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Regelung einer Amplidyne auf einen konstanten Betrag der Spannung
bei gleichbleibender Polarität, insbesondere für Zugbeleuchtung Die Erfindung betrifft
die Regelung einer Amplidyne auf konstante Spannung und gleichbleibende Polarität
bei wechselnder Drehrichtung. Eine solche Anlage findet insbesondere in Eisenbahnwagen
für die Zugbeleuchtung Anwendung.
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Es ist bereits bekannt, ein Ende einer Hilfserregerspule einer Rosenbergdynamo
mit den kurzgeschlossenen Hilfsbürsten der Dynamo über einen Widerstand und einen
dem Widerstand parallel geschalteten schwingenden Kontakt zu verbinden, wobei der
durch die Rosenbergdynamo erzeugte Strom einen Stromerzeuger erregt, dessen Strom
den schwingenden Kontakt steuert.
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Bei dieser Einrichtung fließt durch die Hilfserregerspule ein Strom
von gleichbleibender Richtung, dessen Stärke verhältnismäßig groß oder klein ist,
je nachdem der schwingende Kontakt geschlossen oder unterbrochen ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf die Regelung einer Amplidyne auf konstante
Spannung und Polarität mit einem schwingenden Spannungskontaktregler, wobei der
Kontaktregler im geschlossenen Zustand in einem Stromkreis liegt, der einen Erregerpol
des Generators mit den kurzgeschlossenen Hilfsbürsten des Generators verbindet und
eine Erregerspule des Generators enthält. Sie besteht darin, daß einer der beiden
den schwingenden Kontakt bildenden Teile mit einem Pol des Amplidynestators und
der andere Teil mit dem anderen Pol des Stators über einen Widerstand und mit den
kurzgeschlossenen Hilfsbürsten der Amplidyne über eine Steuerspule der Amplidyne
verbunden ist. Nach einem weiteren Gegenstand der Erfindung liegt ein zweiter Spannungskontaktregler
in dem die Amplidyne speisenden Stromkreis, wobei beide Regler durch die Spannung
der Amplidyne bzw. durch den von der Amplidyne abgegebenen Strom gesteuert werden.
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Mit dieser Schaltung sind die kurzgeschlossenen Hilfsbürsten, deren
Potential zwischen den Potentialen der beiden Pole des Stators liegt, mit dem einen
oder dem anderen Pol verbunden, je nachdem der schwingende Kontakt geschlossen oder
unterbrochen ist, und ein Strom, dessen Richtung verschieden ist, je nachdem der
schwingende Kontakt geschlossen oder unterbrochen ist, fließt somit ununterbrochen
durch die Steuerspule der Amplidyne. Auf diese Weise kann der Erregerstrom der Amplidyne
äußerst klein gemacht werden.
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Zur Erläuterung der Erfindung dienen die Zeichnungen; darin zeigt
Fig. 1 die schematische Ansicht einer als Beispiel dienenden Ausführung einer Anlage
gemäß der Erfindung, die zwei Spannungsregler besitzt, deren einer von der Spannung
an den Klemmen der Amplidyne und der andere von dem durch die Amplidyne gelieferten
Strom gesteuert wird, Fig.2 und 3 vom Strom abhängige Spannungskurven für ein Spannungsreglerelement
bzw. für eine vollständige Anlage.
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Fig.4 eine Abänderung der Ausführung eines Spannungsreglers.
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Die in Fig.1 dargestellte Anlage enthält im wesentlichen eine Erregermaschine
A für Gleichstrom in Amplidyneschaltung mit einer Hauptstromerregerwicklung 1, eine
Anstoßwicklung 2, die ständig an den Klemmen der Batterie liegt und eine sehr geringe
Leistung aufnimmt. Diese, übrigens nicht zwingend notwendige Wicklung kann den Anstoß
der Erregermaschine bei einer gleichbleibenden Geschwindigkeitsschwelle sicherstellen,
in welcher Richtung sie sich auch drehen möge. Die Erregermaschine A besitzt ferner
eine Steuerwicklung 3, deren eines Ende 4 an der Achse des Läuferstromkreises der
Erregermaschine und deren anderes Ende 5 an einem Mittelpunkt zwischen dem Kontakt
des Reglers C und einem mit seinem entgegengesetzten Ende mit der Klemme 7 des negativen
Pols verbundenen Widerstand 6 abgezweigt ist.
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Der Regler C besitzt einen Kontakt 8, der einerseits mit der Klemme
9 des positiven Pols der Erregermaschine und andererseits mit der Klemme 7 des
negativen
Pols verbunden ist. So fließt der Strom, da der Kontakt 8 des Reglers geschlossen
ist, in die Steuerwicklung 3 in der Richtung von 5 nach 4. Ist dagegen der Kontakt
8 offen, so fließt der Strom in der Richtung von 4 nach 5. Hieraus folgt, daß der
Strom in der Steuerwicklung positiv oder negativ werden kann.
