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Gleichstrom-Dynamomaschine zur Erzeugung annähernd konstanter Spannung bei veränderlicher
Drehzahl.
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Gleichstrom-Dynamomaschine, mit der auch bei variahler Tourenzahl eine annähernd konstante Spannung erzeugt werden kann. ohne dass dazu Besondere Nebenapparate, wie Regulierwiderstände o. dgL. nötig sind.
Das Wesen der Erfindung ist in der Beschreibung und in den zeichnerischen Darstellungen näher erläutert.
Es sei :
E die im Anke einer Gleichstrom-Dynamomaschine induzierte, elektromotorische Kiaft (EMK),
0 der in den Anker pro Polteilung ein- bzw. austretende resultierende, magnetische Kraftfluss (unter Polie. lune ist verstanden der ankerumfang geteilt durch die Polzahl),
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gleichgültig, oh der magnetische Kraftflss # durch Elektromagnete ode. durch eine Koml) ination beider erzeugt wird. SoH demnach konstant bleiben, so muss notwendiger Weise 0 umgekehrt proportional zu n sein.
Die vorliegende Erfindung bezweckt, zu zeigen. auf welche Weise in einer Dynamomaschine ohne Regulierappatate ein resultierender, magnetischer Kraftlinienfluss erzeugt werden k : lJ1n, der annähernd der Umdrehungszahl umgekehrt Proportinal ist. Damit ist dann auch gezeigt, wie bei variabler Umdrehungszahl eine annähernd konstante Spannung erzeugt werden kann.
Um diese Ziel zu erreichen, erzeugen wir den resultierenden magnetischen Kraft-
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x. mindestens einem magnetischen Hauptkcaftfluss #1, der von einem permanentern Magneten oder einer annäherd konstanten Amperewindungszahl oder einer Kombination eines permanenten Magneten mit einer annähernd konstanten Amperewindungszahl erzeugt wird und
2. mindestens einem magnetischen Nebenkraftfluss #2 von umgekehrter Richtung, der von einer Amperewindungszahl AWn erzeugt wird, die annähernd dem Gesetze
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gehorcht, wo Ca auch gleich Null sein kann.
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Hauptkraftfluss. Der annäheind konstante Teil C3. der den magnetischen Nebenkraftfluss erzeugenden.
Amperewindungen wird dagegen zweckmässiger Weise meist so gerichtet, dass er einem magnetischen Kraftfluss von gleicher Richtung wie der Hauptkraftfluss zu erzeugen bestrebt ist. Die Amperewindungen C3 können aber auch druch einen permanenten Magneten ganz oder teilweise ersetzt werden. oder sie können ganz wegfallen.
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den annähernd konstanten Teil der Amperewindungen des magnetischen Nebenstromkreises. Diesen kann man aber auch erhalten, indem man in den Stromkreis, der die Ampel e- windungen C. 11 zu erzeugen hat, eine annähend konstante Spannung von passender Richtung legt.
Es wirken dann in diesem Stromkreise gleichzeitig zwei elektromotorische Kräfte, eine zur Umdrehungszahl proportionale und eine annähernd konstante. Man kann endlich auch eine solche annähernd konstunte elktromotorische Kraft im Stromkreise der
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gleichsromankerwicklung oder einen Teil einer solchen mit einer der Umdrehungszahl unserer Dynamomaschine proportionalen Geschwindigkeit vor einem annäbernd konstanten
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Ankerstrom nicht mehr. wie hei den bisher betrachteten Anordnungen. annähernd konstant, sondern er nimmt annähernd proportional mit der Umdrehungszahl zu. Diese Ausführung-
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Typen in Betracht.
Den beiden Kraftlinienflüssen 01 und (Fig. 6) können gänzlich voneinander getrennte Wege angewiesen werden. In diesem Falle ist nur dafür zu sorgen. dass die Ankerleiter der Dynamomaschine beide Kraftflüsse schneiden. Den beiden Kraftlinierflüssen #1 und #2 können aber auch Wege angewiesen werden, die teilweise gemeinsam sind. So können den beiden Kraftlinienflüssen z. B. besondere Pole angewiesen werden, während sie das gleiche Joch und das gleiche Ankereisen durchlaufen (Fig. 7).
Aus den zeichnerischen Darstellungen (Fig. I bis 5) ist ersichlich. dass es durch passende Wahl des Materials und der magnetischen Stromkreise möglich ist, auf die angegebene Weise ohne Verwendung von Reuulierapparaten und Regulierwiderständen einen
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Tourenintervall ziemlich genau der Umdrehungszahl umgekehrt proportional ist.
