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Einrichtung zur Schnellregelung der Spannung von Dynamomaschinen.
Zur Regelung der Spannung von Dynamomaschinen ist vorgeschlagen worden, den Regelbereich eines nach dem Tirrillprinzip arbeitenden Sehnellreglers durch einen in den Regelkreis eingeschalteten Grobregelwiderstand zu erweitern, indem dieser durch einen Hilfsmotor in seinem Werte verstellt wird.
Dieser wird dabei durch ein spannungsempfindliches Relais gesteuert, welches an der zu regelnden
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sich bereits um einen ganz bestimmten Betrag von der Normalspannung unterscheidet, muss der Arbeitsbereich des Sehnellreglers ziemlich breit sein. Die Folge davon ist, dass dadurch die Genauigkeit des Regelvorganges beeinträchtigt wird.
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Dynamomasrhinen, bei der einerseits durch periodisch stattfindende, in ihrem gegenseitigen Verhältnis durch die Spannung bestimmte Öffnungen und Schliessungen eines Kontaktes eine kontinuierliche Regulierbeeinflussung der Dynamo und anderseits gleichzeitig eine den Schnetlregler unterstützende
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stromkreis der Antriebsmaschine liegenden Widerstand verändert.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass der Hilfsmotor durch ein Relais gesteuert wird, welches in Abhängigkeit von der Schliessungsdauer der Kontakte des Feinreglers einen Wechselkontakt betätigt, so dass je nach dem Überwiegen der Sehliessungszeit des einen oder anderen Wechselkontaktes der Grobregulierwiderstand im einen oder anderen Sinne verändert wird.
Der Vorteil der erfindungsgemässen Anordnung besteht darin, dass durch die Anordnung des vom Srhnel1regler gesteuerten Zitterrelais der Servomotor im Takte der Kontaktbewegung des Sellnellreglers dauernd das Bestreben hat, in der einen oder in der anderen Richtung anzulaufen. Bei einem Über-
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entsprechende Bewegung im einen oder anderen Sinne aus. Der Sehnellregler kann also durch die Unterstützung des Grobreglers dauernd in seinem günstigen Regelbereich arbeiten und eine äusserst feine Regelung der Dynamospannung bewirken.
Die Erfindung wird nun an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausffihrungs- beispielenähererläutert.
In Fig. 1 ist ein einfaches Beispiel dargestellt. Es bedeutet darin 1 einen beliebigen Antriebsmotor bzw. Kraftmaschine, 2 eine von diesem angetriebene Dynamo mit Selbsterregung. 4 ist die Feldwicklung.. 5 und 6 sind im Feldkreis liegende Regulierwiderstiinde, : J ist das von der Dynamo 2 gespeiste Netz, im vorliegenden Falle eine Gleichstromnetz. 8 und 9 sind die Schnellreglerkontakte. deren Öffnen und Schliessen durch die Relaiswicklungen-M und 11 gesteuert wird. Die Wicklung H liegt dabei an der konstanten Netzspannung, während die Wicklung 10 von einem Wechselstrom durchflossen wird, durch dessen Frequenz die Periode des Öffnens und Schliessens der Kontakte 8, 9 bestimmt ist.
Der Wechselstrom kann aus einer beliebigen Quelle entnommen werden. In dem betrachteten Beispiel wird er in einer kleinen Hilfsdynamo, die auf gleicher Achse mit den Hauptmaschinen sitzt. erzeugt. Die Kontakte 8. 9 schliessen den Widerstand 5 periodisch kurz und bewirken dadurch eine ständige Beeinflussung des Feldes 4 und die sofortige Anpassung des mittleren Erregerstromes an den jeweiligen Betriebszustand. Parallel zu dem Widerstand 5 liegt die Relaiswicklung 12, die ebenfalls durch das Schliessen der Kontakte 8, 9 periodisch erregt und entregt wird. Dieses Relais steuert seinerseits
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einen Wechselkontakt 13, der zwischen den Kontakten 14 und 15 hin und her pendelt.
