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Elektrische Gleichstrommaschine zum wahlweisen Betrieb als Generator für annähernd. konstante Spannung sowie als Kompoundmotor.
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kurzschliessen, ohne dass der Strom wesentlich steigt. Umgekehrt würde die Spannung aber erheblich steigen, wenn der Nutzstrom vollkommen abgeschaltet würde, da dann primär nicht nor die ursprünglichen AW, sondern auch die zur Kompensation des Tertiärfeldes vorhandenen AW zur Erzeugung des sekundären Feldes wirksam werden. Die Folge davon ist, dass auch im sekundären Kurtschlussstromkreis ein erheblich grösserer Strom auftritt.
Tritt eine Veränderung des Tertiärfeldes über die normale Grösse infolge Vergrösserung der Drehzahl ein, so ergibt das Diagramm, Fig. 2 a, dass jede solche Vergrösserung wiederum eine Schwächung des Primär-und Sekundärfeldes nach sich ziehen würde und da diese, auf das Tertiärfeld rückwirkend, eine Vergrösserung nicht zulässt, eine Konstanz der Nutzstromstärke unter allen Umständen erzielt wird, trotz der erheblichsten Umdrehungs- erhöhung. Als Motor läuft eine solche Maschine, wie bereits erwähnt, nicht an.
Schliesst man nun die Primärbürsten nicht unmittelbar kurz, sondern verwendet den auftretenden Sekundärstrom erfindungsgemäss zur Gegenkompoundierung des Primärfeldes, so treten wesentliche Vorteile auf. Fig. 3 stellt das Fplddiagramm noch einmal dar, und zwar bedeutet darin wie auch in Fig. 2 und 2 ader Strahl I die AW des primären Feldes zur Erzeugung des sekundären Feldes II, das um 900 dem Strahl I vorauseilt. Der Strahl III bedeutet die entsprechenden . W des Tertiärfeldes, das wieder um 9 (P dem Strahl II vorauseilt. Dem Strahl IV entsprechen die AW, welche nötig sind, dem Felde III das Gleichgewicht im normalen Betriebszustand zu halten.
Der Strahl V stellt die Gegen- kompoundierung dar und ist vom Strom des Strahles Il ganz oder teilweise durchflossen.
Geht man vom Leerlauf der Maschine aus, so tritt folgende Erscheinung auf. Strahl III ist-0. Die primäre Erregung, gegeben durch Strahl I und IV, wird das Feld II zur abnormalen Grösse und mithin zum entsprechend grossen Stromfluss anschwellen lassen, wenn das Gegenfeld F, welches ja vom Strom des Feldes II erregt wird, dies zuliesse. Ist das Feld V gerade so gross gewählt wie IV, so bliebe für Erregung primär nur das Feld entsprechend dem Strahl I übrig. Das ist aber das'Feld für die normale Grösse von II und mithin für die normale Spannung bei Leerlauf. Es ist also nicht nötig, das Feld V gerade so gross zu wählen wie Feld IV, da bei Leerlauf die Spannung ruhig etwas grösser sein kann.
Eine so erregte Maschine wird deshalb nicht die Fehler besitzen, die Spannug bei Leerlauf auf das vier-bis fünffache der normalen Spannung ansteigen zu lassen, da man es mit Hilfe der Gegenkompoundierung vollständig in der Hand hat, eine beliebige Spannungs- erhöhung bei Leerlauf entsprechend den praktisch yorl1t'genden Verhältnissen eintreten zu lassen.
Wird die Maschine jetzt belastet, so tritt folgendes ein : Zuniichst schwacht das entstehende Tertiärfeld III das Primärfeld 1 und IF und
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Hat das Feld III seine halbe Grosse erreicht, dann ist von der primären Erregung ausser I noch das halbe Feld von I* vorhanden. Da für die halbe Grösse von III auch nur die halbe Grösse des Feldes 11 nötig ist, so ist naturgemäss die Gegenwirkung von V auch nur halb so gross, so dass also das volle Feld von I zur Erregung von II vorhanden ist, so dass letzteres nicht ganz bis zur halben Grösse herabsinkt oder mit anderen Worten, man kann die Maschine etwas mehr als die Hälfte belasten.
Nun werden die Verhältnisse insofern noch günstiger als der vom Felde 11 herrührende Strom nicht nach einer Geraden abfällt, sondern nach einer Kurve, so dass die Belastung ungefähr bis zwei Drittel des Normalwertes gesteigert werden kann. Sieht man von der Bedingung ab, dass die Spannung bei Leerlauf nicht höher sein darf wie bei Belastung, was ganz allgemein der Fall sein kann, da es für praktische Verhältnisse gar nicht darauf ankommt, ob die Spannung bei Leerlauf 100/0 höher ist als bei Vollast, so liegen die Verhältnisse noch günstiger, da dann die Belastung auf ungefähr drei Viertel der Vollast gesteigert worden kann.
