DE115707C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der Gegenstand der Erfindung ist eine besondere Anordnung zur selbstthätigen Regelung der Spannung von Wechselstromerzeugern beliebiger Phase. Die bisherigen Regelungsarten benutzen vielfach als ersten Anlafs zur Regelung die verschiedenen Ursachen der Spannungsänderung, welche hauptsächlich in der Aenderung der Gröfse der Stromlieferung, in der Veränderung der Phase zwischen Strom und Spannung und im Wechsel der Umdrehungszahl der Antriebsmaschine bestehen. Die Beseitigung des Einflusses dieser Ursachen ist einzeln mehr oder weniger vollkommen beispielsweise in den Patenten 95153, 94139, 91571 und 57168 angestrebt. Zu einer vollkommenen Regelung gehört die Berücksichtigung aller nur denkbaren Ursachen der Spannungsänderung zu gleicher Zeit; da diese vielfachen Ursachen praktisch nicht mehr einzeln und gleichzeitig die Einleitung der Regelung in einfacher Weise veranlassen können, so ist es vorzuziehen, dafs die Anregung zur selbstthätigen Regelung nur durch die erfolgende Aenderung der Klemmenspannung selbst geschieht. Derart wirken die Regelungsarten mit einem Relais, welche aber durch die für die Regelung erforderliche Zeit zu verspäteter Regelung, Ueberregeln und infolge dessen zu Spannungsschwankungen neigen. Als brauchbar zur sofortigen selbstthätigen Regelung lediglich infolge der zu regelnden Spannungsänderungen selbst erscheint das Parallelschalten der zu regelnden Spannung oder einer derselben proportionalen Spannung mit einer entgegenwirkenden Hülfsspannung unter Zwischenschalten von regelnden Windungen. Auf diesem Grundsatz beruht die neue, noch zu beschreibende Anordnung zur Regelung von Wechselstromerzeugern beliebiger Phase. Eine besondere theilweise Anwendung dieses Grundsatzes ist bereits in der Patentschrift 57168 mit dem besonderen Zweck, die Belastung der Antriebsmaschine . möglichst gleichförmig zu gestalten, beschrieben. Die Hülfsspannung eines Sammlers wirkt daselbst der Spannung der Erregermaschine unter Zwischenschalten von regelnden Windungen entgegen. Die durch die Anordnung erzielte Spannungsregelung pafst sich dem Zweck der gleichförmigen Belastung der Antriebsmaschine an, ohne dafs nothwendig die Klemmenspannung der Wechselstrommaschine dadurch auf gleichbleibender Höhe oder auf einer mit der Belastung zunehmenden Höhe gehalten werden mufs, da Regelung nur stattfindet, wenn die Ursachen der Spannungsänderung der Wechselstrommaschine mit einer Aenderung der Umlaufzahl des Stromerzeugers verknüpft sind. So kann die Wechselstromspannung infolge Aenderung von inductiver Belastung sich ändern, ohne dafs eine entsprechende Regelung erfolgt. Die Regelung: der patentirten Anordnung ist durchaus abhängig von dem Verhalten der Antriebsmaschine gegenüber Belastungsschwankungen und mufs nach den Eigenschaften der zufälligen Antriebsmaschine bemessen werden. Die Sammelbatterie mufs dabei verhältnifsmäfsig grofs sein, da sie allenfalls die gesammte Leistung der Dynamo

aufnehmen mufs. Die Regelung bedarf der Schwankungen in der Umdrehungszahl, welche letztere jedoch im Widerspruch hierzu in Vertheilungssystemen mit Motorenbetrieb und aus Rücksicht auf leichtes Parallelschalten der Erzeuger thunlichst eingeschränkt werden soll. Die von der Erregermaschine ausgehende Anregung zur Regelung ist für den Zweck einer guten Regelung der Wechselstromspannung unvollkommen , da im Allgemeinen die Erregerspannung der Wechselstromspannung nicht genügend proportional ist. Die angeführten Eigenschaften der aus der Patentschrift 57168 bekannten Anordnung, wonach insbesondere eine richtige Regelung auf gleichbleibende oder mit der Belastung zunehmende Wechselstromspannung nur unter besonders günstigen Verhältnissen erreicht werden kann, machen eine Verbesserung wünschenswerth, welche durch folgende Abänderung und neue Gruppirung bekannter Elemente bewirkt wird. Während gemäfs der angeführten Patentschrift die Spannung eines Sammlers der Erregerspannung entgegenwirkt, wird hier die Hülfsspannung einer Gleichstromquelle mit der Spannung des Wechselstromerzeugers oder einer der letzteren proportionalen Spannung mit Hülfe eines Wechselstrom - Gleichstromumformers parallel geschaltet. Als Zwischenglied können noch aufserdem feststehende Transformatoren hinzukommen. Die Hülfsspannung wird von einer beliebigen geeigneten Gleichstromquelle, sei es wie bei dem Gegenstand der Patentschrift 57168 eine Sammelbatterie, sei es eine Gleichstromdynamo, abgeleitet. Die Spannung der Hülfsgleichstromquelle ist als mafsgebend anzusehen, derart, dafs infolge der angewendeten Schaltung sich die Spannung des Wechselstromerzeugers selbstthätig dieser Hülfsspannung entsprechend einstellt. Der Wechselstrom-Gleichstromumformer kann verschiedener Bauart sein, mufs jedoch Aenderungen der Spannung des Wechselstromkreises auf die Gleichstromseite übertragen und umgekehrt; auch mufs er als Gleichstrom-Wechselstromumformer betriebsfähig sein. In die Leitungen, welche den Wechselstromerzeuger mit dem rotirenden Umformer und von da aus mit der Hülfsgleichstromquelle verbinden, werden regelnde Windungen eingefügt, durch welche zwischen Hülfsgleichstromquelle und Wechselstromleitung ein Ausgleichstrom fliefst, sobald sich die Spannungen des Wechselstromerzeugers und der Hülfsgleichstromquelle nicht mehr entsprechen. Um die Wirkung der Regelung zu verstärken, kann die Hülfsgleichstromquelle selbst als Verbunddynamo mit Nebenschlufs und Hauptstromwickelung ausgeführt werden. Das Einfügen von regelnden Windungen zwischen zwei Stromquellen ist schon in der Patentschrift 57168 beschrieben; ebenso ist es bekannt, dafs derartige regelnde Windungen entweder direct den magnetischen Kreis des Wechselstromerzeugers beeinflussen können oder auch denjenigen der Erregermaschine. Die gezeichneten Fig. ι bis 3 geben Beispiele der neuen Anordnung.

