Induktionsregler. Bekannte Induktionsregler haben eine den Asynchronmaschinen ähnliche Bauart. Der feststehende Teil trägt zumeist die Er regerwicklung. In die Bohrung des fest- #stehenden Teils ist ein drehbarer zylindri scher Eisenkörper eingesetzt, dessen Wick lung die regelbare Spannung abgibt. Die gegeneinander verdrehbaren Eisenkernteile haben also konaxiale Lage zueinander. Der äussere zylindrische Eisenkernteil umfasst den innern drehbaren zylindrischen Eisen kernteil.
Derartige Regler haben wegen des zwischen dem feststehenden und dem ver- drehbaren Teil vorhandenen Luftspaltes einen verhältnismässig hohen Blindstrom verbrauch.
Man hat zwar schon versucht, die Teile genau ineinanderzupassen. Dadurch wird naturgemäss der Blindstrom verringert; man erhält jedoch für die Verdrehung eine grosse Verstellkraft. Unter Umständen klemmen sich die drehbaren Teile fest. Sie müssen deshalb sehr genau eingepasst sein. Diese Schwierigkeiten sind bei einem Induktionsregler gemäss der Erfindung da durch vermieden, dass die Eisenkernteile nicht wie bei den bekannten ineinander, sondern mindestens teilweise in Richtung der Achse hintereinander angeordnet sind.
Die Eisenkernteile können hierbei ring-, scheiben- oder sektorförmig ausgebildet sein, und alle oder nur einzelne Wicklungen tragen.
In den Figuren sind Ausführungsbei spiele des Induktionsreglers gemäss der Er findung gezeigt.
Die feststehenden Eisenkernteile 1 und \? des Reglers gemäss Fig. 1 sind um die Achse 7 angeordnet und tragen die die regelbar Spannung abgebenden Wicklungen 3, die vorteilhaft aus einzelnen Spulen bestehen, die ganz oder auf einzelnen Strecken ihrer Windungslänge in Nuten eingebettet sind. Die Nuten sind mit 4 bezeichnet und befin den sich auf den Stirnflächen der scheiben-. ring- oder sektorförmig ausgebildeten Eisen- kernteile 1 und 2.
Zwischen diesen beiden Teilen ist ein die Erregerwicklung 6 tragen der Teil 5 angeordnet, der mit der Achse 7 drehbar ist. Die Teile 1, 5 und 2 sind in Richtung dieser Achse hintereinander ange ordnet. Der Eisenkernteil 5 kann ebenfalls ein Ring sein, dessen Stirnfläche zur Auf nahme der Erregerwicklungen genutet sind, und der von einem Rade oder einer Scheibe getragen ist.
Man kann aber auch einzelne Eisenstücke 5 in einen aus Ringen 8 gebilde ten Rahmen einsetzen (Fig. 3). Diese Rah menringe werden durch Stege 9 verbunden und auf dem Umfang einer Scheibe oder eines Rades 10 befestigt. Die Stirnflächen der Eisenkernteile stehen rechtwinklig oder schiefwinklig auf der Achse 7.
Natürlich kann man den Teil 5 auch fest anordnen und die beiden Teile 1 und 2 ver schieben. In manchen Fällen ist es über haupt vorteilhaft, die feste Kupplung der Teile 1 und 2 aufzuheben beziehungsweise zeitweise aufzuheben und die Nuteneinflüsse durch gegenseitiges Verschieben dieser Teile auszugleichen. Die gegenseitige Verschiebung kann auch zur Phasenregelung geschehen. Zum Ausgleich der Nuteneinflüsse verdreht man die Teile 1 und 2 vorteilhaft so gegen einander, dass in Richtung der Hauptachse 7 Nuten des einen Teils Zähnen des andern Teils gegenüberstehen.
Man braucht durch aus nicht beide Teile 1 und 2 mit Wicklun gen zu versehen, sondern kann auch den einen Teil unbewickelt lassen. Er dient dann lediglich als Rückschluss für den Kraftfluss.
Die Regelwicklungen 3 bestehen bei dem in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel aus einzelnen Spulen, deren Windungs- ebenen radial angeordnet sind. Die Nuten stehen dann auch annähernd oder genau in radialer Richtung. Unter Umständen emp fiehlt es sich, die Nuten unter einem Winkel gegen die radiale Richtung anzuordnen.
Da durch können die Nuteneinflüsse und sonstige während des Regelhubes auf tretende unregelmässige Feldverteilungen weitgehend kompensiert werden, insbeson dere, wenn man die Nuten des Teils 2 gegen die des Teils 1 ebenfalls unter einem Win kel zueinander verlaufen lässt, so dass sie sich, in Richtung der Achse 7 gesehen, kreuzen.
