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Elektrischer Vibrations-Sehnellregler mit Stufenwiderstand.
Bei den bis dahin bekannt gewordenen Vibrationsreglern wird der Reglerwiderstand entweder in einer einzigen Stufe mit seinem vollen Betrage auf einmal ein-und ausgeschaltet oder er ist in mehrere Stufen eingeteilt, die in Abhängigkeit von der zu regelnden Grösse geschaltet werden. Im ersten Falle ist der Anwendungsbereich durch die Funkenbildung an den Kontakten beschränkt, so dass ein solcher Regler nur in Frage kommt, wenn die Erregerleistung sehr gering ist. Die Regler nach der zweiten Bauart, d. h. mit mehreren Stufen, können wohl für Maschinen mit grosser Erregerleistung angewandt werden, haben aber den Nachteil, keine grosse Genauigkeit aufzuweisen und sind entweder kompliziert oder benötigen eine Dämpfung.
Nach der Erfindung werden die Nachteile beider Bauarten vermieden, dagegen die Vorteile des einen und des andern dadurch vereinigt, dass auf dem Regelwiderstand gleichzeitig mit der Betätigung des Hauptkontaktes, der zur Grobregulierung dient, ein Hilfskontakt verschoben wird, welcher um wenige Kontaktstufen gegen den Hauptkontakt versetzt ist und zur Feinregelung über einen Zitterkontakt mit ihm intermittierend in Verbindung gebracht wird. Das geschieht in der Weise, dass ausser dem Widerstandsteil, der durch den Hauptkontakt dauernd überbrückt wird, ein weiterer Widerstandsteil intermittierend kurzgeschlossen wird, wobei dieser Widerstandsteil zwischen Haupt-und Hilfskontakt dem
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Beanspruchung der Vibrationskontakte über den ganzen Regelbereich des Reglers ermöglicht.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt, u. zw. zeigt Fig. 1 eine Anordnung für die Regelung einer Gleichstromnebenschlussdynamo mit Selbsterregung, Fig. 2 stellt eine Einrichtung zur Regelung eines Wechselstromgenerators dar, bei welcher zur Vibrationsbewegung des Zittergegenkontaktes eine besondere Hilfsvorrichtung angeordnet wird.
In Fig. 1 ist mit 1 der Anker der Dynamo und mit 2 die Feldwicklung bezeichnet, welche über den Regelwiderstand li an die Klemmen der Dynamo angeschlossen ist. Der Regelwiderstand 3 ist mit den Kontakten 4 und 5 versehen, welche über den Widerstand 3 verschiebbar angeordnet sind. Diese Kontakte werden durch den Kern 6 des mit Wicklungen 7 und 8 versehenen Elektromagneten verschoben, deren erstere (1) parallel zum Anker der Dynamo liegt, während die zweite (8) mit den Kontakten 10 und 11 des Zitterrelais verbunden ist. Der Kontakt 11 ist am beweglichen Anker 14 befestigt und wird
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Wicklung 12 liegt an den Hauptklemmen des Generators 1, während die Wicklung 13 mit den Kontakten 10 und 11 verbunden ist.
Die Wirkungsweise der Anordnung nach Fig. 1 ist folgende : Im spannungslosen Zustand des
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oberen Teil durch den Kontakt 4 und zwischen den Kontakten 4 und 5 durch die Kontakte 10 und 11 des Zitterrelais kurzgeschlossen, welch letztere durch die Feder 15 gegeneinander gedrückt werden. Dabei befinden sich die Kontakte 4 und 5, welche mit dem Anker 6 verbunden sind, unter der Wirkung des Eigengewichtes des Kernes 6 in der untersten Lage. Sobald die vorgeschriebene Spannung an den Klemmen der Dynamo 1 erzeugt wird, befindet sich die elektromagnetische Anziehungskraft des Solenoides 9 mit der Federkraft 15 im Gleichgewicht, der Widerstand 3 ist aber immer noch kurzgeschlossen.
Nimmt nun die Dynamospannung nur um einen kleinen Betrag zu, so überwiegt die elektromagnetische Zug- kiaft der Spule 12 die Kraft der Feder 15. Der Kontakt j ! J wild vom Kontakt JO entfernt, ho dass der
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Zitterbewegung versetzt wird. Um die Zitterbewegung zu beschleunigen, ist auf dem Kern 9 die Wick- lung 13 angebracht. Diese wird derart angeschlossen, dass bei Auftreten einer Spannung zwischen den Haupt-und Hilfskontakten eine entmagnetisierende Wirkung auf den Magnet 9 ausgeübt wird.
