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DE675202C - Einrichtung zur Konstanthaltung der Spannung von insbesondere von Fahrzeugachsen angetriebenen, mit veraenderlicher Drehzahl laufenden Gleich- oder Wechselstromgeneratoren - Google Patents

Einrichtung zur Konstanthaltung der Spannung von insbesondere von Fahrzeugachsen angetriebenen, mit veraenderlicher Drehzahl laufenden Gleich- oder Wechselstromgeneratoren

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Publication number
DE675202C
DE675202C DEP69056D DEP0069056D DE675202C DE 675202 C DE675202 C DE 675202C DE P69056 D DEP69056 D DE P69056D DE P0069056 D DEP0069056 D DE P0069056D DE 675202 C DE675202 C DE 675202C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
generator
voltage
exciter
primary
metadyne
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEP69056D
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GIUSEPPE MASSIMO PESTARINI DR
Original Assignee
GIUSEPPE MASSIMO PESTARINI DR
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by GIUSEPPE MASSIMO PESTARINI DR filed Critical GIUSEPPE MASSIMO PESTARINI DR
Application granted granted Critical
Publication of DE675202C publication Critical patent/DE675202C/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/14Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
    • H02J7/16Regulation of the charging current or voltage by variation of field
    • H02J7/30Regulation of the charging current or voltage by variation of field using armature-reaction-excited machines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Konstanthaltung der Spannung von insbesondere von Fahrzeugachsen angetriebenen, mit veränderlicher Drehzahl laufenden Gleich-5 oder Wechselstromgeneratoren mit einer primärseitig an einer Bezugsspannung liegenden und mit proportionaler Drehzahl laufenden Erregermaschine der Metadynenbauart. Der Zweck der Erfindung besteht darin, mittels geeigneter Einrichtungen zu bewirken, daß der Generator eine Gleich-, Wechsel- oder Mehrphasenspannung abgibt, welche der der Erregermaschine aufgedrückten Bezugsspannung, beispielsweise der Spannung einer Gleichstromhilfsstromquelle, möglichst genau proportional ist.
Derartige Anlagen werden beispielsweise zur Speisung von Lichtnetzen, Heiz- und anderen Geräten auf Fahrzeugen sämtlicher Arten benötigt. In diesen Fällen sind gewöhnlich von der Fahrzeugachse angetriebene Stromerzeuger und eine Batterie vorhanden, die durch den Stromerzeuger aufgeladen wird und zur Speisung des Lichtnetzes und
a5 sonstiger elektrischer Geräte dient, wenn das Fahrzeug anhält oder wenn die Geschwindigkeit des Fahrzeugs unter einen bestimmten Wert gesunken ist.
Bei von der Fahrzeugachse angetriebenen Stromerzeugern und Erregereinrichtungen soll der Generator, insbesondere im Hinblick auf das Lichtnetz, an die Verbraucher bei jeder innerhalb bestimmter Grenzen liegenden Geschwindigkeit des Fahrzeugs eine konstante Spannung liefern. Der Generator soll ferner die für die Hilfseinrichtungen auf dem Fahrzeug vorgesehene Batterie innerhalb der gleichen Geschwindigkeitsgrenzen mit einem geeigneten Ladestrom versorgen. Hierbei soll dieser Ladestrom auf einen kleinen Betrag herabgesetzt werden, wenn die Spannung der Batterie einen bestimmten Wert (für gewöhnliche Batterien 2,4 Volt je Zelle) erreicht haj:.
Die oben beschriebenen Einrichtungen können zweckmäßig auch für Wechselstromerzeugungsanlagen verwendet werden, bei denen der Stromerzeuger vor; einer mit veränderlicher Drehzahl laufenden Kraftmaschine, beispielsweise einer Wasserturbine,
angetrieben und eine konstante, von der Drehzahl der Kraftmaschine unabhängige Klemmenspannung angestrebt wird.
Für die genannten Zwecke sind bisher fach Anordnungen mit mehr oder wenige^ normalen Maschinen und besonderen, fe
empfindlichen Regelvorrichtungen verwendet worden'. Es sind auch selbstregelnde Stromerzeuger mit einer mit proportionaler Drehzahl laufenden Erregermaschine vorgeschlagen worden, die ohne jede besondere Regelvorrichtung, wie Relais, Schnellregler usw., das gleiche Ziel zu erreichen suchen.
