DE163863C

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Publication number: DE163863C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Ja 163863 KLASSE 21 c. Yes 163863 CLASS 21 c.

Die vorliegende Erfindung stellt eine Verbesserung der Einrichtung zur Spannungsregelung nach Patent 155278 dar. Die dort beschriebene Schaltungsweise hat den Nachteil, daß die Hauptmaschine wie ihre Hilfsmaschinen nur bei der größten vorkommenden Geschwindigkeit des Zuges voll ausgenutzt werden und daher bei geringeren Geschwindigkeiten mit ungesättigtem Eisen und demzufolge zu groß gebaut werden müssen.The present invention provides an improvement to the voltage regulation device according to patent 155278. The circuitry described there has the disadvantage that the main machine, like its auxiliary machines, only occurs in the largest one Speed of the train can be fully exploited and therefore at lower speeds with unsaturated iron and therefore have to be built too big.

Die Schaltungsweise der vorliegenden Anordnung ermöglicht eine bessere Ausnutzung der Maschine und außerdem eine Regelung der Maschine innerhalb eines größeren Geschwindigkeitsänderungsbereichs als die Anordnung nach dem Hauptpatent.The circuitry of the present arrangement enables better utilization of the machine and also a control of the machine within a larger speed change range than the arrangement according to the main patent.

Erreicht werden diese Vorteile durch zwei Hilfswicklungen der Erregermaschine im Verein mit einer Umschaltung der Erregung ao der Hilfsdynamomaschine.These advantages are achieved by two auxiliary windings of the exciter in the Association with a switching of the excitation ao of the auxiliary dynamo machine.

In den beiliegenden Figuren ist der Erfindungsgedanke schematisch zur Darstellung gebracht, und zwar stellt dar:In the accompanying figures, the idea of the invention is shown schematically, namely represents:

Fig. ι die gesamte Schaltanlage mit der einen Hilfswicklung der Erregermaschine und der Umschaltvorrichtung der Erregung der Hilfsdynamomaschine,Fig. Ι the entire switchgear with one auxiliary winding of the exciter and the switching device of the excitation of the auxiliary dynamo machine,

Fig. 2 einen Teil dieses Schaltungsschemas mit den beiden Hilfswicklungen der Erregermaschine. 2 shows a part of this circuit diagram with the two auxiliary windings of the exciter.

Zur Regelung der Hauptdynamomaschine^.To control the main dynamo machine ^.

sind, wie bei dem Hauptpatent, eine mit ihr auf derselben Achse sitzende Hilfsmaschine C, ferner ein Motor F, der seine Erregung von der Hilfsmaschine C erhält, und eine Erregermaschine D vorhanden, welche mit dem Motor F auf derselben Achse sitzt. Naturgemäß ist auch wieder eine Batterie B' und der Nutzwiderstand, nämlich die Lampen B, vorgesehen.are, as in the main patent, an auxiliary machine C sitting with her on the same axis, furthermore a motor F, which receives its excitation from the auxiliary machine C , and an excitation machine D , which sits with the motor F on the same axis. Naturally, a battery B ' and the useful resistor, namely the lamps B, are again provided.

Die Verbindung dieser Hauptbestandteile untereinander entspricht im wesentlichen der des Hauptpatentes, als unwesentliche Zusätze seien die beiden selbsttätigen Schalter H und G erwähnt. H dient zur Erzeugung eines Spannungsabfalles in dem Nutzstromkreis für den Fall, wo die Batterie aufgeladen wird, also eine höhere Spannung erhält, als sie der Nutzstromkreis besitzen darf. Es sind daher Widerstände in den Nutzstromkreis eingeschaltet, die durch den Hebel h selbsttätig ein- oder ausgeschaltet werden können, und zwar unter Einwirkung der Spule h', welche in die Klemmen der Batterie eingeschaltet ist. Der Schalter G dient zur Ein- und Ausschaltung der Hauptmaschine A und besteht aus einem Eisenkern mit zwei Wicklungen g und g'. Wicklung g ist an die Klemmen der Maschine angeschlossen, Wicklung g' in den Ladestromkreis eingeschaltet. Beide Wicklungen unterstützen sich in der Weise, daß, wenn die Dynamo-The connection between these main components corresponds essentially to that of the main patent, the two automatic switches H and G are mentioned as insignificant additions. H is used to generate a voltage drop in the utility circuit in the event that the battery is being charged, i.e. receives a higher voltage than the utility circuit is allowed to have. There are therefore resistors in the utility circuit that can be switched on or off automatically by the lever h , under the action of the coil h ', which is connected to the terminals of the battery. The switch G is used to switch the main machine A on and off and consists of an iron core with two windings g and g '. Winding g is connected to the terminals of the machine, winding g 'is connected to the charging circuit. Both windings support each other in such a way that when the dynamo

