Claims (1)
PATENT-ANSPRUCH :
Einrichtung zur Regelung von Wechselstrom-Kommutatormaschinen mit Kurzschluss- und Erregerbürsten, welch letztere im normalen Lauf zur Erregung des Motors in Neben- schlussschaltung dienen, dadurch gekennzeichnet, dass der Anlauf mit Reihenschlussschaltung über den halben Anker erfolgt, während für den normalen Lauf als Nebenschlussmotor der
Erregerstrom unter Beibehaltung der für den Anlauf angegebenen Schaltung ausserdem zwei senkrecht zur Kurzschlussachse liegenden Bürsten zugeführt wird.
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PATENT CLAIM:
Device for regulating AC commutator machines with short-circuit and exciter brushes, which the latter are used to excite the motor in shunt circuit during normal operation, characterized in that the start-up takes place with a series circuit via half the armature, while the
Excitation current is also supplied to two brushes perpendicular to the short-circuit axis while maintaining the circuit specified for start-up.
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Motorgenerator mit Reihenschaltung von Motor und Generator zur teilweisen Umformung von Netzstrom.
Motor generator with series connection of motor and generator for partial conversion of mains current.
Es ist bekannt, dass man zur Vermeidung von energieverzehrenden Vorschaltwiderständen Stromkreise mit stark veränderlichem Widerstand, wie z. B. Bogenlampen, mit Hilfe eines Motorgenerators an ein Netz konstanter Spannung anschliessen kann. Die dabei gebrauchte Sparschaltung ist ähnlich der bei Wechselstromkreisen angewendeten Kompensatorschaltung.
It is known that to avoid energy-consuming series resistors, circuits with highly variable resistance, such as. B. arc lamps, with the help of a motor generator can be connected to a network of constant voltage. The economy circuit used is similar to the compensator circuit used in AC circuits.
Der Kreis wechselnden Widerstandes und der Generator sind untereinander parallel und mit dem Motor hintereinander ans Netz angeschlossen. Bei dieser Anordnung hat man bisher als Generatoren gewöhnliche Nebenschlussmaschinen oder Verbundmaschinen mit Differentialwicklung vorgeschlagen.
The circuit of alternating resistance and the generator are connected in parallel to each other and connected to the mains one behind the other with the motor. In this arrangement, conventional shunt machines or compound machines with differential windings have been proposed as generators.
Eine ganz besondere Wirkung ergibt sich nun, wenn man statt dieser bisher verwendeten Maschinen die von Rosenberg in der E. T. Z. 1905, S. 393 ff. und 1906, S. 1035 ff. beschriebene, fremd-oder selbsterregte Maschine mit kurzgeschlossenen, an der gewöhnlichen Stelle sitzenden Erregerbürsten und mit verschobenen, annähernd in der Polschuhmitte sitzenden Nutzbürsten verwendet. Man kann dann die Spannungscharakteristik für den Kreis veränderlichen Widerstandes so gestalten, wie es sich weder mit den bekannten Motorgeneratoren noch mit einer un- abhängig angetriebenen Rosenberg'schen Maschine erzielen lässt.
A very special effect now results if, instead of these previously used machines, the externally or self-excited machine described by Rosenberg in ETZ 1905, p. 393 ff. And 1906, p. 1035 ff., With short-circuited, at the usual point seated excitation brushes and with displaced utility brushes that are approximately in the center of the pole shoe. The voltage characteristic for the circuit of variable resistance can then be designed in a way that cannot be achieved either with the known motor-generators or with an independently driven Rosenberg machine.
