DE671573C - Einrichtung zur Speisung elektrischer Lichtboegen - Google Patents

Einrichtung zur Speisung elektrischer Lichtboegen

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DE671573C
DE671573C DEM132425D DEM0132425D DE671573C DE 671573 C DE671573 C DE 671573C DE M132425 D DEM132425 D DE M132425D DE M0132425 D DEM0132425 D DE M0132425D DE 671573 C DE671573 C DE 671573C
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B31/00Electric arc lamps
    • H05B31/0042Mounting; Connecting
    • H05B31/0045Mounting; Connecting of individual lamps; Associated impedances

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  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Einrichtung zur Speisung elektrischer Lichtbögen Es sind bereits Einrichtungen bekannt, welche aus einer einen Verbraucherstromkreis speisenden Stromquelle und einem Regler bestehen, der die durch diese Stromquelle gelieferte Leistung W = U I konstiant hält.
  • Diese bekannten Einrichtungen, welche wohl las Produkt U I, nicht aber die einzelnen Faktoren desselben regeln, sind in den Fällen nicht benutzbar, bei denen der Stromverbraucher aus einem elektrischen Lichtbogen besteht, bei dem der Spannungsbedarf in Abhängigkeit von der Zeit und von der gegenseitigen Stellung der Kohlen wechselt.
  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Speisung eines oder mehrerer elektrischer Lichtbögen durch eine Gleichstromquelle; sie kennzeichnet sich durch eine aus festen Teilen bestehende Regelvorrichtung, die in Verbindung mit Gleichrichtern Magnetkerne aufweist, deren jeder eine von Wechselstrom durchflossene Wicklung und eine-von Gleichstrom durchflossene Wicklung trägt, wobei die von Gleichstrom durchflossenen Wicklungen auf die von Wechselstrom durchflossenen Wicklungen durch Änderung der Sättigung der gemeinsamen magnetischen Kerne° derart wirken, daß die Spannung der Stromquelle den Veränderungen der Spannung an den Lichtbogenkleinmen folgt, während die durch die Stromquelle gelieferte Stromstärke sich im umgekehrten Verhältnis ändert wie die Stromstärke im Lichtbogen und somit die Charakteristiken des durch die Gleichstromquelle den Elektroden gelieferten Stromes ohne Verzögerung und fortgesetzt geändert werden, derart, daß zuerst zwischen den miteinander in Berührung gebrachten Elektroden eine die Entflammung hervorrufende Spannung erzeugt wird, welche dann dem Durchgang des Kurzschlußstromes höchster Stärke durch die in gegenseitiger Berührung stehenden Elektroden entspricht und schließlich nach der gegenseitigen Entfernung der Elektroden von dem Widerstand des Lichtbogens abhängig ist,- der durch den Abstand der Elektroden und die Stärke des hindurchgehenden Stromes bestimmt ist.
  • Die Figuren zeigen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes, und zwar Fig. i ein Schaltschema einer durch einen Generator gespeisten Stromversorgungsanlage für eine Bogenlampe, Fig. a ein Schaltschema einer Anlage zur Speisung einer Bogenlampe mittels eines Gleichrichters und Fig.3 ein Schaltschema einer Anlage, welche zwei Bogenlampen enthält, die durch ein Stromversorgungsorgan gespeist werden.
  • Bei der in Fig. i dargestellten Anlage ist als Stromverbraucher ein mit Kohlestiften il und 12 versehenes Lichtbogengerät i verwendet, das durch den Strom eines Generators z gespeist wird. Die Erregung 3 dieses Generators wird durch einen Gleichrichter 8 gespeist, der seinerseits an die Sekundärspule 152 eines Transformators 15 angeschlossen ist: Eine zusätzliche Erregung 31, die in Reihe mit dem Lichtbogen i geschaltet ist, erzeugt ein Feld, das dem durch die Erregung 3 erzeugten entgegengesetzt ist, so daß jeglicher Kurzschluß in dem Generator :2 insbesondere beim Anlassen vermieden wird.
  • Die Primärspule 151 des Transformators 15 ist an zwei gegenüberliegenden Punkten 6a und 6b einer Wheatstonebrücke angeschlossen, während die Wechselstromspeiseleitungen mit zwei anderen Punkten 5a und 5b dieser Wheatstonebrücke verbunden sind.
