DE201629C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-Jig 201629 KLASSE 21 d. GRUPPE

in Abhängigkeit von der Netzstromstärke.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. März 1908 ab.

Bei Wechselstromnetzen, in welchen Motoren als Strom verbraucher vorhanden sind, die beim Anlassen vergrößerte Phasenverschiebung aufweisen, insbesondere bei Einphasenwechselstromnetzen für Bahnbetrieb, bringt das Anlaufen der Motoren einen induktiven Spannungsabfall mit sich, den die Generatoren nur dann ausgleichen können, ohne daß die Netzspannung merklich sinkt, wenn sie im

ίο Verhältnis zu ihrer mittleren tatsächlichen Leistung sehr groß ausgeführt sind.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine selbsttätige Regelungseinrichtung, welche die von den Motoren hervorgebrachte Phasenver-Schiebung selbsttätig ausgleichen kann, auch wenn die Größe der Generatoren nur ihrer mittleren tatsächlichen Leistung entspricht.

Die Regelungseinrichtung besteht im wesentlichen in einem Gleichstromkollektoranker, der, in Umdrehung versetzt, mittels Kollektorbürsten in das Netz eingeschaltet ist und weitere, im wesentlichen elektrisch zu den ersteren senkrecht liegende Kollektorbürsten, die zweckmäßig der gleichen Ankerwicklung zugehören, besitzt, in derartiger Anordnung, daß in den beiden durch die zwei Bürstensätze bestimmten Achsen dem zugehörigen Ankerstrom im wesentlichen phasengleiche Felder erzeugt werden. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung soll im nachstehenden dadurch erläutert werden, daß das Verhalten des Reglers mit einer gewöhnlichen Wechselstromkollektormaschine verglichen wird.

Man unterscheidet bei Wechselstrommaschinen die Arbeitsachse von der Feldachse, wobei in der Arbeitsachse das Ankerfeld durch eine auf dem Ständer befindliche Kompensationswicklung aufgehoben ist. In der Arbeitsachse ist dementsprechend kein oder nur ein geringes mit dem Ankerstrom phasengleiches Feld vorhanden, während in der Feldachse ein Feld erzeugt wird, dessen Phase durch den Erreg'erstrom bestimmt ist. Eine solche Maschine ist imstande, wirkliche Arbeit aufzunehmen oder abzugeben, und es wird die Wattkomponente der gegenelektromotorischen Kraft in der Arbeitsachse erzeugt. Wenn man die Kompensationswicklung zu gering oder übermäßig bemißt, oder überhaupt fortläßt · oder gar im entgegengesetzten Sinne wirken läßt, wird eine solche Maschine nicht mehr imstande sein wirkliche Arbeit aufzunehmen oder abzugeben, und man kann dann nicht mehr von einer Arbeitsachse im Gegensatz zur Feldachse sprechen.

Diese als Maschine ungeeignete Einrichtung mit zwei Feldachsen ist nun aber sehr geeig- · net, wattlose Leistung im nacheilenden oder voreilenden Sinne zu erzeugen und im letzteren Falle den induktiven Spannungsabfall eines Wechselstromnetzes sogar selbsttätig und der Stärke des Netzstromes entsprechend auszugleichen.

Zu diesem Zwecke muß die Läuferwicklung sowohl an der Erregung des Feldes Fx wie auch an der Erregung des Feldes Fy im posi-

tiven oder negativen Sinne mitbeteiligt sein, und es geschieht dies zweckmäßig dadurch, daß dem Läufer der Erregerstrom des betreffenden Feldes durch in seiner Feldachse stehende Bürsten zugeführt bzw. ihm entnommen wird. Man hat dann auf dem Kollektor zwei Bürstenpaare, die elektrisch um 90 ° gegeneinander versetzt sind.

Erregt man das eine Feld z. B. durch den den Spannungsabfall bewirkenden Netzstrom /, dann wird in Richtung der zum ersten Feld senkrechten y-Achse eine mit dem Netzstrom / phasengleiche elektromotorische Kraft Ey durch Rotation induziert. Ist die Erregerwicklung des Feldes Fy entweder in sich oder auf eine Selbstinduktion kurzgeschlossen und in der y -Achse die Kompensation der Amperewindungen vermieden, so eilt der Erregerstrom iy gegen die elektromotorische Kraft Ey nach.

