DE223333C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 223333 KLASSE 21 c. GRUPPE

OSCAR ANDRE in BUDAPEST.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 15. Oktober 1908 ab.

Die Reguliergeschwindigkeit der selbsttätigen Spannungsregler mit veränderlichem Regelungswiderstand üblicher Bauart ist, falls keinerlei Vorkehrungen zur Behebung des verzögernden Einflusses der Selbstinduktion der Erregerstromkreise getroffen werden, abhängig von der Größe der Selbstinduktion dieser Stromkreise und in den meisten Fällen eine so geringe, daß dieselben als träge wirkende Einrichtungen

ίο zur Spannungsregelung bezeichnet werden, im Gegensatz zu anderen schnellwirkenden Einrichtungen (z. B. Tirrillregler).

Um von einem solchen träge wirkenden Spannungsregler, zu denen auch die Kompoundierangseinrichtungen bei Maschinen zu rechnen sind, zu einem Schnellregler zu gelangen, müßte bei demselben eine Einrichtung vorgesehen werden, mittels welcher die magnetische Trägheit der Magnete überwunden wird, so daß die Reglerkontakte beliebig rasch bewegt werden können, ohne daß ein Überregulieren eintritt. (Bei Vorhandensein von magnetischer Trägheit kann bekanntlich leicht ein Überregulieren stattfinden.)

. Die nach Art unmittelbarer Kompoundierungen^ also ohne mechanische, bewegliche Zwischenteile auf rein elektrischem Wege wirkende, z. B. in der deutschen Patentschrift 171633, Klasse 21 c, beschriebene, nur für Gleichstromnetze bestimmte Einrichtung zur Überwindung der magnetischen Trägheit, bestehend aus einem Transformator, dessen primäre Wicldung vom Netzstrom durchflossen wird, und dessen parallel zur Magnetwicklung liegende Sekundärwicklung bei Belastungsänderungen in der Magnetwicklung einen Induktionsstoß erzeugt, kann bei Wechselstromgeneratoren naturgemäß nicht verwendet werden.

Nach der Erfindung wird zur Überwindung der magnetischen Trägheit eine Einrichtung verwendet, bei welcher bei Belastungsänderungen im Netz mittels dessen elektrischer Größen eine mechanisch wirkende Vorrichtung beeinflußt wird, durch welche Induktionsströme erzeugt werden, welche eine mit den selbsttätigen Regelungsvorrichtungen bzw. mit den Kompoundierungseinrichtungen gleichsinnig und gleichzeitig wirkende Änderung der Erregung der Maschine herbeiführen. Diese Einrichtung kann, da sie von der Maschine voll- kommen getrennte Apparate für die Regelung benutzt, im Gegensatz zu den bekannten Einrichtungen an jeder Maschine, Gleich- wie Wechselstrommaschine, die! bereits mit selbsttätigen Regelungsvorrichtungen oder Kompoundierungseinrichtungen versehen ist, ohne weiteres nachträglich angeordnet werden, wodurch die Maschinen wesentlich verbessert werden. Sie besteht im wesentlichen aus einem von der zu regelnden Größe beeinflußten Solenoid, dessen Eisenkern einen Regelungswiderstand bedient, welcher mit einer Gleichstromquelle gemeinsam in die möglichst induktionsfreie Primärwicklung eines Transformators geschaltet ist, dessen Sekundärwicklung in einen Erregerstromkreis der Maschine gelegt ist.

Bei Änderungen der elektrischen Größen des Netzes wird der Widerstand im Primärstrom-

kreis des Transformators verändert und die in dessen Sekundärwicklung erzeugten Induktionsstöße in dem Erregerstromkreis der Maschine zur Wirkung gebracht.

Bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung werden.die Induktionsstöße zur Beeinflussung eines elektromagnetischen Umschalters verwendet, welcher den Erregerstromkreis der Erregermaschine entweder auf

ίο Stromquellen verschiedener E. M. K. schaltet oder einen Regulierwiderstand im Erregerstromkreis betätigt.