Durch diese Vibrationsbeweglmg der Kontakte 10, 11 wird der Widerstandsteil, der sich zwischen den Kontakten 4 und 5 befindet und dessen Ohmwert mit r bezeichnet werden möge, abwechselnd während der Zeit z in den Stromkreis der Erregerwicklung 2 eingeschaltet und während der Zeit t-z kurzgeschlossen. Eine
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stand R zunimmt, weil sich der Gesamtwiderstand des Kreises nur in erheblich geringerem Masse ändert. Aus diesem Grunde tritt dabei eine Zunahme der Spannung an Kontakten 10 und 11 auf, und dementsprechend eine Zunahme des Stromes in der Wicklung 8.
Sobald nun die Spannung an den Kontakten 10, 11 einen gewissen Betrag erreicht hat, soll die durch die Spule 8 erzeugte Amperewindungszahl genügen,
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Bewegen der Kontakte kann auch durch irgend ein anderes Mittel erzeugt werden.
Die Anordnung hat den Vorteil, dass die Feinregelung stets durch einen Zitterkontakt besorgt wird, so dass die grösste Genauigkeit erreicht werden kann. Die Spule 7 ist für die Erfindung nicht wesentlich und kann ohne weiteres entbehrt werden. In diesem Falle wäre die Spule 8 stärker zu bemessen, so dass sie allein die notwendige Amperewindungszahl erzeugen könnte.
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werden. Statt das Gewicht des Kerns 6 als Gegenkraft zu benutzen, könnte auch eine besondere Feder die Gegenkraft liefern. Zum Vibrationskontakt kann in bekannter Weise ein Kondensator parallel geschaltet werden.
Die Anordnung nach Fig. 2 ist für die Regelung von Wechselstromgeneratoren vorgesehen. Danach wird der Drehstromgenerator 29 mittels der Wicklung 16 erregt, die von der Erregermaschine j ! y,. M gespeist wird. Im Kreis der Erregerwicklung 18 liegt der Widerstand 20, der wie der Widerstand 3 nach Fig. 1 mit Kontakten versehen ist. Diese sitzen am Kern 19 der in Abhängigkeit vom Erregergleichstrom erregten Spule 30. Die Anordnung nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. l vor allem durch ein besonderes Relais, das den Zweck hat, die Zitterbewegung des Kontaktes 22, 23 zu beeinflussen.
Die Spule 21, welche an den Generatorklemmen angeschlossen und mit Kern 26 versehen ist, hat den Zweck, die Membrane 25, welche den Kontakt 24 trägt, in Schwingung zu versetzen. Da die Eigenfrequenz dieser Membrane ungefähr gleich gross ist wie diejenige des Wechselstromes, wird der Kontakt 24 eine Zitterbewegung von einer festen Frequenz und einer gewissen Amplitude ausführen. Der Kontakt 23, welcher mittels der Feder 22 elastisch mit dem Kern 21 verbunden ist, wird anfänglich der Zitterbewegung des Kontaktes 24 folgen. Sobald nun die Spannung an den Klemmen des Generators über den normalen Wert ansteigt, wird der Kern 21 durch die Spule 28 nach oben bewegt, wodurch der Kontakt 23 von dem Kontakt 24 zeitweise abgehoben wird.
Durch dieses kurzzeitige Abheben der Kontakte 23 und 24 wird der Widerstandsteil zwischen den Schleifkontakten am Regelwiderstand 20 eingeschaltet. Wie bei der Anordnung nach Fig. 1 wird hier das Verhältnis der Dauer des Kurzschlusses zu der Dauer der Unter- breohung verändert, je nachdem die Spannung in der einen oder andern Richtung den normalen Wert überschritten hat, indem der Kern 21, der durch die Spule 28 bei der normalen Spannung im Gleichgewicht gehalten wird, mehr oder weniger angehoben wird.
Die Regelung kann sich auf beliebige Grössen (Spannung, Strom, Leistung, Phasenverschiebung) erstrecken, der Regler kann kompoundiert und unerwünschte Einflüsse können kompensiert werden.
Je nach den Verhältnissen können Spannungs-und Stromwandler verwendet werden,