DEP0043889MA

DEP0043889MA -

Info

Publication number: DEP0043889MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 25. Mai 1Θ49 Bekanntgemacht am 12. Juli 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Elektrische Widerstände mit einem starken negativen Temperaturkoeffizienten können überall dort Verwendung finden, wo es sich beispielsweise um die Konstanthaltung der Spannung bei Netzschwankungen, um die Verhütung von Einschaltstromspitzen bei Verbräuchern mit positiven Temperaturkoeffizienten, wie z. B. Glühlampen, Elektronenröhren u. dgl. oder schließlich auch um die Begrenzung des Anlaufstromes von Elektromotoren usw. handelt. Derartige Widerstände sind in der Regel auf keramischer Basis erstellt. Bevorzugte Ausgangskomponenten für den Widerstandsbaustoff sind.Gemische aus Titandioxyd und Verbindungen von Erdalkalien und Schwermetallen. Derartige Widerstände sind durch eine stark fallende Charakteristik mit einem Regelbereich bis 1 : 6000 gekennzeichnet.

Nach der Erfindung wird bei elektrischen Maschinen und Transformatoren, bei denen eine zusätzliche Wicklung vorgesehen ist, in den Stromkreis dieser zusätzlichen Wicklung ein auf keramischer Grundlage, insbesondere unter Verwendung von TiO₂, Verbindungen von Erdalkalien, z.B. Ba, Sr, und der Schwermetalie, z.B. Fe, Cu u. dgl., erstellter Widerstand eingeschaltet, und zwar je jiach den Erfordernissen des Einzelfalles in Reihe mit der zusätzlichen Wicklung oder auch parallel zu dieser oder zu einem Teil derselben.

609 549/167

ρ 43889 VlUb12Id¹ D

Zwar ist es bereits bekannt, elektrische Maschinen zur Drehzahl- oder Spannungsregelung mit einer Hilfswicklung in Verbindung mit einem temperaturabhängigen Widerstand auszurüsten. Hierzu wurden Eisendrahtwiderstände, also solche Spezialwiderstände mit positivem Temperatur^ koeffizienten vorgeschlagen, deren Regelverhältnis den Faktor 2 bis 3 nicht überschreitet. Zudem sind diese Widerstände in Glaskolben einzubauen, da sie, ähnlich wie Glühlampen, bei normaler Atmosphäre nicht betrieben werden können. Dieser Umstand muß insbesondere dann als ausgesprochener Mangel empfunden werden, wenn rotierende Maschinen geregelt werden sollen. Die nach der Erfindung zum Einsatz gelangenden Halbleiter dagegen zeichnen sich durch einen großen negativen Temperaturkoeffizienten und damit durch einen vielfach größeren Regelbereich aus. Sie sind ferner in chemischer und mechanischer Hinsicht äußerst stabil und können auch bei normaler Atmosphäre nahezu bis zur Rotglut betrieben werden, ohne irgendwelche Änderungen zu erleiden. Ein Einbau in evakuierte oder mit einem inerten Gas gefüllte Glaskolben ist daher nicht erforderlich. Diese Halbleiter sind daher ganz besonders zur Regelung rotierender elektrischer Maschinen geeignet.

Die Erfindung sei im folgenden an Hand einiger Beispiele erläutert.

In Fig. ι ist eine~ beispielsweise Schaltungsanordnung an einer fremderregten Gleichstrom-

~ maschine dargestellt, deren Klemmenspannung konstant gehalten werden soll. 1 ist der Anker der Maschine, der über die Zuleitungen 2 und 3, gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Anlassers, an das Netz angeschlossen ist. Parallel . zum Anker liegt ein weiterer Stromkreis, der den temperaturabhängigen Widerstand 4 und die zusätzliche Feldwicklung 5 in Reihe geschaltet enthält. 6 ist die Feldwicklung der Maschine, die in dem Fall der Fig. 1 als fremdgespeiste Wicklung gedacht ist. Steigt nun, z. B. infolge einer Erhöhung, der Drehzahl der Antriebsmaschine, die Spannung an den Klemmen des Ankers, so erhält der Stromkreis, in dem der Widerstand 4 und die Hilfswicklung 5 liegen, mehr Strom. Der Widerstand 4 wird infolgedessen heißer, und der Strom steigt momentan an, so daß es infolge der Gegeneinanderschaltung der zusätzlichen Wicklung 5 gegen die Feldwicklung 6 der Maschine zu einer schnellen Schwächung des Feldes der Maschine kommt, was bei geeigneter Wahl der Größe von Widerstand und Bemessung der Wicklung eine schnelle Ausregulierung der Maschinenspannung auf den konstant zu haltenden Spannungswert zur Folge hat.

In Fig. 2 liegt der die Schaltungselemente 4 und 5 enthaltende Stromkreis in Reihe mit der Ankerwicklung, ähnlich wie es bei den Compound-Maschinen der Fall ist. Die Wicklung 5 ist der Wicklung 6 gleichgeschaltet. Steigt nun im Falle einer angenommenen Steigung der Ankerspannung der Strom im Verbraucherkreis, der die Schaltungselemente 4 und 5 enthält, so steigt wiederum infolge Erhöhung der Temperatur von 4 der Strom schnell an, was aber kurz darauf durch die Schwächung des Feldes zu einem Sinken der Spannung an den Klemmen des Ankers führt.

Ähnliche Schaltungen sind möglich, wenn es beispielsweise gilt, bei Elektromotoren die Drehzahl des Ankers unabhängig von den Spannungsschwankungen im Netz zu halten, oder bei einem Wechsel- oder Drehstromtransformator die sekundäre Spannung unabhängig von etwaigen Schwankungen der Netzspannung an den Klemmen der Primärwicklung zu machen.

Fig. 3 gibt eine beispielsweise Schaltung gemäß der Erfindung im Falle der Anwendung auf einen Einphasenwechselstromtransformator wieder. Die Leitungen 7 und 8 führen zur Primärwicklung 9 des Transformators. Die Sekundärwicklung besteht aus der eigentlichen Wicklung 10 und der zusätzlichen Wicklung 5. Parallel zu 5 liegt der temperaturabhängige Widerstand 4. Steigt nun beispielsweise die Spannung auf der Primärseite in den Leitungen 7 und 8 infolge Schwankung der Netzspannung an, so verstärkt sich momentan der Strom auf der Sekundärseite in dem Heißleiter 4, was eine Erwärmung desselben mit steigender Leitfähigkeit zur Folge hat. Das Ansteigen des Stromes bedingt infolge der im allgemeinen vorhandenen primären Streuinduktivität einen erhöhten Spannungsabfall, so daß die Sekundärspannung konstant bleibt. Die Streuinduktivität kann, wie die Fig. 3 erkennen läßt, nötigenfalls auch durch eine Drosselspule 11 gebildet werden, . die in die Zuleitung 7 eingeschaltet ist.

Claims

PATENTANSPRUCH:

Einrichtung zur Regelung von elektrischen Maschinen und Transformatoren, bei denen eine zusätzliche Wicklung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der zusätzlichen Wicklung in Reihe oder parallel zu der Wicklung ein auf keramischer Grundlage, insbesondere unter Verwendung von TiO₂ und Verbindungen der Erdalkalien, z.B. Ba, Sr, und der Schwermetalle, z.B. Fe, Cu u. dgl., erstellter, temperaturabhängiger Widerstand mit großem negativen Temperaturkoeffizienten liegt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 298 308, 450 383, 468480.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609' 549/167 7. 56