Die Erfindung ermöglicht eine Verbesserung derartiger Einrichtungen, und zwar besitzen gemäß der Erfindung der Generator und die als Metadyne ausgebildete Erregermaschine innerhalb eines bestimmten Drehzahlbereichs den gleichen oder annähernd den gleichen Sättigungsgrad. Dadurch wird eine wesentlich größere Genauigkeit der Proportionalität zwischen der EMK des Generators und der von der Hilfsstromquelle der Metadyne primärseitig aufgedrückten Spannung erzielt. Wenn dagegen die Charakteristik des magnetischen Kreises des Generators und die Charakteristik des magnetischen Kreises der Erregermaschine derart gewählt werden würde, daß die eine Maschine bei einer höheren Geschwindigkeit gesättigt wird als die andere, so würde sich das Verhältnis der EMK des Generators zu der Spannung an den primären Bürsten der Erregermaschine entsprechend der Drehzahl der Maschine ändern.
Die Erfindung ist in der Zeichnung in mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
Abb. ι zeigt einen Generator ι mit einer Erregerwicklung 2, die von einer auf der ■■■-' Generatorwelle 4 angeordneten Umformermetadyne mit Strom versorgt wird. Die Metadyne wird primärseitig von einer nicht gezeichneten Hilfsstromquelle aus gespeist. Mit Metadyne wird eine elektrische Maschine bezeichnet, die ähnlich wie eine Gleichstrommaschine einen mit Wicklungen versehenen umlaufenden Anker und einen oder mehrere Stromwender besitzt. Bei der einfachsten Bauart der Metadyne sind zwei Paar Bürstensätze auf dem Stromwender vorgesehen, von denen die sog. primären Bürsten mit einer Gleichstromquelle, die sekundären Bürsten mit dem Verbraucher verbunden sind. Der Anker läuft in dem Feld um, das von den in den Ankerwicklungen fließenden Strömen erzeugt wird. Bei Verwendung eines Ständers stellt dieser für die von den Ankerwicklungen erzeugten Flüsse einen Weg von geringem magnetischem -.·■ Widerstand dar.
Der Ständer kann auch mit verschiedenen die elektrischen und mechanischen Eigenschaften der Maschine bestimmenden Regel-Wicklungen versehen sein. Beispielsweise .%ifftin auf dem Ständer eine Wicklung unter- ||gÄ>racht sein, die einen in der Richtung der primären Bürstenachse wirkenden Fluß erzeugt. Hierdurch wird die erforderliche Erregung, die der primäre Strom aufzubringen hat, verringert. Bei einer derartigen Maschine wird die an den sekundären Bürsten verfügbare Energie teilweise oder hauptsächlich der Antriebswelle entnommen.
Bei einer solchen Anordnung ruft der sekundäre Strom der Metadyne in Richtung der sekundären Bürstenachse mit den Bürsten b, d eine derartige Durchfiutung hervor, daß zwischen den primären Bürstende eine EMK erzeugt wird, die annähernd gleich ist der von der äußeren Stromquelle aufgedrückten EMK V. Der in dem sekundären Stromkreis fließende Strom ist daher im wesentlichen proportional der Spannung der äußeren Stromquelle und umgekehrt proportional der Drehzahl der Welle. Wenn der magnetische Sekundärkreis der Metadyne bei niedriger Drehzahl nur teilweise gesättigt ist, so ist der Sekundärstrom entsprechend größer.
Bei Drehzahländerungen der Welle wird go sich also die Erregung des Generators umgekehrt proportional zu der Drehzahl ändern, so daß die Spannung U des Generators im wesentlichen proportional der an den primären Bürsten der Metadyne liegenden Spannung ist. Für Werte der Erregung, für welche der magnetische Kreis des Generators gesättigt ist, kann seine Klemmenspannung trotzdem proportional der Primärspannung gehalten werden, wenn der magnetische Sekundärkreis der Metadyne zu der gleichen Zeit in dem gleichen Maße gesättigt ist.
