DE194196C

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Publication number: DE194196C
Application number: DENDAT194196D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Ki 194196-KLASSE 21 d. GRUPPE

Belastungsausgleich bei Wechselstromanlagen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Juli 1907 ab.

Bei elektrischen Kraftübertragungen mit stark veränderlicher Belastung, beispielsweise bei Förderanlagen, verwendet man parallel zur Zentrale an das Netz angeschlossene Ausgleichsmaschinen, die mit irgendeinem Energiespeicher in Verbindung stehen. Diese Speicher , wie Akkumulatorenbatterien - oder Schwungmassen, werden in den Zeiten geringen Energiebedarfes aufgeladen und sollen

ίο den zeitweise auftretenden Energiemehrbedarf liefern und dadurch die Belastung der Zentrale gleichmäßig erhalten. Da jedoch bei den modernen Maschinen die J3elastungsschwankungen von nur sehr geringen Spannungsschwankungen begleitet sind, so werden die Energiespeicher nicht in ausreichender Weise herangezogen, falls ihr Eingreifen in der gewöhnlichen Weise von den durch die Belastungsschwankungen verursachten Spannungsschwankungen veranlaßt wird. Man muß deshalb besondere Hilfsmittel vorsehen, um dieses Eingreifen wirksamer zu machen. Während als solche Hilfsvorrichtungen bisher die Vereinigungen verschiedener Zwischen- und Hilfs- oder Zusatzmaschinen u. dgl. dienen, wird nach vorliegender Erfindung eine Einrichtung benutzt, die keinerlei rotierende Teile besitzt und in ihrer Wirkung sich vollkommen den Belastungsschwankungen anschmiegt. Sie besteht aus einer vom Strome bzw. der Leistung des Stromverbrauchers (Fördermotors) abhängigen Einrichtung zur Spannungserzeugung, durch welche die Spannung des Ausgleichaggregates vermehrt oder die der Zentrale vermindert wird, oder beide Wirkungen gleichzeitig hervorgerufen werden. Diese Spannungsänderungen werden durch InduktionsWirkungen erzielt, so daß die neue Einrichtung sich auf Wechselstromanlagen beschränkt, worunter im folgenden sowohl ein- wie mehrphasige verstanden sein sollen.

In dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung ist eine Wechselstromanlage dargestellt, bei welcher der Generator g und ein von der Batterie b von der Gleichstromseite gespeister Einankerumformer 11 parallel auf den Fördermotor m arbeiten. In jeden der drei Zweige I, 2, 3 ist ein Serientransformator eingeschaltet, deren sekundäre Wicklungen derartig miteinander verbunden sind, daß Transformator 1 dem Transformator 2 gleich- und 3 entgegenwirkt.

Wenn beim Anlassen des Fördermotors der Belastungsstoß erfolgt, so entsteht in dem Zweige 1 ein maximaler Strom, der gleich der Summe der von den Zweigen 2 und 3 gelieferten Ströme sein muß. In welchem Verhältnis die beiden Zweige hierbei mitwirken , hängt davon ab, um wieviel durch die Einwirkung der Sekundärspule des Transformators 2 die Spannung im Umformerzweige erhöht und durch Transformator 3 die Spannung im Generatorkreise erniedrigt wird. Als Grundlage für diese Beeinflussung durch die Transformatoren ist davon auszu- · gehen, daß bei normalem Arbeitsstrom die Spannung im Zweige 2 nur so wenig er-

höht und im Zweige 3 so wenig erniedrigt wird, daß die Zentrale die Leistung allein abgibt, der Umformer also leer mitläuft. Ist die Belastung nur schwach, so wird die· Batterie aufgeladen, da die Spannung des Umformerzweiges geringer ist als die der Zentrale. Auf diese Weise werden die Veränderungen der Spannungen und das Heranziehen des Ausgleichaggregates zur Erzielung einer gleichmäßigen Belastung der Zentrale von dem Energiebedarf des Fördermotors in jedem Augenblicke abhängig gemacht. Da der Transformator 1 in der Zentrale hinter der Abzweigung des Zweiges 2 angeordnet

sein kann, sind Hilfsfernleitungen für die neue Einrichtung nicht erforderlich.