  • In den Stromkreis der Wheatstonebrücke ist ein im Gleichgewicht befindliches und kompensiertes Regelgerät eingeschaltet, um den Stromerzeuger, z. B. den Generator 2, dem Stromverbraucher; z. B. dem Lichtbogengerät i, anzupassen.
  • Das Regelgerät besteht aus zwei Spülen 6 und 7 von veränderlicher Recktanz, welche zwei Äste der Wheatstonebrücke bilden, während zwei Spulen oder feste Widerstände 23a, ä3b die beiden anderen Äste der Wheatstone-Brücke bilden.
  • Die Recktanz der Spule 6 wird durch den Strom bestimmt, der eine in Reihe mit dem Lichtbogen i liegende Spule c9 durchfließt.
  • Die Recktanz der Spule 7 wird durch den Strom bestimmt, der eine an die Klemmen des Gerätes i über einen Regelwiderstand 29 und einen Widerstand 27 angeschlossene Spule i i durchfließt.
  • Der Widerstand 27 kann selbsttätig durch Schließen eines Unterbrechers 25, 26 kurzgeschlossen werden. Der bewegliche Anker 25 dieses Unterbrechers steht unter dem Einfluß einer Feder 28, welche bestrebt ist, den Anker 25 von seinem Gegenkontakt 26 abzuheben und damit den Widerstand 27 wirksam zu machen. Dieser Feder 28 wirkt ein Elektromagnet 24 entgegen; welcher von dem durch das Lichtbogengerät i gehenden Strom durchflossen wird, so daß der Anker 25 gegen den Kontakt 26 gezogen und der Widerstand 27 kurzgeschlossen wird.
  • Der Regelwiderstand ro ermöglicht eine leichte Veränderung der Spannung an den Klemmen der Erregung 3, um die Stärke des Lichtbogens nach Belieben einstellen zu können.
  • Die beschriebene Einrichtung wirkt auf folgende Weise: Zunächst sei angenommen, daß der Lichtbogen i unterbrochen und die Kohlen il, 12 voneinander entfernt seien. Wenn nun der Wechselstrom 5a, 5b eingeschaltet wird, wird. der Generator :2 durch den Strom erregt, der durch den Nullpunkt in der Diagonale der Wheatstonebrücke, an den der Transformator 15 angeschlossen ist, geht, wobei die Wheat stonebrücke etwas aus dem Gleichgewicht gebracht wird. Wenn der Generator .2 erregt ist; kommt Spannung an die Klemmen des Lichtbogengerätes i, und ein Strom durchfließt gleichzeitig die Spule i i, wodurch die Wheatstonebrücke noch mehr aus dem Gleichgewicht ge- bracht wird. Der Strom verstärkt sich dann in dem Gleichrichter 8 und infolgedessen in der Erregerwicklung des Generators 2ä so daß die Spannung bis zu einem gewissen Wert zunimmt, welcher groß genug ist, um durch eine nicht dargestellte Einrichtung den Lichtbogen zu zünden. Dieser Spannungswert ist durch den Wert des festen Widerstandes 27 bestimmt.
  • Wenn der Lichtbogen i hergestellt ist, zieht der Elektromagnet 24 den Anker 25 an, so daß der Kontakt 25, 26 hergestellt und der Widerstand 27 kurzgeschlossen wird.
  • Die Wheatstonebrücke kommt infolge der Verminderung der Recktanz in der Spule 6 durch den Stromfluß in der Spule 9 teilweise wieder in das Gleichgewicht, so daß die Spannung des Generators 2 sich genau auf den Wert einstellt; der an den Klemmen des Lichtbogengerätes i benötigt wird.
  • Um zu vermeiden, daß gegebenenfalls in dem Wechselstromspeisenetz 5a, 55b auftretende Schwankungen die Wirkung des Lichtbogens beeinflussen, ist die Anlage nach Fig. i durch einen Regelstromkreis vervollständigt. Dieser Stromkreis enthält einen an das Wechselstromnetz angeschlossenen Transformator tos dessen Sekundärspule Zog einen Gleichrichten i9 speist. Dieser Gleichrichter arbeitet auf Ausgleichswicklungen 30, 31, welche die Recktanz der Spule 116 und 7 beeinflussen, und zwar, da die Wicklungsrichtungen verschieden sind, in entgegengesetztem Sinn: Die Wicklung 3o addiert ihre Wirkung zu der der, Spule 9, während die Wirkung der Wicklung 31 von der der Spule i i abzuziehen ist.
