Anordnung zur Erregung von Gleichstromgeneratoren. Die Erfindung bezieht sich auf Anord nungen zur Erregung von Gleichstromgene ratoren, die eine von einer Fremdspannungs- quelle gespeiste und eine vom Ankerstrom oder einem Teil desselben durchflossene Er regerwicklung besitzen und in Leonardschal- tung mit einem Elektromotor verbunden sind.
Soll bei einer derartigen Anordnung die For derung erfüllt sein, dass die Drehzahl des Motors bei allen Belastungen konstant blei ben und ausserdem innerhalb weiter Grenzen und in feiner Abstufung regelbar sein soll, so muss die vom Ankerstrome durchflossene Erregerwicklung des Generators so bemessen sein, dass das von ihr erzeugte magnetische Feld ausreicht, um eine elektromotorische Kraft zru erzeugen, welche die gesamten Ohmschen Spannungsabfälle im Ankerstrom kreise zu decken vermag.
Soll nun der Mo tor, bei dem die erwähnte Forderung erfüllt ist, mit sehr geringer Geschwindigkeit an laufen und ein grosses Drehmoment abgeben, so tritt die gegenelektromotorische Kraft des Motors, deren Grösse durch die Fremd erregung des Generators bestimmt ist, fast vollstäindig zurück hinter der vom Anker strom für Generator induzierten elektromo torischen Kraft, und der Generator verhält sich daher ähnlich wie ein Hauptstromgene rator.
Bei einer derartigen Anordnung bleibt aber die Geschwindigkeit des Motors bei allen Belastungen konstant, wenn für den Generator das Verhältnis der Ankerspannung zum Ankerstrome
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bei allen Belastungen konstant und gieich der Summe der Olm- schen Widerstände (@w) im Ankerstromkreis ist. --Nun erregt sich aber anderseits bekannt lich ein Hauptstromgenerator unter sonst gleichen Umstünden um so langsamer, er hat also, wie man sagt, eine um so grössere Zeit konstante (T), je geringer der L:
nterschied zwischen den Grössen
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und Yw wird. Die ser Zusammenhang wird durch die Gleichung
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veranschaulicht, in welcher die noch nicht erwähnte Grösse L den Selbst induktionskoeffizienten des Ankerstromkreises bedeutet. Bei Gleichheit von
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und @'w wird T = @@ ; das heisst es findet überhaupt keine Selbsterregung statt.
Die Erfindung bezweckt nun, bei solchen Gleichstromgeneratoren eine Anordnung zu schaffen, mit der auch in solchen Fällen, wo bei geringer Gesclwindigkeit und hoher Be lastung des Motors eine konstante Drehzahl des Motors verlangt wird, eine sehr schnelle und und sichere Erregung des Generators erreicht werden kann.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel des Erfindungsgegenstandes veran schaulicht, und zwar zeigt Fig. 1 ein Schaltungsschema der ganzen Anordnung, und Fig. 2 eine sclematische Darstellung eines der Erfindung geinäss eingerichteten Gleich- stromgenerators.
In Fig. 1 bezeichnet A den Anker und B die tfrenderregte Feldwicklung eines Gleich- stromgenerators, die durch Vermittlung eines zweipoligen Unischalters C mit einer Gleich stromfremdspannungsquelle D verbunden wer den kann. Dur Gleichstromgenerator, der unter Anwendung der bekannten Leonard- schaltung unmittelbar mit dem Anker E eines mittelst einer Feldwicklung E i frenderregten umsteuerbaren Motors verbunden ist, besitzt ferner eine vom Ankerstrome durchflossene Hauptstromwicklung F.
Um die Drehzahl des Motors B Er in feiner Abstufung regeln zu können, ist der Feldwicklung B des Gene- rators in bekannter Weise ein Regelwider stand G v orgesrlaltet. Der Gleichstromgene rator enthält ferner eine Hilfserregerwicklung H. Diese Hilfserregerwicklung H stellt finit der Sekundärseite J1 eines Transformators in Verbindung, dessen Primärseite J ebenfalls über den zweipoligen Umschalter C an die Fremdspannungsquelle D angeschlossen wer den kann. Der Umschalter C ist zu diesem Zwecke mit Kontakten cl, c2, c3, c4 und c5 versehen, die so angeordnet sind, dass die Schierlen des Umschalters C mit je zwei voll ihnen gleichzeitig in Berührung kommen kön nen.
Zwei, c2 und e4, dieser Kontakte sind Leerkontakte, während die übrigen, er und c3, bezw. c3 und c5, dazu bestimmt sind, die Feldwicklung B und den mit dieser in Reihe geschalteten Regelwiderstand G, sowie die Primärseite J des Transformators derart mit der Fremdspannungsquelle zu verbinden, dass sie beim Einschalten gleichzeitig Strom er halten und beim Umschalten sich die Strom richtung in der Feldwicklung B und der Primärseite I des Transformators gleichzeitig umkehrt.
Zu diesem Zweck ist die Anord nung so getroffen, dass die Kontakte e1 und c3 untereinander und mit je einem Ende der Wicklungen B und J verbunden sind, wäh- reild der Kontakt c3 einerseits reit den an dern Ende der Wicklung J und anderseits mit dein Regelwiderstande G in Verbindung steht, dessen Gleitkontakt G1 all das andere Ende der Feldwicklung B angeschlossen ist. Die Transformatorwicklung i liegt also in jeder der beiden Schliessstellungen des Uni schalters C parallel zu dem die Feldwick lung B und den Regelwiderstand G enthal tenden Stromkreise.