Die Regelwicklungen 3 können naturge mäss auch mit- ihren Windungsebenen parallel zu den einander gegenüberstehenden Stirnflächen der Eisenkernteile angeordnet werden. Man erhält dann die in Fig. 2 ge zeigte Anordnung. Die Spulen 13 können bequem als Rahmenspulen hergestellt wer den und in die Nuten 14 des Eisenkernes 12 eingelegt werden. Die Schaltung der Spulen kann beliebig erfolgen, das heisst sie können in Reihe oder parallel oder gruppenweise in Reihe oder parallel geschaltet werden.
Der die Erregerwicklung tragende Eisen kernteil 5 kann in der gleichen Weise aus gebildet sein, wie der die Regelwicklungen tragende Kernteil. Er kann auf beiden oder nur auf einer Stirnfläche mit Nuten ver sehen sein. Die Anordnung der Wicklung entspricht dann der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform. Besonders wenn dieser Teil drehbar ausgebildet ist, empfiehlt es sich, ihn zwecks Verringerung des Gewichtes auch in einzelne durch Ringe, Reifen oder Rahmenteile miteinander verbundene Eisen kernstücke aufzuteilen. In der Abwicklung ergibt sich der in Fig. 3 gezeigte Körper, in Richtung der Achse 7 gesehen.
Die Er regerwicklung ist durch Spulen 6 gebildet, die in bekannter Weise auf Rahmen oder Spulenkästen aufgewickelt sein können und über die Eisenkernstücke 5 geschoben sind. Diese Ausbildungsform ist im Schnitt in Fig. 1 dargestellt.
Die einzelnen Eisenkernteile 1, 2 und 5 können aus einzelnen Blechstücken zusam mengesetzt sein, die die Achse 7 umgebende Ringe oder Ringteile darstellen. Vorteilhaft bestehen die Eisenkernteile aus einem oder mehreren um die Achse 7 gewickelten Eisenblechbändern. Bei für Mehrphasen- strom verwendbaren Induktionsreglern kann man die einzelnen Phasen miteinander ver schachteln und auf der Stirnfläche der Ei senkernteile verteilen.
Das Verschachteln kann so geschehen, dass sich beim Durch laufen des Regelhubes eine Phasendrehung der Regelspannung ergibt.
Fig. 4 zeigt einen Induktionsregler in der Abwicklung. Die Regelwicklung ist in einzelne Spulen unterteilt. Die eine Spulen gruppe 20 wird vom Kraftfluss 22 in der einen Richtung und die andere Spulengruppe 21 in der andern Richtung durchsetzt. Die Wicklungen sind auf den ganzen Umfang des Eisenkernes verteilt. Bei der gezeichne ten Stellung der Erregerwicklungen 23 gibt die Regelwicklung die maximale Spannung ab. Nenn man zum Beispiel die Erreger wicklung 23 in Richtung des Pfeils 24 führt, gelangt man zunächst in eine Stel lung, in der von der Regelwicklung keine Spannung abgegeben wird, da ihre Hälften in gleicher Höhe, jedoch gegensinnig indu ziert werden.
Bei weiterer Verschiebung in derselben Richtung gelangt der vor der Wicklung 21 stehende Eisenkernteil 25 in den Bereich der nächsten Wicklung 20, während der Eisenkernteil 26 vor die Wick lung 21 geschoben wird. An den Wick lungsenden tritt dann eine negative Regel spannung auf. Man kann also ohne Umkehr der Verschiebungsrichtung von Null auf ein positives Maximum und über Null auf ein negatives Maximum einstellen. Wendeschal ter, Umkehrgetriebe und dergleichen sind bei diesem Beispiel vermieden. Die Spulen 23 können in Reihe oder parallel geschaltet sein.
Die Eisenkernteile können durch Ver- spannungsvorrichtungen, die vorteilhaft fe dernd ausgebildet sind, zur Verringerung des Luftspaltes fest aufeinandergepresst wer den. Soll ein gewisser Abstand zwischen den Eisenkernteilen eingehalten werden, kann man zwischen den Eisenkernen Stoffe aus unmagnetischem Material, zum Beispiel Isolierstoffe, die aus Isolierpressstoffen, aus Papier. Textilien, Kunstharz, mit Kunstharz getränkten Faserstoffen. Pressspan oder der gleichen bestehen, anordnen.
