DE84714C

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Publication number: DE84714C
Application number: DENDAT84714D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

in NÜRNBERG.

Starres Vertheilungssystem für Wechselstrom.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 24. Oktober 1894 ab.

In dem gebräuchlichen Mehrphasensystem haben ungleich belastete Zweige eine Nachregelung im ganzen System zur Folge, wozu besondere Umsicht, sowie auch vermehrte Regelungseinrichtungen nöthig sind. Das hier beschriebene System dagegen ist gegen Schwankungen in den einzelnen Stromkreisen unempfindlich. Es ist »starres System« genannt, weil es unter allen Belastungsverhältnissen des Licht- und Kraftbetriebes in seinen einzelnen Zweigen im Gleichgewicht bleibt.

Die Anordnung des Systems besteht im Folgenden: Zwei gewöhnliche Einphasenwechselstromerzeuger sind mit einander so gekuppelt, dafs die Stromimpulse um irgend eine Phasendifferenz verschoben sind. Die eine (beispielsweise die voreilende) Maschine ist für den Licht- und Kraftverbrauch bestimmt, die zweite, die nacheilende Maschine, ist lediglich für den Kraftverbrauch bestimmt. Die erste Maschine soll deshalb im Nachfolgenden Hauptmaschine, die zweite Kraftmaschine heifsen.

Die Kuppelung der beiden Maschinen kann durch . unmittelbare Verbindung der Achsen oder durch Zahnräder oder auch durch eine andere zwangläufige Verbindung bewirkt werden.

Die elektrischen Verbindungen sind im Stromlaufschema (Fig. 1) dargestellt. Die Hauptmaschine H ist durch zwei Schleifringe a b mit den Aufsenleitern l^a l^b des Systems in Verbindung gesetzt. Von diesen aus wird, sei es mit oder ohne Verwendung von Stromwandlern, der gesammte Verbrauchsstrom für Licht-, und Einphasenmotoren abgezweigt. Die Kraftmaschine K dagegen ist so geschaltet, dafs ein Ende ihrer Ankerwickelung an die Mitte der Ankerwickelung der Haüptmaschine, das andere Ende an einen besonderen Aufsenleiter l^c angeschlossen ist. Der erstere Anschlufs kann durch unmittelbare Drahtverbindung (Fig. 2) oder, um ein zwischenliegendes Lager nach aufsen zu umgehen, auch durch Schleifringe (wie in Fig. 3) geschehen.

Der Mittelleiter ergänzt die beiden Aufsenleiter zu einem Mehrphasensystem. Von ihm μnd den beiden Aufsenleitern werden, wieder mit oder ohne Anwendung von Stromwandlern, die Motoren gespeist, welche zum Betrieb oder Anlauf Mehrphasenstrom benöthigen. Da der Mittelleiter ausschliefslich zu dem letzteren Zwecke, nicht aber ' zur Fortführung des Stromes für den Lichtbedarf und die einphasigen Motoren dient, kann er wesentlich schwächer gehalten werden als die beiden Aufsenleiter.

Die Einschaltung der Stromwandler kann in verschiedener Weise vor sich gehen. Am einfachsten gestaltet sich dieselbe für den Lichtstrom; es werden hierbei die beiden Aufsenleiter mit den beiden Enden der Primärwickelung des Stromwandlers verbunden (s. A, Fig. 1). Für die Elektromotoren dagegen erfolgt der Anschlufs auf dreierlei Art. Es wird nämlich entweder eine geschlossene (.B, Fig. 1) oder offene Schaltung C gewählt, oder aber es geschieht die Schaltung nach D genau wie an der Stromerzeugerstelle. Die geschlossene Schaltung (B) ist die gewöhnliche ,/\-Schaltung mit

je drei Spulen. Bei der offenen (C) werden nur je zwei Spulen eingeschaltet. In diesem Falle geht von den drei Spulen zweimal ein Strom durch eine der beiden Spulen, während der dritte Strom sich über beide vertheilt. Bei der dritten Schaltung D bestehen die primären Windungen der Stromwandler aus zwei Spulen, die so verbunden sind, dafs die eine Spule mit beiden Enden an die Aufsenleiter geschlossen wird, die andere mit einem Ende an die Mitte der Windungen der ersten, mit dem anderen an den Mittelleiter. Secundär wird entsprechend verfahren. In der Figur ist der Vorgang zweimal dargestellt, um anzudeuten, dafs sowohl bei Spannungserhöhung als auch bei Verminderung in gleicher Weise geschaltet wird. Bei C und D ist der neue Vortheil erzielt, beim Mehrphasensystem nur zwei anstatt drei Stromumwandler verwenden zu müssen.

An Stelle einer kann natürlich auch dem Bedarf entsprechend eine Reihe von parallel geschalteten Kraftmaschinen treten. Vorhandene Einphasenwechselstromanlagen können durch Hinzufügung von solchen Kraftmaschinen und Mittelleitern nach dem neuen System ergänzt werden.

Es erübrigt noch, auf die elektrischen Verhältnisse, d. h. auf die Gröfsen und Phasen der E. M. K. beider Maschinen einzugehen. Wie man auch die Gröfsen und Phasen der E. M. K. beider Maschinen wählt, immer wird, vorausgesetzt, dafs die Phasen verschieden sind, das Ergebnifs ein Mehrphasensystem sein, welches zur Hervorbringung von Drehfeldern geeignet ist.

Vorzugsweise ist hier das Zwei- und Dreiphasensystem ins Auge gefafst. Es ist deshalb der Phasenwinkel der E. M. K. der beiden Maschinen mit 90 ° gewählt. Bekanntlich müssen dann in der graphischen Darstellung die beiden Amplituden rechtwinklig zu einander aufgetragen und nach dem Kräfteparallelogramm zusammengesetzt werden, um die Resultante zu erhalten. In den Fig. 4 und 5 ist α b die E. M. K. der Hauptmaschine, d c die der Kraftmaschine, folglich α c und c b die E. M. K. der Resultanten. Wählt man

ferner im besonderen das Verhältnifs

de
Tb

gleich

tang 60 oder tang 30, so bilden die Resultanten ein symmetrisches Dreiphasensystem.

Macht man dagegen das Verhältnifs von —=-=-

gleich tang 45, d. h. de = db, so ergiebt sich das Zweiphasensystem.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Vertheilungssystem für Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, dafs von zwei in der Phase verschiedenen getrennten Wechselstrommaschinen die eine (die Haupt- oder Lichtmaschine) mit je einer der beiden Endklemmen an je einen von zwei Aufsenleitern, die andere (die Hufs- oder Kraftmaschine) mit der einen Endklemme an die Mitte der Ankerwickelungen des ersteren, mit der anderen Endklemme dagegen an eine Mittelleitung des Vertheilungssystems angeschlossen ist, so dafs ein Mehrphasensystem mit drei Leitern entsteht, von dessen Aufsenleitern der Strom für Licht- und Kraflbedarf, von dessen Mittelleiter Strom ausschliefslich für Kräftbedarf geführt wird.

2. Bei dem unter 1.' bezeichneten Vertheilungssystem die Einschaltung der Stromwandler in der Weise, dafs bei dem Dreiphasensystem nur zwei Spulen des Stromwandlers vorhanden sind, so dafs von den. drei Strömen je einer nur einer Spule zugehörig ist, der dritte sich über beide vertheilt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.