Zweckmässig wird man die Abhängigkeit dieses Kontaktes 13 von den Regelkontakten 8 und 9 so wählen, dass bei Gleichheit der Öffnungs- und Schliessungszeiten von 8, 9 auch die Schliessungszeiten von 13, 14 genau so gross sind wie von 13, 15. Der Kontakt 13 führt zu einem Ankerpol eines Hilfsmotors 17, während der andere Pol am Mittelpunkt eines an Spannung (Netzspannung) liegenden Widerstandes-M führt.
Das Feld 18 des Motors liegt ebenfalls an dieser Spannung und die Enden des Widerstandes 16 führen zu den Kontakten 14 bzw. 15. Liegt der Kontakt 13 an 15, so erhält der Motor ein Drehmoment nach der einen Richtung, bei Anlegen von 13 an 14 ein solches nach der anderen Richtung. Bei dem schnellen Wechseln des Kontaktes 13 zwischen 14 und 15 wird eine Bewegung dieses Motors nach der einen oder anderen Richtung nur dann erfolgen wenn die mittleren Sch1iessungszeiten des einen bzw. anderen Kontaktes überwiegen.
Tritt dies ein, so wird durch den Hilfsmotor einin Reihe mit dem bereits erwähnten Widerstand 5 liegender zusätzlicher Widerstand 6 in seiner Grösse verändert und dadurch bewirkt, dass der durch die Reglerkontakte 8, 9 an und für sich begrenzte Regelbereich verschoben wird, u. zw. derart, dass bei jedem Betriebszustand das Verhältnis von Öffnungs- zur Schliessungszeit der Kontakte 8, 9 und dadurch stets der günstigste Punkt des Regelns aufrechterhalten wird. Wird beispielsweise die Dynamo stark belastet, so würde normalerweise die Spannung der Maschine unter den Regelbereich des Schne1lreglers sinken, und es könnte höchstens durch ein Nachregulieren von Hand der Regelbereich nach dieser Richtung hin verschoben werden.
Gemäss der Erfindung geschieht nun dies automatisch mit Hilfe des Servomotors 17, welcher durch Verändern des Widerstandes 6 den Grundstrom im Erregerkreis entsprechend einstellt. Der Regelbereich einer solchen Maschine ist praktisch unbegrenzt und anderseits wird der Vorteil der Schnellregelung bei allen Betriebszuständen gewährleistet.
Ein ähnliches Beispiel zeigt die Fig. 2, jedoch mit dem Unterschied, dass zur Verhütung des Zuweitlaufens des Servomotors mechanische Anschläge oder Begrenzungswiderstände 19 und 20 vorgesehen sind, die in der Endstellung nach der einen oder anderen Richtung vorgeschaltet werden und dadurch den Servomotor zum Stillstand bringen. Diese Widerstände, die an und für sich nur in ganz ausserge- wöhnlichen Fällen benötigt werden, bewirken auch dann noch kein dauerndes Ausserbetriebsetzen der Reguliereinrichtung, sondern bei Aufhebung des aussergewöhnlichen Zustandes (Netzkurzschlusses usw. ) wird bei Rückkehr der Spannung durch Umlegen des Kontaktes 13 auf 14 bzw. 15 selbsttätig der Motor und dadurch der Widerstand 6 in seine normale Stellung zurückgebracht.
Weitere Anwendungsbeispiele zeigen die Fig. 3-6, bei denen der Regler zunächst auf einen Stromkreis kleiner Leistung einwirkt, der seinerseits sowohl die Grob-als auch die Feinregulierung steuert.