Abb. 2 zeigt die Charakteristik einer solchen Einrichtung über einen bestimmten Drehzahlbereich. Auf den Ordinaten ist das Verhältnis der Generator spannung U zu der oben mit Bezugsspannung bezeichneten Spannung V der äußeren Stromquelle, beispielsweise einer Batterie, und auf der Abszisse ist die Drehzahl N der Antriebswelle auf getragen. Der Generator ist bei verhältnismäßig sehr kleinen Drehzahlen der Welle bereits magnetisch gesättigt. Der von der äußeren Stromquelle aufgenommene, mit abnehmender Drehzahl'zunehmende Strom kann jedoch durch einen Widerstand oder durch andere Mittel begrenzt werden, so daß die Generatorspannung bei sehr kleinen Drehzahlen verringert wird.
Wird die Drehrichtung des Generators umgekehrt, so bleibt die Polarität der Generator-Spannung unverändert, sofern die Polarität
der äußeren Spannungsquelle nicht geändert wird; das Verhältnis der beiden Spannungen bleibt dadurch positiv.
Abb. 3 zeigt weitere Charakteristiken, die man erhält, wenn die Magnetisierungskurven der magnetischen Kreise der Metadjme und des Generators nicht genau proportional sind und wenn sich in dem primären Kreis der Erregermaschine ein Widerstand befindet.
ίο Die Charakteristik A B beispielsweise zeigt die Wirkung der relativen Zunahme der Sättigung des Generators im Verhältnis zu derjenigen der Metadyne. In diesem Falle wächst das Verhältnis U mit steigender Drehzahl. Die Charakteristik A C zeigt ein
■Ansteigen des Verhältnisses ψ mit abnehmender Drehzahl des Generators. Eine derartige Charakteristik erhält man, wenn" die Sättigung der Metadyne relativ zur Sättigung des Generators zunimmt.
Die Charakteristik A D erhält man, wenn bei hohen Drehzahlen die Sättigung der Metadyne rascher erfolgt als diejenige des Generators und bei niedrigen Drehzahlen die Sättigung des Generators rascher erfolgt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 wird der Generator 1 von der Metadyne 3 erregt. Er speist die Lampen6, die Heizgeräte/ und eine Batterie 8 mit den zugehörigen Schaltern 9, 10 bzw. 11 und den Sicherungen 12 und 13. Die Batterie 8 drückt den primären Bürsten a, c der Metadyne eine Spannung auf. Es ist ferner ein elektromagnetischer Schalter 14 mit zwei Erregerspuleni5 und 16 vorgesehen, von denen die Spule 15 parallel zur Metadyne 3 und zum Generator 1 und die Spule 16 in Reihe mit der Batterie liegen. Die Spulen 15 und 16 sind in der bei Fahrzeugbeleuchtungseinrichtungen bekannten Weise derart geschaltet, daß, sofern ein Strom, von der Batterie über die Spule 16 zum Generator fließt, die magnetische Wirkung der Spule 16 der magnetischen Wirkung der Spule 15 entgegenwirkt. Der Schalter 14 ist geöffnet, wenn die Spulen 15 und 16 unerregt sind. Zwischen der Batterie \8 und der primären Bürste α der Metadyne liegt ein Widerstand 17, der bei geschlossenem Schalter 14 überbrückt wird.
Weiterhin ist noch ein elektromagnetischer Schalter 18 mit der Erregerspule 19 vorgesehen. Die Erregerspule 19 erhält über einen Zwischenschalter 20 des Schalters 14 Strom, wenn der Schalter 14 geschlossen ist. Der Schalter 18 verbindet bei geschlossenem Schalter 14 die Klemmen der Batterie mit den Klemmen des Generators 1. Der Schalter 18 ist mit einer Zeitverzögerungseinrichtung, beispielsweise einer Dämpfungseinrichtung 21, versehen.
Sind im Stillstand des Generators 1 der Schaltern geschlossen und die Schalter 14 und 18 geöffnet, so wird der Metadyne primärseitig über den Widerstand 17 ein geringer Strom zugeführt, so daß in der primären Kommutierungsachse der Metadyne eine Durchflutung hervorgerufen wird. Beginnt der Generator umzulaufen, so wird infolgedessen an den Klemmen des Generators eine Spannung erzeugt. Bei einer bestimmten Drehzahl wird der Schalter 14 durch die Wirkung der Spule 15 geschlossen, der Widerstand 17 überbrückt und somit die an die primären Bürsten a, c der Metadyne angelegte Spannung auf die volle Batteriespannung vergrößert. Dies bewirkt eine Vergrößerung der Klemmenspannung des Generators auf einen Wert, der angenähert gleich oder vorzugsweise etwas größer ist als der Wert der Batteriespannung. Kurze Zeit nach dem Schließen des Schalters 14 und des Zwischenschalters 20 wird auch der Schalter 18 geschlossen.