Bringt
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folgen, als bis die Summe der Primärerregung'I+ V und unter Umstand + VI bis auf den Teil durch 111 kompensiert ist, der noch erforderlich ist, um II so gross zu halten, dass der Strom vom Feld 111 voll fliessen kann. Jede weitere Steigerung vom Feld III ist unmöglich, selbst bei der grössten Tourenerhöhung, da alsdann das Feld 11, d. h. die erregende Kraft von III, vernichtet werden würde, was naturgemäss nicht möglich ist, solange noch ein Überschuss im Primär. feld vorhanden ist.
Für beide Drehrichtungen ist die Maschine in dieser Schaltung nur dann zu verwenden, wenn bei anderer Drehrichtung die Wirkung des Feldes V umgedreht wird und bei Anwendung von VI auch dieses.
Wird eine solche Maschine nun als Motor betrieben, so ist die Spannung nicht dem zweiten Bürstenpaar zuzuführen, sondern dem ersten kurzgeschlossenen, zwischen den Polen befindlichen (2). Der Kurzschluss der Kompoundwindungen ist natürlich zu unter- brechen (Fig. 4), wobei die Kompoundwindungen wirksam bleiben, jetzt aber, da der Motor- strom ja in umgekehrter Richtung fliesst, nicht mehr als Gegenkompoundierung, sondern als normale Kompoundwicklung, also im gleichen Sinne und vereint mit dieser, wie die vorhandene Erregung I und IV. Die Maschine wird also als Kompoundmaschine mit sehr grossem Drehmoment anlaufen und den Explosionsmotor anwerfen, wobei die Drehrichtung die gleiche bleibt, wie beim Betrieb als Generator.
Nach erfolgtem Anwurf kann die Umschaltung mittels eines normalen Schalters auf die Schaltung als Generator erfolgen. Beim Anlauf als Motor kann das zweite Bürstenpaar (2), das dann von der Batterie abgeschaltet ist, gefahrlos auf dem Stromwender schleifen.
Aus der Fig. 5 ist der Stromverlauf in der Schaltung als Motor ersichtlich, während in Fig. 4 die Schaltung für Generatorbetrieb dargestellt ist. In der Generatorschaltung verläuft der Strom in der Primärwicklung (Primärfeld), von der Batterie erregt, derart, dass oben ein Nordpol und unten ein Südpol entsteht. Die diesem Primärfeld entgegen-
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Stromwender der Maschine entnommen wird. Bei der angenommenen Rechtsdrebung des Ankers wird der Strom an der linken Bürste 2 austreten, also positive Polarität besitzen, die auf den Magneten angebrachte zweite Wicklung in dem verlangten, das Primärfeld schwächenden Sinne, durchfliessen und über die negative rechte Bürste 2 zum Anker zurück- zukehren.
Bei der Schaltung als Motor (Fig. 5) bleibt die Primärwicklung unverändert an der Batterie liegen, während der Bürstensatz 1 von der Batterie abgeschaltet wird und leer auf dem Stromwender schleift. Die zweite Wicklung, also die, welche an den Bürsten 2 liegt, wird an die Batterie als Hauptstromwicklung angelegt und, da der Strom jetzt in umgekehrter Richtung wie bei der Schaltung als Generator fliesst, so werden die Magnete verstärkend als Nord-bzw. Südpol genau wie von der Primärwicklung erregt werden, wobei die Drehrichtung aber, entsprechend der Stromumkehr, die gleiche bleibt wie beim Generator. Die Pfeile in Fig. 5 zeigen den Stromverlauf bei Motorschaltung an.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Elektrische Gieichstrommaschine zum wahlweisen Betrieb als Generator für annähernd konstante Spannung sowie als Kompoundmotor, dadurch gekennzeichnet, dass bei Generatorbetrieb als Querfeldmaschine die Ankerrückwirkung des Tertiärfeldes durch zusätzliche Erregerwindungen verstärkt wird, die vom Sekundärstrom (Kurzschlussstrom) der in der neutralen Zone der Fejdmagnetpole liegenden Bürsten (2) ganz oder teilweise durchnossen werden und dem Primärfeld so entgegenwirken, dass sie bei Leerlauf den Teil des Primärfeldes ganz oder teilweise kompensieren, welcher beim Betrieb durch das Tértiär- feld aufgehoben wird,
während beim Betrieb als gewöhnlicher Motor nach Abschaltdng der unter den Feldmagnetpolen liegenden Bürsten (1) die erwähnten zusätzlichen Feldwindungen über die Bürsten (2) vom Hauptstrom so erregt werden, dass sie das primäre Bauptfeld verstärken.