DE747035C

DE747035C - Selbsttaetige elektrische Beleuchtungseinrichtung mit Dynamomaschine und Sammlerbatterie

Info

Publication number: DE747035C
Application number: DEA89848D
Authority: DE
Inventors: Francois Mauron
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1939-07-13
Filing date: 1939-07-13
Publication date: 1944-09-04
Also published as: CH214996A; FR877215A

Description

Selbsttätige elektrische Beleuchtungseinrichtung mit Dynamomaschine und Sammlerbatterie Die Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige elektrische Beleuchtungseinrichtung mit Dynamomaschine und Sammlerbatterie, bei welcher die Verbraucherspannung und die für die Batterieladung notwendige höhere Spannun- durch zwei getrennte Regler geregelt wird. Bei bisherigen Einrichtungen dieser Art wird der eine Regler an der ganzen Verbraucherspannung und der andere an der ganzen Ladespannung angeschlossen. Dies bedingt aber, daß beide Regler sehr genau arbeiten müssen, und infolgedessen konnten bis jetzt nur sehr präzise und entsprechend teure Regler. für diese .Beleuchtungseinrichtungen angewendet werden, eine Tatsache, die sich selbstverständlich nachteilig auswirkt.
Man hat auch bereits eine Einrichtung getroffen, bei welcher der eine Regler auf den Strom im Verbrauchernetz, also unabhängig vom Spannungsabfall im Vorschaltwiderstand anspricht, der andere Regler auf die Spannur- im Verbrauchernetz. Diese Lösung hat den Nachteil, daß eine annähernd konstante Spannung nur indirekt erreicht werden kann. Die AMT der Reglerspule sind .dem Strom proportional. Da die Zugkraft eines Magneten mit dem Ouadrat des Stromes zunimmt, so muß die Wegzugkraftkurve der Feder einen gebogenen Charakter haben oder die Stufung des Widerstandes einen angepaßten Verlauf besitzen.
Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil bei einer selbsttätigen elektrischen Beleuchtungseinrichtung mit Dynamomaschine und Sammlerbatterie, bei welcher die Verbraucherspannung und die für Batterieladung notwendige höhere Spannung durch zwei getrennte Regler in der Weise geregelt wird, daß die Verbraucherspannung durch einen Feldregler konstant gehalten wird, dadurch beseitigt, daß als zweiter Regler (Lampenregler)-- ein Spannungsregler, der den Spannungsabfall im Lampenwiderstand konstant hält, verwendet wird. Wenn angenommen wird, daß die Differenzspannung zwischen Verbraucherspannung und Ladespannung nur etwa 10°,1a .der. Gesamtspannung ausmacht, genügt beispielsweise als zweiter Regler ein Zu- Satzregler mit einer ioprozentigen Genauigkeit, um diegesamteSpannung innerbalheiner Toleranz von - _-' i °%o konstant zu halten.
In manchen Fällen ist es sehr vorteilhaft, wenn der an die Differenzspannung angeschlossene Zusatzregler als astatischcr, finit einer Dämpfung versehener Regler ausgebildet wird. Dieser Regler ist dann von der Stromstärke im Verbrauchernetz unabhängig, -d.li. die Größe .der Zusatzspannung ändert sich nicht j e nach der Stellung des Reglers.
Gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung wird ferner der Zusatzregler außer der Spannungswicklung mit zwei durch den Erregerstrom beeinflußten Wicklungen versehen, von ,Jenen die eine .durch den gesamten Erregerstrom durchflossen ist und die andere durch eine vorn Erregerstroh und von den Stellungen des Feldreglers abhängige Spannung erregt ist, zum Zwecke, den Regelwiderstand des Zusatzreglers vor dein Parallelschalten der Dynamomaschine zur Batterie oder vor dein Wiederöffnen des Stromkreises auf ein Minimum herabzusetzen. Aus dieser Anordnung ergibt sich der Vorteil, daß bei Zu- und Abschalten der Ladedvnamomaschine zur Batterie ein sprunghafter Übergang v ermie-(teil wird.
All Hand der Zeichnung ist die Erfindung näher erläutert, und zwar zeigt die Figur ein Prinzipschema der Beleuchtungseinrichtulig.
