Reguliervorrichtung für dynamoelektrische Gleich- und Wechselstrom-Maschinen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Re guliervorrichtung für dynamo - elektrische Gleich- und Wechselstrom-Maschinen.
Gemäss vorliegender Erfindung besitzt die Reguliervorrichtung einen Detektor und Mit tel, welche das Ansprechen desselben bei einer Änderung einer Betriebsgrösse der Maschine bewirken, wobei die genannten Mittel demn Detektor eine elektromotorische Kraft auf drücken, welche proportional zum Mass der Veränderung der genannten Betriebsgrösse der Maschine variiert.
Die beiliegende Zeichnung zeigt beispiels weise: In Fig. 1 schematisch eine Regulier vor- richtung gemäss der Erfindung, in Fiel og. 2 anhand von Kurven das Verhält nis zwischen der Frequenz eines Generators oder der Geschwindigkeit eines Motors und der dem Detektorgitter aufgedrückten Span nung.
Ein Wechselstrom-Repulsionsmotor 5, der über die Leitung 6 gespeist wird, ist in Fig. 1 in Verbindung mit den Stromkreisen einer Geschwindigkeitsreguliervorrichtung gezeigt. Die Motorgeschwindigkeit wird geregelt durch Änderung des Spannungsabfalles mit- telst eines im Zufuhrstromkreis G liegenden sogenannten Reaktors, das heisst einer Dros selspule, deren Impedanz durch eine Gleich stromhilfswicklung verändert werden kann.
Dieser Reaktor besteht aus einem dreischenk- ligen Magnetkern mit Wechselstromwiclk- lungen 7 und 8 auf den äussern Schenkel, die über die äussern Klemmen der Wicklung eines als Absehluss für den Zufuhrstromkreis G dienenden Autotransformators in Reihe ge schaltet wird. Eine Gleichstromwicklung 1(0 am mittleren Schenkel dient zur Änderung des Spannungsabfalles des Reaktors.
Die Vorrichtung besitzt einen Wechsel- strominduktionsgenerator mit einem gezahn- ten Rotor 11, welcher von ,der Ankerwelle des Motors 5 angetrieben wird. Dieser Gene rator hat eine Armatur 12, die eine Feldspule <B>13</B> und eine Generatorspule 14 trägt. Wenn die Zähne des Rotors an Polen der Armatur vorbeigleiten, so ändert sich die Reluktanz des magnetischen Stromkreises, wodurch eine elektrische Spannung hoher Frequenz in der Wicklung 14 erzeugt wirdc.
In einem beson- dern Fall, der hier als Beispiel angegeben wird, wurde bei 1200 Umdrehungen pro Mi nute in der Wicklung ein Strom von einer Frequenz von 2160 Perioden erzeugt. Der Motor 5 arbeitete dabei mit seiner normalen Geschwindigkeit.
Der Regelungsstromkreis enthält einen Vakuumröhrendetektor 15 und ein Paar Va- k uumröhrenverstärker 16 und 17. Ein aus dem Kondensator 18 und der Induktanz 19 bestehender abgestimmter Stromkreis ist mit der Wicklung 14 des Wechseltromgenerators verbunden, und der Eingangsstromkreis des Detektors 15 ist über die Induktanz 19 ge führt. Die G-itter der Röhren 16 und 17 sind miteinander verbunden und der Eingans stromkreis für diese Röhren steht über einen Widerstand 20 und 29 mit dem Ausgangs stromkreis des Detektors 15 in Verbindung.
Die Betriebssicherheit der Regelvorrich tung wird dadurch erhöht, dass keine örtliche Stromquellen vorhanden sind. Die Zufuhr von Energie zu dem Detektor und den Verstärker röhren erfolgt über die Wechselstromleitung (6. Anodenspannung für die Verstärker 16 und 17 wird der Sekundärwicklung 21 des Transformators 9 entnommen und Heizstrom für die Detektorröhre 15, sowie für die Ver stärker 16 und 17 wird von der Sekundär wicklung 22 bezw. 23 zugeführt. Eine Hilfs verstärkerröhre 26 ist vorgesehen, um das Gitter der Röhre 15 zu polarisieren, um Anodenspannung an diese Röhre zu liefern und um den Generator durch die Feldwick lung 13 zu erregen.
Die Anode und der Heiz- faden der Gleichrichterröhre 26 sind über die Transformatorwicklungen 24 und 25 mit dem Zufuhrstromkreis 6 verbunden. Die Röhre 26 gibt negative Gittervorspannung an die De tektorröhre 15 ab.
Die Gleichstromwicklung des Reaktors ist mit einer Anzapfstelle in der Mitte der Se kundärwicklung 21 verbunden, die in dem Ausgangskreis der Verstärkerröhren 16 und 17 liegt. Diose Röhren 16 und 17 beeinflussen beide Hälften der Weehselstromwelle und wirken als Selbst - Gleichrichter - Verstärker, für die der Wicklung 10 des Reaktors zuge führte Energie. Wenn der Motor 5 mit einer Geschwindigkeit rotiert, die unterhalb der normalen Geschwindigkeit liegt, so wird in der Spule 14 ein Strom erzeugt, dessen Fre quenz unterhalb der normalen Frequenz liegt. weshalb die Spannung in der Induktanz 19 des abgestimmten Stromkreises unterhalb dem normalen Wert liegt.