In Fig. i ist zunächst ein zur Umdrehungszahl genau umgekehrt proportionaler
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Man sieht, dass in der Tat die so erhaltene 6.Kurve eine ganz überraschende Ähnlichkeit mit der ideellen 0-Kurve der Fig. i hat.
In Fig. 3 ist beispielsweise angenommen, dass der negative Widerstand des magnetischen Hauptstromkreises mit zunehmender Umdrehungszahl etwas grösser werde. Dies kann d, mn eintreten, wenn den beiden Kraftflüssen teilweise gemeinsame Wege angewiesum werden. wie
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motorische Kraft des magnetischen Hauptstromkreises nicht genau konstant ist, sondern mit zunehmender Umdrehungsz dil leicht steigt. Auch in diesem Fallc ist es möglich, duich Wahl einer geeigneten Charaktetistik für den magnetischen Nebenstromkreis eine -Kurve zu erzielen, die gut mit der ideellen #-Kurve in Fig. i übereinstimmt. Ganz analog könnte die Cj-Kurve mit zunehmender Umdrehungszahl leicht abnehmen, Auch dann wäre es möglich, eine gute 0-Kurve zu erhalten.
In den Fig. 2, 3 und 4 sind beispielsweise Fälle dargestellt, in denen in den Ampere-
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magnetischen Nehenkraftnuss erzeugen, die Konstante C3 in Formel II gleich Null ist. In diesen drei Fällen wird also der magnetische Nebenkraftlinienfluss nur durch eine zur Umdrehungszahl proportionale Amperewindungszahl erzeugt.
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und zwar einen negativen Wert hat. Die Figur ist nach dem bisher gesagten ohne weiteres vetständlich. Ganz analog könnte C3 aber auch einen endlichen positiven Wert haben.
Fig. 6 zeigt schematisch für eine beispielsweise zweipolige Maschine die Anordnung,
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ersichtlich, ist den beiden Kraftfüasen sowohl das Joch/ats das Ankereisen A gemeinsam, während jeder Kraftfluss besondere Pole durchläuft. Die Hauptbürsten kommen in die neutrale Zone B B zu liegen, während der Teil C2. n der den Kraftfluss 0 erzeugenden Amperewindungen beispielsweise durch eine in der Achse B'B'liegende Hitfsbürste entnommen werden kann.
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die. Anordnung, wo den beiden Kraftflüssen 01 und O2 völlig getrennte Wege angewiesen sind.
Der zu erzeugende Strom wird durch eine Wicklung Erzeugt, deren Leiter beide Kraftflüsse 01 und iz schneiden. K ist der zu dieser Wicklung gehörende Kollektor. Der Teil C. n der den Kraftfluss #2 erzeugenden Amperewindungen kann beispielsweise durch eine Hi1fswicklung mit Kollektor K'erzeugt werden, deren Leiter nur den Kraft-
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zunehmender Umdrehungszahl leicht steigende oder leicht fallende Spannung, so geschieht dies durch geeignete Wahl der Charakteristik des magnetischen Nebenstromkreises. Wenn es sich z. B. um die Befeuchtung von Fahrzeugen handelt, so wird zuweilen eine um so intensivere Beleuchtung verlangt, je schneller das Fahrzeug fährt.
In solchen Fällen wird
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0-Kurve natürlich nicht möglich ist, so ergeben sich immerhin gewisse Abweichungen von der gewünschten Spannungskurve. Solche Abweichungen können durch an sich bekannte Mittel reduziert werden. Als wirksamste kommen hierfür in Betracht : i. Dem magnetischen Hauptstiomkreise oder Nebenstromkreise wird eine positive oder negative Zusatz-Amperewindungszahl beigegeben, die der Umdrehungszahl proportional ist.
Dadurch erreicht man, dass die 0,-Kulve oder die #2-Kurve eine schwache Abweichung nach oben oder unten von ihrer normalen Form erhält,
2. dem magnetischen Haupt-oder Xebenstromkreise wird eine positive oder negative Zusatz-Amperewindungszahl beigegeben, die dem von der Dynamomaschine abgegebenen Strome proportional ist,
3. dem magnetischen Haupt-oder Nebenstromkreise wird eine positive oder negative Zusatz-Amperewindungszah ! beigegeben, die dem Lade- und Entladungsstrom einer parallel zur Dynamomaschine geschalteten Akkumulatorenbatterie proportional ist,
4. der Haupte regerwicklung wird ein Eisenwiderstand vorgeschaltet,
5.
in den äusseren Stromkreis oder vor die Stromverbraucher werden ein oder mehrere gewöhnliche oder Eisenwiderstände vorgeschaltet.
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