Fig. 1 gibt ein Ausführungsbeispiel dieser Schaltung. 1, 1 sind die Zuleitungen, ? der Motoranker, 3 die Magnetwicklung des Motors, die hier an die volle Spannung angeschlossdi ist. 4 ist
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Magnetwicklung 7 des Generators ist in Reihe mit dem Magnetregler 8 an die Netzspannung angeschlossen. Der Stromkreis mit wechselndem Widerstand ist durch die Bogenlampe 9 ver-
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Kurzschluss des Kreises 9 am Motoranker 2 die volle Spannung E herrschen und d. r Motor mit einer dieser Spannung entsprechenden Umlaufszahl n laufen. Die Dynamomaschine wird bei
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Widerstände notwendig ist.
Fig. 1 gives an embodiment of this circuit. 1, 1 are the leads,? the motor armature, 3 the magnet winding of the motor, which is connected to full voltage here. 4 is
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Magnet winding 7 of the generator is connected in series with the magnetic regulator 8 to the mains voltage. The circuit with changing resistance is connected by the arc lamp 9
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Short circuit of circuit 9 on motor armature 2, full voltage E prevails and d. The motor runs with a number of revolutions n corresponding to this voltage. The dynamo is at
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Resistance is necessary.
Der Motor wird daher einen Strom In aufnehmen, der lediglich die Leerlaufsverluste des Aggregates und Joule'schen Verluste im kurzgeschlossenen Dynamoankcr
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wo no die Drehzahl bei Kurzschluss des Generators bedeutet. Beim Generator wirkt die Verringerung der Umdrehungszahl und die Vergrösserung das äusseren Widerstandes zusammen, um den Nttzstrom zu verkleinern. Der Motor anderseits nimmt einen grösseren Strom als früher auf, und zwar aus zwei Ursachen : 1. muss die nutzbare Energie, die der Generator abgibt, vom Motoranker aufgebracht werden, 2. entspricht der sonach vorhandenen grösseren Energieaufnahme eine kleinere Spannung am Motoranker.
The motor will therefore absorb a current In which only includes the no-load losses of the unit and Joule losses in the short-circuited dynamo tank
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where no means the speed in the event of a short circuit in the generator. In the case of a generator, the reduction in the number of revolutions and the increase in the external resistance work together to reduce the mains current. The motor, on the other hand, consumes a greater current than before, for two reasons: 1. The usable energy that the generator emits must be generated by the motor armature, 2. Corresponding to the greater energy consumption, a lower voltage on the motor armature corresponds to the greater energy consumption.
Es ist nun möglich, durch geeignete Bemessung von Motor und Generator die entgegengesetzt gerichteten Änderungen von Motor-und Gencrator- strom derart miteinander in Einklang zu bringen, dass für den äusseren Stromkreis irgendeine gewünschte Charakteristik erzielt Wird, z. B. eine praktisch horizontale, bei welcher innerhalb der praktischen Grenzen jeder Spannung der gleiche Strom entspricht, oder eine solche, bei der mit steigender Spannung der Strom mässig sinkt, oder sogar eine solche, bei der mit steigender Spannung der Strom steigt. Diese Charakteristiken lassen sich hier sogar mit besonders geringem Materialaufwand und besonders gutem Wirkungsgrad erzielen.
It is now possible, by suitably dimensioning the motor and generator, to harmonize the oppositely directed changes in the motor and generator current in such a way that any desired characteristic is achieved for the external circuit, e.g. B. a practically horizontal one, in which the same current corresponds to each voltage within the practical limits, or one in which the current decreases moderately with increasing voltage, or even one in which the current increases with increasing voltage. These characteristics can even be achieved here with a particularly low cost of materials and a particularly good degree of efficiency.
Es ist zweckmässig, zur Klarstellung dieser Verhältnisse ein Zahlenbeispiel durchzurechnen.
It is advisable to calculate a numerical example to clarify these relationships.
