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Einrichtung zum Regeln von parallel auf ein Lichtnetz arbeitenden Lichtmaschinen auf konstante
Spannung.
In Lichtanlagen, z. B. bei Eisenbahnen, Kraftfahrzeugen, Flugzeugen, ist die Einrichtung vielfach so getroffen, dass mehrere Lichtmaschinen (Generatoren) von je einem Motor angetrieben werden. Die Unterteilung hat den Zweck, Sicherheit für den Fall zu haben, dass einer der Motoren aussetzt. Jede Lichtmaschine wird von ihrem Spannungsregler unabhängig von der Drehzahl und insbesondere von der Belastung auf konstante Spannung geregelt. Alle Lichtmaschinen müssen parallel auf das Lichtnetz der Anlagen arbeiten. Das Parallelarbeiten ist aber, wenn die Spannung unabhängig von der Leistung und Drehzahl konstant gehalten werden soll, besonders schwierig. Die Belastung soll sich verteilen, es soll keine Maschine überlastet werden.
Die Spannungen der einzelnen Lichtmaschinen sind im Betrieb mindestens um ein ganz geringes Mass verschieden. Schon diese geringen Spannungsverschiedenheiten haben auch bei Leerlauf der Maschinen starke Ausgleichsströme zwischen den einzelnen Lichtmaschinen zur Folge, die so hoch sind, dass der Rückstromschalter jeder Lichtmaschine anspricht und seine Maschine abschaltet. Er schliesst sich dann sofort wieder und es tritt ein Pendeln und damit ein Klappern des Rückstromschalters ein, wodurch der Schalter stark beansprucht wird und unter Umständen verbrennt.
Bei Belastung der Lichtmaschinen besteht die Gefahr, dass wegen ungleicher Stromverteilung diejenige Maschine, die die höchste Spannung hat, überlastet wird. Um dies zu verhindern, muss der Spannungsregler so beeinflusst werden, dass die Spannung der Maschine erniedrigt wird, wenn der in das Lichtnetz gelieferte Strom ein zulässige Höhe übersteigt.
Um das Pendeln des Rückstromschalters zu verhindern und die Lichtmaschine vor Überlastung zu sichern, wird nach der Erfindung jeder Spannungsregler von einem polarisierten Stromregler in dem Sinne beeinflusst, dass er durch Vergrösserung des scheinbaren Widerstandes der Spannungsreglerspule die Spannung erhöht, wenn sie niedriger als die Netzspannung ist, und durch Verkleinern des scheinbaren Widerstandes der Spannungsreglerspule die Spannung herabregelt, wenn der von der Lichtmaschine in das Lichtnetz gelieferte Strom eine zulässige Höhe übersteigt.
Die Beeinflussung des Spannungsreglers geschieht z. B. dadurch, dass der Stromregler einen Vorschaltwiderstand des Spannungsreglers ganz oder teilweise kurzschliesst, so dass er den scheinbaren Widerstand der Spannungsreglerspule erniedrigt.
Durch das plötzliche Verändern des scheinbaren Widerstandes der Spannungsreglerspule durch den Stromregler wird der Spannungsregler übergeregelt, so dass der Stromregler nach dem Tirrillprinzip zu regeln beginnt und seine Bewegung auf den Spannungsregler überträgt. Diese Schwingungen des Spannungsreglers haben zur Folge, dass die Spannung im Takt des Spannungsreglers schwankt, wodurch ein Flackern des Lichtes eintritt.
Dies macht sich um so mehr störend bemerkbar, je grösser der Regelbereich des Stromreglers ist.
Je tiefer die Frequenz dieser Schwingungen ist, um so unangenehmer ist das Pendeln der Spannung.
Die Frequenz ist um so tiefer, je grösser der Regelbereich des Stromreglers ist. Man sucht also die Frequenz zu erhöhen. Dies geschieht unter Betätigung derselben Reglerkontakte dadurch, dass in dem Augenblick, in dem der Stromregler z. B. auf Spannungserniedrigung schaltet, sein Feld derart geändert wird, dass er den ursprünglichen Zustand wieder herstellt, ehe die Masehinenspannung über die Beeinflussung des Spannungsreglers nachgefolgt ist.
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In Fig. 1 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung angewendet auf zwei Liehtmaschinensätze 1 und 11 dargestellt. Die Zahl der einzelnen Sätze, die an das Lichtnetz ange-
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Der Stromregler 21 ist mit zwei festen Kontakten 22 und 24 und einem schwingenden Kontakt 2, 3 versehen. Seine Stromwicklung ist mit 28 bezeichnet. Im Stromkreis seiner Spannungswiekliiiig 25 liegen die Widerstände 26 und 27. Durch Schliessen der Kontakte 22, 23 wird der Widerstand 27 parallel zum Vorschaltwiderstand 19 der Spannungsreglerspule und durch Schliessen der Kontakte 2. 3, 2. J wird der Widerstand 20 parallel zur Spannungsreglerspule 18 geschaltet.
