DE383150C - Verfahren zur Regelung von Dynamomaschinen veraenderlicher Geschwindigkeit und Belastung - Google Patents

Verfahren zur Regelung von Dynamomaschinen veraenderlicher Geschwindigkeit und Belastung

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DE383150C
DE383150C DEJ22545D DEJ0022545D DE383150C DE 383150 C DE383150 C DE 383150C DE J22545 D DEJ22545 D DE J22545D DE J0022545 D DEJ0022545 D DE J0022545D DE 383150 C DE383150 C DE 383150C
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/24Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field due to variation of make-to-break ratio of intermittently-operating contacts, e.g. using Tirrill regulator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc Machiner (AREA)

Description

  • Verfahren zur Regelung von Dynamomaschinen veränderlicher Geschwindigkeit und Belastung. Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Regelung der Leistung und .der Spannung von Dynamomaschinen mit veränderlicher Geschwindigkeit und Belastung. Sie ist im besonderen anwendbar für die Maschinentypen »mit Hilfsbürste«, die für die elektrische Beleuchtung von Fahrzeugen verwendet werden. Diese Dynamomaschinen mit Hilfsbürste, die am häufigsten Maschinen »mit drei Bürsten<; sind, werden bisher im allgemeinen als Dynamomaschinen mit begrenzter Stromstärke verwendet, wobei Innenregelung durch Drehung des magnetischen Feldes erfolgt. Elektrische Maschinen der erwähnten Art haben den Vorteil einer großen Einfachheit der Bauart und Regelung, wobei letztere keinen Außenregler erfordert, jedoch haben sie den Nachteil, daß sie stets eine Akkumulatorenbatterie erforderlich machen, ohne die ihre Wirkung unmöglich ist, und daß sich in den meisten Fällen wiederholte Überladungen nicht vermeiden lassen, die die Batterie ermüden und die Unterhaltung sehr kostspielig machen.
  • Eine andere Dynamoart, und zwar eine solche »mit begrenzter Spannung«, hat den Vorteil, daß sie nötigenfalls ohne Akkumulatorenbatterie wirken kann und in allen Fällen jede Überladung der Zellen der Batterie verhindert. Sie hat jedoch den Nachteil, bei Betriebsaussetzung des Reglers nicht arbeiten zu können.
  • Die Erfindung besteht darin, daß man unter besonderen, später angegebenen Bedingungen zu einer Dynamo mit durch Innenregelung begrenzter Stromstärke einen sehr einfachen Regler mit Stromumkehr ,hinzufügt, derart, daß man dieser Dynamo die neuen Eigenschaften einer Maschine mit begrenzter Spannung gibt, wobei sie jedoch ihre alten Eigenschaften einer Maschine mit begrenzter Stromstärke bewahrt. Auf diese Weise «-erden die Vorteile beider Systeme vereinigt, während ihre Hauptnachteile beseitigt sind.
  • Als Spannungsregler mit Stroniumkebr, der für den oben angegebenen Zweck verwendbar ist, kann ein »Vibrato(« mit »doppeltem Kontakt« dienen. Ein solcher Regler ist mit einem zwisrlien zwei Kontakten verschiedener Spannung schwingenden Anker sowie mit einer Erregerwicklung versehen, in die hinein :leg Strom in der einen oder anderen Richtung geschickt «erden kann. Hierbei ist das eine der Enden dieser Wicklung mit dein Zapfen des Ankers verbunden, während das andere Ende derselben an eine Hilfsbürste der Dynamo oder an irgendeinen Punkt des Ankers derselben angeschlossen ist. Ebenso können, da der "Zapfen ständig mit einer der Klemmen der Dynamo verbunden ist, die Enden der Erregerwicklung durch Vermittlung von geeigneten Widerständen einerseits mit den beiden Kontakten und anderseits mit den anderen Klemmen der Dynamo verbunden werden.
  • Abb. i und 2 stellen zwei Ausführungsforinen der Erfindung dar.
  • In Abb. i ist i der Anker einer Zugbeletichtungsdynaino, 2 eine Erregerwicklung, die zwischen der Hauptbürste A und der Hilfsbürste C liegt. Letztere liegt auf dem Stromwender gleich weit von den Hauptbürsten .1 und B entfernt. 3 ist eine Hilfsfeldwicklung, die auf denselben Kernen wie die Wicklung angeordnet und zwischen der Hilfsbürste C und dem Anker d. eines Schwingungsreglers mit doppeltem Kontakt eingeschaltet ist. 5 und 6 sind die beiden Kontakte diese Reglers, die durch Leiter mit den Hauptbürsten A und B der Dynamo verbunden sind.
  • ist der Elektromagnet, der auf den Anker des Reglers wirkt, wobei die Wicklung 8 dieses Magneten im Nebenschluß zu den Klemmen .1 und 13 der Dynamo liegt. 9 ist eine Gegenfeder, die an einem festen Punkt festgelegt ist und den Anker 4 gegen den Kontakt 5 zurückzieht. io ist eine Hilfswicklung auf dem Magneten, deren Aufgabe später erklärt wird. i i und 12 sind Leiter, die die Dynamo mit dem Stromkreis (Batterie, Lampen usw.) einer B@-leuchtungsausrüstung eines Fahrzeuges verbinden. Die Erregerwicklungen 2 und 3 sind in folgender Weise eingerichtet: i. Wenn der Anker .4 den Kontakt 5 ständig berührt, addieren sich die Amperewindungen dieser beiden Wicklungen und ihre Gesamtheit ist gleich der Anzahl der Amperewindungen, rlie eine einzige Erregerwicklung liefern müßte, damit die Dynamo nur mit beschränkter Stromstärke arbeitet.
  • 2. Wenn der Anker d. den Kontakt 6 ständig >erührt, ziehen sich die Amperewindungen der Spule 3 von denjenigen der Spule 2 ab und rler Unterschied ist gleich oder besser etwas geringer als die Zahl der Arriperewindungen, die eine einzige Erregerspule liefern müßte, damit die Spannung der Dynamo nicht die Leerlaufspannung bei größter Geschwindigkeit überschreitet.
