DE89351C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Das im Haupt - Patent beschriebene Vertheilungssystem läfst Abänderungen zu, welche unter Umständen von besonderem Vortheil sind.

Diese Abänderungen beziehen sich auf die Schaltungsweisen der Erzeugermaschinen (Fig. 1 bis 7) sowohl als die der Stromwandler (Fig. 8 bis 11).

Die Bezeichnung der elektromotorischen Kraft der Hauptmaschine mit ab und die der Kraftmaschine mit c d ist hier dieselbe wie in der Haupt-Patentschrift.

Für die Anpassung der E. M. K. der Kraftmaschine, d. i. die Gröfse C₁ ά_λ , wurden im Haupt-Patent drei Fälle besonders ins Auge gefafst, bei denen die zeitlich verschobenen resultirenden E. M. Ke. C₁ U₁ und C₁ O₁ einen Winkel von 6o° oder 120° oder 90⁰ bilden. 6o° bezw. 120° Phasenverschiebung eignet sich für den Betrieb von Dreiphasen-, 90⁰ für Zweiphasenmotoren. Für die Diagramme derE.M.Ke. in Fig. i, 8, 9, 10 und 11 ist ein Phasenwinkel von 120° zu Grunde gelegt, während im Haupt-Patent in den Diagrammen Fig. 4 und 5 die resultirenden E. M. Ke. für Motorenbetrieb mit Phasenwinkeln von 6o° bezw. 90° gekennzeichnet sind.

Hat die Einphasenhauptmaschine H parallel geschaltete Ankerwickelungen, so genügt es nach Fig. 1, wenn das eine Ende d des Kraftmaschinenankers K an die Mitte von nur einer der Ankerwickelungen von H angeschlossen wird.

Die Schaltung in Fig. 2 stellt einen besonderen Fall einer Maschine mit geschlossener Ankerwickelung dar. Die beiden Gleitringe a und b sind diametral oder an den Stellen der gröfsten Spannungsunterschiede mit dem Anker verbunden. Macht man eine Verbindung an einer Ankerstelle e, welche um 90 ° verschoben ist, ähnlich wie im Gleichstrom-Zweiphasenwechselstrom-Umformer, so kann man von den Punkten α und b Einphasenstrom und von den Stellen a, e und b Zweiphasenstrom abnehmen, wobei e der Ausgangspunkt des Mittelleiters ist. Das hierzu gehörige Diagramm der Einphasen-E. M. K. a₁b₁, sowie der Zweiphasen-E. M. Ke. a₁e₁ und S₁ b₁ ist in derselben Figur veranschaulicht. Will man aber Dreiphasenmotoren betreiben und die E. M. Ke. um 60 ° gegen einander verschieben, so haben die Resultanten ein gleichseitiges Dreieck zu bilden. Man addirt zu diesem Zwecke zu der Componente ^₁ S₁ eine E. M. K. von der Gröfse e_x C₁, welche gleich ist

U₁ b_x

■J/T

Diese E. M. K. e_x C₁ wird dann von der Kraftmaschine K erzeugt, deren Anker einerseits

mit der um 90 ° verschobenen Ankerstelle e der Hauptmaschine H und mit dem anderen Ende mit dem Gleitring c verbunden ist.

Die beiden citirten Schaltungen in Fig. 1 und 2, welche, wie nun hervorgehoben werden soll, noch einen anderen Vortheil bieten, reihen sich unvermittelter an das Haupt-Patent an als die Neuerung, welche in den Fig. 3,4, 5,6 und 7 zu Grunde gelegt ist und welche aus folgenden Ueberlegungen und Versuchen hervorging-

Es ist wichtig, dafs die Phase der E. M. K.

der Zusatzmaschine um 90° verschoben zur E. M. K. der Hauptmaschine ist, also C₁ Cl₁ rechtwinklig zu a₁b₁ und somit die resultirenden E. M. Ke. Ci₁ C₁ und C₁ b_x gleich grofs sind, das Dreieck der E. M. Ke. also symmetrisch erscheint.

Dies ist der Fall, wenn die E. M. Ke. der Selbstinduction der beiden Maschinen proportional sind zu ihren zugehörigen Nutzspannungen, oder, was dasselbe ist, wenn die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung in beiden Maschinen gleich ist. Je gröfser die Abweichung von dieser Proportionalität ist, desto gröfsere Phasenverschiebungen der E. M. Ke. treten auf, welche dann Gröfsenunterschiede zwischen den resultirenden E. M. Ken. Ci₁ C₁ und C₁ O₁ hervorrufen; das Parallelogramm der E. M. Ke. wird also dann unsymmetrisch.

Um die Symmetrie aufrecht zu erhalten, schaltet man parallel zur Hauptmaschine oder zur Kraftmaschine Inductionsspulen unter Aufrechthaltung der im Haupt-Patent gekennzeichneten Hauptverbindungen.

Ist die Selbstinduction in der Hauptmaschine H zu grofs, so verbindet man ein Ende der Kraftmaschine K mit einem parallel geschalteten Zweig von iJnach Fig. 1 und 2, denn die E. M. K. der Selbstinduction, welche proportional der Stromstärke ist, ist in einem Zweig daher kleiner als in dem Gesammtstromkreis der Maschine. Ist die Selbstinduction der Hauptmaschine zu klein, so schaltet man aufserhalb derselben einen inductiven Widerstand parallel. In diesem Widerstände (W in Fig. 3) tritt sodann eine aus H und W resultirende (vergröfserte) E. M. K. der Selbstinduction auf und die Kraftmaschine K wird mit einem Ende an die Mitte dieses Inductors angelegt. Eine ähnliche Abgleichung der Selbstinduction wird durch die Anordnungen in Fig. 4 und 5 bewirkt, in denen an Stelle eines inductiven Widerstandes ein Stromwandler T zwischengeschaltet ist, nur wird in den letzten Fällen der Phasenwinkel zwischen Strom und Spannung in den beiden Hauptleitern α und b auch mit vergröfsert.

