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Die vorliegende Erfindung bette eine Reguliervorrichtung für elektrische Maschinen, deren Umdrehungszahl oder Belastung Schwankungen ausgesetzt sind und bei denen die Spannung oder die Stromstärke oder beide Werte durch einen Schnellregler auf einen annähernd konstanten Wert geregelt werden sollen. Bei derartigen Regulieivorrichtungen treten Pendelungen auf, die die Konstanz der zu regelnden Grösse stark beeinträchtigen.
Zunächst soll das Zustandekommen solcher periodischer Schwingungen bei einem Schnellregler, beispielsweise bei einem Regler mit Vibrationskontakten, an Hand der Fig. 1 und 2 erläutert werden.
Im Stromkreis der Nebensohlusserregerspule E wird vom Kontakt f wechselweise der Widerstand w ein-und ausgeschaltet. Der Kontakt f wird vcm Spannungsrelais y betätigt. Bei plötzlicher Spannungszunahme nimmt die Relaiserregung so stark zu, dass der Kontakt f geöffnct und der Wtderstand ? in den Erregerstromkreis eingeschaltet wild. Der Erregerstrom fällt also.
Dies entspricht dem Zustand a im Diagramm Fig. 2, in welchem e die Kuive der zu regulierenden Netzspannung, i die Kurve des zugehörigen Erregerstromes und m die Kurve der Amp9rewindungs- zahl des Relais r bezeichnet Infolge der Spannungsabnahme müsste nun die Amperewindungszahl des Relais r so schnell wieder nachlassen und der Kontakt f sich so zeitig wieder unter Ausschaltung des Widerstandes 10 schliessen, dass die Netzspannung nur wenig unter die Linie n der erstrebten Normalspannung, die der Regler einstellen soll, sinkt.
Statt dessen jedoch stellt sich der Abnahme der Amperewindungszahl die Selbstinduktionsspannung im Relais r entgegen, so dass die Amperewindungszahl zunächst zu gross ist, als dass der Kontakt f von der Feder g geschlossen werden könnte. Der Erregerstrom sinkt daher immer weiter und mit ihm die Spannung und die Kurve m der Amperewindungszahl des Relais r sinkt verspätet auf ihren mittleren Wert herab. Erst nachdem die Spannungsabnahme so stark geworden ist und so lange angedauert hat, dass dies eingetreten ist, lässt das Relais den Kontakt f sich schliessen, so dass der Erregerstrom und mit ihm die Spannung e wieder zunimmt. Dieser Zustand entspricht der Strecke b beider Kurven.
Ausser der Selbstinduktion des Relais r bildet auch die Ankerträgheit einen Faktor zur Verschleppung der Reglerwirkung. Nachdem die Spannung a ihren Normalwert im Punkte c erreicht hat, ist die Ampere windungszahl des Relais noch nicht so gross geworden, dass der Kontakt f rechtzeitig geöffnet und der Widerstand w eingeschaltet wird. Dies tritt vielmehr infolge der genannten Gründe (Selbstinduktion und Trägheit des Relaisankers) erst im Punkte d ein, in
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Durch diese Anordnung ist gegenüber der Verwendung eines besonderen Transformators r. uf die einfache Anordnung kleiner Spulen auf dem Relais und gegenüber der Anordnung der transformatorisch wirkenden Spule auf dem Felde der Dynamomaschine darauf hinzuweisen, < ) ass man eine normale Dynamomaschine verwenden kann, weil die erforderlichen Spulen sämtlich auf dem gemeinsamen Kern des Regulierrelais sitzen.
Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 3 veranschaulicht, während Fig. 4 und 5 Diagramme der zusätzlichen Amperewindungsxahlen veranschaulichen.
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Die Klemmen der Dynamomaschine a, die beispielsweise starken Tourengchwankungen ausgesetzt sein möge, sind mit der Nebenschlussenegerwickelung b verbunden. In den Erregerstromkreis ist der Widerstand M aus geschichteten leitenden Körpern, z. B. aus Körnern, eingeschaltet. Das Relais r liegt an Spannung und betätigt die von der Feder y belastete Druckplatte, die in bekannter Weise die Körnerpressung zwecks Veränderung des Widerstandes vergrössert und verkleinert.
