Beleuchtungsanlage für Fahrzeuge. Die Erfindung bezieht sich auf Be- leuchtungsanlagen für Fahrzeuge, zum Bei spiel Eisenbahnwagen, und kann überall dort Verwendung finden, wo die Drehzahl der Speisedynamo starken Schwankungen unterliegt.
Bei solchen Anlagen erfolgt die Strom lieferung während des Stillstandes des Fahr zeuges gewöhnlich mit Hilfe einer Batterie, während bei der Bewegung des Fahrzeuges ein von diesem selbst, zum Beispiel von einer der Fahrzeugachsen oder von der Motorachse, angetriebener Generator bei einer bestimmten Drehzahl die Stromversorgung übernimmt. Dabei dient der Generator zu gleicher Zeit auch zum Aufladen der Bat terie.
Man stösst aber immer auf die Schwierigkeit, dass sich die Spannung schwer gleichbleibend erhalten lässt, da die Dreh zahl der Dynamo während des Betriebes innerhalb sehr weiter Grenzen schwanken kann, so dass@ an die Regeleinrichtung hohe Anforderungen gestellt werden müssen. Gegenstand der Erfindung ist eine Be leuchtungsanlage, bei der die Generator- spannung ungeachtet starker Schwankungen der Drehzahl auf einfache Weise gleichblei bend erhalten werden kann.
Gemäss der Erfindung sind auf dem Mag neten der Dynamo zwei Wicklungen ange ordnet, von denen eine unmittelbar an die Hauptleitung angeschlossen ist, während die andere, der erstgenannten Wicklung ent gegenwirkende Wicklung von einer Hilfs dynamo gespeist wird, in deren Erreger- wicklungsstromkreis ein thermionischer Reg ler aufgenommen ist, der durch die Span nung der Hauptdynamo beeinflusst wird.
Die Hilfsdynamo kann unmittelbar oder mit- telst einer Übersetzung mit der Fahrzeug- oder Motorachse verbunden sein.
In der Zeichnung ist eine Ausführungs form der Beleuchtungsanlage gemäss der Erfindung beispielsweise dargestellt. In Fig. 1 ist G die Hauptdynamo, deren Anker auf einer der Drehachsen befestigt ist, und H die Hilfsdynamo, die im allgemeinen mit der Hauptdynamo gekuppelt ist und deren Drehzahl gleich starken Schwankun gen unterliegt. Die Haupterregerwicklung 1 ist über einen Widerstand 4 an die Klem men des Hauptgenerators angeschlossen. Die ser Widerstand ist nicht von wesentlicher Bedeutung und kann. in vielen Fällen ent behrt werden.
Die zweite oder Hilfserreger wicklung 2 ist an die Klemmen der Hilfs- dynamo angeschlossen, wobei ein Widerstand zwischen beiden eingeschaltet sein kann. Die Hilfsdynamo weist eine Erregerwicklung 3 auf, die an die Klemmen der Hilfsdynamo angeschlossen oder auch von einer andern Stromquelle, zum Beispiel von der Batterie oder von der Hauptdynamo gespeist werden kann. Der Regler 5 wird im folgenden nä her beschrieben.
Die punktierten Linien 6 geben an, dass er durch die Spannung zwischen den Hauptleitungen 7 beeinflusst wird.
Die Wirkung der Einrichtung ist wie folgt: Wenn angenommen wird, dass die Spannung zwischen den Hauptleitungen kon stant ist, so stellt die Wicklung 1 eine gleichbleibende Anzahl von AmpArewindun- gen dar. Um- eine gleichbleibende Spannung zu sichern, muss dafür Sorge getragen wer den, dass die Gesamtzahl von Amperewin- dungen auf dem Magneten der Hauptdynamo mit der Drehzahl ziemlich stark abnimmt.
Die Einrichtung ist so getroffen, dass bei einer verhältnismässig niedrigen Drehzahl die Spannung des Hauptgenerators zur Lie ferung der erforderlichen Amperewindungs- zahl für das Feld genügt. Bei wachsender Drehzahl würde die Spannung an den Klem men der Hauptdynamo, auch wenn die Am perewindungszahl gleich bleibt, zu stark an steigen. Da aber die Wicklung 2 der Wick lung 1 entgegenwirkt, wird das Feld der Hauptdynamo allmählich schwächer.