Es bedeutet: ι einen Wechselstromgenerator, dessen Spannung geregelt werden soll, 2 seine Erregermaschine, welche die Erregerwicklung 3 des ersteren speist, 34 die Nebenschlußwicklung der Erregermaschine, 24 einen veränderlichen Vorschaltewiderstand in dieser Nebenschlußwicklung, 4 ein von der zu regelnden Spannung beeinflußtes Solenoid, 5 dessen Eisenkern, 41 eine Stange, mittels welcher der Kern 5 an dem einen Arm des Hebels 26 aufgehängt ist, 38 einen Kontakt, mittels welchem einzelne Stufen des Widerstandes 24 zu- oder abgeschaltet werden können, 40 eine Stange, welche den Kontakt 38 mit dem anderen Ende des Hebels 26 verbindet, 36 einen Lenker zur Führung der Stange 40, 11 eine Feder zur Herstellung eines stabilen Gleichgewichtes.

4' ist ein von der Spannung der Erregermaschine beeinflußtes Solenoid-, 5' dessen Eisenkern, welcher mittels der Stange 41' an dem einen Ende des zweiarmigen Hebels 26' aufgehängt ist, 11' eine Schraubenfeder, welche der Zugkraft des Solenoides 4' das Gleichgewicht hält. 40' ist eine am anderen Hebelende angreifende Stange, auf welcher voneinander und von der Stange isolierte Kontakte 7 befestigt sind, welche mittels biegsamer Leiter 8 mit den Widerstandsstufen verbunden sind. Ein zweiter Punkt der Stange 40' wird durch den Lenker 36' geführt. 27' ist ein Gegengewicht und 39 eine Dämpfungsvorrichtung.

53 ist ein Flüssigkeitswiderstand, welcher mit den Primärwicklungen 45 und 46 eines Transformators 51 an eine Stromquelle 50 angeschlossen ist. Die Sekundärwicklung 49 des Transformators 51 liegt im Nebenschluß Stromkreis der Erregermaschine 2.

Der Stromtransformator 47 sowie der Spannungstransformator 48 speisen die Solenoide 44 und 43, deren Eisenkern 52 die Eintauchplatte des Flüssigkeitswiderstandes 53 bewegt.

Bei Niederspannung ist die Zwischenschaltung der Transformatoren 47 und 48 nicht notwendig, sondern es können die Solenoide direkt an das Netz angeschlossen werden.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Bei Belastungsänderungen ändert sich die Stromstärke des Stromtransformators 47 bzw. des Solenoides 44, und der Solenoidkern 52 ändert die Höhenlage der Eintauchplatte und somit auch die Größe des Flüssigkeitswiderstandes. Dadurch wird die Stärke des durch die Spulen 45 und 46 fließenden Gleichstromes geändert.

Der Gleichstrom veränderlicher Stromstärke der Wicklungen 45 und 46 induziert nun in der Sekundärwicklung 49 des Transformators eine elektromotorische Kraft, welche auf den Erregerstrom der Maschine 2 so wirkt, daß die normale elektromotorische Kraft im Erregerstromkreis erhöht bzw. erniedrigt wird. Die resultierende elektromotorische Kraft wird dementsprechend, solange der Beharrungszustand nicht eingetreten ist, solange als der Regulator regulierend einwirkt, höher oder niedriger sein als die normale elektromotorische Kraft des Erregerstromkreises.

Bei Spannungsänderungen im Netz erfolgt in ähnlicher Weise eine Änderung der elektromotorischen Kraft im Erregerströmkreis unter dem Einfluß des Spannungstransformators 48. Durch Änderung der wirksamen elektromotorischen Kraft im Erregerstromkreis werden für die rasche Änderung der Feldstärke durch Abschaltung von Widerstandsstufen des Regulierwiderstandes günstige Verhältnisse geschaffen.

