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Anlage zum Betrieb normalerweise von einer Kraftmaschiüe angetriebener
elektrischer Maschinen mit getrennten Wicklungen zur Speisung mehrerer Stromkreise
Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Betrieb solcher elektrischer Maschinen, die
normalerweise von einer Kraftmaschine angetrieben werden und getrennte Wicklungen
zur Speisung mehrerer Stromkreise haben, wobei der eine dieser Stromkreise eine
Sammlerbatterie enthält. Maschinen dieser Art werden u. a. au Bord von Flugzeugen
zur Speisung der dort vorhandenen elektrischen Anlagen verwendet.
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Die Erfindung besteht darin, daß zwischen der Kraftmaschine und der
elektrischen Maschine eine Einrichtungskupplung eingefügt ist, die selbsttätig 'bei
dem Stillstand der Kraftmaschine diese von der elektrischen Maschine abtrennt, so
daß die Sammlerbatterie die elektrische Maschine als Motorgenerator weiter in Gang
halten kann.
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Der Vorteil der Anlage nach der Erfindung besteht darin, daß die elektrische
Maschine stets zur Abgabe von Strom bereit sein wird, unabhängig davon, ob die zu
ihrem Antrieb dienende Kraftmaschine betriebsfähig ist oder nicht. Dies ist insbesondere
für Flugzeuge wichtig; denn es wird bei ihnen nunmehr durch die Anlage nach der
Erfindung das Funktionieren der auf ihnen installierten elektrischen Anlagen auch
dann sichergestellt, wenn das Flugzeug infolge eines Motorschadens zu einer Notlandung
gezwungen sein sollte. Gerade dann ist es aber besonders notwendig, daß die elektrischen
Anlagen des Flugzeuges, insbesondere die Radioanlagen, weiterbenutzt werden können.
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Außerdem eignet sich die Anlage nach der Erfindung deshalb besonders
gut für den Einbau in Flugzeuge, weil sie nur einen geringen Gewichts- und Raumbedarf
hat. Die Erfindung ist aber nicht auf die Anwendung auf Flugzeuge beschränkt.
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Die Anlage nach der Erfindung eignet sich deshalb besonders gut zur
Speisung, von Radioanlagen auf Flugzeugen, weil diese zumeist mit Röhren betrieben
werden und dann die eine Wicklung, die Niederspannungswicklung, zweckmäßig -auch
die Heizkreise der Röhren speisen kann, während die andere Wicklung, die Hochspannungswicklung,
die Anodenkreise der Röhre mit Strom versorgt.
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In der Ladeleitung der Sammlerbatterie können Strom- und Spannungsregler
angeordnet sein, um die Ladeströme und die Ladespannung von der Drehzahl der Belastung
der Kraftmaschine unabhängig zu machen.
Da diese Regler beim Entladen
der Batterie nicht nötig sind, so- werden sie zweckmäßig durch einen Nebenschluß
überbrückt.
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Die Stromkreise, die an die elektrische Maschine angeschlossen sind,
können gleiche oder verschiedene Spannung haben. Der Antrieb der elektrischen Maschine
als Motorgenerator kann im letzteren Falle sowohl von dem Hochspannungs- als auch
von dem Niederspannungskreis aus erfolgen, je nachdem in welchem Kreise die Sammlerbatterie
liegt.
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In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt.
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Fig. i ist ein Platt der Schaltung nach der Erfindung.
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Fig. 2 ist eine Darstellung der elektrischen Maschine und ihrer Einrichtungskupplung,
teilweise im Schnitt, teilweise in.Ansicht.
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Fig. 3 ist ein Querschnitt durch die Kupplung nach Fig. 2.