Nimmt die Drehzahl des Generators weiterhin zu, so wird die Batterie weiterhin aufgeladen. Sinkt jedoch die Drehzahl wieder unter einen bestimmten Wert, so daß die Klemmenspannung des Generators kleiner wird als die Spannung der Batterie, so schickt die Batterie einen Entladestrom durch den Generator. Die Umkehr der Stromrichtung in der Spule 16 bewirkt das Öffnen der Schalter 14, 20 und 18. Die Metadyne 3 ist dann mit der Batterie 8 wiederum nur über den Widerstand 17 verbunden, welcher, sobald die Drehzahl einen bestimmten Wert wieder überschreitet, überbrückt wird.
Um ein Überladen der Batterie zu vermeiden, ist zwischen dem Generator 1 und der Batterie 8 ein Widerstand 22 vorgesehen. Der Widerstand 22 ist gewöhnlich über einen elektromagnetischen Schalter 23 kurzgeschlossen, dessen Erregerspule 24 an den Klemmen der Batterie 8. liegt. Wenn die Batteriespannung einen bestimmten, der vollen Ladung entsprechenden Betrag erreicht hat, beispielsweise 2, 4VoIt je Zelle, wird ders Schalter 23 geöffnet und somit der Ladestrom auf einen geringen Wert herabgesetzt.
Statt den Ladestrom durch einen Widerstand zu verringern, kann auch die Metadyne mit einer Stromregelwicklung versehen werden, deren Durchflutung in der Richtung der sekundären Bürstenachse wirkt. Die Durchflutung der Regelwicklungjcann sich gegebenenfalls entweder in Abhängigkeit von der Spannung der Hilfsstromquelle oder von der Belastung des Generators oder von beiden Größen ändern und dadurch der sekundäre Strom der Metadyne und- die Erregung des Generators in der gewünschten Weise ge-
regelt werden. Die in der Zeichnung nicht dargestellte Stromregelwicklung wird von der Batterie 8 gespeist und ist derart geschaltet daß sie den sekundären Strom der Metadyne und somit die Erregung des Generators verringert. Die Stromregelwicklung wird daher wie der Widerstand 22 je nach der Batteriespannung durch ein Relais aus- oder • eingeschaltet. Die Stromrichtung in der ίο Stromregelwicklung muß umgekehrt werden, wenn die Drehrichtung der Metadyne sich ändert.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 ist die Bezugsspannungsquelle für den Primärkreis der Erregermaschine 3 eine Batterie 25. Die Erregermaschine 3 ist mit Ständerwicklungen 26 und 27 versehen, deren Durchflutungen in Richtung der primären Kommutierungsachse wirken. Durch diese Ständerwicklungen wird der primäre Strom der Metadyne und damit die der Batterie entnommene Leistung herabgesetzt; die Metadyne 3 wird im wesentlichen die für die Lieferung des sekundären Stromes erforderliehe Energie hauptsächlich oder gänzlich von der Welle 4 erhalten. Die Energieabgabe der Batterie beschränkt sich dann nur auf die Speisung des primären Stromkreises der Metadyne mit einer Leistung, die gegenüber der von den Sekundärbürsten der Metadyne abgegebenen Leistung etwa mit der Erregerleistung einer normalen Gleichstrommaschine zu vergleichen ist.
