DE91132C

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Publication number: DE91132C
Application number: DENDAT91132D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.\%

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

Schweiz.

Regelungsverfahren für Gleichstromwandler.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 7. Januar 1896 ab.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umwandlung von Strömen gleichbleibender Stärke in solche von gleichbleibender Spannung oder umgekehrt.

Diese Umwandlung wurde bis dahin dadurch erreicht, dafs der elektrische Strom mit gleichbleibender Stärke zum Antriebe von Motoren verwendet wurde, welche geeignete Secundärmaschinen antreiben, und zwar entweder in der Weise, dafs die beweglichen Theile der benannten Motoren mit den Secundärmaschinen auf derselben Welle sitzen oder mittelst beliebiger Transmissionen mit derselben in Verbindung stehen.

Diese bekannten Anordnungen erfordern grofse Anlagekosten, geben einen verhältnifsmä'fsig sehr geringen Nutzeffect und bedürfen infolge der grofsen Abmessungen auch eines grofsen Raumes.

Bei dem vorliegenden Umwandler kommt nur ein Inductor und ein einziger Anker zur Verwendung, auf dem sich eine Gramme'sche Ringwickelung und eine Trommelwickelung befindet, in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Regeln der Spannung in den Secundärwindungen.

Die Umwandlung eines elektrischen Stromes mit gleichbleibender Stärke in einen solchen mit gleichbleibender Spannung hat bisher mittelst einer einzigen Maschine mit einem einzigen Inductor nicht vorgenommen werden können, und zwar infolge der besonderen Schwierigkeiten, die daraus erwachsen, dafs die beiden Wickelungen derselben Induction ausgesetzt sind und die elektromotorischen Kräfte, welche in den Windungen der beiden Wickelungen auftreten, in demselben Verhältnifs zu einander stehen, so dafs die gegenelektromotorische Kraft der primären Wickelung von der Kraftabgabe der secundären Leitung, also des Umwandlers, unabhängig wird. Der Gang der Maschine wird somit unmöglich, wenn nicht eine Vorkehrung getroffen wird, welche es gestattet, nur so viel Kraft aufzunehmen, als . der an der Secundärwickelung abzugebenden Arbeit entspricht, d. h. welche· es ermöglicht, dafs sich die Volts an den Enden der primären Wickelung im Verhältnisse der von der Secundärwickelung gelieferten Watts ändern, selbst wenn die in jeder Windung der primären Wickelung entwickelte elektromotorische Kraft nahezu gleich bleibt.

Der vorliegende Fall ist also von demjenigen sehr verschieden, bei dem ein Strom von hoher oder niederer gleichbleibender Spannung in einen Strom von verschiedener gleichbleibender Spannung umgewandelt wird, dessen Lösung viel weniger praktische Schwierigkeiten bietet.

Versuche haben ergeben, dafs die durch die primäre Wickelung verbrauchte Spannung, ohne die elektromotorische Kraft jeder Windung zu beeinflussen, dadurch geändert werden kann, dafs durch Aenderung der Bürstenlage der primären Wickelung eine gröfsere oder geringere Anzahl Windungen in Gegenwirkung gesetzt werden. Ferner hat sich herausgestellt, dafs es möglich ist, Ströme mit gleichbleibender Stärke dadurch in Ströme von gleichbleibender Spannung zu verwandeln, dafs der Bürstenträger der primären Wickelung mit einem Geschwindigkeitsregler

verbunden wird, der z. B. aus einem die Lage der Bürsten beeinflussenden Schwungkraft- oder Solenoidregler bestehen kann.

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen beispielsweise gezeigt, welche jedoch auch zur Erreichung des umgekehrten Zweckes dienen können.

Fig. ι zeigt eine Ansicht des Umwandlers theilweise im Schnitt mit Schwungkraftregler, Fig. 2 einen Solenoidregler und Fig. 3 den Querschnitt eines Stückes der Trommel, aus dem die Anordnung der Wickelungen ersichtlich ist.

Auf der Grundplatte A der Maschine sind zwei Lagerstühle A¹ und A² angeordnet, in denen die Welle B gelagert ist. Auf dieser sitzt die Nabe C der inducirten Trommel zwischen zwei Rädern D mit im Umfang angeordneten schwalbenschwanzartigen Rinnen zur Aufnahme der Verbindungsstreifen E¹ der Secundärwickelung E. Auf der Welle B sitzt ferner der Stromwender E⁺ der Secundärwickelung, der durch Leitungsstücke e mit den Streifen E¹ verbunden ist. Letztere sind derart geformt, dafs sie gleichzeitig als Windflügel dienen. Gegenüber dem Stromwender E⁺ sitzt der mit der primären Wickelung G durch Verbindungsleiter G¹ verbundene Stromwender G+. Das Ende der Welle B trägt noch ein zum Betriebe des Reglers dienendes Kegelrad H.