In der Fig. i stellt i den Anker eines Gleichstromgenerators mit der Erregerwicklung 2 dar. B ist eine Akkumulatorenbatterie und C das Verbrauchernetz. Der Feldregler . finit der Spannungswicklung 5 bewegt den Kern 6 gegen die Kraft der Feder ; und verschiebt den Kontakt 8 auf dein Widerstand g. io ist ein Spannungsrelais, dem die Aufgabe zufällt, einerseits den Stromkreis zwischen dein Generator und der Batterie zu schließen bzw. zti öffnen und anderseits die Kohlensäule hei stillstelindem Generator i kurzzuschließen. 1)cr Kohledruckreglermagnet 12 ist illit ,ler Spannungswicklung i3,' den F_rregerstromwicklungen 14, 1 5 und den Licht- m il Ladestromwicklungen 16 und 17 versehen. ,d ist eile Anker, der unter dein Einfluh des Magneten 12 stellt. Der Widerstand ig liegt parallel zur Spanntillgsspil.l.e 5 .des Feldreglers und ist mir bei laufendem Generator i, d. 1i. bei angezogenem Spannungsrelais io, unter Spannung gesetzt. Der Widerstand ig hat (teil Zweck, einen zusätzlichen Spannungsabfall ini Widerstand i i zu erzeugen. und zwar so, dall auch beim Stroniverbraucb Null ini Netz der gewünschte Abfall erzeugt wir,l. Der Widerstand ig kann in Wegfall kommen, wenn die Wicklung 5 entsprechend beinessru wird. Mittels des Schalters 20 wird las Lichtnetz C ein- bzw. ausgeschaltet. .,1 un 1 22 sind 1NebenschluBwiderstände zur Speisung der Wicklungen 16 und 17. Diese Widerstände sind mit Anzapfungen versehen, so daß die -2%löglich:keit gegeben ist, bei ein und derselben Wicklung verschiedene C harakterIstiken einzustellen. Der Anker iS des Zusatzreglers ist mit einer nicht gezeichneten D:inipfung versehen.
Die Einrichtung gemäß der Erfindung arbeitet wie folgt: Bei Stillstand des Geilerätors i befindet sich das Relais io in der gezeichneten Stellung. Der untere Hauptkontakt ist dabei geschlossen, und dadurch ist der veränderliche Widerstand i i kurzgeschlossen. Bei geschlossenem Schalter 2o fließt der Lichtstrom aus der Batterie B über den Nebenschlußwiderstand 22 und über den unteren Hauptkontakt des Relais io in .das Lichtnetz hinein. Sobald bei Zunahme der Drehzahl der Generator allnähernd dieRuhespannung der Batterie erreicht hat, fließt einerseits der ganze Erregerstrom über die Wicklung i4. und anderseits Strom über d.ieWicklungen 13 und 5, welche in Reihe geschaltet sind; der Strom ist somit der Spannung proportional. Unter dem Einfluß dieser beiden Ströme wird der Anker 18 mit maximaler Kraft gegen den Kern 1.2 gezogen und preßt somit den Kohlesäulenwiderstand i i zusammen, so daß der Wert des Widerstandes-ein Minimum beträgt. Bei weiterem Steigen der Generatorspannung um ein weniges über die Ruhespannung der Batterie wird das Relais io mit Spannungswic.kltilig iou seinen Anker anziehen. io, ist ein Widerstand, der bei angezogenem Relais io ili Reihe finit .der Spannungsspule iou gesclialtrt wird. Dadurch wird einerseits der Generator parallel zur Batterie und anderseits der Widerstand i t in Reihe zum Lichtnetz geschaltet. Mittels des Hilfskontaktes iol, werden gleichzeitig die Wicklung 13 parallel zum Regel-Widerstand i i und Wicklung 5 parallel zum Lichtnetz geschaltet. Unter dem Einfluß der Wicklung i.f bleibt der Anker 18 maximal angezogen, so daß der Widerstand i i immer noch auf dem minimalen Wert bestehen bleibt. Bei weiterer Zunahme der Drehzahl des Generators steigt auch seine Spannung, finit ihr die Spannung am Lichthetz. Sobald die Netzspannung um einen kleinen Betrag den normalen Wert überschreitet, überwiegt rlie Zugkraft des Magneten 5 diejenige der Feder 7. I)er Kontakt-, bewegt sich Tiber den Widerstand 9 und schaltet ihn stufenweise in den I#.rrrgrrhreis des Generators ein, bis die Netzspannung wieder Steil Sollwert erreicht hat. l:s erfo'..t also bei jeder Zunahme der Geschwindigkeit eine weitere Vorschaltung des Widerstandes(-) in den Erregerkreis. Sobald -1r1- läc>lltakt S auf (-tun Punkt y" gelangt ist, flirlit rill Ti-il des Erregerstromes über die Wicklung 15, welche entgegen der Wicklung 14 geschaltet ist. Da die Bemessung der Spule 15 und ,des Widerstandes 9 bis zur Stufe 9Q so getroffen ist, daß beide Wicklungen gleich viel Amperawindungen erzeugen, ist die resttltierende Wirkung beider Wicklungen