DE78086C - Schaltungsweise der Erregerwicklungen durch elektrische Sammler betriebener Nebenschlufsmotoren - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21: Elektrische Apparate.

LUDWIG SCHRÖDER in HAGEN ι. Ψ.

Nebenschlußmotoren.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 23. December 1893 ab.

Die Verwendung der Nebenschlufsmaschine als Motor bei Gleichstrombetrieb vermittelst elektrischer Sammler bietet zuweilen (z. B. bei Eisenbahn- oder Strafsenbahnwagen) den Vortheil, dafs man die gelegentlich bei Bremsen sonst verloren gehende Energie den Sammlern zuführen und für späteren Gebrauch aufspeichern kann, indem eine kleine Vermehrung der Ankergeschwindigkeit oder Verstärkung der .Feldmagnete bei gleichbleibender Geschwindigkeit genügt, den Motor in einen Stromerzeuger zu verwandeln, der das mit dem Anker verbundene Triebwerk bremst. Die für viele Zwecke günstige Eigenschaft des Nebenschlufsmotors, mit sehr kleinem Ankerwiderstand die Umdrehungsgeschwindigkeit bei veränderter Belastung und Klemmspannung nur wenig zu ändern, ist in anderen Fällen, insbesondere bei Strafsen- und Eisenbahnbetrieb, zunächst nicht erwünscht, da der Sammler hierdurch beim Anfahren sowie bei Steigungen überlastet würde. Um die hier vorliegenden Verhältnisse zu übersehen, mag darauf etwas näher eingegangen werden.

Wird an den Klemmen des Motors eine gleichbleibende Potentialdiiferenz durch äufsere elektromotorische Kräfte dauernd erhalten, so würde bei vollständigem Leerlauf des Ankers (ohne Reibung u. s. w.) eine Beschleunigung nicht mehr eintreten, sobald die Umdrehungsgeschwindigkeit einen solchen Betrag erreicht hat, dafs die Summe der in den Ankerwindungen erzeugten elektromotorischen Kräfte gleich und entgegengesetzt ist der durch die äufsere E. M. K. erzeugten Potentialdifferenz an den Klemmen des Motors. Bei sehr geringem Ankerwiderstand genügt dann eine kleine Verminderung der Geschwindigkeit bezw. die damit verbundene kleine Verminderung der im Anker erzeugten E. M. K., um kräftige Ströme in die Ankerwindung eintreten zu lassen, welche den Motor antreiben. Ebenso genügt eine kleine Vermehrung dieser Geschwindigkeit zur Erzeugung kräftiger Ströme, welche ihn bremsen. Auch bei nicht gleichbleibender Klemmenspannung ändert sich die Geschwindigkeit des Ankers nur wenig. Vermindert man nämlich die Klemmenspannung um die Hälfte, so wird, wenn die Feldmagnete nicht stark gesättigt waren, die Zahl der in ihnen erzeugten Kraftlinien ebenfalls fast auf die Hälfte herabgehen. Um also in den Ankerwindungen wiederum eine elektromotorische Gegenkraft zu erhalten, die gleich ist der jetzt an den Klemmen bestehenden Potentialdifferenz, mufs die Geschwindigkeit wieder die ursprüngliche sein, da bei jeder Umdrehung nur die halbe Anzahl von Kraftlinien geschnitten werden. Es reicht also für die vorliegenden Verhältnisse nicht hin, zur starken Verminderung der Ankergeschwindigkeit die Batterie in zwei Reihen zu schalten, man mufs vielmehr für solche Zwecke die Spannung an den Enden der Wickelung der Feldmagnete von der an den Bürsten unabhängig machen, indem man z. B. die Feldmagnete durch einige besondere Elemente der Sammelbatterie erregt, während man die übrigen auf den Anker wirken läfst und letztere je

