DE174391C

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Publication number: DE174391C
Application number: DENDAT174391D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 174391 KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. September 1905 ab.

Die. Erfindung betrifft eine Vorrichtung, durch welche die Schwankungen der Stromstärke, die ein Elektromotor mit sehr stark wechselnder Zugkraft aufnimmt, auf ein geringeres Maß beschränkt werden sollen, als dies bei' einem gewöhnlichen Motor unter sonst gleichen Umständen möglich ist.

Bei einem gewöhnlichen Elektromotor, bei dem die Änderungen der Zugkraft sich in sehr

ίο weiten Grenzen, etwa im Verhältnis von ι: io oder mehr bewegen, wendet man fast ausschließlich die Hauptstromerregung an. Hierbei ändert sich jedoch, wenn der Motor weit von der Sättigung entfernt ist, die Zugkraft nur im quadratischen Verhältnis der Stromstärke. Wenn also bei einem solchen Motor die Zugkraft etwa Änderungen bis über das zehnfache des gewöhnlichen Wertes annimmt, so muß die Änderung der Stromstärke bereits sehr beträchtlich sein, selbst wenn der Motor sehr reichlich berechnet ist.

Um dies zu vermeiden, sieht die vorliegende Erfindung eine Anordnung vor, durch die es möglich ist, die Zugkraft nicht mehr höchstens im quadratischen Verhältnis der Stromstärkeänderungen, sondern nach irgend einem anderen Verhältnis, d. h. z. B. nach der n^ten Potenz der Stromstärken wachsen zu lassen. Zu diesem Zweck w'erden die Magnete des Motors durch einen Strom erregt, der von einer besonderen kleinen Dynamo hervorgebracht wird, deren Anker mit nahezu konstanter Geschwindigkeit entweder durch dieselbe Welle

wie der Anker der den Motor treibenden Dynamo oder durch ein anderes geeignetes Mittel gedreht wird.

Diese Erregermaschine hat folgende besonderen Eigenschaften.

1. Ihre Erregung erfolgt ausschließlich durch den gesamten Strom, der durch den Anker des Motors fließt, so' daß die Ampere-Windungszahl dieser Erregung der Stromstärke im Anker des Motors proportional ist.

2. Das Magnetgestell der Erregermaschine

ist um die Drehungsachse des Ankers drehbar und kann um einen Winkel gleich dem halben Winkelabstande zwischen zwei Bürstenlinien verschoben werden, wobei die Kraft, mit der die Verschiebung erfolgt, entweder durch eine geeignete Feder oder durch den Auftrieb eines in eine Flüssigkeit tauchenden Senkkörpers aufgehoben wird, dessen spezifisches Gewicht geringer als das der Flüssigkeit ist.

3. Die Bürsten, die auf dem Kollektor des Ankers der Erregermaschine schleifen, sind fest und nehmen an einer etwaigen Verschiebung des Magnetgestelles nicht teil (der Kollektor kann sehr stark geteilt sein).

Unter diesen Umständen bedeutet die Verschiebung des Magnetgestelles während der Drehung des Ankers, die eine Folge der zwischen den Polen und dem Anker auftretenden Zugkraft ist, eine mehr oder weniger starke Verschiebung der Bürsten auf dem Kollektor zwischen der neutralen und der Pollinie. Wenn daher die Maschine so berechnet ist,

daß die Kommutierung ebensogut nahe der Pollinie wie an der neutralen Linie erfolgt, so kann sich der Spannungsunterschied an den Bürsten und infolgedessen auch die Spannung der Erregung des Motors von ο bis zu der gesamten vom Anker gelieferten Potentialdifferenz ändern, je nach der Größe der Winkelverschiebung, die das Magnetgestell infolge der auftretenden Zugkraft erfährt.

ίο Hierzu kommt dann noch die Vergrößerung der elektromotorischen Kraft, die von der Verstärkung des Magnetfeldes der Erregermaschine herrührt, da die Feldstärke eine ■ Funktion des den Motor speisenden Stromes ist.