Die dem Gitter der Detektorröhre 15 aufgedrückte Spannung ist deshalb niedrig und kein Strom fliesst durch die Detektorröhre und durch den Kupp lungswiderstand 20, so dass darin kein Span nungsabfall auftritt. Aus diesem Grunde haben die Gitter der Verstärkerröhren 1ss und 17 ein etwas höheres positives Potential als die Heizfäden der Verstärker. Als Folge hier von fliesst ein starker Anodenstrom durch den Ausgangsstromkreis dieser Röhren. Da dieser Strom durch die Wicklung 10 am mitt leren Schenkel des Reaktors fliesst, ist die Impedanz des Reaktors gering und der Motor 5 erhält eine hohe Spannung.
Der Motor 5 dessen Geschwindigkeit- von Änderungen in der zugeführten Spannung abhängig ist, er fährt eine Besehleiinigung, bis die Geschwin cligkeit so gross geworden ist, @dass der Strom in der Ceneratorwicl@lung 1.1 die Resonanz frequenz des abgestimmten Stromkreises 18, 19 annimmt.
In diesem Punkt nimmt die Spannung über die Indukta.nz 1.9 rasch zu und bewirkt eine Zunahme des Anodenstromes in dem Kupplungswiderstand 20, so dass die Gitter der Verstärkerröhren 16 und 17 negativ wer den. Hierdureli wird der Anodenstrom ver ringert, der durch die Wicklung 10 des Re aktors fliesst, weshalb die Impedanz des Re aktors zunimmt und die dem Motor 5 zuge führte Spannung entsprechend verringert wird. Eine weitere Zunahme der Geschwin- cligkeit des Motors wird deshalb verhindert.
Die Kondensatoren 30, 31, 32 und 33 dienen als Puffer zur Stabilisierung des Strome durch die Teile zu denen sie im Nebenschluss liegen.
Fig. 2 zeigt eine Kennkurve für den ab gestimmten Stromkreis 18, 19. Die Ordinaten repräsentieren die Spannung an den Klem men der Induktanz 19 und die Abszissen stel len die Geschwindigkeit im Umdrehungen pro Minute oder die Ausgangsfrequenz de Wechselstromgenerators dar. Der Massstab wurde so gewählt, dass die Neigung der Kurve kleiner erscheint, als sie in der Wirk lichkeit ist. Die Kurve A ist die normale Resonanzkurve des abgestimmten Strom kreises. Wenn A die Resonanzkurve des ab gestimmten Stromkreises bei einer bestimm ten aufgerückten Spannung ist, so kann der Punkt P1 der Arbeitspunkt dieser Kurve für einen bestimmten Zustand sein.
Nimmt zum Beispiel die Leitungsspannung zu, so dass eine Geschwindigkeitserhöhung stattfindet, so re präsentiert der Punkt P2 die Cl itterspannung, die dieser Geschwindigkeitszunahme ent spricht und die notwendig ist, um eine wei tere Geschwindigkeitszunahme zu verhindern. Durch die Zunahme der Leitungsspannung erhält aber auch der Generator eine höhere Spannung, weil der Strom durch die Gleich richterröhre 26 mit der Leitungsspannung zunimmt.
Für diese erhöhte Generatorspan nung hat der abgestimmte Stromkreis eine neue Resonanzkurve B mit einer neuen Ge schwindigkeit, die durch P3 dargestellt ist und eine ähnliche Gitterspannung wie P2 er- ibt. Diese Gitterspannung ist, unter Ver nachlässigung von Wirkungen zweiten Gra- des, die Gitterspannung, die notwendig ist, um bei der erhöhten Leitungsspannung die verlangte Geschwindigkeit des Motors auf recht zu erhalten.
Um das Pendeln zu verhindern, ist ein Transformer 28 vorgesehen, dessen Primär wicklung im Anodenkreis und dessen Sekun- därwicklun g im Gitterkreis der Röhre 15 liegen. Wenn der Anodenstrom der Detektor röhre Neigung zu Sehwanlkungen zeigt, wird eine elektromotorische Kraft in der Sekun därwicklung der Spule erzeugt, die propor tional der Schnelligkeit ist, mit welcher die Änderung des Anodenstromes stattfindet. Diese E. M. K. ist jedoch vollständig unab hängig von dem absoluten Wert des Anoden- strömes. Wenn der Anodenstrom der Detek torröhre C sich ändert, so drückt der Trans former 28 dem Gitter der Röhre eine E. M. K.
auf, die in einer solchen Richtung wirkt, dass sie dieser Änderung entgegenwirkt, wodurch ein Pendeln verhindert wird.
Mittelst der beschriebenen Regeleinrich tung werden Veränderungen in der Geschwin digkeit des Motors 5 verhindert, die durch Belastungsänderungen, durch Änderungen in der Spannung des zugeführten Wechselstro mes oder durch andere Ursachen hervorge rufen werden.. )Nenn eine Änderung der Lei tungsspannung eintritt, so wird eine Teilbe richtigung der Abweichung der Motorspan- nun-d,adurch zustande gebracht, d.ass die von der C''rleichrichterröhre 26 abgegebene Span nung sich ändert.
Diese Teilberichtigung fin det statt, bevor eine Änderung der Motorge schwindigkeit eingetragen ist.