Schenkel 2V¹ und S¹; dieselbe wird durch die Linie y² veranschaulicht. Wenn der Magnetismus der Schenkel N² S² durch Ausschalten der Wickelungsabtheilungen am schwächsten ist, liegt die Resultirende v^l in der Mitte zwischen den Schenkeln JViV¹ und S S\ Werden dann noch die Wickelungsabtheilungen der Schenkel 2V¹ und S¹ ausgeschaltet, so geht die Resultirende ν durch die Mitte der Schenkel IV und. S.

Durch das Ausschalten von Wickelungsabtheilungen werden daher bei der Abnahme des Lampenstromes die Kraftlinien in der der Ankerdrehung entgegengesetzten Richtung verschoben. Bei einer Zunahme des Lampenstromes ist das Entgegengesetzte der Fall.

Diese Art, die Verschiebung des magnetischen Feldes je nach der Belastung des äufseren Stromkreises zu regeln, bildet das Grundwesen vorliegender Erfindung.

Selbstverständlich können die verschiedenen Einrichtungen der Maschine, welche die selbstthätige Regelung vermitteln, in mannigfacher Weise abgeändert werden, ohne dafs dadurch das Wesen vorliegender Erfindung beeinträchtigt würde. So könnte z. B. die Hülfsmaschine M² anstatt an verschiedene Punkte der Schenkelwickelung auch an eine Lampe oder an "einen in die äufsere Lampe eingeschalteten Widerstand angeschlossen sein.

Auch könnte man das beschriebene Regelungsverfahren bei einer mehrpoligen Maschine anwenden , wozu jeder Sachverständige an der Hand vorliegender Beschreibung ohne Weiteres im Stande sein wird.

Claims (2)

1. Patent-ANSPruche:

   ι. Das.Verfahren, eine Dynamomaschine auf gleichbleibende Stromstärke zu regeln, dadurch gekennzeichnet, dafs der Inductionsquerschnitt, je nach der gröfseren oder geringeren Belastung der Maschine, vergröfsert oder verkleinert wird, indem die einzelnen Magnetkerne jedes Poles in umgekehrter Richtung wie die Ankerdrehung ausgeschaltet werden, wenn die Belastung abnimmt, und in derselben Richtung wie die Ankerdrehung eingeschaltet werden, wenn die Belastung zunimmt.
2. 2. Zur Ausführung des durch Anspruch ι. gekennzeichneten Verfahrens eine Maschine mit mehreren hinter einander geschalteten Magnetkernen für jeden Pol eines magnetischen Feldes, wobei die einzelnen Magnetkerne mit mehreren hinter einander ge-

   schalteten Wickelungsabtheilungen versehen sind, die je nach der Belastung des äufseren Stromkreises aus- oder eingeschaltet werden, um die Kraftlinien des durch die Pole erzeugten magnetischen Feldes theilweise unterdrücken zu können.

   Bei der durch Anspruch 2. gekennzeichneten Maschine die Schwächung des magnetischen Feldes durch Ausschalten von W^rickelungsabtheilungen der einzelnen Magnetkerne derart, dafs letztere stets eine ■ bestimmte Wickelung behalten, um die Bildung magnetischen Nebenschlusses zu vermeiden.

   Bei der durch Anspruch 2. gekennzeichneten Maschine die Anordnung aller Nordmagnetkerne auf der einen und aller Südmagnetkerne auf der anderen Seite des Ankers, wobei ein paarweises Aus- und Einschalten von Magnetwindungen durch eine selbstthätige Regelungsvorrichtung bewirkt wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.