maschine A die Spannung besitzt, bei welcher sie angeschlossen werden soll, g einen Anker anzieht, dadurch den Hauptstrom schließt, so daß nunmehr die Spule g' ebenfalls in Wirksamkeit tritt und die Spule g unterstützt. Verlangsamt sich umgekehrt die Geschwindigkeit des Zuges so weit, daß die Spannung der Maschine A kleiner werden will wie die der Batterie B', so wirkt Spule g' Machine A has the voltage at which it is to be connected, g attracts an armature, thereby closing the main current, so that now the coil g ' also comes into effect and supports the coil g. Conversely, if the speed of the train slows down so much that the voltage of machine A wants to be lower than that of battery B ', then coil g' acts

ίο der Spule g entgegen und schaltet damit die Maschine wieder ab.ίο against the coil g and thus switches the machine off again.

Das Wesentliche der Erfindung sind die Hilfsspulen E² (Fig. i) und E³ (Fig. 2), sowie der Umschalter c³ (Fig. 1). Die Hilfswicklung E'² unterstützt in ihrer Wirkung die Haupterregerwicklung E'. Sie liegt durch die Leitungen e' und c⁵ in Reihe mit dem Ankerstromkreis des Motors F, also unter Zwischenschaltung des Motorankers an der Spannung des Nutzstromkreises.The essentials of the invention are the auxiliary coils E ² (Fig. I) and E ³ (Fig. 2), and the switch c ³ (Fig. 1). The auxiliary winding E ' ² supports the main excitation winding E' in its effect. It is connected to the armature circuit of the motor F through the lines e ' and c ⁵ , i.e. with the motor armature connected to the voltage of the useful circuit.

Ihre Wirkungsweise ist die folgende:
Es kommt darauf an, daß die Hauptmaschine A, wenn sie bei ihrer kleinsten Geschwindigkeit eingeschaltet wird, gleich voll ausgenutzt wird, damit sie den Strom für das ■ Netz und die Batterie in voller Stärke hergeben kann. Zu diesem Zweck ist eine Verstärkung ihrer Erregung erforderlich, deren Verhältnis zur Erregung bei normaler Geschwindigkeit größer sein muß wie das Verhältnis dieser normalen Geschwindigkeit zu der Einschaltungsgeschwindigkeit. Eine Verstärkung der Erregung ist bereits bei dem Verfahren des Hauptpatentes vorhanden, denn bei geringer Geschwindigkeit erregt die Hilfsmaschine C den Motor F nur schwach und infolge dieser Schwächung seines Feldes besitzt er seine größte Tourenzahl, so daß die Erregermaschine D eine große Spannung besitzt und damit auch die Hauptmaschine A stärker erregt. Aber diese Vermehrung der Erregung der Hauptmaschine steht nur ungefähr in demselben Verhältnis wie die betreffenden Geschwindigkeiten bezw. in utngekehrten Verhältnissen. Weil nun die Erregermaschine D einen starken Strom in die Hauptmaschine schickt und demgemäß voll belastet ist, nimmt auch der Anker des Motors F aus der Batterie einen verhältnismäßig starken Strom. Da die Hilfswicklung E² in diesen Stromkreis in Reihe eingeschaltet ist, trägt sie ebenfalls dazu bei, die Erregermaschine D stärker zu erregen und damit auch das Feld A zu vermehren. Die Spannungserhöhung und Leistungvermehrung der Hauptmaschine erfolgt also bei dieser Schaltung durch zwei Mittel:Their mode of action is as follows:
It is important that the main machine A, when it is switched on at its lowest speed, is immediately fully utilized so that it can provide the current for the mains and the battery at full strength. For this purpose an amplification of their excitation is required, the ratio of which to the excitation at normal speed must be greater than the ratio of this normal speed to the activation speed. The excitation is already amplified in the method of the main patent, because at low speed the auxiliary machine C excites the motor F only weakly and as a result of this weakening of its field it has its greatest number of revolutions, so that the excitation machine D has a high voltage and thus also the main engine A is more excited. But this increase in the excitation of the main engine is only roughly in the same proportion as the respective speeds respectively. in inverted conditions. Because the exciter D sends a strong current into the main machine and is accordingly fully loaded, the armature of the motor F also takes a relatively strong current from the battery. Since the auxiliary winding E ^{2 is connected} in series in this circuit, it also helps to excite the exciter D more strongly and thus also to increase the field A. The voltage increase and the increase in power of the main machine are therefore carried out with this circuit by two means:

I. durch die größere Tourenzahl der Erregermaschine undI. by the larger number of revolutions of the exciter and

2. durch ihre Hilfswicklung E². 2. through its auxiliary winding E ² .