Am Lager Ä² ist ein Ring a² angebracht, um den sich ein Ring k des Bürstenträgers K drehen kann, ebenso am Lager A¹ ein Ring ^¹ mit einem Ringe i des Bürstenträgers /.

An dem Ringe i ist ein erhöhter Rand oder Zahnkranz i¹ angeordnet, der durch ein entsprechendes Getriebe -vom Regler aus gedreht werden kann, z. B. mittelst einer Welle L und eines Rades Z¹, welches entweder mittelst Verzahnungen oder durch Reibung auf den Rand oder Zahnkranz i¹ einwirkt und den Ring i in Drehung versetzt. Die Welle L trägt ferner ein Kegelrad P, welches abwechselnd mit dem Rade m^l und dem Rade rn² des Reglers in Eingriff gelangt.

Die Grundplatte A trägt einen Inductor O, der je nach Umständen entweder durch primären Strom oder durch einen Nebenschlufs des secundären Stromes erregt wird.

Die an der Nabe C der Trommel befestigten Arme C¹ sind mittelst Isolatoren c von der Nabe selbst isolirt und tragen den unterteilten Ring C⁺, auf dem zwei von einander vollständig verschiedene Wickelungen angebracht sind (Fig. 3). Die primäre Wickelung G ist wie ein Gramme'scher Ring gewickelt und in entsprechende Ausschnitte des untertheilten¹ Kernes C + eingelegt. Die secundäre Wickelung E dagegen ist eine Trommelwickelung am Umfange des Ringes und ohne jede Verbindung mit der primären Wickelung. Mit dem Anker steht noch eine magnetische Schutzwickelung in Verbindung, welche zwischen den beiden Wickelungen eingeschaltet ist und aus feinen Drahtseilen P besteht, die über die Isolirschicht Q gelegt sind. Diese Schutzwickelung dient ferner dazu, die Isolirschicht Q mit der Primärwickelung in Berührung zu erhalten und letztere gegen die Wirkung der Schwungkraft zu schützen. Die Schutzwickelung ist von einer Isolirschicht R umgeben, auf der die durch eine Isolirschicht W¹ und Bänder W zusammengehaltene Secundärwickelung E liegt. Die magnetische Schutzwickelung bewirkt, dafs das magnetische Feld gleichförmig wird und dafs die durch Selbstinduction entstehenden Gegenströme auf das denkbar geringste Mafs beschränkt werden, die sonst an den Polenden infolge der Veränderungen des magnetischen Feldes durch die Erhöhungen des Ankers entstehen.

Der Regler wird durch Kegelradgetriebe ΗΗ^Λ oder mittelst anderer Antriebsvorrichtungen bewegt und wirkt mit Hülfe des Getriebes /²Z,/¹ auf den primären Bürstenträger I, den er mehr oder weniger verdreht, um die Windungen der primären Wickelung in Gegenwirkung zu einander zu setzen und dadurch die entnommene Spannung zu verringern.

Es ist vortheilhaft, den unmittelbaren Antrieb des Reglers durch eine der bekannten Hülfsmotoranordnungen zu ersetzen, welche eine sehr genaue Wirkung des Reglers erzielen.

Bei der in Fig. 2 dargestellten Abart ist der Schwungkraftregler durch einen Solenoidregler ersetzt.

Ein festes Solenoid S ist .in einen Nebenschlufs des secundären Stromes eingeschaltet und wirkt auf einen Eisenkern T, der durch das Getriebe HH¹ in gleichmäfsige Drehung versetzt wird.

Die Drehung des Kernes T wird im einen oder anderen Sinne durch ein Getriebe L oder durch einen Hülfsmotor auf den Bürstenhalter übertragen.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Umwandlung von Strömen gleichbleibender Stärke in solche von gleichbleibender Spannung oder umgekehrt durch zwei in demselben Magnetfeld bewegte Wickelungen, dadurch gekennzeichnet, dafs die elektromotorische Gegenkraft der den Strom von gleichbleibender Stärke aufnehmenden Wickelung durch Bürstenstellung selbstthätig geregelt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.