Wir wollen z. B. als Generator eine Rosenberg'sche Maschine mit Fremderregung wählen, deren Charakteristiken für zwei verschiedene Drehzahlen in der E. T. Z. 1906, S. 1036, Abbild 2, dargestellt und in Fig. 7 wiedergegeben sind. Angenommen, es sei die Normalspannung der Lampe 50 Volt. Die Maschine liefere 150 Volt 47 Ampere und laufe mit einer Drehzahl, der die untere Charakteristik entspricht. Der Generator sei mit einem geeigneten Motor hintereinander an
110 Volt angeschlossen und der Wirkungsgrad des Motorgenerators an sich sei 60 Prozent. Die Dynamoleistung beträgt 2350 Watt, der Motor wird also etwa 3900 Watt, d. i. 60 Volt 65 Ampere. aufnehmen.
We want z. B. select a Rosenberg machine with external excitation as the generator, the characteristics of which are shown for two different speeds in E. T. Z. 1906, p. 1036, image 2, and are reproduced in FIG. Assume that the normal voltage of the lamp is 50 volts. The machine delivers 150 volts 47 amperes and runs at a speed that corresponds to the characteristics below. The generator is connected to a suitable motor one after the other
110 volts connected and the efficiency of the motor generator itself is 60 percent. The dynamo output is 2350 watts, so the motor is about 3900 watts, i.e. i. 60 volts 65 amps. record, tape.
Die Lampe wird mit 50 Volt 112 brennen. Der Gesamtwirkungsgrad der
Schaltung ist als Quotient von Lampenenergie zu der dem Netz entnommenen Energie gleich.
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Wird nun die Lampe völlig kurzgeschlossen, so steigt entsprechend der vorerwähnten Charakteristik der Generatorstrom auf 57 Ampere, und zwar ist die Umlaufszahl dabei gleichgültig. Angenommen, es würde der Motorstrom auf ein Drittel des Normale entes fallen, so würde der Lampenstrom bei Kurzschluss 79 Ampere betragen, also erheblich kleiner sein als der Normalstrom.
The lamp will burn at 50 volts 112. The overall efficiency of the
Switching is the same as the quotient of lamp energy to the energy drawn from the network.
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If the lamp is now completely short-circuited, the generator current rises to 57 amperes in accordance with the aforementioned characteristics, and the number of revolutions is irrelevant. Assuming that the motor current falls to a third of the normal value, the lamp current in the event of a short circuit would be 79 amperes, which is considerably less than the normal current.
Durch andere Wahl der Verhältnisse ist es aber ohne weiteres möglich, anstatt einer mit der Spannung fallenden Stromstärke auch gleichbleibende Stromstärke oder eine mit der Spannung steigende Stromstärke zu erhalten.
By choosing a different ratio, it is easily possible to obtain a constant current or a current that increases with the voltage instead of a current that falls with the voltage.
Ein sehr einfaches Mittel, um bei Verwendung der gleichen Maschinen eine andere Charakteristik zu erhalten, wäre z. B. die in Fig. 2 dargestellte Schaltung, die sich von Fig. l lediglich dadurch unterscheidet, dass die Erregung der Dynamomaschine nicht an die Netz- spannung E, sondern an die Motorspannung ei angelegt wird. Hierdurch steigt bei Kurzschluss der Lampe mit steigender Motorspannung auch die Dynamoerregung und dadurch der Kurz- schlussstrom.
A very simple means of obtaining a different characteristic using the same machines would be e.g. B. the circuit shown in FIG. 2, which differs from FIG. 1 only in that the excitation of the dynamo is not applied to the mains voltage E, but to the motor voltage ei. As a result, when the lamp is short-circuited, the dynamo excitation and thus the short-circuit current also increase as the motor voltage rises.
Angenommen, es habe der verwendete Generator geringe Streuung, so dass der Kurzschlussstrom proportional der Erregung gesetzt werden kann, so würde der Kurzschluss-
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strom über 130 Ampere betragen, also grösser als der Normalstrom von 112 Ampere sein.
Assuming that the generator used has little scatter so that the short-circuit current can be set proportional to the excitation, the short-circuit
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current over 130 amps, i.e. greater than the normal current of 112 amperes.