  • Bei ziem dargestellten Ausführungsbeispiel kann man, wenn A die Maximalzahl rler Amperewindungen ist, die die einzige Erregerspule der nur als Maschine mit begrenzter Stromstärke arbeitenden Dynamo liefern muß, die Wicklungen 2 und 3 derart bestimmen, daß die erste und die zweite insgesamt , liefern, wenn sie gleichzeitig und in demselben Sinne wirken.
  • Wenn unter diesen Verhältnissen die dritte Bürste b in gleichem Abstand von den f Bürsten A und B sich befindet, wie dies bei einer Beleuchtungsdynamo für Züge der Fall ist, ist die Wirkungsweise einer solchen 'Maschine die folgende: Beim Anlassen und bis zu dem Augenblick, e wo eine gewisse Spannung, auf die der Regler eingestellt ist, erreicht wird, befindet sich der Anker d. ständig in Berührung mit dem Kontakt 5, die beiden Wicklungen 2 und 3 addieren sich in ihrer Wirkung und alles vollzieht sich 9 so, als wenn die Dynamo einfach mit begrenzter Stromstärke arbeitete. Da der Anker des Reglers ruht, kann während dieser Zeit weder ein Funke noch eine Abnutzung der \-orrichtung entstehen.
  • Geht man von dem Augenblick aus, wo di vorerwähnte Spannung erreicht ist, so schwingt der Regler. Wenn die Spannung sich mehr und mehr zu vergrößern strebt (z. B. infolge einer Vergrößerung der Geschwindigkeit, die auftritt, wenn die Batterie sich dein Ende ihrer Ladung nähert), hat der Anker 4 das Bestreben, immer weniger gegen den Kontakt 5 und immer mehr gegen den Kontakt h zu schlagen. Infolgedessen nimmt der Strom in der Wicklung 3 ab, wird gleich o und kehrt sich schließlich um. An der Grenze (maxiinalt Geschwindigkeit, Belastung ; o) würde der Anker .I in ständiger Berührung mit dem Kontakt 6 sein können und in diesem Augenblick wird die Zahl der Erregeramperewindungen - Diese Schwankungen tin (lein Verhältnis von 5 zu i) der Anzahl der resultierenden Amperewindungen zwischen ihrem 'Taximal- und Minimalwert vollziehen sich in vier Größenordnung derjenigen, die iin allgemeinen für Beleuchtungsdynamos von Zügen nötig sind.
  • Der lZegler schwingt also nicht während der 12, ranzen Gangdauer der Dynamo, sondern nur, wenn eine gewisse begrenzte Spannung ihre Grenze zu überschreiten bestrebt ist. Während der ganzen Ruhezeit spielt oder wirkt die Innenregelung der Dynamo. Außerdem beeinflußt der Regler während der geringen Zeitperioden, wo er schwingt, eine Erregerwicklung, deren Größe nur % derjenigen ist, die die einzige Feldwicklung einer gewöhnlichen Dynamo von derselben Kraftleistung haben würde, was günstig ist in Hinsicht auf die maximalen Ströme, die die Kontakte durchfließen, und auf eine gute Erhaltung der letzteren. Im Falle der Unwirksamkeit des Reglers wird der Anker 4. durch die Feder 9 immer gegen den Kontakt 5 gezogen. Die Dynamo wird augenblicklich nur mit begrenzter Spannung wirken, bis der Fehler des Reglers behoben ist. Ebenso wird im Falle eines zufälligen Unterbrechens des Stromkreises der Akkumulatorenbatterie die Dynamo fortfahren, augenblicklich mit begrenzter Spannung zu laufen, bis der entstandene Fehler beseitigt ist.
  • Um die Spannung und die Leistung der Dynamo nach einem gewissen Gesetz zu verändern, und zwar nach Maßgabe des Verbrauchsstromes, könnte man entweder in positivem oder in negativem Sinne den Elektromagneten des Reglers mittels einiger von dem Verbrauchsstrom (Wicklung io der Abb. i) durchflossener Windungen kompoundieren.
  • Zur Regelung sowie zur Vermeidung der Bildung von .Flammenbögen zwischen den Kontakten 5 und 6 könnte man auch einen Widerstand von geeigneter Größe in den einen oder anderen oder in beide Leiter einschalten, die die Kontakte 5 und 6 mit den Klemmen der Dynamo verbinden. Um die Bildung von Funken beim Unterbrechen des Kontaktes des Reglers zu vermeiden, könnte man ferner Widerstände oder Kondensatoren von geeigneter Größe anbringen, und zu den Kontakten-oder den Erregerwicklungen in den Nebenschluß legen. Schließlich könnte man auch vorteilhaft die genannten Kondensatoren durch einen einzigen Kondensator ersetzen, den man mit den Klemmen der Wicklung 3 verbindet.
  • Die oben in bezug auf die Verteilung der Amperewindungen zwischen den Wicklungen :2 und 3 sowie auf die Lage der Hilfsbürste in der Mitte des Zwischenraumes zwischen den Hauptbürsten gemachten Angaben sind nur Ausführungsbeispiele, um die Erklärungen zu erleichtern. Es ist selbstverständlich, daß das Grundprinzip der Erfindung bei anderen Verteilungsverhältnissen der Amperewindungen oder der Lage der Hilfsbürste bestehen bleibt.
  • Anstatt einer Dynamo mit drei Bürsten könnte man sich- auch einer anderen Dynamo mit durch Innenregelung begrenzter Stromstärke bedienen, z.B. einer RösenbergschenDynamo mit zwei kurzgeschlossenen Hilfsbürsten, um durch die Hinzufügung eines die Stromumkehr in der Erregerwicklung ermöglichenden Reglers eine Maschine zu erzielen, die gleichzeitig mit begrenzter Stromstärke und begrenzter Spannung arbeitet.
  • Bei der Dynamo von R o s e n b e r g , wo, wie aus dem Schema der Abb. 2 zu ersehen ist, der mit feinem Draht bewickelte Feldmagnet mittels eines Reglers mit Stromumkehr gespeist wird, kann man auch auf den Feldmagnetkernen eine Kompensator-Reihenwicklung 15 anordnen, die dazu dient, die Beschränkung der Dynamoleistung zu vermindern, die ohne dieses zu stark sein würde. Diese Wicklung oder Spule kann entweder in die Ausgangsleiter der Dynamo, die von dem Gesamtstrom durchflossen werden (Nutz- und Erregerstrom), wie es die Abbildung angibt, oder in die Leiter eingeschaltet werden, die von dem Nutzstrom allein durchflossen werden. 16 und 17 sind Regel- und Sicherungswiderstände und 18 ist ein Kondensator.