Ist die Selbstinduction der Kraftmaschine zu gering, so vergröfsert man dieselbe nach den obigen Gründen wie bei der Hauptmaschine, indem man zur Kraftmaschine K einen inductiven Widerstand W parallel schaltet nach Fig.ß, oder einen Stromwandler T zwischenschaltet, wie in Fig. 7 angedeutet.

Diese Abzweigungen von Inductionsspulen kommen namentlich dann in Frage, wenn Unterstationen angeordnet werden sollen. Alsdann steht nur die Hauptmaschine auf der Hauptstation und von dort gehen nur die zwei Hauptleitungen aus. Die Kraftmaschine wird auf der Unterstation aufgestellt .und erst von hier aus beginnt die dritte Leitung.

An Stelle der Inductionsspule W in Fig. 3 kann aber auch eine zweite Maschine oder ein Synchronmotor treten. Die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung kann in bekannter Weise in Synchronmotoren durch die Feldmagnete geregelt und demnach der Phasenverschiebung in der Kraftmaschine gleich gemacht werden; aufserdem braucht für Unterstationen der Synchronmotor nur so grofs zu sein, um die Kraftmaschine, welche immer kleiner ist als die Hauptmaschine, zu treiben. Die Kraftmaschine wird hierbei mit einem Ende an die Mitte des Synchronankers angeschlossen in derselben Weise wie in Fig. 3 in der Mitte des Inductors W, oder wie in Fig. 2 des Haupt - Patentes in der Mitte . des Hauptmaschinenankers H.

Die Stromumwandler im Haupt-Patent haben für Kraft- und Lichtbetrieb eine gemeinschaftliche Secundärspule, wobei der Nachtheil sich zeigt, dafs bei Ein- oder Ausschalten des Motors das Licht zuckt und schwächer bezw. stärker leuchtet. Benutzt man aber getrennte Secundärspulen für Kraft- und Lichtbetrieb, so erscheinen die Lichtschwankungen geringer.

Die Ursache dieser Erscheinung ist zum gröfseren Theil auf die Streuung der Motorspule des Stromwandlers und zum geringeren Theil auf die bessere Constanz des Spannüngsverlustes in der Lichtspule des Stromwandlers zurückzuführen.

Während bei Glühlampenbelastung die Streuung in einem guten Stromwandler zu vernachlässigen ist, ist dieselbe bei Motoren oder inductiver Belastung bedeutend und aufserdem veränderlich; sie nimmt zu mit der Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung. Nahezu proportional mit der Gröfse und Schwankung der Streuung verändert sich aber auch der Spannungsabfall der secundären Klemmenspannung und somit der Einflufs auf die Lichtstärken der Lampen. Untertheilt man aber die Stromwandlerspulen so, dafs man getrennte Secundärspulen für Licht zwischen einem Theil der Primärspulen und getrennte Secundärspulen für Kraft zwischen dem anderen Theil der Primärspulen anordnet, so wird der Einflufs der Streuung der Spulen mit inductiver Belastung auf die Klemmenspannung der Secundärspulen für Lichtbetrieb bedeutend

vermindert und somit gleichmäfsigeres Licht erzielt.

,.In den Fig. 8, 9, 10 und 11 sind einige solche Stromwandlerschaltungen, wie sie sich auf das starre Vertheilungssystem beziehen, gegeben. Die Schaltung in Fig. 8 ist eine Ergänzung zu derjenigen in Fig. 1 C des Haupt-Patentes, die Schaltung in Fig. 9 eine Verbesserung der in Fig. 1 D des Haupt-Patentes ■ und die Fig. 10 and 11 schliefslich Aenderuugen der Schaltung in Fig. 1 B des Haupt-Patentes. In der letzten Fig. 11 ist noch eine Abänderung dahin angedeutet, dafs bei einem Dreiphasenstromwandler zwei Schenkel für Motorenbetrieb und ein Schenkel für Lichtbetrieb allein benutzt wird.

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Bei dem durch das Patent Nr. 84714 geschützten Vertheilungssystem für Wechsel strom die besondere Anordnung, dafs parallel zur gesammten oder zu einem Theil der Ankerwickelung der Maschinen ein inductiver Widerstand geschaltet wird, welcher bei der Hauptmaschine aus stromerzeugenden Spulen bestehen kann, die entweder Theile, der Maschinenwickelung selbst sind, oder angeordnet werden in Gestalt der Wickelung einer besonderen Stromerzeugermaschine oder derjenigen eines Synchronmotors, an dessen Wickelungsmitte die Wickelung der Kraftmaschine angeschlossen ist.

   Bei dem durch das Patent Nr. 84714 ge-, schützten Vertheilungssystem für Wechselstrom die besondere Anordnung, dafs für die im Haupt-Patent beschriebenen Stromwandlungsschaltungen bei gemeinsamer Primärspule getrennte Secundärspulen für Kraft- und Lichtbetrieb benutzt werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.