Es wird hierdurch also erreicht, daß die Maschine bereits bei der kleinsten Tourenzahl, bei der sie eingeschaltet wird, ihre volle Leistung abgeben kann.It is thus achieved that the machine is already at the smallest number of revolutions, at which it is switched on, can deliver its full power.

Steigt die Tourenzahl der Hauptmaschine, so nimmt aus den oben entwickelten Gründen nunmehr die Spannung der Maschine in stärkerem Maße ab, denn einerseits wird jetzt von der Hilfsmaschine C der Motor stärker erregt, er besitzt also ebenso wie die Erregermaschine eine kleinere Tourenzahl und andererseits wird infolge dieser kleineren Leistung der Erregermaschine auch der Strom im Motoranker und damit in der Hilfswicklung E² geschwächt.If the number of revolutions of the main engine increases, the voltage of the machine now decreases to a greater extent for the reasons developed above, because on the one hand the motor is now more excited by the auxiliary machine C , so it has a smaller number of revolutions, just like the exciter machine, and on the other hand, as a result This lower power of the exciter also weakens the current in the motor armature and thus in the auxiliary winding E ² .

Um die selbsttätige Regelung der Hauptmaschine A allen Anforderungen anpassen zu können, ist nicht nur der Einfluß der Geschwindigkeit, sondern auch der der Belastung zu berücksichtigen. Zu diesem Zwecke erhält die Erregermaschine D noch eine zweite Hilfswicklung E³, welche in Reihe mit dem Nutzstromkreis geschaltet ist (Fig. 2). Es ergibt sich ohne weiteres, daß zu der Wirkung der bei den Spulen E' und E² jetzt die Wirkung der Spule E³ noch in der Weise verstärkend hinzutritt, daß die Stärkung um so größer ist, je größer die Belastung, also beispielsweise die Zahl der eingeschalteten Lampen ist.In order to be able to adapt the automatic control of the main engine A to all requirements, not only the influence of the speed but also that of the load must be taken into account. For this purpose, the exciter D receives a second auxiliary winding E ³ , which is connected in series with the useful circuit (Fig. 2). It follows without further ado that the effect of the coil E ³ is added to the effect of the coils E ' and E ² in such a way that the strengthening is greater, the greater the load, for example the number of the lamps switched on.

Die Spule E'² hat den Zweck, die Spannung der Hauptmaschine A zu vermehren, und zwar um so mehr, je geringer ihre Tourenzahl ist. Zur genauen Regelung dieser Spannung ist jedoch noch der Ladezustand der Batterie zu berücksichtigen; denn, wenn der Zug mit einer fast aufgeladenen Batterie anfährt, können die Ströme für diese zu stark werden, zum mindesten aber wird ein Energieverlust durchVerdampfung des Elektrolyten eintreten. Die Spannung der Hauptmaschine ist demgemäß auch noch mit Rücksicht auf den Ladezustand der Batterie einzustellen. Zu diesem Zwecke ist ein Umschalter c³ (Fig. 1) vorgesehen, durch welchen das Feld c² der Hilfsmaschine C von der konstanten Spannung des Nutzstromkreises auf die veränderliche Spannung der' Batterie umgeschaltet werden kann. Zu diesem Zweck ist der Kontaktpunkt c⁴ durch die Leitung c'° no mit einer positiven Klemme des Nutzstromkreises und der Kontaktpunkt c^e durch die Leitung c⁷ mit dem positiven Pol der Batterie verbunden. Läge der Schalter c³ in der gestrichelten Lage, so würde die an die konstante Spannung des Nutzstromkreises gelegte Hilfsmaschine C bei allen Geschwindigkeiten gleich stark erregt werden, unabhängig von dem Ladezustand der Batterie. Ist dagegen der Schalter c³ auf den Kontakt-The purpose of the coil E ' ² is to increase the voltage of the main machine A , the more so the lower its number of revolutions. In order to precisely regulate this voltage, however, the state of charge of the battery must also be taken into account; because if the train starts with an almost charged battery, the currents can become too strong for it, but at least there will be a loss of energy due to the evaporation of the electrolyte. The voltage of the main machine must accordingly also be set with consideration of the state of charge of the battery. For this purpose, a changeover switch c ³ (Fig. 1) is provided, through which the field c ^{2 of} the auxiliary machine C can be switched from the constant voltage of the utility circuit to the variable voltage of the battery. For this purpose, the contact point c ^{4 is} connected by the line c '° no to a positive terminal of the utility circuit and the contact point c ^{e is} connected by the line c ⁷ to the positive pole of the battery. If the switch c ^{3 were} in the dashed position, the auxiliary machine C connected to the constant voltage of the utility circuit would be excited to the same degree at all speeds, regardless of the state of charge of the battery. If, on the other hand, switch c ^{3 is set} to the contact