  • Unter diesen Umständen entspricht jeder Stromschwankung im Wechselstromspeisenetz eine Veränderung in den Spulen 30 und 31; durch die Wirkung dieser Regelwicklungen auf die Recktanzen 6 und 7 wird die gewünschte Kompensation des Speisestromes für die Erregung 3 des Generators und infolgedessen der Spannung an den Klemmen des Lichtbogengerätes i erreicht.
  • Bei der Anlage nach Fig.2 erfolgt die Stromversorgung des Lichtbogens i von einem Gleichrichter q.o aus, der durch eine Wechselstromquelle 5a, 5b gespeist wird.
  • Bei dieser Anlage besteht die Regelvorrichtung aus den Selbstinduktionsspulen 6 und 7 veränderlicher Recktanz und zwei zusätzlichen Gleichrichtern 4ia, 41b, die durch die Wechselstromquelle gespeist werden und in Reihe geschaltet sind.: Die Regelvorrichtung steuert über eine Selbstinduktionsspule 42 den Speisestromkreis. Der durch die zusätzlichen Gleichrichter 41a, 41b in die Spule 43 des Selbstinduktionsgerätes 42 geschickte Strom hängt von den entsprechenden Werten der Reaktanzen der Spulen 6 und 7 ab, die ihrerseits durch die Spulen 9 und i i gesteuert werden. Die Wirkung der Spule 9 ist von dem den Lichtbogen i durchfließenden Strom abhängig, während die Wirkung der Spule i i von der Spannung an den Klemmen des Lichtbogengeräls i abhängig ist. Die Spule 43 des Selbstinduktors 42 steht ebenfalls mit dem Lichtbogen i in Beziehung, und zwar über die Regelvorrichtung.
  • Die Anlage nach Fig. 2 wird vervollständigt durch einen Regelwiderstand 16, welcher die Einstellung verschiedener Wirkungsstärken ermöglicht.
  • Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 werden zwei Stromverbraucher, z. B. elektrische Lichtbögen ja, i b, durch einen Stromerzeuger, z. B. Generator 2, gespeist.
  • Die Erregerwicklung 3 des Generators 2 wird durch einen Gleichrichter 8 gespeist, der mit einer zwei Selbstinduktionsspulen 6, 7 veränderlicher Reaktanz aufweisenden Regelvorrichtung vereinigt ist.
  • Die beiden Lichtbögen ja und ib sind untereinander parallel und mit Widerständen goa, 50b in Reihe geschaltet. Letztere können durch Schalter 51a, 5ib kurzgeschlossen werden. Die Schalter 5ia, 5ib können miteinander verbunden sein.
  • Die Wicklung i i der Reaktanz 7 ist an die gemeinsamen Klemmen der beiden Lichtbogen angeschlossen, deren Stärke durch einen Widerstand 52 regelbar ist.
  • Auf demselben Magnetkreis wie die Wicklung i i und die Selbstinduktionsspule 7 sind zwei Kompensationswicklungen 53, 54 mit geeignet gewählten Wicklungsrichtungen angeordnet und mit den Klemmen der Widerstände 50a und 50b verbunden.
  • Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn der Schalter 5 1' geschlossen ist, ist der Lichtbogen ja in Tätigkeit, wobei der Generator 2 durch die Regelvorrichtung 6, 7 geregelt wird.
  • Wenn man den zweiten Lichtbogen ib einschalten will, wird der Schalter 5 ja geöffnet. Wenn der Lichtbogen ib in Betrieb ist und man will den Lichtbogen ja abschalten, so unterbricht man dessen Stromkreis und schließt dann den Schalter 5,b, derart, daß von diesem Augenblick ab der Lichtbogen ib durch den Generator 2 unter denselben Bedingungen gespeist wird wie vorher der Lichtbogen ja.