Man braucht nun die Feder oder die Form des Senkkörpers nur so zu berechnen und ihren Gegendruck so abzustufen, daß für eine gegebene Änderung der Stromstärke die Änderung der Klemmenspannung der Erregermaschine und daher auch die Änderung des Stromes und der Ampere-AVindungszahl, die den Motor erregt, dem gewünschten Gesetz folgen, d. h. z. B., daß diese Klemmenspannung sich im Verhältnis der n^ten Potenz der Stärke des den Motor speisenden Stromes ändert.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist die vorliegende Anordnung an einem Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt.

ι ist der Anker des Motors, von dem eine stark .wechselnde Zugkraft verlangt wird; 2 ist die Magnetwicklung des Motors, die von den Bürsten des Ankers 3 der Erregermaschine abzweigt. 4 ist das Magnetgestell dieser Maschine, das durch den gesamten Strom, der in den Anker 1 fließt, erregt wird. S und 6 sind die Bürsten der Erregermaschine ; 7 und 8 sind die Enden der Zuleitung, die von einer geeigneten Stromquelle gespeist werden.

Wenn der Anker der Erregermaschine sich in der Richtung des Pfeiles dreht und die von dem Motor verlangte Zugkraft, also auch die Ankerstromstärke, sehr gering ist, so werden die Bürsten 5 und 6 nahe der Pollinie des Magnetgestelles 4 liegen. Wenn dagegen die Stromstärke \vächst, so sucht der Anker der Erregermaschine das Magnetgestell 4 in stärkerem Maße mitzunehmen, und die hierdurch erzeugte Drehkraft wird von der Feder oder dem Senkkörper 9, der fest mit dem Magnetgestell verbunden ist, aufgenommen. Da die Bürsten stehen bleiben, so gelangen sie auf dem Stromwender in eine weiter von der Pollinie entfernte Stellung, wodurch die Erregung des Motors 1 wächst.

Dies wird bei jeder Vergrößerung der Stromstärke so weit gehen, bis das Gleichgewicht zwischen dem Ausgleicher 9 und der am Umfange des Ankers der Erregermaschine auftretenden Zugkraft hergestellt ist. Die entgegengesetzte Bewegung des Magnetgestelles findet statt, wenn die Stromstärke vermindert wird.

Um ein bestimmtes Beispiel zu geben, kann man einen Motor herstellen, bei dem die Zugkraft sich im Verhältnis von 1:6 ändert, wenn die Stromstärke eine Änderung im Verhältnis von ι: 1,75 erfährt, d. h. die Zugkraft ändert sich nahezu im kubischen Verhältnis der Stromstärken.

In diesem Fall muß die Kraft des Ausgleichers der dritten Potenz seiner Verschiebungen proportional sein, was entweder durch eine Feder oder durch einen Senkkörper erreicht werden kann, der die Form eines mit seiner Spitze in die Flüssigkeit tauchenden Kegels hat.

Claims

80 Patent-Anspruch:

Vorrichtung zur selbsttätigen Reglung von Elektromotoren stark wechselnder Zugkraft, die von einer besonderen Dynamomaschine erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Feldmagnet (4) der letzteren drehbar gelagert ist und vom Hauptstrom erregt wird, so daß bei Zunahme des Hauptstromes seine Feldstärke wächst, und gleichzeitig der ganze Feldmagnet (4) entgegen der Wirkung eines Schwimmers (9), einer Feder o. dgl. gegenüber den ruhenden Bürsten (5, 6) verdreht wird, während bei Abnahme des Hauptstromes die Erregung des Feldmagneten (4) fällt und dieser gleichzeitig" durch die Wirkung des Schwimmers (9) usw. zurückgedreht wird, zum Zwecke, schon bei verhältnismäßig" geringen Änderungen des Hauptstromes rasche sinngemäße Änderungen der Spannung der Erregermaschine und dadurch der Feldstärke und Zugkraft des zu regelnden Motors zu erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.