nach Bedürfnifs in eine oder mehrere Parallelreihen umschaltet. Diese letztere Schaltweise hat aber den Nachtheil, dafs diejenigen Elemente, welche die Feldmagnete speisen, im allgemeinen anders beansprucht werden als die übrigen, so dafs sich dieselben bei Beginn der Wiederladung der Batterie in einem anderen Zustande der Entladung befinden als jene. Sie werden daher auch im allgemeinen bei der Ladung in Hintereinanderschaltung früher oder später geladen sein als jene, was den Ladebetrieb in der Praxis mehr als wünschenswerth verwickelt. Um diese Schwierigkeit zu vermeiden, führt der Erfinder von sämmtlichen Gruppen einer Batterie, welche, um den Anker zu speisen, je nach Bedürfnifs hinter einander oder parallel geschaltet werden sollen, Leitungen zu den Windungen der Feldmagnete, und speist so mit jeder Gruppe nur einen Theil der Windungen, die von allen übrigen unabhängig und isolirt und deren Widerstände so berechnet sein müssen, dafs die Stromstärke in jedem einzelnen dieser Stromkreise dieselbe ist. Würde z. B. ein vierpoliger Motor (Fig. i) verwendet und würden gleichzeitig vier einander gleiche Gruppen pq, rs, tuxxnd vtv von Elementen vorhanden sein, welche mittelst der Reihenschalter CIa₁, bb_x, Cc₁ bald in eine Reihe hinter einander oder in zwei oder vier Reihen parallel geschaltet werden sollen, so wird man passend je eine der vier Spulen der Feldmagnete von je einer Elementgruppe speisen und dafür sorgen, dafs alle vier Spulen bei gleicher Windungszahl auch den gleichen Widerstand besitzen. Man kann auch jedem Schenkel der Feldmagnete so viel Spulen geben, wie Gruppen vorhanden sind, die entsprechenden Spulen der Schenkel hinter einander schalten und so mit den einzelnen Gruppen verbinden, wie dies für zwei Schenkel und zwei Gruppen in Fig. 2 angedeutet ist. Die Zahl der Schenkel kann von der der Gruppen verschieden sein.

Es ist endlich gleichgültig, wie man die mit den . einzelnen Elementgruppen verbundenen Scherikelwickelungen auf den Schenkeln anordnet, wenn man nur den Widerstand der einzelnen so bemifst, dafs die von der entsprechenden Elementgruppe in ihnen erzeugte Stromstärke überall dieselbe ist, zweitens alle Windungsgruppen' von einander isolirt und drittens die Windungen über die Schenkel so vertheilt, dafs jeder die ihm zukommende Anzahl von Amperewindungen erhält.

Bei dieser Schaltung speisen sämmtliche Elemente der Batterie sowohl Anker wie Feldmagnete und geben während der Entladung stets dieselbe Stromstärke ab, so dafs sie sich am Ende der Entladung sämmtlich in gleichem Zustande befinden und zur Wiederladung der gleichen Strommenge bedürfen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Schaltungsweise der Erregerwickelungen von Nebenschlufselektromotoren, die durch elektrische Sammler betrieben werden, dadurch gekennzeichnet, dafs die Sammelbatterie in eine der Anzahl der Feldmagnete entsprechende Zahl von Gruppen getheilt ist, deren jede gesondert einen Feldmagneten erregt, zum Zweck, eine Rückwirkung aus einer Aenderung in der Gruppenschaltung der Sammler auf die Erregung der Feldmagnete zu vermeiden.
2. 2. Die unter i. gekennzeichnete Schaltungsweise dahin abgeändert, dafs, falls die Anzahl der Elementgruppen unabhängig von derjenigen der Feldmagnete gewählt werden soll, jeder Feldmagnet eine ebenso grofse Zahl von Wickelungen trägt, wie beliebig zu schaltende Gruppen von Elementen vorhanden sind, deren jede eine der Wickelungen jedes Feldmagneten in Hintereinanderschaltung speist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.