AT136185B - Elektrischer Regler. - Google Patents

Description

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  Elektrischer Regler. 



   Die Erfindung bezieht sich auf die weitere Entwicklung und Vereinfachung der in den österr. 



  Patenten Nr. 99865 und Nr. 113941 beschriebenen Regler, deren Regulierwiderstand von dem Moment   eines Wirbelstromankers entgegen   einer Feder verstellt wird, und besteht darin, dass das Reglergehäuse als Träger eines unipolaren Magnetfeldes mit seiner inneren ringförmigen   Mantelfläche   einen um die zentrale Achse drehbaren, als Wirbelstromanker wirkenden Metallzylinder   umschliesst   und ein Kraftlinienschlussstück mit zwei oder mehreren, die Ringform unterbrechenden Aussparungen innerhalb des Zylinders rotiert.

   Weiters besteht die Erfindung in der Anordnung einer einzigen zentralen Welle, die das Kraftlinienschlussstück und die Kontaktbahn mit den daran angeschlossenen Regulierwiderständen antreibt und auf welcher eine Nabe mit dem Wirbelstromanker, den Reglerbürsten und der dem Drehmoment entgegenwirkenden Feder lose drehbar gelagert ist. Ferner in der Anordnung der rotierenden Widerstände zentrisch um die ruhende Magnetspule, wobei die Widerstände infolge ihres ständigen Umlaufer. s und ihrer   fächerförmigen   Ausführung kräftig kühlen auf die Spule wirken, sowie in einer solchen Anordnung und Bauart der dem Drehmoment des Wirbelstromankers entgegenwirkenden Teile, dass der   Reglez auch für Waggonbeleuchtungsdynamos@   die   vor-und rücklaufend   betrieben werden, verwendet werden kann. 



   In den Fig. 1-11 der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. In allen   Figuren tragen gleiche   Teile gleiche Bezeichnungen. 1 ist das Gehäuse des Reglers, das zugleich als Magnetgehäuse für   denWirbelstromanker   dient, 2 die Antriebswelle mit der Antriebsscheibe 3,4 die mit der Welle umlaufende Kontaktbahn mit den Widerständen 5 und 6 ein auf der Welle 2 befestigtes, den magnetischen   Kraftfluss führendes Schlussstüek   mit zwei oder mehreren Aussparungen am Umfang, ferner 7 eine ruhend 
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 Tragarmen 9 und der als Lager ausgebildeten Nabe 10 sowie eine dem Drehmoment des Wirbelstromankers entgegenwirkende Feder 11.

   12 und 13 bezeichnen die auf die Tragarme 9 aufgesetzten und auf der Kontaktbahn 4 schleifenden Bürsten, denen der Strom mit beweglichen Kabeln oder Federn 16 und 17 zugeführt wird. Ferner bezeichnen 18 und 19 zwei am Gehäuse 2 angebrachte und durch die Wirbelstromzylinderebene zur Kontaktbahn 4 hineinragende Bügel mit den ruhenden Bürsten 14 und 15 sowie 20 eine am Gehäuse 1 gelagerte Verstellspindel zum Einstellen des Zuges der dem Drehmoment des Wirbelstromankers entgegenwirkenden Feder 11. Ein Seitenriss (Fig. 2) lässt die Kontaktbahn   4,   die Aussparungen am   Schlussstück   6 sowie die Wirbelstromzylinder-Tragarme 9 mit den darauf aufgesetzten Bürsten 12 und 13 erkennen. Die Schaltung der Bürsten untereinander geht aus dem Schema Fig. 10 hervor. 



   Eine Ausführung mit geänderter Befestigung der stillstehenden Bürsten 14 und 15 und   Zuführung   
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 das Lager 24 der Antriebswelle 2. Die   Stromzuführung   zu den   Bürsten     Mund 2J führt durch   den Bolzen 21 und durch je eine Bohrung in der Flanschmulde. Die Nabe 10 des Wirbelstromankers mit der Reglerfeder 11 ist auf dem Bolzen   21   drehbar gelagert. Die übrigen Teile und die Wirkungsweise sind gleich wie beim Regler nach Fig. 1 mit dem Unterschied, dass der Wirbelstromanker nach beiden Richtungen beliebig drehbar ist und daran nicht von den auf die Kontaktbahn 4 hineinragenden Bürstenbügeln 18 

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 Verdrehungswinkel begrenzt. 



