DE47012C - Schaltung eines Transformators ' und des zugehörigen Elektrizitätserzeugers - Google Patents

Description

KAISERLICHES PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf diejenigen Systeme von elektrischer Vertheilung, bei denen ein Strom von einer einzigen Quelle in einem Haupt- oder Uebertragungsstromkreise mittelst zweckentsprechender Inductionsrollen veranlafst wird, einen oder mehrere Ströme in einem oder mehreren besonderen Arbeitsstromkreisen zu induciren.

Die Hauptzwecke der Erfindung sind dieselben, wie sie früher durch die Anwendung der vorerwähnten Systeme erzielt worden sind, d. h. den Strom von einer einzigen Quelle zu theilen, um dadurch eine Anzahl von Lampen, Motoren und anderen Verbrauchsstellen unabhängig zu controliren und in Betrieb zu setzen, und zwar von derselben Stromquelle aus, und in einigen Fällen einen Strom von hohem Potential im Hauptstromkreise in einen . solchen von gröfserer Menge und niedrigerem Potential in dem oder den Verbrauchsstromkreisen zu reduciren.

Das Wesen dieser Einrichtungen ist bekannt. Eine magnetelektrische Maschine für "Wechselstrom dient als Stromquelle; der so erzeugte Strom wird durch einen Uebertragungsstromkreis nach einem oder nach mehreren Punkten geleitet, an denen die Transformatoren aufgestellt sind. Diese bestehen ihrerseits aus Inductionsmaschinen verschiedener Art; in manchen Fällen hat man gewöhnliche Ausführungsformen von Inductionsrollen benutzt, von denen die eine Rolle im Uebertragungsstromkreise, die andere in einem Verbrauchsstromkreise angeordnet war und wobei die Rollen entsprechend der im Verbrauchsstromkreise zu leistenden Arbeit verschieden geschaltet waren, d. h. wenn die zu leistende Arbeit einen Strom von höherem Potential'als den in dem Uebertragungsstromkreise erforderte, so \var die secundäre oder inducirte Rolle von gröfserer Länge und gröfserem Widerstände als die primäre, während umgekehrt bei Bedarf eines Stromes von gröfserer Menge und niedrigerem Potential die längere Rolle die Stelle der primären einnahm.

An Stelle dieser Vorrichtungen sind verschiedene Ausführungsformen dynamoelektrischer Inductionsmaschinen einschliefslich combinirter Motoren und Stromerzeuger in Vorschlag gebracht worden.

Ohne die gegen diese Systeme zu erhebenden Einwände einzeln aufzuführen, dürfte die Angabe genügen, dafs die Theorie oder das Wirkungsprincip dieser Vorrichtungen offenbar so wenig erkannt worden ist, dafs deren gehörige Construction und Anwendung bis in neueste Zeit mit Schwierigkeiten und grofsen Kosten verknüpft gewesen ist.

Die Gefahr des Beschädigtwerdens und Ausbrennens liegt für Transformatoren sehr nahe und die bisher zur Beseitigung dieser Gefahr und anderer Nachtheile angewendeten Mittel verkleinerten regelmäßig den Wirkungsgrad.

Das bei vorliegender Einrichtung angewendete Verfahren besteht darin, dafs man die Linie oder die Punkte der höchsten Wirkung in einem Inductionsfelde fortschreitend und ununterbrochen über die Windungen einer Spule

oder eines Leiters verschiebt, der sich innerhalb der Influenz dieses Feldes befindet und einen Theil eines secundären oder Arbeitsstromkreises bildet oder in letzteren eingeschlossen wird.

Behufs Ausübung dieser Erfindung bedarf man einer Anzahl Inductionsrollen und indueirter Rollen, welche auf einen Kern aufgewickelt werden, wie er beispielsweise in der i G ram me'sehen Dynamomaschine verwendet ■ wird. Die beiden Salze Spulen werden auf j diesen Kern Seite an Seite oder über einander _; oder in anderer gebräuchlicher Anordnung auf- ! gewickelt, um sie in die wirkungsreichsten Be- j ziehunsen zu einander und zum Kerne zu i bringen. . J

Die auf den Kern gewickelten inducirenden : oder primären Rollen sind in Paare oder Sätze \ eingetheilt und elektrisch so verbunden, dafs, j während die Rollen des einen Paares oder ! Satzes zusammenwirken, um die Magnetpole j des Kernes an zwei bestimmten, einander diametral gegenüberliegenden Punkten zu erregen, die Spulen des anderen Paares oder Satzes (es sind hier als Beispiel nur zwei Sätze im Ganzen angenommen) das Bestreben haben, die Pole in einer Entfernung von 90⁰ von jenen Punkten zu erregen.

In Verbindung mit dieser Inductionsvorrichtung wird ein Stromerzeuger für Wechselstrom mit Spulen oder Sätzen von Spulen benutzt,' j die denen des Transformators oder der In- | ductionsvorrichtung entsprechen, und mittelst geeigneter Leitungen werden die entsprechenden Spulen des Stromerzeugers und des Transformators zu unabhängigen Stromkreisen verbunden. Es folgt hieraus, dafs die verschiedenen elektrischen Wandlungen im Stromerzeuger begleitet sind von entsprechenden magnetischen Aenderungen im Transformator, d. h. in anderen Worten: dafs bei der Umdrehung der Stromerzeugerspulen die Punkte der gröfsten magnetischen Intensität im Transformator fortschreitend weitergeschoben werden. Dieses Wirkungsprincip kann verschiedentlich abgeändert und dem Betriebe von elektromagnetischen Motoren angepafst werden, und die verschiedenen Bedingungen, unter denen eine solche Anpassung erfolgt, werden leicht zu den erforderlichen Aenderungen des vorliegenden Systems führen.