Der vom Rückstrom abhängige Selbstschalter 30 hat die Stromspule 33, die Spanillmgsspule 31 mit dem Vorschaltwiderstand 32 und den beweglichen Kontakt'34.
Die Wirkungsweise der Regeleinrichtung soll für Leerlauf und für Belastung bei gleicher und bei verschiedener Spannung der Lichtmaschinen erläutert werden.
Wenn die beiden Maschinen 1 und 11leerlaufen und ihre Spannungen gleich sind, so schwingen ihre Spannungsregler und schliessen den Vorschaltwiderstand 13 im Erregerstromkreis periodisch kurz und halten damit die Spannung der Maschinen konstant. Die Stromregler halten keinen Kontakt geschlossen, da kein Strom fliesst, arbeiten also nicht.
Hat bei Leerlauf die Lichtmaschine 1 höhere Spannung als die Maschine 11, so fliesst ein Ausgleich-oder Rückstrom zur Maschine 11. Durch den Rückstrom wird das Feld des Stromreglers 21 der Maschine Il geschwächt. Der Kontakt 23 legt sich auf den Kontakt 24 und schaltet den Widerstand 20 parallel zur Spule 18 des Spannungsreglers 14.'Hiedurch wird der die Spule 18 durchfliessende Erregerstrom geschwächt und der auf konstante Erregung eingestellte Regler muss die Spannung der Maschine 11 höher regeln, damit seine Spule den gleichen Erregerstrom erhält, wie ohne den Parallelwiderstand 20. Die Parallelschaltung des Widerstandes 20 hat also die gleiche Wirkung wie eine Erhöhung des "scheinbaren Widerstandes" der Spule 18.
Da sowohl der Stromregler 21 als auch der Spannungsregler 14 periodisch arbeiten, so pendelt die Spannung der Maschine 11 um den durch die Spannung des Netzes 35 dargestellten Mittelwert, ebenso pendelt auch der Rückstrom.
Wenn dem Netz Strom entnommen wird, die Maschinen also belastet sind und die Spannungen beider Maschinen gleich sind, so ist es ganz unbestimmt, wie sich die Belastung auf die beiden Maschinen verteilt. Es möge angenommen werden, dass die Maschine 1 die ganze Belastung übernimmt. Solange die Belastung nicht höher ist, als für die Maschine 1 zulässig ist, bleibt der Kontakt 23 ihres Stromreglers in der Mitte, der Regler arbeitet also nicht. Überschreitet aber die Belastung die Leistungs-
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des Stromreglers 21 angeschlossenen Verbindungsleitungen dargestellt ist. Werden die Kontakte 22, 23 bei Überlastung der Maschine geschlossen, so werden die Widerstände 19 und 27 unmittelbar parallel geschaltet.
Der Widerstand 27 ist nun so bemessen, dass durch sein Parallelschalten der Vorschalt-
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wird hiedurch verkleinert und die Spannung der Maschine 1 wird heruntergeregelt, wodurch die Belastung zurückgeht. Das Schliessen der Stromreglerkontakte 22/23 hat anderseits auch die Wirkung, dass die Spannung in dem die Spannungsspule 25 des Stromreglers 21 enthaltenden Brüekenzweig durch Parallelsehalten des die Spannungsspule 18 des Spannungsreglers 14 und den Vorschaltwiderstand 17 enthaltenden Brückenzweiges verkleinert wird, da die Vorsehaltwiderstände 26 und 17 entsprechend bemessen sind. Infolgedessen wird die Erregung der Spannungsspule 25 des Stromreglers 21 geschwächt.
Dadurch wird der Kontakt 23 geöffnet, bevor er durch Verringerung des Belastungsstromes in der Stromspule 28 des Stromreglers geöffnet wurde. Die Frequenz der Schwingungen des Stromreglerkontaktes 23 wird hiedurch wesentlich erhöht, da er ohne diese Brückenschaltung der verschiedenen Widerstände mit niedriger Frequenz schwingen würde. Auf diese Weise sind die sich in einem Flimmern des Lichtes kenntlich machenden, störenden Spannungsschwankungen des Netzes vermieden.
Wenn dem Netz 35 Strom entnommen wird und beispielsweise die Maschine 1 höhere Spannung hat als die Maschine 11, so fängt der Stromregler, wenn die Maschine höher als zulässig belastet ist, zu arbeiten an und drückt die Spannung, wie oben beschrieben, herunter und die Maschine 11 übernimmt die restliche Belastung.
Bei Leerlauf und Belastung, bei gleicher und bei verschiedener Spannung der Maschinen wird durch den polarisierten Stromregler dafür gesorgt, dass die Spannungsregler die Belastung der Lichtmaschine durch Regeln ihrer Spannung in den zulässigen Grenzen halten.