Claims (2)

  1. PATENT-ANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Regelung von Dynamomaschinen veränderlicher Geschwindigkeit und Belastung, dadurch gekennzeichnet, daß auf eine an eine Hilfsstrom-,venderbürste (C) angeschlossene Erregerwicklung (3) einer Dynamo (i), die infolge Innenregelung durch Feldverdrehung Strom begrenzter Stärke liefert, ein einfacher, von der Klemmenspannung der Dynamo (i) gesteuerter Regler (q. bis 9) derart wirkt, daß der Strom in jener Erregerwicklung (3) bald in dem einen bald in dem anderen Sinne fließt, so daß die Dynamo nicht nur Strom begrenzter Stärke, sondern auch begrenzter Spannung abgibt.
  2. 2. Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dynamo (i) zwei Erregerwicklungen (2, 3) aufweist, deren eines Ende mit der Hilfsbürste (C) verbunden ist, während das zweite Ende der einen Wicklung (2) an eine der Hauptbürsten (A) und das andere Ende der zweiten Wicklung (3) an den schwingbaren Anker (q.) des Reglers (q. bis 9) angeschlossen ist, dessen Steuermagnet (7) im Nebenschluß zu den Hauptbürsten (A, B) erregt wird und dessen beide Stromschlußstücke (5, 6) je mit einer Hauptbürste (A, B) entweder unmittelbar oder durch Widerstände verbunden sind.
DEJ22545D 1921-03-26 1922-03-25 Verfahren zur Regelung von Dynamomaschinen veraenderlicher Geschwindigkeit und Belastung Expired DE383150C (de)

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Country Status (1)

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DE (1) DE383150C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE744764C (de) * 1938-11-26 1944-07-29 Siemens Ag Elektrische Regeleinrichtung mit Schwingregler

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE744764C (de) * 1938-11-26 1944-07-29 Siemens Ag Elektrische Regeleinrichtung mit Schwingregler

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