Bei dem Beispiel gemäss Fig. 3 liegt im Feldkreis der zu regelnden Dynamo 2 eine Meine irgendwie (z. B. durch den Motor 24) angetriebene Hilfsdynamo 25, wobei erst deren Feldstrom durch die Schnellreglerkontakte 8, 9 beeinflusst wird. Die Reglerkontakte 8, 9 liegen dabei in Reihe mit der Relaiswick- lung 12, und ausserdem ist in den Regelkreis noch eine Hilfsbatterie 21 eingeschaltet, welche den Strom für das Relais 12 liefert und gleichzeitig ein Entregen der Hilfsdynamo 25 verhindert, Im übrigen entspricht die Schaltung genau der in Fig. l dargestellten. Es wird hiebei eine weitere Verringerung der von den Reglerkontakten zu unterbrechenden Leistung erzielt.
Das Beispiel gemäss Fig. 4 zeigt eine Schaltung, bei welcher in der im Erregerkreis der zu regelnden Maschine liegenden Hilfsdynamo eine abwechselnd positive und negative Spannung erzeugt wird, wodurch sieh eine Erhöhung der Empfindlichkeit des Reguliervorganges ergibt. Die Erregerwicklung der Hilfsdynamo ist mit einem Pol an den Mittelpunkt einer Gleichstromquelle (Batterie 22) angeschlossen, deren beide Enden zu den Wechselkontakten 29 und 30 führen. Der andere Pol der Erregerwicklung liegt an der Kontaktzunge 28, die ihrerseits von dem Relais 31 gesteuert wird.
Auf dieses Relais wirken die von der zu regelnden Spannung abhängigen SchneIIreglerkontakte , 9, deren periodisches Öffnen und Schliessen sich über das Relais 31 auf die Kontaktzunge 28 und damit auf den Haupterregerkreis überträgt. Den Strom für das Relais 31 liefert die Batterie 21, welche gleichzeitig auch zur Speisung des
Relais 12, das ebenfalls im Rhythmus der Kontakte 8, 9 erregt wird, dient. Die Grobregelung erfolgt wie bei den früher betrachteten Beispielen über den Hilfsmotor 17, dessen Bewegungsrichtung durch das Relais 12 umgesteuert wird.
Statt die Hilfsdynamo 25 direkt im Et-regelkreis anzuordnen, wird es in vielen Fällen vorteilhaft sein, wie in Fig. 5 dargestellt, eine besondere Hilfswicklung oder Hilfspole in der Dynamo 2 selbst anzu- ordnen. Dadurch wird vermieden, dass über den Anker der Hilfsdynamo der gesamte Erregerstrom des Hauptfeldes fliesst, so dass die Erregerdynamo erheblich kleiner dimensioniert werden kann.
Bei Verwendung der Hilfsdynamo 25 zur Erzeugung einer abwechselnd positiven und negativen
Spannung lässt sich noch eine bedeutende Vereinfachung der ganzen Einrichtung erzielen dadurch, dass man (gemäss Fig. 6) den Hilfsmotor j, welcher die Grobregulierung steuert, direkt an die Klemmen der Hilfsdynamo anschliesst. Solange die Spannung der Hilfsdynamo keine ausgeprägte Gleichstromkomponente besitzt, wird auch der Motor 17 in Ruhe bleiben. Sowie jedoch die mittlere Öffnung- und Sshliessungsdauer der Kontakte 8 und 9 sich ändert und damit in der Hilfsdynamo eine Gleich- spannung nach der einen oder anderen Richtung erzeugt wird, wird auch der Reguliermotor 17 den
Widerstand 6 genau wie in den früher besprochenen Beispielen entsprechend verändern.
Die erfindungs-
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gemässe Einrichtung ist naturgemäss nicht auf die besprochenen Beispiele beschränkt, sondern kann sinngemäss auf alle nur denkbaren Schnellreglersysteme übertragen werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
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Grobregulierwiderstand eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsmotor durch ein Relais (12) gesteuert wird, welches in Abhängigkeit von der Srhliessungsdauer der Kontakte (5, 8, 9) des Feinreglers einen Wechselkontakt (13, 14, 15) betätigt, so dass je nach dem Überwiegen der Schliessungszeit des einen oder anderen Wechselkontaktes der Grobregulierwiderstand (6) im einen oder anderen Sinne verändert wird (Fig. 1).