Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Dynamomaschinen. Für die selbsttätige Regelung der Span nung, Stromstärke oder Leistung einer fremd erregten Dynamo verwendet man ganz all gemein Schnellregler.
Da die Regelleistung solcher Apparate durch ihre Konstruktion begrenzt ist, wird im allgemeinen, :die Erre gung -der Dynamo nicht unmittelbar vom Schnellregler beeinflusst, sondern :der Schnell regler wirkt auf das Feld einer zusätzlichen Erregermaschine ein.
Es :gibt aber Fälle, zum Beispiel bei dieselelektrischen Fahrzeu gen, wo eine zusätzliche Erregermaschine wegen ihrer Raumbeanspruchung und ihres Gewichtes nicht erwünscht ist.
Es sind Ein- richtungen bek- nt, bei denen infolge der Kombination einer Grob- und einer Feinre gelung die begrenzte Regelleistung eines Schnellreglers. für die unmittelbare selbsttä- tige Regelung einer Dynamo grösserer Erre gerleistung noch ausreicht.
Sie bedingen, aber die Verwendung von zusätzlichen Regelorga nen, wie Zusatzmaschinen, Regelwiderstän den, Schützen, die zusammen mit dem Regler in Tätigkeit treten und wegen ihrer Raüm- beanspru:chung und :der durch sie verursach ten Verwicklung der Anlage nicht erwünscht sind.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ein= richtung zum selbsttätigen unmittelbaren Regeln einer fremderregten Dynamo.- mit einem im Stromkreis :der Feldwicklung:lie- genden, nur für einen Bruchteil :der total -<B>ZU</B> regelnden Erregerleistung der Dynamo<B>-be-</B> messenen Regler. Sie besteht darin; dass die Wirkung des Reglers durch eine Eigenerre gung der Dynamo verstärkt wird.
Das Ver wendungsgebiet von -unmittelbar wirkenden Schnellreglern wird dadurch bedeuteild ver grössert.
Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Regeleinrichtung nach der Erfindung.
Eine fremderregte Dynamo 1 speist das Netz 3. Ihre Feldwicklung 2 erhält Span nung von der Grunderregung 4 über einen Leistungsregler 5, dessen Spannungsspule 9 über den Strombegrenzer 6 vom Netz 3 gespeist wird, und dessen Stromspule 10 Spannung vom Shunt 11 erhält.
Die Fremd erregung der Dynamo 1 wird von einer Gegenkompoundwicklung 8 oder von einer Nebenschlusserregung 12 oder von beiden so beeinflusst, dass die Totalerregungsänderung trotz kleinem Regulierbereich des Reglers eine grosse ist. .
Steigt infolge einer Belastungszunahme die Stromstärke im Netz 3 an, so fällt ent sprechend die von der Dynamo 1 erzeugte Spannung unter dem Einfluss des auf :gleich bleibende Leistung regelnden Reglers Wenn der Maximalstrom, beidem der Strom begrenzer 6 anspricht, erreicht ist, so regelt der Regler 5 auf gleichbleibende Stromstärke. Je nach der gewählten Anordnung für die Erregung der Dynamo 1 kann von der Ver wendung des Strombegrenzers 6 Abstand genommen werden.
In. Fig. 2, deren Ordinaten die Klemmen spannung und deren Abszissen den Erreger strom darstellen, bedeutet f die Leerlaufspan- nungskurve der Dynamo, g ihre Belastungs- kurve (Klemmenspannung unter Belastung),
falls die Maschine mit einem Leistungs- und einem Strombegrenzer versehen ist. Der Leistungsregler regelt auf gleichbleibende Leistung vom Maximalwert der Spannung I bis zum Punkt <I>A</I> der Belastungskurve <I>g,
</I> von wo nach abwärts der Strombegrenzer .den Strom auf einen .gleichbleibenden Maximal wert begrenzt. Es ist aus der Fig. 2, ersicht lich, dass der Leistungsregler für den Regel bereich a bemessen werden müsste, wenn nur Fremderregung vorhanden wäre.