knopf c° umgelegt, so wird die Hilfsmaschine C um so stärker erregt, je höher die Batteriespannung gerade ist. Je stärker aber C erregt ist, um so kleiner ist die Tourenzahl des Motors F und damit die Spannung der Erregermaschine D und demzufolge auch die Spannung der Hauptmaschine A. Will man also auf den Ladezustand der Batterie bei Regelung der Maschine noch Rücksicht nehmen, so wird man den Schalter c³, wenn sich die Batterie ihrer Aufladung nähert, in die ausgezogene Stellung umlegen.button c °, the auxiliary machine C is excited the more, the higher the battery voltage is. However, the more C is excited, the lower the number of revolutions of the motor F and thus the voltage of the exciter D and consequently also the voltage of the main engine A. the switch c ³ , when the battery is nearing its charge, toggle it to the extended position.

Durch die Vereinigung dieser drei Mittel, der beiden Hilfsspulen E'² und E³ und des Umschalters c³, wird, wie oben angeführt, das Ziel erreicht, nämlich mit Hilfsmaschinen normaler Größe auszukommen und trotzdem die Maschine innerhalb eines größeren Be-By combining these three means, the two auxiliary coils E ' ² and E ³ and the switch c ³ , the goal is achieved, as stated above, namely to get along with auxiliary machines of normal size and still the machine within a larger load

ao reichs der Tourenveränderung selbsttätig richtig regeln zu können. Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung arbeiten sowohl die Hauptmaschine A wie die Erregermaschine D selbst bei der kleinsten Geschwindigkeit¹ nach Einschaltung der Hauptmaschine mit gesättigtem Eisen. Die Hilfsmaschine C ist bezüglich ihrer Eisenquerschnitte so zu berechnen, daß ihr Eisen soweit gesättigt ist, um mit der Spannung der Batterie ungefähr proportional anzusteigen. Nur der Hilfsmotor F arbeitet bei geringerer Tourenzahl mit ungesättigtem Eisen und ausschließlich bei der maximalen Geschwindigkeit mit gesättigtem.ao realm of tour changes to be able to automatically and correctly regulate. In the method of the present invention, both the main machine A and the exciter D operate even at the lowest speed ¹ after switching on the main machine with saturated iron. Auxiliary machine C is to be calculated with regard to its iron cross-sections in such a way that its iron is saturated enough to increase approximately proportionally with the voltage of the battery. Only the auxiliary motor F works with less number of revolutions with unsaturated iron and only with the maximum speed with saturated iron.

Claims

Patent Claims:

1. Device for voltage regulation of a dynamo according to patent 155278 connected in parallel with a constant current source, characterized in that the excitation machine (D ) receives an auxiliary winding (E ² ) connected to the armature circuit of its drive motor (F) for the purpose of exciting the To amplify the excitation machine and thus the excitation and power of the main machine (A) with a low number of revolutions.

2. Embodiment of the device for voltage regulation according to claim 1, characterized in that the excitation machine (D) receives a second auxiliary winding (E ^% ) connected to the useful circuit, for the purpose of exciting the excitation machine and thus also the excitation and power of the main machine (A) to make dependent on the load.

3. Embodiment of the device for voltage regulation according to claim 1 and 2, in particular to support and supplement the winding (E ² ), characterized in that the excitation (c ' ² ) of the auxiliary dynamo machine (C) is switched from the constant mains voltage to the battery voltage can be, for the purpose of weakening the charging current of the main dynamo machine with increasing charge of the battery.

1 sheet of drawings.