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Verbesserungen an elektrischen Stromerzeugungsanlagen Diese Erfindung
bezieht sich auf elektrische Stromerzeugungsanlagen von der Art, die eine Wechselstromdynamomaschine
mit veränderlicher Drehzahl, eine Akkumulatorenbatterie und einen zwischen der Dynamomaschine
und der Batterie liegenden Stromrichter umfaßt.
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Um einigen Arbeitsbedingungen zu entsprechen und besonders dann, nenn
die Anlage eine Überlastung bewältigen soll, ist es wünschenswert, den Belastungsstromkreis
mit einem stärkeren Strom zu speisen als dem von der Dynamomaschine erzeugten, wenn
sie mit einer gegebenen Drehzahl läuft. .lndererseits ist es manchmal nötig, den
Belastungsstromkreis mit einer größeren Spannung zu speisen als der von der Dynamomaschine
erzeugten, wenn diese mit geringeren Drehzahlen als der normalen läuft, wie z. B.
beim Leerlauf. Der Zweck vorliegender Erfindung ist, jedem der beiden genannten
Erfordernisse auf eine einfache und zweckmäßige Weise zu entsprechen.
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Die Erfindung umfaßt eine Anlage der oben spezifizierten Art, die
in Verbindung damit entweder einen Abwärtstransfortnator oder einen Aufwärtstransformator
besitzt, der zwischen der Dynamomaschine und dem mit der Batterie verbundenen Stromrichter
liegt, Schaltorgane zur Zusammenarbeit
mit Anschlüssen zwischen
der Dynamomaschine und der Batterie, um das Spannungsverhältnis der Dynamomaschine
und der Batterie zu variieren, und einen Potentialregler, um die Erregung der Dynamomaschine
zu steuern.
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Bei den mitfolgenden Zeichnungen ist Fig. i ein .Diagramm von Anschlüssen,
das eine Form einer elektrischen Stromerzeugungsanlage zeigt, die in Verbindung
damit einen Abwärtstrarnsformator gemäß der Erfindung besitzt, und Fig. 2 ist ein
Diagramm von Anschlüssen einer Anlage, die in Verbindung damit einen Aufwärtstransformator
besitzt.
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Bei Ausführung der Erfindung, wie sie beispielsweise bei einer Stromerzeugungsanlage
zur Verwendung bei Flugzeugen, Straßenfahrzeugen oder unter anderen Verhältnissen
in Anwendung gebracht wird., wo die Dynamomaschine von einem Motor getrieben wird,
dessen Drehzahl über einen weiten Bereich hin variieren soll, wird eine beliebige
zweckmäßige Ein- oder Mehrphasenwechselstromdynamornaschine vorgesehen, deren Größe
eurer gegebenen normalen Belastung angemessen ist. Wie in Fig. i gezeigt, umfaßt
die Dynamomaschine Drehstromerzeugungswicklungen i und eine Feldwicklung 2. Die
Erzeugungswicklungen sind an eine Akkumulatorenbatierie 3 durch eine beliebige Stromrichtervorrichtung
4 angeschlossen., Die Erregung des Dynamofeldes 2 wird von einem Strom bewirkt,
der von der Batterie 3 durch den Stromkreis 5 hergeleitet wird. Ein beliebiger zweckmäßiger
Potentialregler wird verwendet, um die Erregung der Dynamomaschine zu steuern, wie
z. B. ein Kohlesäulenwiderstand 6 in Reihe mit der Feldwicklung 2 und ein Elektromagnet
7 zur Steuerung des Druckes auf die Säule, wobei der Elektromagnet von Gleichstrom
in einer Spannungsw ickhung erregt wird, die über den mit der Batterie verbundenen
Teil der Anlage angeschlossen ist.
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Wenn gewünscht, kann ein Teil des Stromes zur Erregung der Dynamofeldwicklung
2 von einem Transformator bezogen werden, der Primärwicklungen 8 besitzt; die in
Reihe an der Dynamomaschine angeschlossen sind, und Sekundärwicklungen 9, die an
dem Feldstromkreis durch eine Stromrichtervorrichtung io angeschlossen sind.
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Um das ersterwähnte der beiden obengermnnten Erfordernisse zu erfüllen,
ist in der Anlage ein Abwärtstransformator zwischen der Dynamomaschine und dem an
der Batterie 3 angeschlossenen Stromrichter 4 vorgesehen. Bei der gezeigten Form
um-.faßt dieser Transformator einen Spartransformator m,it Wicklungen i i. In Verbindung
mit diesem Transformätor ist auch ein Schalter vorgesehen, der aus Kontakt herstellenden
Elementen 12 und 13 besteht, die durch ein gemeinsames Betätigungsorgan zurre
@ Betrieb im Einklang verbunden sind. Dieser Schalter ist so abgeordnet, daß er
in der gezeigten Stellung dazu dient, die Dynamomaschine direkt an den Stromrichter
4 anzuschließen, während die Dynamowicklungen, wenn das Betätigungsorgan 14 niedergedrückt
wird, an einem Ende der Tranformatorwicklungen i i angeschlossen werden und eine
geeignete Zwischenstelle 15 der Transformatorwicklungen an den Stromrichter 4 angeschlossen
wird.