Abb. 6 zeigt eine Einrichtung, bei welcher der in der Ständerwicklung 27 fließende Strom durch einen Regler, beispielsweise einen Tirrillregler 28, geregelt wird, der auf die Spannung des Generators 1 anspricht und die Aufgabe hat, labile Spannungsänderungen zu vermeiden und die Genauigkeit der gesamten Regelanordnung zu vergrößern. In Reihe mit den primären Bürsten a, c der Metadyne 3 liegt ein Widerstand 29. Der Spannungsabfall dieses Widerstandes verringert die Spannung an den Bürsten a, c. Der Regler 28 bewirkt ein Ein- und Ausschalten der Wicklung 27 und damit eine Änderung der Durchflutung in der primären Kommutierungsachse der Metadyne. Diese Änderung der Durchflutung bewirkt eine Änderung des primären Stromes und somit auch eine Änderung des Spannungsabfalls an den Klemmen des Widerstandes 29. Dadurch wird auch eine entsprechende Änderung des sekundären Stromes der Metadyne hervorgerufen, der in gleicher Weise die Erregung des Generators derart ändert, daß die Klemmenspannung im wesentlichen konstant gehalten wird. -
-Die Metadyne kann noch mit einer zusätzlichen, in dem primären Stromkreis der Metadyne liegenden Wicklung versehen sein, und zwar ähnlich wie bei der Anordnung nach Abb. 5 (Wicklung 26).
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 6 ist ferner zwischen der Batterie 31 und den Lampen 32 ein Widerstand 30 eingeschaltet, wenn der Schalter 33 nach rechts umgelegt ist. Ist der Schalter 33 nach links umgelegt, so wird der Widerstand 30 überbrückt und die Batterie vom Generator 1 abgeschaltet. In dem ersten Falle wird die Batterie aufgeladen. Die Spannung an den Klemmen der Batterie ist daher hoch. Der Spannungsabfall an dem Widerstand 30 sorgt aber dafür, daß an den Lampen keine zu hohe Spannung liegt. In dem zweiten Fall, wenn die Batterie entladen wird, ist eine niedrigere Spannung vorhanden, die ohne weiteres an die Lampen angelegt werden kann. Auf diese Weise liegen die Fäden der Lampen praktisch stets an der gleichen Spannung.
Der Schalter 33, der die Batterie 31 mit dem Generator 1 verbindet, wird durch einen Elektromagneten mit den Erregerspulen 35 und 36 betätigt.. Die Erregerspule 35 liegt an den Klemmen des Generators 1, und die Erregerspule 36 liegt im Hauptstromkreis, und zwar zwischen der Batterie 31 und dem Generator i. Wenn die Batterie 31 aufgeladen wird, ist der Schalter 33 infolge der Wirkung der Spule 35, die noch durch die Durchflutung der Spule 36 verstärkt wird, nach rechts umgelegt. Steigt jedoch die Batteriespannung derart, daß die Batterie sich zu entladen beginnt, so fließt in der Spule 36 ein Strom in der umgekehrten Richtung, so daß die Spule 36 der Spule 35 entgegenwirkt. Der Schalter 33 wird infolgedessen nach links umgelegt. Dadurch wird der Ladestromkreis unterbrochen und der Widerstand 30 kurzgeschlossen. Solche Verbraucher, die bei einer niedrigen Drehzahl nicht mit Strom versorgt zu werden brauchen, können zwischen dem Generator 1 und dem Schalter 33, .wie bei 34 angegeben ist, angeschlossen werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 6 sind in der Metadyne 3 oder in dem Generator 1 in bei gewöhnlichen Gleichstrommaschinen bekannter Weise permanente Magnete 41 no bzw. 42 vorgesehen. Der Zweck dieser Maßnahme besteht darin, in der primären Kommutierungsachse der Metadyne 3 eine Anfangsmagnetisierung zu erzielen, so daß bereits bei kleinen Drehzahlen eine gewisse Spannung an den Klemmen des Generators erzeugt wird. Diese Spannung dient dazu, daß der elektromagnetische Schalter 33 sofort anspricht, wenn eine bestimmte Drehzahl erreicht wird.