Während die beiden Sekundärwicklungen der Transformatoren 2 und 3 vom Transformator ι parallel, also gewissermaßen »auf Spannung« abgezweigt sind, kann dies auch in Serienschaltung der drei Wicklungen »auf Strom« geschehen, nur daß 1 und 2 sich wieder verstärken und 3 schwächen müssen. Wenn also beim Einschalten des Fördermotors die Zentrale allein den Strom gerade liefert, wird der Strom in 1 gleich dem in 3 werden, so daß sie sich aufheben. In diesem ersten Augenblicke wirkt daher die Primärwicklung von 3 als Drosselspule, so daß die wirksame Spannung der Zentrale sinkt und das Umformeraggregat herangezogen wird und das Verhältnis ihrer Teilleistungen alsdann in der oben beschriebenen Weise, durch die gegenseitige Wirkung der Serientransformatoren bestimmt wird.

Während der Förderpausen, also beim Aufladen der Batterie, ist der Strom im Motorkreise gleich Null und daher der im Generatorkreise gleich dem im Umformerkreise.

Nach dem Ausführungsbeispiele der Figur werden sich daher in diesem Falle Transformatoren 2 und 3 in ihrer Wirkung aufheben. Man kann auch in den Stromkreis, in welchem die beiden in Serie liegen, einen mit dem Förderhebel verbundenen Ausschalter a . legen, so daß dieser Stromkreis während der Förderpausen, also beim Laden, geöffnet bleibt.

Besonders günstig wirkt die neue Einrichrichtung in solchen Anlagen, in denen statt des synchronen Umformers mit Batterie eine asynchrone Kollektormaschine mit Schwungmassen als Ausgleich wirkt.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Belastungsausgleich bei Wechselstromanlagen, gekennzeichnet durch eine von der Leistung bzw. dem Strome des Stromverbrauchers abhängige Hilfsspannung, welche durch induzierte Hilfsspannungen das Verhältnis der Spannungen zwischen Zentrale und Ausgleichvorrichtung in der Weise proportional der Belastung ändert, daß die Zentrale angenähert gleichmäßig belastet bleibt.

2. Belastungsausgleich nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen im Stromverbraucherzweige liegenden Serientransformator (1), der einem im Generatorzweige liegenden Serientransformator (3) entgegenwirkt.

3. Belastungsausgleich nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen im Stromverbraucherzweige liegenden Serientransformator (1), der mit einem im Ausgleichzweige liegenden Serientransformator (2) im gleichen Sinne wirkt.

4. Belastungsausgleich nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen im Stromverbraucherzweige liegenden Serientransformator (1), der dem Serientransformator (2) des Ausgleichzweiges gleich- und dem Serientransformator (3) des Generatorzweiges in seiner Wirkung entgegengerichtet ist.

5. Belastungsausgleich nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen des Serientransformators (2) des Ausgleichzweiges und des Serientransformators (3) des Generatorzweiges parallel zu der des Serientransformators (1) des Motorzweiges liegen.

6. Belastungsausgleich nach Anspruch 1 und 4,. dadurch gekennzeichnet, daß der Serientransformator (2) des Ausgleichzweiges und der Serientransformator (3) des Generatorzweiges in Serie mit dem Serientransformator (1) des Motorzweiges sekundär geschaltet sind.

7. Belastungsausgleich nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei normalem Strom die Spannung des Ausgleichzweiges nur so weit erhöht und die des Generatorzweiges nur so weit erniedrigt ist, daß die Zentrale den gesamten Arbeitsbedarf deckt, während der 105. Ausgleichzweig stromlos ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.