     Eine Ausführung   für Regler kleinster'Leistung zeigt die Fig. 4. Die Abweichung in der Ausführung bei gleicher Wirkungsweise besteht gegenüber der Fig. 1 und 2 in einer andern Aneinanderreihung der wirksamen Teile. Es ist die als Lager ausgebildete Nabe 10 des Wirbelstromankers 8 in der Mitte der Welle 2 und demnach zwischen der Kontaktbahn 4 und dem den   Kraftfluss   führenden   Sehlussstück   6 angeordnet, wodurch für die   Kontaktbürsten   12, 13, 14 und 15, die nicht beliebig kleine Abmessungen 
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 bahn 4 und dem   magnetischen Sehlussstück 6, wie   in Fig. 1 und 2 dargestellt, nicht genug Spielraum finden können, freier und zugänglicher Raum geschaffen ist.

   Zur wirksamen Kühlung sind in dieser Anordnung die Widerstände 5 auf einem scheibenförmigen Körper aufgebracht. Die dem Drehmoment des Wirbelstromankers entgegenwirkende Feder 11 (wie in Fig. 1 und 3) entfällt bei dieser Ausführung, ihre Wirkung wird durch entsprechend   bemessene. Stromzuführungsfedern 16 und 17   ersetzt. 



   Eine weitere Ausführung für Regler kleinster Leistung ist in Fig. 5 dargestellt. Die Kontaktbahn 4 mit den Bürsten 12, 13, 14 und 15 ist zur leichteren   Zugänglichkeit   an das äusserste Ende des Reglers 
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 sprechend bemessene Stromzuführungsfedern ersetzt. Die Wirkungsweise und   Bezeichnung   der einzelnen Teile sind gleich wie in den Fig. 1-4. 



   Dieser Regler erfordert zu seiner Tätigkeit einen Antrieb, u. zw. je nach Anwendungsfall mit einer konstanten oder variablen Drehzahl, und die Erregung des Magnetfeldes mit der Spule 7. Der Verlauf der magnetischen Kraftlinien ist in der Fig. 1 mit Pfeilen angedeutet. Diese durchfluten den Wirbelstromanker an den Stellen, an denen die nicht ausgesparten Teile des   Schlussstückes   6 der   Gehäusewand   gegen- überstehen. Bei der Drehung des   Schlussstückes   wird auf den Wirbelstromanker ein Drehmoment in der Richtung der   Schlussstückbewegung   ausgeübt, dem die einerseits auf der Nabe   10,   anderseits am Gehäuse 1 befestigte Feder 11 das Gleichgewicht hält.

   Das mit der Änderung der Umlaufgeschwindigkeit des   Schlussstüekes   oder der magnetischen Feldstärke sich ändernde Drehmoment des Wirbelstrom ankers 8 bewirkt eine geänderte Stellung desselben und der daran befestigten Kontaktbürsten 12 und 13. Es wird der Abstand derselben von den räumlich unveränderlich angeordneten Bürsten 14 und 15 grösser oder kleiner und damit die Zahl der dazwischenliegenden Kontaktbahnlamellen mit den daran angeschlossenen Widerständen. 



   Die beschriebene Wirkungsweise des Reglers setzt eine bestimmte Antriebsdrehriehtung voraus. 
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 ist, erhält die Nabe 10 des Reglers anstatt der dem Drehmoment des Wirbelstromankers entgegenwirkenden Feder 11 einen Exzenter 27 nach Fig. 6 und zur Entlastung der Welle 2 vom einseitigen Druck gegenüberstehend einen weiteren Exzenter 28 aufgesetzt, deren Druckhebel 29 und 30 an einem gemeinsamen 
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 abrollen. Der Druck der Hebel 29 und 30 auf die   Exzenterflächen   wirkt drehend auf die Nabe 10 des Reglers und sucht die Nabe in die Ausgangs-oder Ruhestellung zu drehen, bei der die Hebelrollen   38   und 34 in den Exzentermulden 35 und 36 zu liegen kommen.

   Je nach Exzenterform kann der Verlauf des Widerstandsmomentes gegen die Verdrehung des Wirbelstromankers bzw. die rückführende Wirkung nach den   Schaulinien   a, b oder   c   in Fig. 7 oder nach einer beliebig andern geraden oder gekrümmten oder nach einer mit der Abszissenachse parallelen Linie mit einem im ganzen Verdrehungsbereich gleichbleibenden Widerstandsmoment erfolgen. Es kann das Widerstandsmoment von der Ruhestellung an mit Null beginnen oder einen bestimmten Anfangswert haben und auch in beiden Drehrichtungen wirksam sein. 