Somit eilt auch das Feld Fy gegenüber dem Netzstrome / nach und erzeugt im Läufer in der Richtung der «-Achse eine dem Strome / voreilende elektromotorische Kraft.

Diese voreilende elektromotorische Kraft Ex wirkt nun aber, indem sie sich zur Netzspannung geometrisch addiert, kompensierend auf das Netz etwa in der gleichen Weise, wie beim kompensierten Serienmotor die zwischen den Erregerbürsten durch Rotation im Feld der Arbeitsachse entstehende voreilende elektromotorische Kraft die Kompensierung bewirkt. Während jedoch dort das Feld Fy eine Funktion der zugeführten Ständerspannung ist, bleibt es hier lediglich eine Funktion des Ankerstromes in Richtung der Achse y. Um nun aber auch den Ohmschen Spannungsabfall, der einerseits durch den Netzstrom / wie auch durch den Erregerstrom iy entsteht, auszugleichen, ist es zweckmäßig, das Feld Fy nicht um volle 90 ° gegen Ey zu verschieben. Es kann dies dadurch geschehen, daß man entweder in den Stromkreis der in der y-Achse liegenden Bürsten gemäß Fig. 1 einen Widerstand oder eine Kapazität L einschaltet, oder dadurch, daß man in der y-Achse noch eine vom Strom / durchflossene Compoundwicklung c (Fig. 2) anbringt.

Sowohl in der #-Achse wie in der y-Achse kann man zweckmäßig Ständerfeldwicklungen a bzw. b anordnen.

Man kann aber auch sämtliche Ständerwicklungen vermeiden, wie Fig. 3 zeigt.

Stets kann man den in der y-Achse liegenden Bürsten eine elektromotorische Kraft von außen zuführen, z. B. gemäß Fig. 3 durch den regelbaren Serientransformator t, der gegebenenfalls mit großer Streuung auszuführen ist.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 läßt sich der Ständer als einfacher Ring ausbilden, welcher entweder gar keine Nuten erhält oder nur so viel und in der Lage, wie es zur Erzeugung von Wendepolen für funkenfreies Arbeiten notwendig ist. Die Erregung der Wendepole, die für alle Ausführungen der Zusatzmaschine Verwendung finden können, kann in der üblichen bekannten Weise durch einen Strom geschehen, der gegen das den Kurzschlußstrom induzierende Feld mehr oder weniger phasenverschoben ist. Auch kann dadurch, daß das resultierende Feld einer Achse der Richtung der Läuferamperewindung in dieser Achse entgegen gerichtet ist, ein funkenloses Arbeiten erzielt werden, kurz, es lassen sich alle bekannten Mittel zur Verhütung des Bürstenfeuers sinngemäß auf diese Maschine übertragen. ■

Claims (5)

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zur selbsttätigen Einstellung der Phasenverschiebung in Wechselstromnetzen in Abhängigkeit von der Netzstromstärke, dadurch gekennzeichnet, daß in den Netzstromkreis ein umlaufender Gleichstromanker mittels Kollektorbürsten eingeschaltet ist, zu welchem elektrisch im wesentlichen senkrecht weitere, direkt oder über Widerstände oder elektromotorische Kräfte kurzgeschlossene Kollektorbürsten angeordnet sind, wobei in den beiden durch die zwei Bürstensätze bestimmten Achsen mit dem zugehörigen Ankerstrom im wesentlichen phasengleiche Felder erzeugt werden.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Bürstensätze derselben Ankerwicklung zugehören.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker in einem Eisengehäuse umläuft.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Eisengehäuse nach Art des Ständers einer Wechselstrommaschine ausgebildet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Ständer im wesentlichen in der Achse der Bürsten und mit diesen in Reihe geschaltete Wicklungen angebracht sind, die so bemessen sind, daß ein mit dem zugehörigen Ankerstrom im wesentlichen phasengleiches Feld vorhanden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.