Die Teile kön nen auch durch Wälzkörper, die zwischen den nebeneinander liegenden Stirnflächen oder ausserhalb dieser Stirnflächen angeord net sind und auf besonderen Flächen oder Führungsschienen laufen, voneinander in einem gegebenenfalls einstellbaren, durch Luft ausgefüllten Abstand gehalten werden. Die für den Regelhub aufzuwendende Arbeit wird dadurch auf ein Mindestmass herab gesetzt. Die Anordnung kann auch so ge troffen werden, dass lediglich während des Regelhubes ein gewisser Luftspalt zum Ver mindern der Regelarbeit eingestellt wird, der nach erfolgter Regelung wieder beseitigt wird.
In Fig. 5 sind Vorrichtungen gezeigt, mit deren Hilfe der Luftspalt verändert werden kann. Der mit den Erregerwicklun gen 31 versehene Eisenkernteil 30 wird von der Felge beziehungsweise von Speichen des Rotationskörpers oder der Scheibe 32 getra gen, deren Nabe 33 auf der Drehachse 37 befestigt ist. Die die Regelwicklungen 34 tragenden Eisenkernteile 35 und 36 sind durch den Rahmen 38 fest miteinander ge kuppelt. Sie können dabei dennoch so im Rahmen 38 eingesetzt sein, dass sie eine ge wisse Verdrehung gegeneinander und gegen den mittleren Teil 30 zulassen.
Um die Axialverschiebung zu ermöglichen, sind der eine oder beide Eisenkernteile 35 und 36 in gabelförmigen Führungsstücken des Rah mens 38 an den Stellen 39 in Richtung des Pfeils 40, das heisst parallel zur Achse 37 verschiebbar angeordnet. Diese Verschie bung geschieht mit Hilfe von. Gewinden oder keilförmigen Körpern, die zwischen den Na ben 33 und 41 vorgesehen sind.
Die keilförmigen Körper sind in Fig. 6 herausgezeichnet. Die Nabe 41 ist mit schrä gen Flächen oder Keilstücken 51 versehen. Auf der schrägen Fläche 51 kann der auf einem Ring 52 angeordnete Keil 53 gleiten. Der Ring 52 hat auf seinem-äussern Umfang eine Schneckenradverzahnung, in die die von aussen anzutreibende Schnecke 54 eingreift. Der Ring 52 ist also gegen die Stirnfläche der Nabe 33 verdrehbar und vorteilhaft durch Kugellager 55 gegen diese abgestützt.
Der Regelhub wird also durch diese Vor- richtung nicht erschwert. Bei Antrieb des verdrehbaren Ringes 52 über das Schnecken radgetriebe 54 steigt der Keil 53 auf der schrägen Fläche 51 hoch und drückt die Nabe 41 mit dem Eisenkernteil 36 bezw. 35 nach aussen und zwar vorteilhaft gegen die Wirkung der Federkraft 42.
Die Anordnung kann auch so getroffen werden, dass zur Einstellung des Luftspaltes Teil 36 im Rahmen und Teil 30 auf der Achse 37 verschoben werden können.
Die Luftspaltregelung kann dazu ver wendet werden, in einem Netz die Blind komponente beliebig zu beeinflussen, zum Beispiel kann durch Einstellung des Luft spaltes die kapazitive Komponente des Lei tungsnetzes ausgeglichen werden.
In Fig. 5 ist ein Induktionsregler mit horizontaler Lage der Achse 37 dargestellt. Man kann jedoch diese Achse auch vertikal stellen. Dadurch wird der Anpressdruck der einzelnen Teile um die Schwere der Teile vergrössert und man kommt mit leichteren Konstruktionen für die Verspannung aus. Im übrigen ist das Beispiel nach Fig. 5 ähnlich ausgebildet wie das nach Fig. 1.
In Fig. 7 und 8 ist ein weiteres Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Wicklungen 60 und 61 sind auf der Stirn fläche von zwei gegeneinander vierdrehbaren Scheiben 62 und 63 so angeordnet, dass der Kraftfluss 64 in der einen Scheibenhälfte entgegengesetzte Richtung hat,, wie in der andern Hälfte. Die Wicklungen liegen vor teilhaft in Nuten 65. Erreger- und Regel wicklungen können auf beiden Scheiben be ziehungsweise auf beiden Scheibenhälften verteilt sein.
Auch hier sind die beiden Eisenkernteile um die gleiche Achse ange ordnet und liegen in Richtung dieser Achse hintereinander.
