DE204598C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 204598 KLASSE 21 c. GRUPPE

Widerstände.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Februar Ϊ907 ab.

Die zur selbsttätigen Regelung der Spannung von Generatoren benutzten Apparate kann man in langsam und schnell wirkende einteilen, je nachdem sie Belastungsstöße und durch diese hervorgerufene Spannungsschwankungen verhältnismäßig langsam oder sofort ausgleichen. Die den Gegenstand der Erfindung bildende Reguliervorrichtung stellt einen Schnellregler dar, der durch periodisches Kurzschließen und

ίο Einschalten eines beispielsweise im Erregerkreise der Erregermaschine liegenden festen Widerstandes die Netzspannung konstant hält. Der Regler unterscheidet sich von ähnlichen bekannten Einrichtungen dadurch, daß die Zu-Standsänderung des schwingenden, die Regelung bewirkenden Systemes lediglich durch Änderung der auf dasselbe wirkenden Kräfte bewirkt wird, ohne daß Massen unter dem Einflüsse dieser Kräfte nennenswerte Wege zurücklegen brauchen, besondere Dämpfungsmittel also entbehrlich werden.

Ferner schwingt das System gegen einen festen Anschlag, also um eine einzige Mittellage, besitzt nur einen beweglichen Kontakt und wird nur durch innere Spannungen so beeinflußt, daß das Verhältnis

Dauer der Verstärkung des Erregerstromes

Dauer der Schwächung des Erreger stromes

in dem der jeweiligen Netzbelastung entsprechenden Sinne geregelt wird.

Fig. ι zeigt eine Ausführungsform des Reglers.

An eine beliebige Stromquelle ζ sind die beiden Magnetwicklungen W₁ und W₂ parallel angeschlossen, Wi₁ unter Vorschalten eines induktionsfreien Widerstandes 0, W₂ unter Vorschalten eines induktiven Widerstandes I. Beiden Wicklungen gemeinschaftlich vorgeschaltet ist der Widerstand i, der durch den schwingenden Hebel h und den festen Kontakt c periodisch kurzgeschlossen wird.

Haben nun m-, und 0 zusammen denselben

Ohmschen Widerstand wie w₂ und I und außerdem W₁ und m₂ dieselbe Zahl Amperewindungen, so wird die.Zugkraft beider Magnete gleich groß sein. Daran wird auch nach Kurzschließen des Widerstandes i durch h und c nichts geändert. Die Zugkräfte beider Spulen werden zwar verstärkt, bleiben aber gleich groß. Wird dagegen der Hebel h in Schwingungen versetzt, so wird der Strom durch m₂ unter dem Einflüsse.. der Drosselspule I sich nur wenig ändern, also praktisch konstant bleiben, während der Strom durch M₁ beim Kurzschließen von i steigt und beim Öffnen von i fällt, so daß die einmal eingeleiteten Schwingungen weiter bestehen bleiben. Hierbei ist jedoch die mittlere Zugkraft von W₁ während einer Schwingung stets gleich der mittleren Zugkraft von m₂. Eine größere Zugkraft von W₂ ist leicht zu erreichen, indem eine periodisch längere Berührung zwischen c und h durch ein weiteres Mittel bewirkt wird. Dieses besteht in an sich bekannter Weise in dem

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. Auflage, ausgegeben am 30. Üe\ember igoS.)

Spannungsrelais r, das an den Klemmen des auf konstante Spannung zu regelnden Generators g liegt und durch eine Feder q ausbalanciert ist. Der Anker des Spannungsrelais r ist mit dem schwingenden Systeme fest verbunden. Die Regelung der Spannung von g₁ erfolgt schließlich, indem durch den Kontakt C₁ der feste Widerstand w im Stromkreise der Erregerwicklung η der Erregermaschine g_x periodisch kurzgeschlossen wird, wodurch der mittlere Erregerstrom auf einer Höhe erhalten wird, die dem augenblicklichen Belastungszustande entspricht. Die Kraft, welche hierbei das durch die Feder q völlig ausbalancierte Spannungsrelais r auf das schwingende System auszuüben hat, ist sehr_ gering. Denn während die Kräfte P₁ und P₂, welche von den beiden Spulen W₁ und W₂ aus-

■ geübt werden, selbst eine erhebliche Größe haben können, kommt für die Bewegung des Systemes nur die Differenz P₂-Pi in Frage, und es genügt, wenn beim Übergänge von einem Zustande zu einem anderen das Spannungsrelais für einen Moment eine Kraft ausüben kann, die höchstens P₂—P₁ entsprechen braucht, wodurch der Widerstand w für kurze Zeit, näm-· lieh bis die normale Spannung wieder erreicht wird, ganz kurzgeschlossen oder ganz eingeschaltet wird.