  In der Fig. 7 bezeichnet P die dem Wirbelstromanker entgegenwirkende Kraft. 
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 ein mit einem Gewicht 37 belastetes Band 38 nach Fig. 8 an der Nabe 10 befestigt werden und durch Aufsetzen geeignet geformter Bandscheiben jeder   gewünschte   Verlauf des Widerstandsmomentes erzielt werden. 
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 Widerstandsmoment weisen eine statische Arbeitsweise auf und neigen je nach Anwendungsfall zum periodischen Pendeln. Solche Regler erhalten eine zusätzlich eingebaute elastische oder auch'starre Dämpfung. An Fig. 9 ist eine derartige Dämpfung in ihrer prinzipiellen Anordnung dargestellt.

   Es   ist 70   wieder die Nabe des Wirbelstromankers, 39 ein darauf aufgesetzter Zahnkranz, 40 ein um die Achse 41 lose drehbares Zahnsegment,   42   ein auf der Achse 41 befestigter Hebel mit dem angelenkten Dämpfungskolben 43,   44   ein am Gehäuse 1 des Reglers befestigter Zylinder zur Aufnahme des Kolbens 43 und einer geeigneten   Dämpfungsflüssigkeit.   Die Verbindung zwischen dem lose auf seiner Achse sitzenden Zahnsegment 40 und dem Hebel   42 stellt   für die elastische Dämpfungsart eine Kupplungsfeder   45,   die mit 

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 je einem Ende an den beiden Teilen 40 und 42 befestigt ist, her, während für die starre Dämpfung die Teile 40 und 42 mit einer Schraube starr verbunden werden. 



   Bei der Anwendung des Reglers zur Spannungsregulierung wird er von der Dynamowelle oder von einer mit ihr zusammenhängenden Transmission angetrieben. Den Zusammenhang zwischen Dynamo und Regler zeigt das Schema Fig. 10. Es bezeichnet 46 den Dynamoanker, 47 die   Nebenschlussmagnet-   spule der Dynamo. 7 die Magnetspule des   Reglers,.'   dessen Antriebswelle, 4 und 5 die Kontaktbahn mit den angeschlossenen Widerständen, 12 und 13 die beweglichen und vom Wirbelstromanker in ihrer Lage 
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 werden so geschaltet,   dass 12   mit   15   und   13   mit 14 leitend verbunden sind. 



   Mit dem Ansteigen oder Abfallen der   Dynamo-und Reglerdrehzahlen   ändert sich das Wirbelstrom- 
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 wicklung 47 und damit das magnetische Feld der Dynamo. Diese Faktoren arbeiten der bei der Drehzahl- änderung auftretenden   Spannungsänderung   der Dynamo entgegen und bewirken bei richtiger Bemessung der Feder 11 die   Konstanthaltung der Dvnamospannung   bei allen Drehzahlen von der Normaldrehzahl bis zn der bei unregulierten Wasserturbinen vorkommenden   Leerlauf-Höchstdrehzahlen.

   Abweichungen   der Spannung durch nicht   vollständige Übereinstimmung der Dynamoeharakteristik   mit der ReglerCharakteristik werden durch gleiche   Abweichungen   des von der Dynamo gespeisten Reglermagnetfeldes und des damit sich ändernden Drehmomentes des Wirbelstromankers mit einer für die Praxis genügenden Genauigkeit korrigiert. Spannungsabweichungen durch innere Vorgänge in der Dynamo, die eine Funktion der Belastung sind, werden durch Kompoundierung der Reglermagnetspule 7 mit dem Dynamohauptstrom oder einem von einem Shunt 48 (Fig. 10) abgezweigten Teilstrom ausgeglichen. Durch verstärkte   Kompoundierung   kann die   Spannuna ; mit zunehmender   Belastung zum Ausgleich des Spannungsabfalles in der Fernleitung auch erhöht werden. 



   In der gleichen Anordnung und Schaltung kann der Regler auch zur Konstanthaltung der Dreh- 
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  Dazu wird der Regler von dem zu regelnden Motor oder von der von ihm angetriebenen Transmission angetrieben und die Stromzuführungen 16 und 17 in Fig.   lao   so geschaltet, dass die Bürsten 12 mit 14   und J. 3   mit 15 stromleitend verbunden sind, wodurch mit sinkender Motordrehzahl Widerstände im Magnetstromkreis 47 des Motors zugeschaltet und bei steigender Drehzahl Widerstände abgeschaltet werden. 



   Die Regelung der Drehzahlen von   Einphasen-Kollektormotoren geschieht durch   Regelung des   Hauptstromes,   während bei der Drehzahlregelung von Drehstrom-Asynchronmotoren mit Schleifring- 
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 120 Winkelgrade verdrehte Lage der Bürsten kurzgeschlossene Widerstände. Zur Speisung des Reglermagnetfeldes wird der Wechselstrom bzw. eine Phase des Drehstromes mit Gleichrichter 58 und 59   gleichgerichtet.   