Wenn das Feld der Hilfsdynamo konstant wäre, so würde die Anzahl von entgegenwirkenden Amperewindungen linear mit der Drehzahl zunehmen. Auf diese Weise lässt sich die Spannung innerhalb bestimmter Grenzen gleichbleibend erhalten. Es verbleiben aber gewisse Differenzen, die zwar kleiner als bei Einrichtungen ohne gegenwirkende Wick lung sind, aber dennoch einen ziemlich hohen Wert haben können. Zum Ausgleich dieser Differenzen wird in den Feldkreis der Hilfsdynamo ein thermionischer Regler ein geschaltet, der das Feld der Hilfsdynamo bei Drehschwankungen derart nachregelt, dass die Spannung an den Klemmen der Hauptdynamo . annähernd konstant bleibt.
Bei dieser Regeleinrichtung sind nur sehr wenig Röhren erforderlich. Es hat sich ge zeigt, dass beim Anschluss des Reglers an die Klemmen der Hauptdynamo die Spannung ungeachtet starker Schwankungen der Dreh zahl bis auf einige Prozente genau gleich bleibend erhalten werden kann.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform für die Schaltung des Reglers dargestellt.
Ein Ende der Erregerwicklung 3 der Hilfsdynamo ist mit einer der Klemmen der Hauptdynamo und das andere Ende mit der Anode 9 der Zweielektrodenröhre 8 ver bunden. Ein Pol der Kathode 10 dieser Zweielektrodenröhre ist unmittelbar mit der negativen und der andere Pol über einen Widerstand 11 mit der positiven Haupt leitung verbunden. Jede Spannungsschwan kung beeinflusst den Erregerstrom der Hilfs- dynamo derart, dass der Schwankung ent gegengewirkt wird.
Fig. 3 zeigt eine geänderte Ausführungs form, die mit der in Fig. 2 dargestellten im wesentlichen übereinstimmt, bei der aber die Zweielektrodenröhre durch eine Drei elektrodenröhre ersetzt ist, deren Gitter über eine Batterie B mit dem beweglichen Kontakt eines an die Generatorklemmen angeschlos senen Potentiometers verbunden ist.
Die Batterispannung ist etwas höher als die an dem Gitter wirksame Potentiometerspannung und wirkt letzterer entgegen, so dass das Gitter in bezug auf die Kathode negativ ist. Bei ansteigender Generatorspannung nimmt die Gitterspannung in absoluter Grösse ab, so dass der zu gleicher Zeit durch die Er regerwicklung 3 fliessende Anodenstrom zu nimmt.
Die Spannung der Hilfsdynamo wächst also, und die Anzahl von entgegen wirkenden Amperewindungen - der Hilfs- erregerwicklung 2 nimmt ab, so dass den Ge- neratorspannungsänderungen entgegengewirkt wird. Bei dieser Schaltung wirkt die Röhre zu gleicher Zeit als Zwei- und Dreielektroden regler, das heisst der Regler regelt infolge des Heiz-, wie auch des Steuereffektes.
Es ist natürlich auch möglich, für die Kathoden speisung eine gesonderte Stromquelle zu ver wenden, und in diesem Falle wirkt die Röhre ausschliesslich als Dreielektrodenregler.
In Fig. 4 ist eine andere Anschluss- möglichkeit der Dreielektrodenröhre an gegeben. Die Schaltung weicht von der in Fig. 3 dargestellten darin ab, dass die Ka thode in Reihe mit der Haupterregerwick- lung 1 geschaltet ist. Auch bei dieser Schal tung wirkt die Röhre als Drei- und Zwei elektrodenregler. Ein Vorteil besteht darin, dass die Erregerwicklung 1 zu gleicher Zeit als Vorschaltwiderstand für die Kathode dient, so dass sich weniger Verluste ergeben.
Um den Heizstrom dem Erregerstrom anzu passen, kann an der Kathode noch ein Wider stand parallel geschaltet werden, obwohl dies in vielen Fällen weniger erwünscht ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass beim Durchbrennen des Glühdrahtes oder beim Kurzschluss zwischen Glühdraht und Anode keine unzulässige Spannungserhöhung des Generators auftritt. Im erstgenannten Fall wird die Spannung ganz ausfallen, und im zweiten Fäll wird der Widerstand in der Erregerwicklung der Hilfsdynamo auf das Geringstmass herabgesetzt, so dass dem Feld der Hauptdynamo möglichst stark entgegen gewirkt wird.
In vielen Fällen können natürlich auch mehrere solcher Zwei- oder Dreielektroden röhren in Nebenschluss gelegt werden. Zur Vermeidung des infolge des Wider standes und der Ankerrückwirkung im An ker auftretenden Spannungsverlustes kann man auf dem Magneten des Hauptgenerators noch eine dritte Wicklung anordnen.