Zur Verringerung der Streuung können bei allen Ausführungsbeispielen an sich be kannte Kurzschlusswicklungen vorgesehen werden. Die Erregerspulen können zum Bei spiel von einer derartigen Wicklung gemein sam umfasst werden. Den Induktionsregler gemäss der Erfin dung kann man auch als Drosselspule ver wenden, indem man. in das Magnetfeld Kurzschlusswicklungen bringt. Als solche können die Dämpferwicklungen oder kurz geschlossene Leistungswicklungen' dienen.
Induction regulator. Known induction regulators are of a type similar to that of asynchronous machines. The fixed part mostly carries the excitation winding. A rotatable, cylindrical iron body is inserted into the bore of the fixed part, the winding of which provides the adjustable voltage. The iron core parts that can be rotated against one another are therefore in a conaxial position with respect to one another. The outer cylindrical iron core part includes the inner rotatable cylindrical iron core part.
Because of the air gap between the fixed and the rotatable part, such regulators consume a relatively high reactive current.
They have already tried to fit the parts together exactly. This naturally reduces the reactive current; however, a large adjusting force is obtained for the rotation. The rotating parts may jam. They must therefore be fitted very precisely. These difficulties are avoided in an induction regulator according to the invention because the iron core parts are not arranged one inside the other, as in the known ones, but at least partially one behind the other in the direction of the axis.
The iron core parts can be ring-shaped, disk-shaped or sector-shaped and can carry all or only individual windings.
In the figures, Ausführungsbei are games of the induction controller according to the invention He is shown.
The fixed iron core parts 1 and \? of the controller according to FIG. 1 are arranged around the axis 7 and carry the windings 3 which emit the controllable voltage and which advantageously consist of individual coils which are embedded in grooves entirely or over individual sections of their winding length. The grooves are denoted by 4 and are located on the end faces of the disc. Ring-shaped or sector-shaped iron core parts 1 and 2.
Between these two parts there is arranged a part 5 which carries the field winding 6 and which is rotatable with the axis 7. The parts 1, 5 and 2 are arranged one behind the other in the direction of this axis. The iron core part 5 can also be a ring, the end face of which is grooved to receive the excitation windings, and which is carried by a wheel or a disc.
But you can also use individual pieces of iron 5 in a frame formed from rings 8 th frame (Fig. 3). These Rah menringe are connected by webs 9 and attached to the circumference of a disc or a wheel 10. The end faces of the iron core parts are at right angles or at an oblique angle on axis 7.
Of course, you can also arrange part 5 firmly and move the two parts 1 and 2 ver. In some cases it is at all advantageous to cancel or temporarily cancel the fixed coupling of parts 1 and 2 and to compensate for the groove influences by mutual displacement of these parts. The mutual shift can also be done for phase control. To compensate for the groove influences, parts 1 and 2 are advantageously rotated relative to one another in such a way that grooves of one part face teeth of the other part in the direction of the main axis 7.
You do not need to provide both parts 1 and 2 with winding conditions, but can also leave one part unwound. It then only serves as a conclusion for the power flow.
In the exemplary embodiment shown in FIG. 1, the control windings 3 consist of individual coils, the winding planes of which are arranged radially. The grooves are then also approximately or exactly in the radial direction. It may be advisable to arrange the grooves at an angle to the radial direction.
Since the groove influences and other irregular field distributions occurring during the control stroke can be largely compensated for, especially if the grooves of part 2 against those of part 1 can also run at an angle to each other, so that they are in the direction of Axis 7 seen, cross.
The control windings 3 can naturally also be arranged with their winding planes parallel to the opposite end faces of the iron core parts. The arrangement shown in FIG. 2 is then obtained. The coils 13 can be easily manufactured as frame coils who and are inserted into the grooves 14 of the iron core 12. The coils can be connected in any way, i.e. they can be connected in series or in parallel or in groups in series or in parallel.
The iron core part 5 carrying the field winding can be formed in the same way as the core part carrying the control windings. It can be seen with grooves on both or only on one end face. The arrangement of the winding then corresponds to the embodiment shown in FIG. Especially if this part is designed to be rotatable, it is advisable to split it core pieces into individual iron pieces connected to one another by rings, tires or frame parts in order to reduce the weight. In the development, the body shown in FIG. 3 results, viewed in the direction of the axis 7.
The He energizing winding is formed by coils 6, which can be wound in a known manner on frames or bobbins and pushed over the iron core pieces 5. This embodiment is shown in section in FIG.
The individual iron core parts 1, 2 and 5 can be set together from individual sheet metal pieces, which represent the axis 7 surrounding rings or ring parts. The iron core parts advantageously consist of one or more sheet iron strips wound around the axis 7. With induction regulators that can be used for multi-phase electricity, the individual phases can be interlocked and distributed over the face of the iron core parts.