Versieht man aber die Dynamo zum Beispiel -mit einer Gegenkompoundwicklung, deren Wirkung bei Maximalspannung einem Erregerstrom e gleichkommt, und regelt man die Fremd erregung der Dynamo nach Kurve k,'so. er hält man die gewünschte Belastungskurve g.
Der Regelbereich der Fremderregung ist somit .mittelst der Gegenkompoundwicklung von dem Wert a auf den Wert <I>b</I> herabgesetzt worden. Diese Gegenkompoundwicklung hat ausserdem den Vorteil, dass sie den: Strom nach oben,-begrenzt und somit .einen: >Strom- begrenzer überflüssig macht.
Aus Fig. 3 ist diese Wirkung ersichtlich. Die Belastungs- charakteristik m zeigt den Verlauf der Klem menspannung in Abhängigkeit von der Strombelastung, wenn nur Fremderregung vorgesehen ist, die auf ihrem Maximalwert bleibt;
n stellt die gewünschte, das heisst gleichbleibender Leistung entsprechende Spannungskurve in Abhängigkeit von der Strombelastung dar, o ist die Spannungs kurve der Dynamo, falls letztere mit der er wähnten Gegenkompoundwicklung versehen ist und ohne Regler arbeitet. Aus Kurve o ist ersichtlich, dass die .Stromstärke durch die Wirkung der Gegenkompoundwicklung so begrenzt ist, dass ein Strombegrenzer über flüssig wird..
Ein anderes Mittel zur Verringerung der Regelarbeit des Reglers: besteht darin, dass man die fremderregte Dynamo mit einer Nebenschlusswicklung versieht.
Mit zum Bei spiel einem Erregerstrom i der Fremderre- aung und einem Erregerstrom h der Neben schlusserregung (in Fig. 2) würde man auch .die volle Klemmenspannung l erreichen. Die Regelleistung der Fremderregung zur Erzie lung der Regelung auf gleichbleibende Lei- stung würde dann nur noch dem Erreger strom c entsprechen,
welcher durch die ma ximale wagrechte Entfernung zwischen r und Kurve g gegeben ist. Bei dieser Erregungs art wäre ein Strombegrenzer unentbehrlich, wie aus der Kennlinie der Maschine, der Kurve p der Fig. 3, zu ersehen ist.
Versieht man dagegen die Dynamo noch ausserdem mit einer schwachen Gegenkompounderre- gung entsprechend dem Erregerstrom t bei Klemmenspannung l (siehe Kurve s Fig. 2), so könnte nicht nur der Regelbereich des Lei- stungsreglers. etwas weiter herabgesetzt, näm lich auf den Wert d in Fig. 2, sondern dazu noch eine Strombegrenzung erreicht werden, und zwar nach der Kennlinie q der Fig. 3.
Anstatt für die Gegenkompaundwirkung eine :Sonderwicklung vorzusehen, wird es in manchen Fällen möglich sein, dafür die An- wurfwicklung mit Anzapfungen oder durch Parallelschalten mit einem Shunt zu verwen- den,.
Die Einrichtung nach der Erfindung kann auch beim Regeln auf gleichbleibenden Strom, Spannung oder überhaupt da verwen det werden, wo es darauf ankommt, kleinere Regelbereiche für Schnellregler bei grösseren Regelbereichen der Dynamoerregung zu er halten.
Device for the automatic control of dynamo machines. For the automatic regulation of the voltage, amperage or power of an externally excited dynamo, fast regulators are generally used.
Since the control power of such devices is limited by their design, the following is generally: the excitation -the dynamo is not directly influenced by the rapid regulator, but rather: the rapid regulator acts on the field of an additional exciter.
There are: but there are cases, for example in the case of diesel-electric vehicles, where an additional exciter is not desirable because of its space requirements and its weight.
Facilities are known in which, as a result of the combination of a coarse and a fine control, the limited control power of a high-speed regulator. is still sufficient for the direct, automatic control of a dynamo with a higher excitation power.