  • Die Kompensationswicklungen53, 54, welche die Spannung des Generators 2 in dem geeigneten Sinne zu verändern haben, erhalten während der obenerwähnten verschiedenen Maßnahmen in dem oder den in Betrieb befindlichen Lichtbögen eine konstante Intensität, ohne daß es notwendig ist, den Widerstand 52 zu bedienen.
  • Bei der Einrichtung nach Fig. 3 ist überdies die Wirkung der Kompensationswicklungen 53, 54, welche den Lichtbögen ja, ib entsprechen, gleich, ohne Rücksicht darauf, in welcher Reihenfolge die Lichtbögen ja, i in Betrieb gesetzt werden.
  • Zu diesem Zweck ist zwischen die Lichtbögen ja, ib und die Kompensationswicklungen 53, 54 ein selbsttätiges Doppelrelais eingeschaltet.
  • Dieses Doppelrelais enthält zwei Spulen 55a, 55b, die je in Reihe mit dem zugehörigen Lichtbogen ja bzw. ib geschaltet sind; ein schwingender Anker 56, der durch die Spulen 55a und 55b angetrieben wird, kann die in Reihe mit den Wicklungen 53 und 54 geschalteten Widerstände 57 und 58 kurzschließen.
  • Unter diesen Umständen wird, wenn einer der Lichtbögen i eingeschaltet ist, die zugehörige Spule 55a oder 55b erregt, und der Anker 56 verbindet die Kontakte 59, 6o, wodurch der in Reihe mit der dem Lichtbogen ja zugehörenden Wicklung 53 liegende Widerstand 57 kurzgeschlossen wird, während der Widerstand 58 in dem Stromkreis der Wicklung 54, welche dem Lichtbogen ib entspricht, eingeschaltet wird.
  • Infolgedessen wird die Wicklung 53 stärker erregt, wenn Lichtbogen ja eingeschaltet wird und der erste Lichtbogen ib in Tätigkeit bleibt, da der Schwinganker 56 in seiner ursprünglichen, in Fig.3 gezeichneten Lage verbleibt. Wenn man aber den Lichtbogen ib, der vorher gebrannt hat, auslöscht, bewegt sich der Anker 56 in Richtung des Pfeiles f i und führt den notwendigen Ausgleich für diesen Lichtbogen ja auf den richtigen Wert für alleinige Tätigkeit wieder herbei.

Claims (12)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Speisung eines oder mehrerer elektrischer Lichtbögen durch eine Gleichstromquelle, gekennzeichnet durch eine aus festen Teilen bestehende Regelvorrichtung, die in Verbindung mit Gleichrichtern Magnetkerne aufweist, deren jeder eine von Wechselstrom durchflossene Wicklung und eine von Gleichstrom durchflossene Wicklung trägt, wobei die von Gleichstrom durchflossenen Wicklungen auf die von Wechselstrom durchflossenen Wicklungen durch Änderung der Sättigung der gemeinsamen magnetischen Kerne derart wirken, daß die Spannung der Stromquelle den Veränderungen der Spannung an den Klemmen des Lichtbogens folgt, während die durch die Stromquelle gelieferte Stromstärke sich in umgekehrtem Verhältnis ändert; wie die Stromstärke im Lichtbogen und somit die Charakteristiken des durch die Gleichstromquelle den Elektroden gelieferten Stromes ohne Verzögerung und fortgesetzt geändert werden, derart, daß zuerst zwischen den miteinander in Berührung gebrachten Elektroden eine die Entflammung hervorrufende Spannung erzeugt wird, welche dem Durchgang des Kurzschlußstromes höchster Stärke durch die in gegenseitiger Berührung stehenden Elektroden entspricht und - schließlich nach der gegenseitigen Entfernung der Elektroden von dem Widerstand des Lichtbogens abhängig ist, der durch den Abstand der Elektroden und die Stärke des hindurchgehenden Stromes bestimmt ist.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine in Abhängigkeit von der Verbraucherklemmenspannung erregte Wicklung (ii) und eine mit dieser in Wechselwirkung arbeitende Reaktanzwicklung (7), welche ihrerseits die Erregerwicklung (3) des Generators (2) beeinflußt (Fig. i).