Nesting can be done in such a way that a phase shift of the control voltage results when running through the control stroke.
Fig. 4 shows an induction regulator in the development. The control winding is divided into individual coils. One coil group 20 is penetrated by the power flow 22 in one direction and the other coil group 21 in the other direction. The windings are distributed over the entire circumference of the iron core. In the drawn position of the excitation windings 23, the control winding emits the maximum voltage. For example, if you call the exciter winding 23 in the direction of arrow 24, you first get into a position in which no voltage is emitted by the control winding, since its halves are inducted at the same level, but in opposite directions.
With further displacement in the same direction, the iron core part 25 standing in front of the winding 21 reaches the area of the next winding 20, while the iron core part 26 is pushed in front of the winding 21. A negative control voltage then occurs at the ends of the winding. You can therefore set from zero to a positive maximum and above zero to a negative maximum without reversing the direction of displacement. Reversing scarf ter, reverse gear and the like are avoided in this example. The coils 23 can be connected in series or in parallel.
The iron core parts can be firmly pressed against one another to reduce the air gap by means of clamping devices which are advantageously designed to be springy. If a certain distance is to be maintained between the iron core parts, substances made of non-magnetic material can be placed between the iron cores, for example insulating materials made of compressed insulating materials, made of paper. Textiles, synthetic resin, fibers soaked with synthetic resin. Pressboard or the like exist, arrange.
The parts can also be held at an optionally adjustable, air-filled distance by rolling elements that are angeord net between the adjacent end faces or outside these end faces and run on special surfaces or guide rails. The work required for the control stroke is thereby reduced to a minimum. The arrangement can also be made in such a way that a certain air gap is only set during the control stroke to reduce the control work, which is eliminated again after control has taken place.
In Fig. 5 devices are shown with the help of which the air gap can be changed. The iron core part 30 provided with the exciter windings 31 is supported by the rim or by spokes of the rotating body or the disk 32, the hub 33 of which is attached to the axis of rotation 37. The iron core parts 35 and 36 carrying the control windings 34 are firmly coupled together by the frame 38. You can still be used in the frame 38 that they allow a certain rotation against each other and against the central part 30.
In order to enable the axial displacement, one or both iron core parts 35 and 36 are arranged in fork-shaped guide pieces of the frame 38 at points 39 in the direction of arrow 40, that is, parallel to axis 37. This shift is done with the help of. Threads or wedge-shaped bodies, which ben 33 and 41 are provided between the Na.
The wedge-shaped bodies are shown in FIG. 6. The hub 41 is provided with oblique surfaces or wedge pieces 51. The wedge 53 arranged on a ring 52 can slide on the inclined surface 51. The ring 52 has a worm gear toothing on its outer circumference, in which the worm 54 to be driven from the outside engages. The ring 52 can therefore be rotated against the end face of the hub 33 and is advantageously supported against it by ball bearings 55.
The control stroke is therefore not made more difficult by this device. When the rotatable ring 52 is driven via the worm gear 54, the wedge 53 rises on the inclined surface 51 and presses the hub 41 with the iron core part 36, respectively. 35 to the outside, namely advantageously against the action of the spring force 42.
The arrangement can also be made so that part 36 can be moved in the frame and part 30 on the axis 37 to adjust the air gap.
The air gap control can be used to influence the reactive component in a network as required, for example the capacitive component of the line network can be compensated for by adjusting the air gap.
5 shows an induction regulator with the axis 37 in a horizontal position. However, this axis can also be set vertically. As a result, the contact pressure of the individual parts is increased by the weight of the parts and you can get by with lighter constructions for bracing. Otherwise, the example according to FIG. 5 is designed similarly to that according to FIG. 1.
In Fig. 7 and 8, a further Ausfüh approximately example of the invention is shown. The windings 60 and 61 are arranged on the end face of two disks 62 and 63, which can be rotated against each other, in such a way that the flow of force 64 in one disk half is in the opposite direction, as in the other half. The windings are in front of geous in grooves 65. Exciter and rule windings can be distributed on both disks or on both disk halves.
Here, too, the two iron core parts are arranged around the same axis and lie one behind the other in the direction of this axis.
To reduce the scatter, short-circuit windings known per se can be provided in all the exemplary embodiments. The excitation coils can be included in common sam for example by such a winding. The induction regulator according to the invention can also be used as a choke coil by. brings short-circuit windings into the magnetic field. The damper windings or short-circuited power windings can serve as such.