Die Schwingungen des Systemes werden ferner durch Spannungsschwankungen der' Stromquelle ζ wenig beeinflußt, da die mittleren Zugkräfte von W₁ und W₂ gegeneinander stets ausbalanciert sind. Der Hauptvorteil des Systemes liegt aber darin, daß der Anker des Spannungsrelais r zur Änderung der Schwingungsform nur einen veränderten Druck auszuüben, nicht aber einen endlichen Weg zurückzulegen hat, also auch keine Dämpfung erfordert.

In Fig. ι sind zum Kurzschließen der Widerstände i bzw. w zwei Kontakte c und C₁ verwendet. Man kann jedoch auch die Widerstände i und w zu einem einzigen vereinigen, wobei zu berücksichtigen ist, daß das elektrisch ausbalancierte System W₁, m₂ auch bei Veränderung der Spannung oder des Widerstandes i gleich gut arbeitet.

In Fig. ι ist ferner angenommen, daß die Widerstände i und w direkt kurzgeschlossen würden. Da aber hierbei die Kontakte zu sehr leiden würden, so kann man in bekannter Weise Zwischenrelais anwenden, die imstande sind, größere Energie zu schalten. Schließlich kann auch die Drosselspule Z der Fig. 1 durch irgendeinen anderen, ohnehin vorhandenen, induktiven Widerstand ersetzt werden, z. B. durch die Erregerwicklung η der Erregermaschine. Diese Abänderungen sind in Fig. 2 dargestellt. Die Spule W₂ ist hintereinandergeschaltet mit n, die Spule W₁ mit dem induktionsfreien Widerstände 0, die beiden Paare, ähnlich wie in Fig. 1, sind unter sich parallel in Hintereinanderschaltung mit dem gemeinsamen, induktionsfreien Widerstände w an die Stromquelle ζ gelegt. Die Zugkräfte von W₁ und W₂ sind wieder bei jeder, konstanten Stromstärke gleich. Der Widerstand w wird nicht direkt durch den Kontakt c, sondern indirekt durch das Zwischenrelais u kurzgeschlossen mittels der Kontakte v, v. Es bedarf keiner weiteren Erklärung, daß durch, diese Änderungen an der Wirkungsweise der Einrichtung nichts Wesentliches geändert ist.

In vorstehendem erscheint der Schnellregler benutzt zum Konstanthalten einer Spannung. Durch geeignete zusätzliche Einrichtungen kann man aber auch eine Kompoundierung des Generators erreichen. Werden mehrere parallel arbeitende Generatoren getrennt geregelt, so ist durch bekannte Mittel (u. a. nach Patent 177269) dafür zu sorgen, daß keine Ausgleichströme auftreten.

Der Schnellregler ist aber auch nicht beschränkt auf die Erhaltung oder gesetzmäßige Regelung einer Spannung, sondern er kann auch für beliebige andere Verhältnisse verwandt werden, die eine Schnellregelung verlangen.

Ist beispielsweise ein Gleichstrommotor an eine Stromquelle angeschlossen, die große und , plötzliche Spannungsschwankungen aufweist, und soll der Motor gleichwohl in seiner Tourenzahl möglichst konstant gehalten werden, so kann das Spannungsrelais r (Fig. 1 und 2) durch irgendeine andere Vorrichtung beeinflußt oder ersetzt werden, welche die Tourenzahl des Motors anzeigt, wobei die andere Regelungseinrichtung das Feld des Motors beeinflußt. Damit würde der Schnellregler als Tourenregler wirken. Eine derartige, die Tourenzahl anzeigende Vorrichtung könnte in einem mit der betreffenden Maschine gekuppelten, kleinen Gleichstromgenerator bestehen, der die Wicklung von r speist. Durch Einschalten von Widerstand in den Stromkreis von r ließe sich weiterhin die Tourenzahl der Maschine auf einen bestimmten, gewünschten Wert einstellen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Selbsttätiger Schnellregler, der durch periodisches Kurzschließen und Einschalten eines Widerstandes in einem Erregerstromkreise einen bestimmten Zustand (die Spannung eines Generators, die Tourenzahl einer Maschine o. dgl.) konstant erhält oder nach einem vorgeschriebenen Gesetze (Kornpoundierung o. dgl.) ändert, dadurch gekennzeichnet, daß das schwingende System zum periodischen Kurzschließen des Widerstandes aus einem gegen einen festen Kontakt arbeitenden, von dem Spannungsrelais

   im Sinne des Öffnens des Kontaktes beeinflußten Hebel besteht, der durch zwei parallel an eine beliebige Stromquelle angeschlossene, einander entgegenwirkende Elektromagnete von verschiedener Zeitkonstante in Schwingung gehalten wird, indem ein gemeinschaftlicher Vorschaltwiderstand der Elektromagnete durch den schwingenden Hebel selbst periodisch kurzgeschlossen wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.