Es ist ersichtlich, dass diese Verhältnisse, sei es durch eine andere Wahl des Arbeitsbereiches in der Charakteristik, sei es durch andere Verteilung von Motor-und Dynamospannung, beliebig geändert werden können.
It can be seen that these relationships can be changed at will, either through a different selection of the working range in the characteristic, or through a different distribution of motor and dynamo voltage.
Eine Schaltung wie die letztgenannte wird sich z. B. dort empfehlen, wo der Stromkreis veränderlichen Widerstandes durch eine Akkumulatorenbatterie dargestellt ist. In Fig. 3 ist dieser Fall gezeichnet. Die Fig. 3 unterscheidet sich von Fig. 2 nur dadurch, dass die Lampe 9
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Dynamo vergrössern, die Motorspannung el, daher auch die Erregung der Wicklung 7 verringern und somit die Ladestromstärke abnehmen.
A circuit like the last one will e.g. B. recommend where the circuit of variable resistance is represented by an accumulator battery. This case is drawn in FIG. 3. FIG. 3 differs from FIG. 2 only in that the lamp 9
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Enlarge the dynamo, reduce the motor voltage el, therefore also the excitation of the winding 7 and thus decrease the charging current.
Es ist natürlich auch zulässig, die Motorerregung an eine veränderliche anstatt konstante Spannung anzuschliessen. Schliesst man die Feldwicklung des Motors an den Motoranker an, so wird die Umdrehungszahl sich weniger verändern als sonst. Schliesst man hingegen-die Motorerregung an die Dynamo an, so wird eine viel stärkere Änderung der Umlaufzahl stattfinden, und es wäre auch ein Kurzschliessen des Dynamoankers dann unzulässig.
It is of course also permissible to connect the motor excitation to a variable instead of a constant voltage. If the field winding of the motor is connected to the motor armature, the number of revolutions will change less than otherwise. If, on the other hand, the motor excitation is connected to the dynamo, a much greater change in the number of revolutions will take place, and the dynamo armature would also be short-circuited then not allowed.
Wenn man die Dynamomaschine als Reihenmaschine ausführt mit Hauptstromspulen 11 (Fig. 4), so besteht von vornherein die Neigung zur erheblichen Vergrösserung des Nutzstromes
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bei Kurzschluss, so dass eine solche Schaltung statt der in Fig. 2 dargestellten verwendet werden kann, selbst wenn man-um die Motordrehzahl möglichst konstant zu halten, wie in Fig. 4 dargestellt-die Magnetspulen des Motors 3 von seinem Anker 2 aus erregt.
If the dynamo machine is designed as a series machine with main current coils 11 (FIG. 4), then there is a tendency from the outset to considerably increase the useful current
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in the event of a short circuit, so that such a circuit can be used instead of the one shown in FIG. 2, even if - in order to keep the motor speed as constant as possible, as shown in FIG. 4 - the magnet coils of the motor 3 are excited from its armature 2.
Es lässt sich aber auch mit Verwendung der Reihenmaschine erzielen, dass mit abnehmender Lampenspannung der Lampenstrom fällt, indem man beispielsweise nach Fig. 5 die l'eihe : i- wicklung 11 nicht in den Lampenstromkreis, sondern in den Netzstromkreis schaltet. Die Erregerwicklung wird dann vom Netz-oder Motorstrom durchflossen.
However, it can also be achieved with the use of the series machine that the lamp current falls as the lamp voltage decreases, for example by switching the row winding 11 according to FIG. 5 not into the lamp circuit but into the mains circuit. The excitation winding is then traversed by the mains or motor current.
Diese Anordnung bewirkt, dass bei verringerter Lampenspannung die Erregung des Generators, daher auch der von ihm abgegebene Strom sinkt.
This arrangement has the effect that when the lamp voltage is reduced, the excitation of the generator, and therefore also the current it delivers, drops.