  3. 3: Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (i i und 7) auf einem gemeinsamen geschlossenen Magnetring sitzen, wobei das Feld der ersten Wicklung (i i) die Selbstinduktion der Reaktanzwicklung (7) steuert.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine zusätzliche Erregerwicklung (31), die in Reihe mit dem Lichtbogen (r) geschaltet ist und ein der Haupterregung (3) entgegengerichtetes Feld erzeugt, um Kurzschlüsse im Generator (2) zu verhindern (Fig. i).
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung in Form einer Wheatstonebrücke angeordnet ist, wobei die Selbstinduktionsspulen (6, 7) veränderlicher Reaktanz mit Widerständen oder regelbaren Selbstinduktionsspulen (23a und 23b) verbunden sind, welche die Herstellung des Gleichgewichtszustandes der Regelvorrichtung gestatten (Fig. r).
  6. 6. Einrichtung nach Anspruch i bis 5, gekennzeichnet durch ein Relais (24, 25), welches den Stromkreis des Lichtbogens steuert und einen in diesem Stromkreis liegenden Widerstand (27) ein- oder ausschaltet, um im Augenblick einer gegenseitigenBerührung derKohlenstifte (il; i=) des Lichtbogengerätes ein.,en plötzlichen Spannungsabfall des Generators und schädliche Überströme zu vermeiden.
  7. 7. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, gekennzeichnet durch eine Kompensationsvorrichtung (ig, 2o), welche an das Wechselstromspeisenetz (5d, 5b) angeschaltet ist und. auf die Regelorgane (6, 7, 23' und 23b) einwirkt und Störungen im Verbrauchsstrom infolge von Stromschwankungen im Speisenetz verhindert (Fig. i).
  8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrichtung aus zwei in den Regelstromkreis (6, 7) eingefügten Kompensationswicklungen (3ö, 31) besteht, die in entgegengesetztem Sinn auf die Regelvorrichtung (6, 7) wirken. g.
  9. Einrichtung nach Anspruch i, bei der der elektrische Lichtbogen unmittelbar an einen Wechselstromgleichrichter angeschlossen ist, gekennzeichnet durch ein Regelorgan (7); welches durch die Spannung an den Klemmen des- Stromverbrauchers (i) gesteuert wird und seinerseits die Spannung des Gleichrichters (4o) steuert, derart, daß diese auf den für den Lichtbogen (i) notwendigen Wert eingestellt wird (Fig. 2). io.
  10. Einrichtung nach Anspruch g, gekennzeichnet durch zwei in Reihe geschaltete Gleichrichter (4ia, 4,b), deren einer durch ein Regelorgan (7) gesteuert ist, das von der Spannung des zu den Lichtbogen fließenden Stromes abhängt, deren anderer durch ein von der Stärke des genannten Stromes abhängiges Regelorgan (6) gesteuert ist. ii.
  11. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, däß mehrere das Regelorgan (6, 7) steuernde Lichtbögen (ja, ib) untereinander parallel und mit Widerständen (50a, 50b) in Reihe geschaltet sind, wobei die Widerstände durch Schalter (5 ia und 5 ib) kurzgeschlossen werden können (Fig. 3).
  12. 12. Einrichtung nach Anspruch i i, gekennzeichnet durch ein selbsttätiges Relais (55a und 55b, 56), das zwischen die Lichtbögen (ja> lb) und die das Regelorgan (6,7) steuernden Kompensationswicklungen (53, 54) eingeschaltet ist und selbsttätig einen zusätzlichen Widerstand (57, 58) in den Stromkreis der dem nach Inbetriebsetzung des ersten Lichtbogens eingeschalteten Lichtbogen (ja, ib) zugehörigen Kompensationswicklung (53, 54) schaltet.
DEM132425D 1934-10-29 1935-10-25 Einrichtung zur Speisung elektrischer Lichtboegen Expired DE671573C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1069780B (de) * 1959-11-26
US2924750A (en) * 1958-01-23 1960-02-09 Miller Electric Mfg Saturable core control means
DE1083429B (de) * 1957-09-17 1960-06-15 Bbc Brown Boveri & Cie Anordnung zum Betrieb von Hochdruck-Entladungslampen, insbesondere Quecksilber-Dampflampen

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