Sind die permanenten Magnete 42 in der Achse der Hauptbürsten des Generators 1 an-
geordnet, so muß der Generator ι mit einer Wicklung 43 versehen sein. Diese Wicklung liegt an dem Hilfsbürstenpaar 44, 45, so daß durch die permanenten Magnete 42 über den Hilfsbürstenstromkreis in der Wicklung 43 ein Strom hervorgerufen und dadurch die gewünschte Anfangserregung des Generators erzielt wird. Durch den Einbau der Wicklung 43 ergibt sich bekanntlich infolge ihres Anschlusses an die Hilfsbürsten 44, 45 der weitere Vorteil einer Kompoundierungswirkung, welche eine Vergrößerung der Klemmenspannung des Generators hervorzurufen versucht, wenn der sie durchfließende Strom sich vergrößert. Hierdurch wird dem durch Widerstand und Ankerrückwirkung des Generators verursachten Spannungsabfall entgegengewirkt. Diese Art der Kompoundierung hat den Vorteil, daß es nicht nötig ist, die Kompoundspule 43 umzupolen, wenn die Drehrichtung der Welle umgekehrt wird.
Abb. 7 zeigt eine gegenüber der Anordnung nach Abb. 6 etwas abgeänderte Ausführungsform der Erfindung. Der bei dieser Ausführungsform mittelbar auf die Erregerwicklung 27 der Metadyne einwirkende Vibrationsregler 28 ist bei der Anordnung nach Abb. 7 durch einen auf die Batteriespannung ansprechenden Kohledruckregler 37 ersetzt.
Dieser zur Unterstützung der Regelwirkung der Metadyne vorgesehene Regler 37 beeinflußt unmittelbar die Nebenschlußwicklung 2 ; er schließt diese mehr oder weniger kurz, so daß die Generatorspannung angenähert konstant gehalten wird.
Abb. 8 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel, bei dem ein kleiner Motorgenerator vorgesehen ist, der aus zwei kleinen Maschinen
38 und 39 besteht. Die Maschine 38 ist ungesättigt, nebenschlußerregt und unmittelbar an die Klemmenspannung des Hauptgenerators ι angeschlossen. Die andere Maschine
39 speist die Metadyne 3 über die Primärbürsten a, c. Die Maschine 39 ist stark gesättigt und wird von der gleichen Stromquelle erregt wie die Maschine 38. Da die Maschine 38 ungesättigt ist, wird sie die Maschine 38 mit praktisch konstanter Drehzahl antreiben, und zwar auch dann, wenn die Klemmenspannung des Generators 1 stark schwankt. Sofern die Maschine 39 mit konstanter Drehzahl angetrieben wird, erzeugt sie eine konstante Spannung, wenn der Fluß konstant ist. Dies wird durch die Sättigung der Maschine erreicht, und zwar auch dann, wenn die Durchflutung der Erregerwicklung sich etwas ändert. Die gesättigte Maschine 39 kann auch nebenschlußerregt oder beide Maschinen 38, 39 können nebenschlußerregt und von der gleichen Stromquelle wie die Maschine 38 erregt sein.
Abb. 9 zeigt eine weitere Möglichkeit zur Speisung der primären Bürsten der Metadyne. Die Einrichtung nach Abb. 9 ist besonders bei Wasserkraftanlagen zweckmäßig, und zwar für den Fall, daß eine Stromquelle für den Primärstromkreis der Erregermaschine zunächst nicht zur Verfügung steht. .Eine nicht gezeichnete kleine reglerlose Turbine treibt die Hilfsmaschine 40 an. Die Drehzahl der Turbine ist gerade innerhalb mäßiger Belastungsgrenzen konstant, weil die Reibungsverluste sehr groß sind und praktisch den ganzen Betrag der aufgedrückten mechanischen Energie ausmachen. Der Hilfsgenerator .40 speist dann die Metadyne 3 über ihre primären Bürsten a, c mit einer konstanten Spannung. Die Metadyne 3 wiederum · speist die Erregerwicklung 2 des Hauptgenerators, beispielsweise eines Wechselstromerzeugers 1, mit einer Spannung, die sich annähernd umgekehrt proportional mit der Drehzahl der Welle 4 ändert. Man erhält infolgedessen an den Klemmen des Stromerzeugers ι eine von der Drehzahl der 8g Welle 4 unabhängige konstante Spannung, die ihrerseits aber ohne besondere Hilfsmittel als Bezugsspajinung für die Erregermaschine 3 nicht ohne weiteres verwendbar ist.