Man kann natürlich die Maschine mit Nebenschluss. und Hauptstromwicklung versehen und etwa nach Fig. 6 die Nebenschlusswicklung 7 an die Netzspannung anschliessen, die Hauptstromwicklullg 11 in Reihe mit dem Generatoranker, schalten.
You can of course shunt the machine. and the main current winding and, as shown in FIG. 6, connect the shunt winding 7 to the mains voltage, connecting the main current winding 11 in series with the generator armature.
In der Beschreibung war von einem Stromkreise veränderlichen Widerstandes die Rede.
The description mentioned a circuit of variable resistance.
Schon die gewählten Beispiele, Bogenlampe und Sammelbatterie, zeigen, dass darunter auch Veränderung des scheinbaren Widerstandes zufolge Veränderung einer gegenelektromotorischen Kraft mitverstanden ist. Wenn sich an Stelle der gegenelektromotorischen Kraft mitverstanden ist. Wenn sich an Stelle der gegenelektromotorischen Kraft des zu speisenden Kreises die Netz- spannung E in umgekehrtem Sinne ändert, so bleibt die Wirkungsweise des Motorgenerators die gleiche.
The selected examples, arc lamp and battery, show that this also includes a change in the apparent resistance due to a change in a counter-electromotive force. If in place of the back electromotive force is agreed. If, instead of the counter-electromotive force of the circuit to be fed, the mains voltage E changes in the opposite sense, the mode of operation of the motor generator remains the same.
PENT ANSPRÜCHE : l.) Motorgcnerator mit Reihenschaltung von Motor und Generator zur teilweisen Umformung von Netzstrom, dadurch gekennzeichnet, dass als Generator eine Maschine mit kurzgeschlossenen, an der gewöhnlichen Stelle sitzenden Erregerbürsten und mit verschobenen, annähernd in der Polschuhmitte sitzenden Nutzbürsten verwendet wird, zum Zwecke, eine besondere Charakteristik für den zu speisenden Stromkreis hervorzubringen.
PENT CLAIMS: l.) Motor generator with series connection of motor and generator for partial conversion of mains current, characterized in that a machine with short-circuited exciter brushes sitting in the usual place and with displaced utility brushes sitting approximately in the center of the pole shoe is used as the generator Purposes to produce a special characteristic for the circuit to be fed.
2.) Motorgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerspulen des Generators im Nebenschluss zum Netz liegen, zum Zwecke, bei sinkendem Widerstand des äusseren, an die Generatorklemmen angeschlossenen Kreises den Strom in diesem Kreise zu verringern oder im wesentlichen konstant zu halten (Fig. 1).
2.) Motor generator according to claim 1, characterized in that the excitation coils of the generator are shunted to the mains, for the purpose of reducing the current in this circuit or keeping it essentially constant when the resistance of the outer circuit connected to the generator terminals decreases ( Fig. 1).
3. ) Motorgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerspulen des Generators im Nebenschluss zum Motoranker liegen, zum Zwecke, bei sinkendem Widerstand des äusseren Stromkreises den Strom darin zu erhöhen oder im wesentlichen konstant zu halten (Fig. 2, 3).
3.) Motor generator according to claim 1, characterized in that the excitation coils of the generator are shunted to the motor armature, for the purpose of increasing the current therein or keeping it essentially constant when the resistance of the external circuit decreases (Fig. 2, 3).
4. ) Motorgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator mit Hauptstromwicklung versehen und diese in Reihe mit seinem Anker geschaltet wird (Fig. 4).
4.) Motor generator according to claim 1, characterized in that the generator is provided with a main current winding and this is connected in series with its armature (Fig. 4).
5. ) Motorgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Generator mit Hauptstromwicklung versehen und diese in Reihe mit dem Netz geschaltet wird (Fig. 5).
5.) Motor generator according to claim 1, characterized in that the generator is provided with a main current winding and this is connected in series with the network (Fig. 5).