However, they require the use of additional control organs, such as additional machines, regulating resistors, contactors, which come into operation together with the controller and which are undesirable because of the space they occupy and the entanglement of the system they cause.
The invention relates to a device for the automatic direct control of an externally excited dynamo with one in the circuit: the field winding: lying, only for a fraction: the total - <B> ZU </B> regulating excitation power of the dynamo <B> -be- </B> measure controller. It consists in; that the effect of the regulator is reinforced by self-excitation of the dynamo.
The area of application of -directly acting fast regulators is significantly enlarged.
Fig. 1 shows as an embodiment a control device according to the invention.
An externally excited dynamo 1 feeds the network 3. Your field winding 2 receives voltage from the basic excitation 4 via a power regulator 5, whose voltage coil 9 is fed from the network 3 via the current limiter 6, and whose current coil 10 receives voltage from the shunt 11.
The external excitation of the dynamo 1 is influenced by a counter compound winding 8 or by a shunt excitation 12 or by both in such a way that the total excitation change is large despite the small regulation range of the controller. .
If the current in the network 3 increases as a result of an increase in load, the voltage generated by the dynamo 1 falls accordingly under the influence of the regulator regulating the constant power.If the maximum current at which the current limiter 6 responds is reached, the regulator regulates Regulator 5 to constant current strength. Depending on the chosen arrangement for the excitation of the dynamo 1, the use of the current limiter 6 can be dispensed with.
In. Fig. 2, the ordinates of which represent the terminal voltage and the abscissas of the excitation current, f means the no-load voltage curve of the dynamo, g its load curve (terminal voltage under load),
if the machine is equipped with a power and a current limiter. The power controller regulates constant power from the maximum value of voltage I to point <I> A </I> of the load curve <I> g,
</I> from where downwards the current limiter. Limits the current to a. Constant maximum value. It is evident from FIG. 2 that the power regulator would have to be dimensioned for the control area a if only external excitation were present.
If, however, the dynamo is provided, for example, with a counter-compound winding, the effect of which at maximum voltage equals an excitation current e, and the external excitation of the dynamo is regulated according to curve k, 'so. he holds the desired load curve g.
The control range of the external excitation has thus been reduced from the value a to the value <I> b </I> by means of the counter compound winding. This countercompound winding also has the advantage that it: limits the current upwards and thus makes a:> current limiter superfluous.
This effect can be seen from FIG. 3. The load characteristic m shows the course of the terminal voltage as a function of the current load if only external excitation is provided, which remains at its maximum value;
n represents the desired, i.e. constant power corresponding voltage curve as a function of the current load, o is the voltage curve of the dynamo, if the latter is provided with the counter compound winding mentioned and works without a regulator. From curve o it can be seen that the current strength is limited by the action of the counter compound winding so that a current limiter becomes superfluous.
Another means of reducing the regulating energy of the regulator is to provide the separately excited dynamo with a shunt winding.
With, for example, an excitation current i of the external circuit and an excitation current h of the secondary excitation (in FIG. 2), the full terminal voltage l would also be achieved. The control power of the external excitation to achieve the regulation for constant power would then only correspond to the excitation current c,
which is given by the maximum horizontal distance between r and curve g. With this type of excitation, a current limiter would be indispensable, as can be seen from the characteristic curve of the machine, curve p of FIG.
If, on the other hand, the dynamo is also provided with a weak countercompound excitation corresponding to the excitation current t at terminal voltage l (see curve s in FIG. 2), then not only the control range of the power regulator could. somewhat further reduced, namely to the value d in FIG. 2, but a current limitation can also be achieved according to the characteristic curve q of FIG. 3.
Instead of providing a special winding for the opposite effect, in some cases it will be possible to use the starting winding with taps or by connecting in parallel with a shunt.
The device according to the invention can also be used when regulating a constant current, voltage or at all where it is important to keep smaller control ranges for fast regulators with larger control ranges of the dynamo excitation.