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Einrichtung zum Anschluss eines auf einen Gleichstrom ansprechenden Reglers an ein Wechsel- stromnetz.
Die Erfindung bezieht sich auf elektrische Spannungsregler, welche an ein Wechselstromnetz angeschlossen werden sollen, und bei welchen der von der zu regelnden Wechselspannung abhängige
Erregerstrom des Regelmagl1eten aus dem Wechselstromnetz über einen Gleichrichter abgeleitet wird.
Solche an sich bekannten Regler haben den Vorteil, dass der Regelmagnet von Gleichstrom durchflossen wird, wodurch die Nachteile vermieden werden, die eintreten, wenn ein solcher Regler durch Wechselstrom gespeist ist. Im letzteren Fälle ändert sich nämlich je nach der Stellung des Ankers die Induktivität und damit der Magnetisierungsstrom des Magneten. Ausserdem verursachen die Strompulsationen an den beweglichen Teilen des magnetischen Kreises schädliche Vibrationen. Aus diesem
Grunde ist man daher schon dazu übergegangen, den Strom des Reglermagnetspulenkreises nicht unmittelbar, sondern über einen Gleichrichter dem Wechselstromnetz zu entnehmen.
Ein Übelstand bei solchen Reglern besteht nun darin, dass der Gleichstromwiderstand des Magneten bei zunehmender Erwärmung sich beträchtlich ändert, wodurch die Regelungsgenauigkeit beeinträchtigt wird.
Man hat schon vorgeschlagen, zu diesem Zweck in Reihe mit der Magnetspule einen hochohmigen Widerstand zu legen. Dies hat aber den Nachteil, dass eine grosse Verlustleistung in diesem Widerstand vernichtet wird und der Gleichrichter für die Summenleistung des Reglers und des Vorschaltwiderstandes bemessen werden muss. Die gleiche Anordnung hat man auch schon bei Relaiseinrichtungen verwendet, um bei diesen unabhängig von allen Netzspannungsschwankungen ein sicheres Ansprechen des Relais zu gewährleisten.
Für ein ähnliches Ziel hat man den Feldwicklungen von Wechselstromgeneratoren, die von ihrem eigenen Anker über Gleichrichter gespeist wurden, induktive Widerstände vorgeschaltet. Dabei handelte es sich um Generatoren, die mit wechselnder Drehzahl, z. B. von der Achse eines Fahrzeuges, aus, angetrieben wurden. Es sollten durch die Vorschaltung des induktiven Widerstandes die starken Änderungen der Frequenz unschädlich gemacht und so der Erregerwicklung eine gleichbleibende Erregung zugeführt werden.
Die gleiche Anordnung verwendet für eine andere Aufgabe die Erfindung und verbessert sie noch dadurch, dass der Eisenkern der vorgeschalteten Drosselspule magnetisch gesättigt und so bemessen ist, dass durch die infolge Erwärmung der Reglerspule auftretenden Änderungen ihres Ohmschen Spannungsabfalles der scheinbare Widerstand des Reglerstromkreises nur unwesentlich beeinflusst und damit die Regelgenauigkeit nicht beeinträchtigt ist.
Der Vorteil der Vorschaltung einer Induktivität liegt gerade in deren induktiver Eigenschaft.
Es steht nämlich der Zeitvektor des temperaturveränderlichen Ohmschen Spannungsabfalles in der Magnetspule und im Gleichrichter übertragen auf die Wechselstromseite des Stromkreises senkrecht auf dem Zeitvektor des induktiven Spannungsabfalles in der Drosselspule. Ändert sich nun der Ohmsche Spannungsabfall infolge der auftretenden Erwärmung, so wird dadurch der scheinbare Widerstand des ganzen Stromkreises, von welchem die Grösse des Spulenstromes und damit auch der Grad der Regelungsgenauigkeit abhängt, nur ganz geringfügig und viel weniger geändert, als wenn auch der Spannungsabfall im Vorschaltwiderstand mit dem Ohmschen Spannungsabfall phasengleich wäre.
Ferner wird durch die erfindungsgemässe Verbesserung der Reglerspule die Ansprechempfindlichkeit und Regelgenauigkeit des Reglers noch weiter erhöht, weil Veränderungen der zu regelnden Spannung in der Reglermagnetspule verhältnismässig stärkere Stromschwankungen auslösen als den Spannungs-
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schwankungen entspricht.
Diese Wirkung kommt dadurch zustande, dass zu einer Steigerung dar induktiven Gegenspannung der Drosselspule, wie sie bei einer Erhöhung der geregelten Spannung eintreten muss, eine prozentual viel stärkere Steigerung des Drosselspulenerregerstromes notwendig ist, als der Steigerung der Gegenspannung entspricht, und dass demzufolge die Drosselspule einen Strom durchlässt, der bei einer Erhöhung der geregelten Spannung schneller ansteigt als die Spannung selbst.
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stromes, welcher im magnetischen Kreise des Reglers ähnliche Wirkungen hervorrufen könnte, wenn auch in schwächerem Masse, wie ein Wechselstrom. Der Kondensator speichert in den kurzen Augenblicken einer Stromlieferung durch den Gleichrichter Strom auf und gibt diesen in den Pausen an die Magnetspule wieder ab.
Dadurch werden zusätzliche Erwärmungen der Reglerspule durch Wirbelströme vermieden. Die Magnetspule bleibt kälter und benötigt nicht mehr einen so grossen, dem Gleichrichter vorzuschaltenden Drosselwiderstand bzw. die Regelungsgenauigkeit und Unabhängigkeit ve & der Erwärmung wird bei gleicher Grösse des Vorschaltwiderstandes verbessert.
Die Betriebsspannung der Reglerspule ist im allgemeinen so niedrig, dass mit einem Kondensator üblicher Art keine nennenswerte Wirkung erzielt werden kann, wenn dessen Grösse in praktischen Grenzen bleiben soll. In besonders zweckmässiger Weise kann man den niedrigen Wert der Betriebsspannung dazu ausnutzen, einen Elektrolytkondensator zu verwenden. Ein solcher ist wegen des geringen Durchmessers seiner aus Gas bestehenden Dielektrikumschichten zwar nur für geringe Spannung geeignet, aber dafür weist er eine ausserordentliche grosse Kapazität auf, die selbst bei Betriebsspannungen von nur einigen Volt bereits verhältnismässig grosse Ladeströme entstehen lässt.
Bei der verwendeten Graetz-Schaltung wird durch die Gleichrichter doppelt soviel Spannung vernichtet als bei einer gewöhnlichen Gleichrichterschaltung mit Teilung der zugeführten Spannung. Dieser Nachteil der Graetz-Schaltung wird aber praktisch dadurch aufgehoben, dass Trockengleichrichter angewendet werden, deren Spannungsabfall bekanntlich viel geringer ist als der Spannungabfall von Röhrengleichrichtern. Trockengleichrichter besitzen überdies noch den Vorteil einer unbeschränkten Lebensdauer, wenn die angelegten Spannungen den zulässigen Wert nicht überschreiten.