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Die elektrische Maschine wird zweckmäßigerweise durch einen vierpoligen
Gleichstromgenerator mit einem Trommelanker mit zwei Wicklungen verkörpert, die
an gesonderte Kollektoren an den beiden Stirnseiten des Ankers angeschlossen sind,
und zwar ist die eine Wicklung zur Abgabe von hoher und die andere zur Abgabe von
niedriger Spannung vorgesehen. Die Niederspannungsseite des Generators ist in Fig.
1 bei q. und die Hochspannungsseite bei 5 schematisch dargestellt. Zur Erregung
des, Generatorfeldes dient eine beiden Ankerwicklungen gemeinsame Nebenschlußwicklung
6. Die Hochspannungsseite des Generators speist über Leiter 7 und 8 einen Belastungskreis
9 von gleichbleibendem Strombedarf, z. B. den Anodenkreis einer Radioanlage. Die
Niederspannungsseite des Generators speist dagegen über die Leiter io und i i eine
veränderliche Belastung, die aus einer Batterie 12 besteht, und ferner noch über
Leiter 13 und 14 eine im wesentlichen konstante Belastung, z. B. den. Heizkreis
der erwähnten Radioanlage.
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Int Niederspannungskreis des Generators sind Einrichtungen zur Beeinflussung
der elektrischen Leistung an den Klemmen beider Kollektoren des Generators vorgesehen.
Diese bestehen aus einem Spannungsregler 16 bekannter Ausführung, z. B. einem Vibrationsregler,
der an die Erregerwicklung 6 . angeschlossen ist. Wenn z. B. bei höherer Drehzahl
des Ankers die an der Niederspannungsseite des Generators abgegebene Spannung steigt,
so wird sie durch den Regler 16 wieder auf ihre ursprüngliche Größe verringert.
Da aber an der Niederspannungsseite auch eine aufzuladende Batterie liegt, so kann
der Regler 16 den-in diesem Kreis fließenden Strom nicht voll wirksam regeln, da
sich die Belastung mit dem Ladungsgrad der Batterie ändert. Selbst wenn daher die
Spannung in der Wicklung 6 konstant gehalten wird, so ändert sich doch der magnetische
Fluß dieser Wicklung, wenn der zur Batterie fließende Strom sich ebenfalls ändert.
Infolgedessen ändert sich auch die Spannung an der Hochspannungsseite des :Generators.
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In manchen Fällen ist die durch die Batterie dargestellte Belastung
nur ein so geringer Prozentsatz der gesamten Niederspannungsbelastung, daß die durch
Änderungen des Batteriestromes hervorgerufenen Änderungen des magnetischen Flusses
keine unerwünschten Änderungen an der Hochspannungsseite des Generators zur Folge
haben. Werden jedoch diese Änderungen so groß, daß man sie vermeiden will, so wird
im Niederspannungskreis des Generators ein Stromregler bekannter Bauart vorgesehen.
Dieser Stromregler wirkt mit dem Spannungsregler zusammen, um den magnetischen Fluß
konstant zu halten, und hierdurch werden die Spannungen an den beiden Wicklungen
des Generators dauernd konstant gehalten.
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Der Stromregler besitzt zweckmäßigerweise zwei Kontakte 17 und 18,
von denen der Kontakt 17 an einem schwenkbaren Arm i9 sich befindet und normalerweise
durch eine Feder 2o gegen den Kontakt 18 gezogen wird. Ein aus einem Kern 21 und
einer Spule 22 bestehender Elektromagnet befindet sich unmittelbar neben dem Arm
i9; wird dieser Magnet erregt, so öffnet er entgegen der Wirkung der Feder 2o die
Kontakte 17 und 18, sobald der Strom auf der Niederspannungsseite des Generators
einen vorbestimmten Wert überschreitet. -Die Spule 22 ist über die Leiter 23 und
1o mit der Niederspannungsseite des Generators verbunden und außerdem über den Leiter
24 -und den Arm ig an die Kontakte 17 und 18 angeschlossen. Die letzteren
stehen' über einen Ausschalter 25 und eine Leitung 26 mit der positiven Seite der
Batterie 12 und den Lampen 27 in Verbindung; die Rückleitung erfolgt durch den Leiter
28. Parallel mit den Kontakten 17 und 18 liegt ein Regelwiderstand 29; ferner kann
gegebenenfalls in Reihe mit dem Kontakt 18 noch ein Widerstand 30 geschaltet
werden, um den durch die Kontakte 17, 18 fließenden Strom bei ihrem Schluß zu verringern.