gleich Null. Der Anker 18 steht nun nur .noch unter dem Einfluß der Spannungswicklung 13, d. h. der Spannungsabfall im Widerstand i i wird konstant gehalten. In sämtlichen Stellungen des Kontaktes 8 zwischen dem Punkt 9a und dem Ende .des Widerstandes g bleiben .die von den Spulen i,4 und 15 erzeugten Amperewindungen stets gleich groß, aberentgegengerichtet, so daß ihre Wirkung gleich .k,Zull ist. Bei .Abnahme der Drehzahl und sobald der .Kontakt 8 die Stelle 9" überschritten hat, nehmen .die Amperewindungen der Spule 15 wieder ab, und zwar bis auf Null, wenn der Kontakt 8 wieder in seiner Endstellung ist. Der Widerstand ii ist somit wieder auf sein Minimum zurückreguliert. Wenn für die Zu- bzw. Abschaltung der Spule 15 mehrere Stufen benutzt werden, erfolgt der Übergang ohne, jeglichen merkbaren Sprung, unid jede Pumpgefahr ist .ausgeschlossen.
Damit die Zusatzspannung, die für eine angemessene Ladung der Batterie nötig ist, je nach den Betriebsverhältnissen richtig geregelt wird, .ist der Reglermagnet 12 mit zwei weiteren Wicklungen 16 und 17 versehen, von denen .die erstere unter ;dem Einfluß des Lichtstromessteht, und zwar so, daß die Zusatzspannung mit dem Lichtstrom zunimmt. Die zweite Wicklung 17 dagegen ist vom Ladestrom bzw. Generatorstrom .durchflossen und unterstützt die Spannungsspule 13; sie hat den Zweck, .den Lade- bzw. Dynamostrom zu begrenzen: Die Nebenschlußwiderstände 21 und 22 sind mit Anzapfungen versehen, die ermöglichen, den Regler an verschiedene Batteriegrößen und an verschiedene maximale Lichtströme nur durch Umklemnmung im Regler anzupassen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Selbsttätige elektrische Beleuchtungseinrichtung mit Dynamomaschine und Sammlerbatterie, bei -welcher die Verbraucherspannung und die für Batterieladung notwendige höhere Spannung durch zwei getrennte Regler ,in der Weise geregelt wird, daß .die Verbraucherspannung :durch einen Feldregler konstant gehalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß als zweiter Regler (Lampenregler) ein Spannungsregler, der den Spannungsabfall im Lampenwiderstand konstant hält, angeordnet ist. :. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Regler als astatischer Zusatzregler mit einer Dämpfung ausgebildet ist. 3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzregler außer der Spannungswicklung (13) zwei durch den Erregerstrom beeinflußte Wicklungen besitzt, von denen die eine (14) durch den gesamten Erregerstrom .durchflossen ist und die andere (15) durch eine vom Erregerstrom und von der Stellung des Feldreglers abhängige Spannung erregt ist, zum Zwecke, den Regelwiderstand des Zusatzreglers vor ziem Parallelschalten der Dynamomaschine zur Batterie oder vor dem Wiederöffnen des Stromkreises auf ein Minimum zti vermindern. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzregler außer der Spannungswicklung (13) zwei Reglerwicklungen besitzt, von denen die eine (17) durch den Batterieladestrom (magnetisierend) und die andere (16) durch den Lichtstrom (entmagnetisierend) durchflossen ist. 5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch i bis .t, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzregler außer der Spannungs,wicklung(13) zwei Regelwicklungen besitzt, von denen die eine (17) durch den Dynamostrom und die andere (16) durch den Lichtstrom durchflossen ist. 6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Strom..wicklungen des Zusatzreglers an einstellbaren N ebensehlußwiderständen angeschlossen sind. 7. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Widerstand (ig) parallel zum Reguliersvstein ,des Feldreglers geschaltet ist, zum Zwecke, .einen zusätzlichen Spannungsabfall im Lampenwiderstand zu erzeugen, und zwar so, daß der notwendige Spannungsabfall auch bei stromlosean Verbrauchernetz. erreicht wird. Zur Abgrenzung des Anineldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: französische Patentschrift . . . Nr. 554299; USA.-Patentschriften ...... - i oi8 964, 1 166 443.