Das Relais r ist mit zwei Zusatzwickelungen ti und te versehen, die von den Änderungen des Erregerstromes beeinflusst werden. Die eine Zusatzwiekelung ti liegt in Serie mit der Erregerwickelung, die andere te liegt an der Spannung der Erregerwickelung. Beide haben im Beharrungszustand die gleiche Amperewindungszahl und wirken einander entgegen.
Die Einrichtung wirkt folgt ndeimassen : Angenommen, die Netzspannung wollte plötzlich stark zunehmen, so wirkt infolgedessen der Regler im Sinne der Widerstandsvergrösserung und der Strom sinkt in der Felderregung b und somit in der Spule tt (Fig. 3). Die Spannung in der
Spule te fällt im ersten Moment der Widerstandsvergrösserung infolge der Selbstinduktion der
Spule b stark ab und steigt dann allmählich bis zu einem dem neuen Erregerwiderstand ent- sprechenden Wert an. Die Fig. 4 zeigt diesen Verlauf der Strom-und Spannungskurve in den Spulen te und ti und man sieht, dass die resultierende Fläche rz der Amperewindungszahlen beider Spulen negativ ist gegenüber dem als Nullinie gedachten Normalzustand der Grösse e und i.
Die beiden Spulen wirken also der SpannrngEspule r, welche bei Zunahme der Netzspannung auf stärkere Relaiserregung hinarbeitet, entgegen, so dass die resultierende Erregung des Relais schnell wieder den Zustand der Widerstandsvergrösserung beseitigt, somit Erregerstrom und
Netzspannung schnell wieder auf den normalen Wert einstellt. Wollte umgekehrt die Netzspannung plötzlich abnehmen, so wirkt der Regler im Sinne der Widerstandsverkleinerung und der Strom steigt in der Felderregung b und in der Spule ti und es überwiegt nun die Spule te die Spule li wegen der Selbstinduktion der Spule b.
Man erhält also jetzt eine die Wickelungen r unterstützende, d. h. auf Lockerung der Körnermasse hinaibeitendc resultierende Amperewindungszahl der
Spulen te und Li. Das Hilfsspulensystem wirkt umso stärker einer Uberreguherung entgegen, je grösser die Abweichung von der konstant zu haltenden Grösse war.
Die Fig. 5 zeigt den Verlauf der Strom-und Spannungskurve in den Spulen te und tu four den zuletzt beschriebenen Fall, d. h. bei zunehmendem Erregerstrom der Hauptdynamo.
Solange die zu regelnde Grösse ihren Normalwert noch nicht erreicht hat, beispielsweise beim Anlaufen einer Fahrzeugdynamo soll deren Erregerstrom gross sein, damit der Normalwert möglichst schmll erreicht wird. Dies kann aber ein Regler, der nur mit der Relaiswickelung r ausgestattet ist mehr oder weniger verhindern, indem er auch schon unterhalb des Normalzustandes bei Zunehmen der zu regelnden Grösse auf Vergrösserung des Widerstandes im Erregerstromkreis hinarbeitet. Heben sich nun die Amperewindungszahlen der Spule tc und li bei einem solchen Regler im Beharrungszustand genau auf, so ist dieser Übelstand auch noch nicht behoben.
Bemisst man jedoch die Spule li etwas stärker, so überwiegt die vom Erregerstrom erzeugte Amperewindungszahl diejenige der Spule te. wodurch bei dem sich dem Normalstrom näheinden
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zahl der Spule li diejenige der Spule te beim Beharrungsz-ustand nur so weit überwiegen, dass die rü-kführende Wirkung, welche Zweck vorliegender Erfindung ist, noch eintritt.
Die oben gekennzeichnete Vorrichtung kann auch angewandt werden, wenn die Erregerwickelung im Hauptschluss zum Maschinenankcr liegt oder wenn die Erregerwickelung anstatt einer Dynamomaschine einem Elektromotor angehört. Ebenso könnte die Relaisspule r in den Hauptstromkreis eingeschaltet sein, für welchen Fall die Dynamomaschine auf konstanten Strom reguliert wird. Auch können Kombinationen von Haupt- und Nebenschlusswickelungen angewandt werden.