Elektrische Regeleinrichtung. Die Erfindung betrifft eine elektrische Regeleinrichtung mit einem Stabilisierungs- transformator zur Verhütung des Pendelns.
Die meisten Regler neigen zum Über- regeln. oder Pendeln, so .dass, obwohl :die ge regelte Grösse einen bestimmten mittleren Wert einhalten mag, ihre Augenblickswerte mehr oder. weniger stark schwanken. Diese Pend-elungserscheinung wird gewähnlich durch eine Zeitverzögerung in der Wirkung des Reglers verursacht.
Um diese Erschei nungen zu verhüten, sind bereits .induktive Stabilisierungsvorrichtungen in Form eines Transformators bekannt geworden, welcher eine Wicklung besitzt, :die beim Arbeitendes Reglers beeinflusst wird und eine kurzzeitige Spannung in einer andern Wicklung indu ziert, welche eine ausgleichende Wirkung auf die Steuereinrichtung des Reglers, her vorruft.
Gemäss der Erfindung .sind die zwei Wicklungen des Transformators von Gleich- strom gespeist und. diese Wicklungen sind so angeordnet, dass sie entgegengesetzt gerichtete magnetische Flüsse hervorrufen..
Die Abbildung ,stellt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach der Erfindung dar, welche auf einen;
selbst- tätigen Widerstandsregler eines Wechsel- stromgenerators 1 einwirkt, der ,das Netz 2 speist. Der Generator 1 besitzt eine Feld- wiclclung,3., die durch eine selbsterregte Er- regermaschine 4 ,gespeist wird,
die eine XLe- benschlusswicklung 5 besitzt. In Reihe mit dieser Nebenschlusswicklung ist ein gewöhn licher Feldwiderstand 6 und ein veTänder- licher RRegelwid-erstand 7 geschaltet.
Der Widerstand 7 ist mit zwei in Reihe ,geschal- teten;Säulenwiderständen dargestellt, welche abwechselnd Teile aus verschiedenem Mate rial besitzen, wie beispielsweise die langen Kohleelemente 8, zwischen welche :die kurzen Nickeleisenteile 9 geschoben sind. Der Kon takt- oder Oberflächenwiderstand zwischen diesen verschiedenen Materialien ist relativ hoch.
Durch das äussere Ende der Kohleteile e gehen Metallkontakte. die so angebracht sind, dass sie diese Kontaktwiderstände kurz schliessen, wenn eine abwärts wirkende Krafi an dem äussern Ende der Säule des Wider standes 7 wirksam wird. Diese Kraft wird mittels eines Hebelsystems durch eine Feder 13 erzeugt.
Der Feder entgegen wirkt ein Elektromagnet. der aus einem Kern 11 und einem axial gelagerten Anker 1 _i besteht. Der Kern 11 wird durch die Hauptsieuerwicklung 14 erregt welche., unter dein Einfluss der jenigen elektrischen Grössc, die geregelt wer den soll. wie z. B. d < .r Spannung des Gene- rators, steht.
Zwischen dem Generator 1 und der Hauptsteuerwieklung 14 ist ein @'ollweg- gleichricliter 15 geschaltet, welcher :ins irgenfvelcherr Gleichrichtern, beispielsweise Kupferoxyd - Gleichrichtern.
hc@teht. )er Strombegrenzungs- oder Glättungswiderstand 16 ist in Reihe mit der Wechselstromseite des Gleichrichters geschaltet und ausserdem be- findet sich damit in Reihe ein einstellbarer Widerstand 17 zur Einstellung der Spannung am Regler.
Zur Verhütung des Pendelns des oben be- schriebenen Reglers ist ein Stal)iliierurigs- transformatorvorgesehen, welchereinen Kern 18 besitzt, dessen Querschnitt an einer Stelle durch eine Nute 19 verringert ist. Auf dem Kern befindet sich eine Spule 20, welche mit den Klemmen der Erregermaschine 4 verbun den ist.
Ausserdem befindet sich auf dein Kern 18 eine Spule '?1. -elche in Reihe mit der Spule 14 auf der Gleichstromseite des Gleichrichters geschaltet ist.
In der oben beschriebenen Einrichtung werden die beiden "'iclzlringen 2l.) und 21 durch Gleichströme gespeist. Sie sind so auf dem Kern 18 angebracht. dass ihre niagne- tisehen Flüsse entgegengesetzt gerichtet sind und sich gegenseitig zu neutralisieren suchen.
Die Wirkungsweise. der Einrichtung ist wie folgt: Vergrössert sich der Strom in der Spule 14 über seinen normalen Wert, so be wirkt der vergrösserte Fluss im Kern 11 eine Drehung des Ankers 12 im entgegengesetzten Uhrzeigersinn entgegen dem Drehmoment der Feder 13. wodurch die abwärts wirkende Kraft auf den Widerstand i vermindert wird und der Wert dieses Widerstandes sich ver grössert.