Die Bedeutung^ der eingeschriebenen Buchstaben ist folgende:

n> Wechselstromerzeuger beliebiger Phase,

m Magnetbewickelung desselben,

e Gleichstromerregermaschine,

u rotirender Wechselstromgleichstrom - Umformer,

g mafsgebende Hülfsgleichstromquelle,

η Nebenschlufs der Erregermaschine,

h Hauptstromwickelung der Erregermaschine, c regelnde Windungen,

t Transformator.

Die allgemeine Anordnung ist in Fig. 1 dargestellt, von welcher die übrigen Figuren nur besondere Fälle bilden.

In Fig. 2 ist die Erregermaschine mit der Hülfsgleichstromquelle zu einer Dynamo g e

Dieselbe Vereinigung ist in Fig. 3 vorgenommen, und aufserdem sind die regelnden Wickelungen c mit den Hauptstromwickelungen h der Erregermaschine vereinigt, wobei vorausgesetzt ist, dafs die regelnden Windungen c in diesem Fall den magnetischen Kreis der Erregermaschine erregen sollen.

Weitere besondere Fälle von Fig. 1 lassen sich bilden insbesondere durch Hinweglassen der Häuptstromwickelung h oder der Nebenschlufswickelung n.

Als Abänderung von Fig. 1 sind auch Anordnungen möglich, welche den Ausgleichstrom auf der Wechselstromseite des Umformers benutzen und in geeigneter Weise zur Regelung nutzbar machen; dieselben dürften jedoch von geringerer praktischer Bedeutung sein.

Als Vortheile der neuen Anordnung sind anzuführen: Die Regelung findet ohne Zeitverlust bei jeder Aenderung der Spannung des Wechselstromerzeugers statt, gleichviel welches auch der Anlafs zur Spannungsänderung war. Die Anordnung vereinigt also die Vortheile, welche sonst mit einer Regelung mittels Relais verbunden sind, mit den Vortheilen directer Regelung durch Compoundirungswickelung.

Die Spannung einer Hülfsgleichstromquelle spielt die Rolle einer mafsgebenden Spannung, nach welcher sich die Spannung des Wechselstromerzeugers selbstthätig einstellt. Es ist also eine genaue, der gewünschten Spannung entsprechende, ursprüngliche Spannungsregelung nur an einer Gleichstromhülfsquelle erforderlich und nur letztere mit Rücksicht auf beste Spannungsregelung zu bauen, da ja die Eigenschaften dieser Hülfsgleichstromquelle sich be-

Claims (1)

1. züglich der Spannungsregelung ohne Weiteres auf den Wechselstromerzeuger übertragen. Insbesondere gegenüber der aus der Patentschrift 57168 bekannten Regelungsart ergiebt sich eine nur mäfsige Gröfse der Hülfsgleichstromquelle, richtigere Regelung der Spannung, Unabhängigkeit von den Eigenschaften der Antriebsmaschine, gröfserer Spielraum in der Wahl der Art der Hülfsgleichstromquelle, die Möglichkeit, die Hülfsgleichstromquelle mit der Erregerdynämo zu vereinigen, keine Nothwendigkeit, die Erregermaschine mit dem Wechselstromerzeuger zu kuppeln, und die Unabhängigkeit der Regelung von den zufälligen Ursachen der Spannungsänderung des Wechselstromerzeugers.

   Pa τ ε ν τ - A ν s ρ R υ c η :

   Einrichtung zur Spannungsregelung für ein- oder mehrphasige Wechselstrommaschinen, deren Compoundirungswicklung von zwei Stromquellen in Gegen einanderschaltung gespeist wird, dadurch gekennzeichnet, dafs die wechselnde Spannung der einen Stromquelle von einem mit der zu regelnden Maschine parallel geschalteten Wechselstrom - Gleichstromumformer geliefert wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.