Der Leiter 26 ist über einen Leiter 31 und einen Ausschalter 32 mit dem Leiter 1o
und damit mit der positiven Klemme der Niederspannungsseite verbunden..
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Die Hochspannungsseite des Generators kann beispielsweise zur-Abgabe
einer Spannung'von g:00 Volt an- den Anodenkreis @ eingerichtet sein, während die
Niederspannungsseite
die Batterie 12 mit einer Spannung von 15
Volt und einer Stromstärke von 2 Amp. ladet und den Heizkreis 15 reit 4 Amp.
und 10 Volt speist; zur Erreichung dieser Leistung werden im Niederspannungskreis
geeignete Widerstände vorgesehen.
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° Wird die Schaltung an Bord von Flugzeugen getroffen, so erfolgt
der Antrieb der elektrischen Maschine durch eine Brenukraftmaschine, und die Geschwindigkeit
des Ankers ändert sich zusammen mit der der Brennkraftmaschine. Die hierdurch entstehenden
Spannungsschwankungen werden von dem Strom- und Spannungsregler ausgeglichen, und
es können somit drahtlose Zeichen wirksam übertragen werden.
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Bei den bisher bekannten Einrichtungen war der Kraftschluß zwischen
der Brennkraftmaschine und der Generatorwelle stets so, daß der Generator beim Aussetzen
der Brennkraftmaschine für Sendezwecke nicht mehr verwendbar war. Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird zwischen der Welle der Brennkraftmaschine und der des Generators
.eine Einrichtungskupplung vorgesehen. Wenn nun die Maschine aussetzt, so kann die
Batterie 12 zur Speisung des Heizkreises und zu der der Niederspannungswicklung
des Generators verwendet werden. Dieser arbeitet nun teilweise als Motor, und- der
Hochspannungskreis kann nach wie vor zur Speisung. der Anoden herangezogen werden.
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Die Ankerwelle 33 (Fig. 2) trägt eine Einrichtungskupplung 34 zu ihrem
Kraftschluß mit der Welle 35, die von der Brennkraftmaschine angetrieben wird. Diese
Kupplung wird zweckmäßigerweise nach Art einer Freilaufkupplung mit einer Mehrzahl
von Rollen 36 ausgeführt, die nachgiebig zwischen die inneren bzw. äußeren Hälften
37, 38 der Kupplung eingeklemmt werden, wodurch die Drehung von der Welle 35 auf
die Welle 33 iibertragen wird. Wenn sich die äctßere Kupplungshälfte 38 nicht drehen
kann, z. B. bei Stillstand der Brennkraftmaschine, so kann sich die innere Kupplungshälfte
37 trotzdem ungehindert in der normalen Richtung drehen, weil die Rollen 36 in die
in der inneren Kupplungshälfte 37 vorgesehenen Vertiefungen eintreten. Die Batterie
12 kann nunmehr zur Speisung der Niederspannungsseite des Generators dienen, der
somit als Motorgenerator läuft, und der Hochspannungsseite des Generators wird nach
wie vor Strom zugeführt. Die Leitung 31 dient zweckmäßigerweise dazu, den Stromregler
und den Ausschalter in dem Ladestromkreis der Batterie zu überbrücken. Durch Einlegen
des Schalters 32 wird die Batterie 12 unmittelbar über die Leiter io und 1i an die
Niederspannungsseite 4 der Maschine angeschlossen und speist den Heizkreis 15 durch
die Leiter 13 und 14.