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Einrichtung zur Konstanthaltung der Spannung von insbesondere von Fahrzeugachsen angetriebenen, mit veränderlicher Drehzahl laufenden Gleich- oder Wechselstromgeneratoren mit einer primärseitig an einer Bezugsspannung liegenden und mit proportionaler Drehzahl laufenden Erregermaschine der Metadynenbauart, dadurch gekennzeichnet, da'ß der Generator (1) und die Erregermaschine (3) innerhalb eines bestimmten Drehzahlbereichs den gleichen oder annähernd den gleichen Sättigungsgrad besitzen. '
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metadyne und der Generator zur Erzielung einer geringen Änderung der Proportionalität zwischen Generatorspannung (U) und Bezugsspannung (V) in den einzelnen Abschnitten des betriebsmäßigen Drehzahlbereichs mit verschiedenen günstig gewählten Sättigungsgraden arbeiten.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, bei der der Generator auf einen Verbraucherkreis und auf eine Batterie, mit der auch die Primärbürsten der Erregermaschine in Verbindung stehen, arbeitet, dadurch gekennzeichnet, daß beim Überschreiten einer bestimmten Mindestdrehzahl des Generators (1) mit Hilfe elektro-
magnetischer Schaltvorrichtungen (14) ein im primären Stromkreis der Erregermaschine (3) liegender Widerstand (17) überbrückt und nach kurzer Zeit durch eine weitere elektromagnetische Schaltvorrichtung (18) der Hauptstromkreis geschlossen wird (Abb. 4).
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, daß auf der Erregermaschine oder dem Generator permanente Magnete (41 bzw. 42) vorgesehen sind, die schon bei einer verhältnismäßig niedrigen Drehzahl an den Klemmen des Generators (i) die Erzeugung einer
Spannung bewirken, die beim Überschreiten einer festgesetzten Drehzahl auf ein Relais einwirkt, das das Schließen des Hauptstromkreises bewirkt (Abb. 6).
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die primärseitig an einer Hilfsstromquelle, z. B. an einer Batterie, liegende Erregermaschine (3) zur Verringerung der über die Primärbürsten (flj c) aufgenommenen Leistung mit einer oder mehreren Ständerwicklungen (26, 27) versehen ist (Abb. 5 und 6).
6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärbürsten der Metadyne an die Klemmen des Generators über einen Widerstand (29) angeschlossen sind und daß die Erregung der in der Primärbürstenachse der Metadyne liegenden Wicklung (27) in Abhängigkeit von der Generatorspannung durch einen selbsttätigen Regler (28) gesteuert wird (Abb. 6).
7. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,, daß zur Konstanthaltung der Generatorspaimung in dem Stromkreis der Erregerwicklung (2) des Generators zur Unterstützung der Steuerwirkung der Erregermaschine (3) ein selbsttätiger Regler (37) vorgesehen ist, der in ,Abhängigkeit von der Batteriespannung arbeitet (Abb. 7).
8. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsspannung für den Primärstromkreis der Erregermaschine von einem stark gesättigten Hilfsgenerator (39) geliefert wird, der von einem an der Klemmenspannung
* des Hauptgenerators (1) liegenden ungesättigten Nebenschlußmotor (38) angetrieben wird (Abb. 8).
9. Anordnung für Einrichtungen nach Anspruch 1 und 2, bei denen für die Speisung des Primärstromkreises der Erregermaschine eine besondere Gleichstromquelle zunächst nicht vorhanden ist, go dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Bezugsspannung für den Primärstromkreis der Erregermaschine (3) ein Hilfsgenerator (40) vorgesehen ist, der von einer bei normaler Belastung mit praktisch konstanter Drehzahl laufenden Kraftmaschine, z.B. einer Wasserturbine, angetrieben wird (Abb. 9).
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEP69056D 1933-03-03 1934-03-04 Einrichtung zur Konstanthaltung der Spannung von insbesondere von Fahrzeugachsen angetriebenen, mit veraenderlicher Drehzahl laufenden Gleich- oder Wechselstromgeneratoren Expired DE675202C (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
GB675202X 1933-03-03

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DE675202C true DE675202C (de) 1939-05-04

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DEP69056D Expired DE675202C (de) 1933-03-03 1934-03-04 Einrichtung zur Konstanthaltung der Spannung von insbesondere von Fahrzeugachsen angetriebenen, mit veraenderlicher Drehzahl laufenden Gleich- oder Wechselstromgeneratoren

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