DE820766C

DE820766C - Widerstandsgenerator

Info

Publication number: DE820766C
Application number: DEP4431A
Authority: DE
Inventors: Karl Dr-Ing Schmidt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-11-12

Description

Widerstandsgenerator Unter der Bezeichnung Widerstandsgenerator sind Einrichtungen zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom bekannt, bei welchen mittels Bürsten, die einen Kollektor bestreichen, nacheinander verschiedene Anzapfungen eines mit einer Gleichstromquelle verbundenen Widerstandes abgegriffen werden. Die Erfindung bezweckt eine Verbesserung solcher Widerstandsgeneratoren und erreicht <lies durch eine solche Bemessung des Anzapfungswiderstandes, daß der Dauergleichstrom weniger als ein Viertel des entnommenen Wechselstroms beträgt und die zwischen den ersten Übergangslamellen liegenden Anzapfungswiderstände höchstens '/3a des Gesamtwiderstandes betragen. Durch diese Maßnahme schafft die Erfindung einen Umformer von außergewöhnlichen Eigenschaften. Bei den bisher bekannten Widerstandsgeneratoren mußte der abgenommene Wechselstrom in einem bestimmten ungünstigen Verhältnis zu dem dauernd fließenden Gleichstrom stehen, um keinen zu großen Spannungsabfall zu bekommen. Durch die Maßnahmen der Erfindung wird eine wesentliche Verbesserung des Wirkungsgrades und eine bedeutende Verringerung des Platzbedarfs für den Widerstand erreicht. Die Bemessung gemäß der Erfindung ermöglicht es, den Anzapfwiderstand so klein zu gestalten, daß er mit der Welle umlaufen kann. Hierdurch ist es möglich, den umlaufenden Kollektor mit den Widerständen und ihren Stromzuführungsschleifringen direkt auf die Welle eines Antriebstnotors zu setzen. Bei den bekannten Ausführungen von Widerstandsgeneratoren mußten die Widerstände so groß bemessen werden, daß eine Anordnung auf der Welle zu unförmigen Gebilden führte, denen Einankerumformer vorzuziehen waren. Dagegen wird bei der Anordnung nach der Erfindung der Anzapfwiderstand so klein und schmal, daß er ohne Schwierigkeiten an das Wellenende eines beliebigen Antriebmotors angebaut werden kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt, welches schematisch die Schaltung eines Widerstandsgenerators wiedergibt. Der Kollektor K hat 24 Lamellen, auf denen die Bürsten B und C schleifen. Die Lamellen i bis 7 sind untereinander und mit dem Ende a des Widerstandes A verbunden. Ebenso sind die Lamellen 13 bis i9 untereinander vielfachgeschaltet und mit dem Ende g des Widerstandes A verbunden. Diese Enden a und g sind unmittelbar an die Pole und - einer Gleichstromquelle angeschlossen. Die Lamellen 8, 9, io, ii und 12 sind einzeln mit den verschiedenen Anzapfungen b, c, d, e und f des Widerstandes A verbunden. Ferner ist je eine der Lamellen 2o bis 24 mit je einer der Lamellen 8 bis 12 bzw. mit den-entsprechenden Anzapfungen des Widerstandes verbunden.
Der Widerstand A ist durch einzelne Anzapfungen a bis g unterteilt in:

a-b . . . . . . . . 1,2 Ohm

1-C . . . . . . . . 2,o -

c-d........ 27 -

d-e........ 27 -

e-f . . . . . . 2,o -

f-g ....... 1,2 -

60,4 Ohm

Beim Anschluß einer Gleichstromquelle von 24 V Spannung fließt somit dauernd ein Strom von etwa o,4 Amp. durch den Widerstand A. Der abgenommene Wechselstrom beträgt io Amp. Das Verhältnis zwischen Dauerleerlaufstrom und Wechselstrom beträgt i : 25 und die Übergangswiderstände zwischen b-c und e-f sind nur 1/3o des Gesamtwiderstandes.
Zwischen die Kollektorlamelle io und die Anzapfung d des Widerstandes ist ein Widerstand x eingeschaltet, damit die Bürste B oder C beim Übergang von Lamelle 9 auf Lamelle io nicht den Widerstandsteil c-d vollständig kurzschließt. Da dieser Teilwiderstand c-d mit 27 Ohm annähernd 50% des gesamten Widerstandes beträgt, würde bei seinem Kurzschluß ein Feuern der Bürsten eintreten sowie eine Verschlechterung des Wirkungsgrades hervorgerufen werden.
Wird der Widerstand A mit dem Kollektor auf der Welle eines Antriebsmotors angebracht, dann müssen Schleifringe für die Zuführung der Gleich-Stromquelle vorgesehen werden. An Stelle zweier um i8o° versetzter Bürsten können auch drei um 120 ° versetzte Bürsten vorgesehen werden. In diesem Fall wird statt Wechselstrom Drehstrom erzeugt.
Der Wirkungsgrad des Widerstandsgenerators nach der Erfindung, der durch das Verhältnis von abgegebener Wechselstromleistung zu zugeführter Gleichstromleistung bestimmt ist, beträgt bei kleinen Umformern mit einer Wechselstromleistung von i2o Watt etwa 700/0; bei Widerstandsumformern dieser Größe für Drehstrom läßt sich der Wirkungsgrad auf 75% steigern. Bei größeren Leistungen werden Gesamtwirkungsgrade bis zu 85% erreicht.
Durch die Bemessung der Widerstände nach der Erfindung wird erreicht, daß der Anzapfwiderstand sehr klein gehalten wird und daher nur wenig Raum beansprucht. Der Widerstand selbst wird so schmal, daß er ohne Schwierigkeiten zusammen mit Kollektor und Schleifringen auf der umlaufenden Welle angeordnet werden kann. Ferner wird ein hoher Nutzeffekt erzielt, da die Dauergleichstromverluste klein sind und da für den Umlauf des kleinen Widerstandes nebst Kollektor und Schleifringen nur ein sehr kleiner Antriebsmotor erforderlich ist. Schließlich wird durch die Bemessung nach der Erfindung ein Bürstenfeuer fast vollständig vermieden, so daß die Bürsten- und Kollektorabnutzung normal bleibt. Diese drei Vorteile ermöglichen es, daß man Widerstandsgeneratoren zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom oder Drehstrom bauen kann, die nur den fünfzehnten Teil so groß sind wie Einankerumformer gleicher Leistung, wobei der Wirkungsgrad höher ist als bei Einankerumformern. Die Kurvenform des erzielten Wechselstroms ist bei Belastung gut sinusförmig. Die Herstellungskosten eines Umformers nach der Erfindung betragen nur einen Bruchteil der Kosten für einen Einankerumformer. Ein Widerstandsgenerator zum Umformen von 220 V Gleichstrom in 150 V Wechselstrom bei einer Leistung von 125 Watt wiegt nur i kg.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Widerstandsgenerator zur Umformung von Gleichstrom in Wechsel- oder Drehstrom, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung des Widerstandes, daß der den Widerstand durchfließende Dauergleichstrom weniger als 1/4 des entnommenen Wechselstroms beträgt und die zwischen den ersten Übergangslamellen (7, 8, 9) liegenden Anzapfwiderstände (a-b, b-c) höchstens 1/3o des Gesamtwiderstandes (A) betragen.
2. Widerstandsgenerator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen die einzelnen Lamellen (7 bis 13) eingeschalteten Anzapfwiderstände (a bis g) in ihrer Drahtstärke stufenweise den Übergangsströmen angepaßt sind.
3. Widerstandsgenerator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einzelne Lamellen (io) des Kollektors und den Widerstandsanzapfungen (d) zwischen den höheren Stufenwiderständen zusätzliche Widerstände (x) eingeschaltet sind.
4. Widerstandsgenerator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß Stufenwiderstände nur zwischen einem Bruchteil der Lamellen des Kollektors angeordnet sind, während mindestens die gleiche Anzahl Lamellen unter sich elektrisch leitend verbunden und mit den Polen (a, g) des Widerstandes (A) fest verbunden sind.
5. Widerstandsgenerator nach Anspruch t und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Anzapfungen des Stufenwiderstandes verbundenen, spiegelbildlich einander gegenüberliegenden Lamellen paarweise untereinander verbunden sind.
6. Widerstandsgenerator nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daB der Widerstand (A) mit Kollektor (K) und Schleifringen auf dem Wellenende eines Antriebsmotors angeordnet ist.