Der Wicklungssinn der Hilfserregerwicklung H ist dabei so gewählt, dass sich beim Anwachsen des Stromes in den Wicklungen B und J die durch die Feldwicklungen<I>B</I> und H erregten Magnet felder addieren.
Steht bei der Benirutzung der beschriebenen Anordnung der Umschalter C auf den Kor- talkten c2, c4r, so fliesst in den Erregerwick lungen B, F und H des lenerators kein Strom, und der Motoranker E steht still. Wird nun der Umschalter C in die stark ausgezogene Stellung gebracht, in welcher er auf den Kontakten cl, c3 steht, so fliesst aus der Fremdspannungsquelle D über den Kon takt er Strom einerseits in die Primärwick lung J des Traansformitators und voll dieser über c3 nach D zurück,
anderseits fliesst ein Strom von der Fremdspaimungsquelle D über ei in die Erregerwicklung B des !Teriei-aZtors und weiter über G', G und & nach D zurück.
Die Wieldungen <I>B</I> und<I>.7</I> werden dabei im Sinne der Pfeile .x bezw. y (Fig. l) durch- flossen. Es entstellt also in der Wicklung .7 ein Stromstoss, der sich auf den die Sekundär- wicklung 71 enthaltenden Stromkreis durch Induktion überträgt, so dass auch die Hilfs erregerwicklung H von einem schnell an wachsenden Strome von kurzer Dauer durch flossen wird.
Der auf diese Weise durch die Hilfserregerwicklung H fliessende Strom er zeugt bei entsprechender Wahl der Abmes sungen aller Teile im Magnetgestelle des Generators ein magnetisches Feld, welches das von der Feldwicklung B erzeugte Feld un einen solchen Betrag verstärkt, dass im Anrlerstromkreise ein Strom von solcher Stärke entsteht, dass der Motoranker E auch bei der grüssten Belastung rasch anläuft. Seine Geschwindigkeit nimmt dabei einen durch die Stellung des Gleitkontaktes G1 bestimmten Wert an. Sobald der Strom in der Primärseite T des Transformators seine volle Stärke erreicht hat, wird die Sekundär seite J1 und dabei auch die Hilfserreger wicklung H stromlos.
Inzwischen hat aber das von der Hauptstromwicklung F erzeugte magnetische Feld eine solche Stärke erlangt, dass trotz des Verschwindens des Stromes in der Wicklung H ein genügend starkes Feld im Generator bestehen bleibt. Infolgedessen wird ein Rückgang der Ankerstromstärke im Stromkreise A F E und ein Stehenbleiben des Motorankers E mit Sicherheit verhindert.
Wird der Unschalter C irr die Ausschalt stellung c2 c4 gebracht, so verschwindet der Strom in der Primärseite J des Transfor mators und in der Feldwicklung B sehr rasch. Da nach den bekannten Indruktionsgesetzen hierbei der Strom im Stromkreise 7H die ent gegengesetzte Richtung wie beim Einschalten des Umschalters C hat, wirkt jetzt die Hilfs erregerwicklung H der fremderregten Wick lung B und der Hauptstromwicklung F ent gegen, und die Stromstärke im Ankerstrom kreise A F E sinkt dementsprechend schnell, so dass der Motoranker E sehr schnell zum Stillstande kommt.
Es leuchtet ohne weiteres ein, dass genau dieselben Vorgänge nur bei vertauschter Stromrichtung in allen Stromkreisen sich ab spielen müssen, wenn der Umschalter C in die gestrichelt gezeichnete Stellung c3 c5, bezw. aus dieser in die Nullstellung c2 e4 gebracht wird. Der einzige ins Auge fallende Unterschied ist nur, dass der Anker E des Motors jetzt im umgekehrten Drehsinne um läuft wie vorher.
In sehr einfacher Weise lässt sich der Transformator J J1 mit dem Gleiehstrom- generator A B F H vereinigen, wenn nan, wie in Fig. 2 dargestellt, das Joch A1 des Magnetgestelles, auf dessen Polen A2 die Erregerwicklungen B, F und H untergebracht sind, unmittelbar als Eisenkern für den Trans formator benutzt, indem man dessen Wick lungen T und J1 darüber wickelt.
Ohne dass am Wesen der Erfindung etwas geäniiidet t wird, kann die primäre Transfor matorwicklung J auch in den Stromkreis gelegt werden, in dem sich die Feldwicklung B befindet. Mit dieser Anordnung ist der Vorteil verbunden, dass nicht nur beim Ein- oder Ausschalten des Umschalters C sondern auch beim Verstellen des Gxleitkontaktes C' in der Hilfserregerwicklung H ein Stromstoss hervorgerufen werden kann.
Der @Hotoranker E wird daher die der neuen Stellung des Gleitkontaktes C' entsprechende Geschwin digkeit wesentlich rascher annehmen als bei der Anordnung nach Fig. 1.
Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Verwendung eines Transformators im Erreger stromkreis einer Gleichstroindynamomaschine an sich bereits bekannt ist. Bei den bekann ten Anordnungen liegt jedoch die Primär- spule des Transformators dauernd iin Anker stromkreise der Dvnarnoschine. Es ist daher mit diesen bekannten Einrichtungen nicht möglich, eine Abkürzung der Erregungszeit beim Inbetriebsetzen der Dynamo zri erzielen, sondern sie sind dazu bestimmt, eine selbst tätige Spannungsregelung während des Be triebes herbeizuführen.