A ist der geschlossene Kern, der Ringform oder eine gleichwerthige andere Gestaltung haben kann und behufs Erhöhung der Wirkung aus dünnen Streifen, Platten oder Drähten weichen Eisens, die so viel wie möglich von einander isolirt sind, hergestellt ist. Dieser Kern wird in beliebiger bekannter Weise umwickelt, beispielsweise mit vier Spulen BBB¹B¹, welche die primären Rollen und aus langen, dünnen Drähten bestehen, über welche kürzere Spulen CCC¹C¹ aus gröberem Drahte, welche die inducirten oder secundären Rollen bilden, gewickelt werden. Die Construction dieser oder einer anderen eleichwerthiaen Ausführungsform eines Transformators kann weiter ausgeführt werden, indem man diese Spulen in Eisen einschliefst und beispielsweise eine oder mehrere Lagen isolirten Eisendrahtes darum wickelt.

Die Vorrichtung ist mit entsprechenden Polklemmen versehen, mit denen die Enden der Spulen verbunden werden. Die diametral einander gegenüberliegenden Spulen B B und B¹B¹ sind bezw. hinter einander geschaltet und die vier Polenden werden durch die Polklemmen festgehalten. Die inducirten Spulen werden in irgend einer Weise zusammen verbunden; es können beispielsweise die Spulen C C parallel geschaltet werden, wenn, wie z. B. beim Betriebe einer Gruppe von Glühlichtlampen, auf Strommenge Rücksicht zu nehmen ist, während C¹ C¹ besonders in einen Stromkreis hinter einander geschaltet werden können, der Bogenlampen oder dergleichen einschliefst.

Der Stromerzeuger wird in diesem System dem Transformator in der dargestellten Weise angepafst. Im vorliegenden Falle besteht derselbe z. B. aus einerh Paare permanenter oder Elektromagnete E E, z\vischen denen ein cylindrischer, mit den Spulen G G¹ umwickelter Ankerkern auf einer Welle F sitzt. Die Polenden dieser Spulen sind bezw. mit vier isolirten oder Sammelringen HHH¹H¹ verbunden, und die vier Drähte L des Leitungsstromkreises verbinden die gegen diese Ringe sich anlegenden Schleiffedern K mit dem Transformator.

Betrachtet man die Ergebnisse dieser Verbindung, so findet man, dafs zu einem gewissen Zeitpunkte die Spule G sich in ihrer neutralen Lage befindet und wenig oder gar keinen Strom erzeugt, während die andere Spule G¹ sich in einer Stellung befindet, in der sie ihre höchste Wirkung äufsert. Angenommen nun, die Spule G sei mit den Spulen BB des Transformators und die Spule G¹ mit den Spulen B¹B¹ stromleitend verbunden, so werden die Pole des Ringes A bei der dargestellten Stellung nur durch den Strom in den Spulen B¹B¹ erregt werden. Da aber der Anker des Stromerzeugers sich weiterdreht, so' erzeugt alsbald die Spule G mehr und die Spule G¹ weniger Strom, bis G schliefslich seine Maximalleistung und G¹ seine neutrale Stellung erreicht hat.

Die augenscheinliche Folge ist eine Verschiebung der Pole des Ringes A um eine dem Viertelumfang entsprechende Entfernung. Die Bewegung der Stromerzeugerspulen während der nächsten Viertelumdrehung bringt die Spule G¹ in ein Feld von entgegengesetzter Polarität und erzeugt einen Strom von ent-

gegengesetzter Richtung und wachsender Stärke, während die Spule G aus der Stellung ihrer Maximalleistung in ihre neutrale Stellung übergeht und einen Strom von schwindender Stärke und derselben Richtung wie vorher erzeugt und eine weitere Verschiebung der Pole über das zweite Viertel des Ringes weg hervorruft. Die zweite Hälfte der Umdrehung wird, wie ersichtlich, eine Wiederholung derselben Wirkungsweise veranlassen.

Durch die Verschiebung der Pole des Ringes A wird eine starke dynamische und inducirende Wirkung auf die Spulen C C¹ ausgeübt.

Aufser den durch dynamomagnetische Induction in der secundären Rolle erzeugten Strömen werden in denselben Spulen noch andere Ströme hervorgerufen infolge jeder Aenderung in der Intensität der Pole im Ringe A. Dies sollte aber vermieden werden, indem man die Intensität der Pole constant erhält, zu welchem Zwecke man beim Entwerfen und Dimensioniren des Stromerzeugers, beim Vertheilen der Drahtspulen auf dem Ringe A und beim Abwägen ihrer Leistungsfähigkeit Sorgfalt üben mufs. Thut man dies, so werden die Ströme einzig und allein durch dynamomagnetische Induction erzeugt und derselbe Erfolg erzielt, als wenn die Pole durch einen Commutator mit einer grofsen Anzahl von Segmenten verschoben werden würden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Bei Transformatoren die Theilung der primären Spulen in von einander unabhängige Gruppen, welche mit den entsprechenden, in gleichfalls von einander unabhängige Gruppen getheilten Ankerspulen eines Elektricitätserzeugers verbunden sind und, abwechselnd in den Stromkreis eingeschaltet, durch die Verschiebung der Pole einen Inductionsstrom erzeugen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.