Damit verkleinert sich die Spannung der Erregermaschine -. und mithin die Erre gung des Grenerators 1, dessen Spannung sich ebenfalls verkleinert mit dem Ergebnis, dass der Strom in der Spule 14 wieder abnimmt.
Umgekehrt wird, wenn der Strom in der Spule 14 unter seinen normalen Wert zu fal len sucht, das Drehmoment der Feder 13 ge genüber der magnetischen Kraft auf den An ker 12 überwiegen, so dass sich dieser im Uhr- zeiagersinne dreht und die Kontakte 10 mehr 'heile des Widerstandes 7 kurzschliessen.
Da mit vergrössert sich die Spannung der Erre- germaschine 4 und als Folge davon die Span nung des Generators 1, womit der Strom in der Spule 14 ebenfalls vergrössert wird.
Der Strom der Spule 20, der durch die Spannung der Erregermaschine 4 hervorge- rufen wird. ist ,jedoch nicht konstant, da ver schiedene Worte der Leistung des Generators 1 verschiedene Werte der Erregung bedin- gen, wenn konstante Klemmenspannung er halten werden soll.
Die meisten Generatoren arbeiten jedoch unter Belastungsverhältnis- sen, die im Mittel gleiche Betriebsbedingun- gen schaffen, so dass durch Auslegung der AmpE>re@windungen der Spule 210 für diese mittlere Betriebsbedingung,
der eine mittlere oder normale Erregerspannung entspricht. diese im wesentlichen gleich und entgegen- setzt der nahezu l@onstanten Amperewin- dungszahl der Spule --11 sein wird; dabei wird nur wenig oder kein Fluss im Kern 18 be stehen.
Wenn nun eine Spannungsänderung ein tritt und der Regler anspricht, um die Span nung zu vergrössern oder zu verkleinern, so wird in der Spule 21 durch die Spule 20 eine Spannung induziert, welche im Verhältnis zu dem Wert, des Wechsels der Erregerspan- nung steht. Diese kurzzeitige Spannung ist so gerichtet, dass sie den Strom der Hauptsteuer spule 14 auf seinem normalen Wert zu hal ten sucht.
Wenn beispielsweise die Spannung des Generators 1 sich verkleinert, so verklei nert sich auch der Strom der Spule 14, wie bereits beschrieben wurde, und damit wird der Regler veranlasst die Erregerspannung zu vergrössern. Unter diesen Bedingungen hat die Spannung der Spule 21 eine solche Rich tung, @dass sie den Strom in dem Stromkreis durch die Spule 14 und die Gleichrichter 15 vergrössert.
Infolgedessen versucht der Regler in seine Gleichgewichtslage zurück zukehren, bevor der Reglervorgang beendet ist, wodurch ein Überregeln vermieden wird. FVenn die Spannung des Generators 1 über ihren normalen Wert sich vergrössert, be wirkt .die Verkleinerung der Erregerspan nung eine entgegengesetzt gerichtete kurz zeitige Spannung in der Wicklung 21,
wo durch wiederum d er Strom .der Spule 14 auf seinem normalen Wert zurückgehalten wird.
Infolge .der Gleichrichter 15 wird der Wechsel des Stromes in, der Spule 14, wel cher durch die Wicklung 2,1 verursacht wurde, sich nicht auf den ganzen äussern Stromkreis ausdehnen. Somit ist der Stabi- lisierungsstromkreis viel empfindlicher und rascher in seiner Wirkung.
Der verringerte Querschnitt bei 19 be zweckt die Sättigung des Kernes 18 zu ver- hindern und gleichzeitig den Transformator klein zu halten.
Bei kleinen Werten des Flusses im gern 18 ist der verringerte Quer schnitt nicht gesättigt, so dass kleine Ände- rungen im Strom der Wicklung 20 rasche und entsprechende Spannungsänderungen in der Wicklung 21 hervorrufen.
Wäre kein verringerter Querschnitt vorhanden, statt dessen ein Luftspalt, so würde für kleine Werte :des, Flusses sich ein grosser Transfor mator erforderlich machen, um die notwen- .dige Empfindlichkeit zu erhalten. Bei gro ssem Magnetfluss,
im Kern 18 sättigt sich dex verkleinerte Querschnitt. während der rest liche Teil des Kernes ungesättigt bleibt, so dass -der grösste Teil des Flusses sich seinen Weg durch die Luft suchen wird.
Auf diese Weise ist der Transformatorempfindlicher in seiner Wirkungsweise. Statt wie beschrieben für einen Wechsel stromgenerator, kann die Einrichtung natür lich auch für die Regelung anderer Anlage teile Verwendung finden.