   PATENT-ANSPRÜCHE : 
1. Selbsttssätiger elektrischer Regler, dessen Regulierwideratand von dem Moment eines Wirbelstromankers verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende   Kontaktbahn   mit den Regelwiderständen   (5)   und den   Regelbürsten (12-15)   in das Wirbelstrommagnetgehäuse   (1)   eingebaut und derart angeordnet sind, dass die Kontaktbahn mit den Bürsten von aussen frei   zugänglich,   die Widerstände aber gedeckt untergebracht sind, wodurch   sieh   ein weiteres Reglergehäuse erübrigt.

Claims (1)

1. 2. Selbsttätiger elektrischer Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das äussere, einen unipolaren Kraftfluss führende Gehäuse (1) mit seiner inneren Mantelfläche einen als Wirbelstrom- EMI3.5 mit zwei oder mehreren, die Ringform am Umfang unterbrechenden Aussparungen um eine zentrale Achse (2) rotiert und dadurch das für die Regelbarsten erforderliche Verstellmoment erzeugt.

   3. Selbsttätiger elektrischer Regler nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler nur eine einzige Welle (2) erhält, mit der das den Wirbelstromanker induzierende Magnet- EMI3.6 der Wirbelstromanker lose gelagert ist, so dass eine kurze Baulänge erzielt wird (Fig. 1 und 2).

   4. Selbsttätiger elektrischer Regler nach den Ansprüchen l, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler eine verkürzte Antriebswelle (2) erhält und der Wirbelstromanker (8) auf einen fest- EMI3.7 gesetzt ist, wodurch der Einbau der feststehenden Bürsten (14 und 15) ohne die Verdrehbarkeit des Wirbelstromankers zu hindern möglich ist und eine grössere Stabilität der Antriebswelle erzielt wird (Fig. 3). <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1 und 13) ein Ganzes bildet, das beim Zusammenbauen oder Zerlegen des Reglers nicht getrennt werden braucht.

   6. Selbsttätiger elektrischer Regler l : ach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das die Kraftlinien führende Sehlussstüek (6) und die Kontaktbahn (4) mit den Regelwiderständen (5) mit der Welle (2) als gemeinsames Ganzes in das Gehäuse (1) leicht ein-oder ausbaubar durchgebildet EMI4.2 7.

   Selbsttätiger elektrischer Regler nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die rotierenden Regulierwiderstände (5) die Erregerspule (7) konzentrisch umgeben, so dass sie auf diese kräftig ventilierend wirken. EMI4.3 der Träger der Bürsten (14 und 15) und die Stromzuführung zu denselben durch den durchbohrten, die Wirbelstromankernabe (10) zentral durchsetzenden und in der Stirnwand des Gehäuses befestigten Bolzen (21) erfolgt. EMI4.4 entgegenwirkenden bzw, denselben in die Anfangslage zurückführenden Momentes durch geeignete Formgebung des Exzenters nach einer steil ansteigenden oder flach verlaufenden Geraden oder nach einer beliebigen Kurve gewählt werden kann.

   10. Selbsttätiger elektrischer Regler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Exzenter eine Form erhalten, die die Verdrehung des Wirbelstromankers von 0 bis 180 Winkelgrade nach beiden Richtungen zulässt, wobei die Druckhebel aus beiden Drehrichtungen auf die Exzenter rückführend wirken, EMI4.5 Gewicht (37) belastetes, von der Wirbelstromankernabe (10) aufgerolltes Band, wobei durch geeignete Formgebung der Aufrollbahn jeder gewünschte Verlauf des dem Drehmoment des Wirbelstromankers entgegenwirkenden Zugmomentes erzielt werden kann (Fig. 8).

   12. Selbsttätiger elektrischer Regler nach den Ansprüchen 1 bis 8 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirbelstromankernabe (10) mit einer Dämpfungseinrichtung (43, 44) gekuppelt ist, die bei Anwendung des Reglers für astatischen Betrieb das periodische Pendeln verhindert (Fig. 9).

   13. Ausführungsform des selbsttätigen elektrischen Reglers nach den Ansprüchen 2 bis 6 und 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabe (10) des Wirbelstromankers auf der Antriebswelle (2) zwischen EMI4.6

   14. Ausführungsform des selbsttätigen elektrischen Reglers nach den Ansprüchen 2 bis 6 und 9 bis : 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktbahn (4) an das Wellenende gesetzt ist, wodurch bei Kleir. stausführung die Bürsten (12, 13, 14 und 16) und die Kontaktbahn (4) leicht zugänglich sind (Fig. 5).