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Der Regler C trägt eine an sich bekannte spannungsempfindliche Steuerwicklung
10 und eine Haltewicklung 11. Der Kontakt 8 des Reglers ist durch eine Einrichtung
geshuntet, die einen Widerstand 13 und einen Kondensator 14 enthält, um die Arbeitsbedingungen
des Reglers zu verbessern. Ein Widerstand 15 und ein Element 16, das ein einfacher
Widerstand oder ein Element sein kann, das nicht dem Ohmschen Gesetz folgt und eine
der Fig. 2 entsprechende Charakteristik besitzt, sind parallel zum Widerstand 13
und der Kapazität 14 angeordnet. Der Regler kann auch durch jede andere Einrichtung
geshuntet werden, die dazu dient, die Bedingungen für eine Kontaktunterbrechung
wie ein veränderlicher stromabhängiger Widerstand oder jede andere diesem Ziel dienende
Vorrichtung zu verbessern.
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Da die dargestellte Anordnung eine Batterie lädt, besteht die Gefahr,
daß sie beim Anlegen einer konstanten Spannung einen zu starken Strom führt, wenn
die Batterie sehr entladen ist. Deshalb wird ein zweiter Regler D vorgesehen, um
diesen Strom in annehmbaren Grenzen zu halten. Der Regler D besitzt einen Kontakt
18, der von zwei Wicklungen 20 und 21 in der gleichen Art wie der Kontakt 8 des
Reglers C, aber durch den von der Amplidyne gelieferten Strom gesteuert wird. Hierbei
ist die Steuerwicklung 20 eine Hochstromwicklung, die von dem von der Erregermaschine
A gelieferten Strom durchflossen wird. Dieser Regler besitzt ebenfalls eine Widerstandseinrichtung
mit Widerstand 23 und Kapazität 24, die der Einrichtung 13/14 des Reglers C entspricht.
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Ein mit zwei Wicklungen 26 und 27 versehener Trennschalter 25 ist
in den Batteriestromkreis in Serie geschaltet.
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Die Beleuchtungsanlagen werden an den mit den Klemmen der Batterie
verbundenen Klemmen 28 und 29 entweder direkt oder mit Hilfe eines besonderen Reglers
gespeist.
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Fig.4 zeigt eine Abänderung der Schaltung des Reglers, bei der die
beiden Kontakte 8 und 18 der beiden schwingenden Regler C und D durch ein und dieselbe
Einrichtung geschützt sind.
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Die beschriebene Anlage arbeitet wie folgt: Solange die Batterie die
vorgeschriebene Spannung noch nicht erreicht hat, bewirkt der Stromregler D, daß
die Erregermaschine einen im wesentlichen gleichbleibenden Strom liefert. Wenn die
vorgeschriebene Spannung erreicht ist, beginnt der Regler C zu arbeiten, und der
Regler D bleibt stehen. Die Wicklung 1 wird erregt, und da ihre Amperewindungen
den Amperewindungen der Wicklung 10 entgegengesetzt sind, schließt sich der Kontakt
gleich wieder. Der Regler nimmt dann einen Schwingzustand an, der allmählich fortschreitend
von dauernder Schließung zu dauernder Öffnung übergeht, da sich die Spannung an
den Klemmen der Wicklung 10 zwischen U (1+p) und U (1- p) ändert, wobei U die gewünschte
Nennspannung und 2p der Regelbereich ist, der durch die Wicklung 11 bedingt ist,
die so niedrig wie möglich zu machen ist.
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Der Trennschalter 25 schaltet sich durch seine Wicklung 26 ein, wenn
die Erregermaschine die gewünschte Spannung erreicht, und schaltet sich durch seine
Hochstromwicklung 27 aus, wenn sich die Erregermaschine verlangsamt und die Batterie
wieder beginnt, Strom in den Anker zu liefern.
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Da die Stärke des die Wicklung 11 durchfließenden Stromes sich entsprechend
dem durch den Kontakt 8 fließenden Strom ändern kann, ist es vorteilhaft, wie schon
oben mit Bezug auf Fig. 1 angegeben wurde, einen besonderen Widerstand für 16 an
Stelle eines üblichen Widerstandes vorzusehen.
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Die Charakteristik der Anlage entspricht der Fig.3. Sie ist für schnelle
Aufladung der Batterie und zur vollständigen Ausnutzung der Nennleistung der Erregermaschine
vorteilhaft.
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Die erfindungsgemäße Anlage kann in einem wenig Platz beanspruchenden
Gehäuse untergebracht werden.