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Als Alternative kann ein gewöhnlicher Transformator, der getrennte
Primär- und Sekundärwicklungen besitzt, die auf einem geeigneten Eisenkern montiert
sind, an Stelle des Spartransformators angewandt werden, wobei der Schalter so angeordnet
ist, daß er die Primärwicklung an die Dynamomaschine anschließt und die Sekundärwicklung
an den Stromrichter. Bei jedem der beiden Transformatortypen kann die Dynamomaschine
entweder direkt oder durch den Transformator an den Stromrichter angeschlossen werden.
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Die Anlage ist so angeordnet, daß, wenn sie nur die normale Belastung
bewältigen soll, für welche die Dynamomaschine konstruiert ist, die Dynamomaschine
von dem Schalter direkt an den Stromrichter 4 angeschlossen wird. Wenn aber gewünscht
wird, eine Extrabelastung aufzuerlegen, wenn die Dynamomaschine mit einer Drehzahl
läuft, die genügend höher ist als ihre niedrigste Betriebsdrehzahl, um sie instand
zu setzen, die Extrabelastung zu tragen, wird der Schalter betätigt, um den Transformator
in Betrieb zu setzen. Da der Regler 6, 7 das Bestreben hat, die Spannung über die
Batterie im wesentlichen konstant zu halten, folgt, daß die Inbetriebsetzung des
Transformators bewirkt, daß die Spannung bei den Dynamoklemmen erhöht wird und dadurch
der der Batterie (oder einem beliebigen zuzüglichen Belastungsstromkreis, der, falls
gewünscht, direkt an die Dynamomaschine angeschlossen werden kann) zugeleitete Strom
verstärkt wird. Die Extrabelastung kante entweder mit Wechselstrom von dem Teil
der Anlage an der Dynamo- oder Stromrichterseite des Transformators oder mit Gleichstrom
von der Batterieseite des Stromrichters gespeist werden. Der Schalter kann mit der
Hand oder automatisch entsprechend einer beliebigen vorher bestimmten Drehzahl der
Dynamomaschine oder der Frequenz ihrer Wechsel betätigt werden.
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Um anderen obenerwällnten Erfordernissen zu entsprechen, wenden wir
eitle Anlage, wie in Fig. 2 veranschaulicht, an. Wie in dem vorhergehenden Fall
ist eine beliebige zweckmäßige Ein- oder Mehrphasenwechselstromdynamomaschine i
vorgesehen, die eine Feldwicklung 2 besitzt und an einer Akkumulatorenbatterie 3
durch einen beliebigen zweckmäßigen Stromrichter a angeschlossen ist. Die Erregung
des Feldes 2 wird wie bei dem vorhergehenden Beispiel durch einen Stromkreis 5 und
ferner durch einen Transformator 8, 9 und einen Stromrichter io bewirkt, während
auch ein Spannungsregler, der einen voll einem Elektromagnet 7 gesteuerten Kohlesäulenwiderstand
6 umfaßt, vorgesehen ist.
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Aber in diesem Fall liegt ein Aufwärtstransformator 16 zwischen der
Dynamomaschine und dem mit der Batterie verbundenen Stromrichter 4. Der Aufwärtstransformator
ist vorzugsweise ein Spartransformatortyp, oder er kann ein gewöhnlicher Transformator
sein, der getrennte Primär- und Sekundärwicklungen auf einem geeigneten Eisenkern
besitzt.
Auch ein Schalter 17 ist vorgesehen, um die erforderlichen Anschlüsse vorzunehmen.
Wenn ein Spartransformator, wie gezeigt, verwendet wird, dient der Schalter
17 dazu, die Klemmen, der Dynamomaschine entweder an geeignete Anzapfpunkte
18 des Transformators anzuschließen oder an den Enden ig der Transformatorwicklungen,
an denen auch der mit der Batterie verbundene Stromrichter .4 angeschlossen ist.
`'Fenn ein gewöhnlicher Transformator verwendet wird, dient der Schalter dazu, die
Klemmen der Dynamomaschine entweder an einem Ende der Primärwicklung anzuschließen
oder an dem Ende der Sekundärwicklung, an der der genannte Stromrichter angeschlossen
ist.
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Die Anlage ist derart, daß, wenn die Dynamomaschine mit Drehzahlen
innerhalb ihres normalen Betriebsbereiches rotiert, sie von dem Schalter durch den
Stromrichter an die Batterie angeschlossen wird, wobei dann der Transformator außer
Betrieb ist. Wenn aber die Dynamomaschine mit Drehzahlen unter der normalen rotiert,
wie z. B. beim Leerlauf, wird der Schalter in seine andere Stellung verschoben,
in der er die Dynamomaschine an den Transformator anschließt, wobei dann die Batterie
aus dem Transformator durch den Stromrichter gespeist wird bei einer höheren Spannung
als der der Dynamomaschine, wobei die Spannungserhöhung von dem Regler 6, 7 beschränkt
wird.
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Bei beiden der oben beschriebenen Beispiele liegt hei Verwendung des
Transformators 8, g dieser zwischen der Dynamomaschine und dem Schaltmittel tttid
der aus diesem Transformator abgeleitete Erregungsstrom dient dazu, zu verhindern,
daß bei hohen Belastungsverhältnissen die Spannung über die Batterie . unter einen
vorher bestimmten Wert sinkt.
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Durch diese Erfindung können wir beide der oben spezifizierten Erfordernisse
bei einer Dynamomaschine einfacher Bauart erfüllen.