Sobald die zu regelnde Spannung, Tourenzahl oder Leistung wieder ihren normalen Wert besitzen, nimmt die elektromotorische Kraft des Erregerstromkreises auch wieder ihren normalen Wert an.

Im übrigen ist die Wirkungsweise des Spannungsreglers folgende:

Bei fallender Belastung, also steigender Spannung, bewegt das Solenoid 4 den Kontakt 38 nach abwärts, so daß Widerstandsstufen in den Erregerstromkreis eingeschaltet werden und die Erregung des Generators geschwächt wird. Da aber infolge der sinkenden Spannung der Erregermaschine die Zugkraft des Solenoides 4' abnimmt, bewegt die Feder 11/ die Kontakte 7 ebenfalls nach abwärts, und es werden Wider-Standsstufen wieder zugeschaltet. Das Entgegenarbeiten des Solenoides 4' wird so - eingestellt, daß die vom Solenoid 4 eingeleitete Änderung der Erregung nicht vollständig aufgehoben wird, sondern daß nur das Überregulieren, ver-. mieden wird. Da die Reguliergeschwindigkeit beliebig groß gewählt werden kann, ist die Regelung eine vollkommene.

In der Fig. 2 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Spannungsreglers dargestellt.

Bei dieser Ausführungsform ist die Sekundärwicklung 49 des Transformators 51 nicht in den Nebenschlußstromkreis der Erregermaschine geschaltet, sondern an eine bewegliche Spule 54 angeschlossen, welch letztere mit einer einen doppelpoligen Umschalter 55. betätigenden Stange 66 fest verbunden ist.

Der doppelpolige Umschalter 55 wird mittels

einer Rückstellvorrichtung, bestehend aus den Federn 57 und 58 der festen Stoßplatte 56 und den auf der Stange 66 sitzenden Bunden 59 und 60, stets in die Mittelstellung zurückgeführt.

61 ist eine feststehende Spule, welche an die

Stromquelle 62 ständig angeschlossen ist und welche, je nachdem, ob und in welchem Sinne die andere Spule 54 von dem Strom durchflossen wird oder nicht, auf letztere anziehend oder abstoßend, oder aber gar nicht einwirkt und dementsprechend den Umschalter verstellt.

Durch den Umschalter 55 wird die Erregerwicklung 34 der Erregermaschine der Fig. 1 nebst Regulier widerst and 24 abwechselnd an drei Stromquellen 63, 64, 65 mit verschiedenen elektromotorischen Kräften angeschlossen.

Je nachdem, ob bei der Spannungsregelung Widerstandsstufen zu- oder abgeschaltet werden müssen, wird der Erregerstromkreis auf die Stromquelle kleinster oder größter elektromotorischer Kraft umgeschaltet und dadurch eine raschere Einwirkung der Regelungseinrichtung ermöglicht.

Nach dem Eintreten des Beharrungszustandes wird der Umschalter wieder in seine Mittelstellung zurückgedrängt, und der Erregerstromkreis wird an die Stromquelle 64, deren elektromotorische Kraft einen mittleren Wert besitzt, angeschlossen.

Um keine großen Energiemengen schalten zu müssen, empfiehlt es sich, die Erregermaschine nicht mit eigener Erregung, sondern mit Fremderregung durch eine Hilfserregermaschine auszuführen. Zur Vermeidung einer Verzögerung in der Regulierung könnte die Erregermaschine zwei induktiv verkettete, einander entgegenwirkende, also induktionsfreie Erregerwicklungen erhalten, wie dies in Fig. 1 a dargestellt ist, in welcher 24' und 34' die zwei induktiv verketteten Erregerwicklungen bedeuten. 2' ist die Haupterregermasch'ine, 2 die Hilfserregermaschine mit der Erregerwicklung 34. Die elektromotorische Kraft des Erregerstromkreises könnte, wie oben bereits angedeutet ist, auch durch Abschaltung der Stufen eines Widerstandes im Erregerstromkreis zeitweise erhöht oder erniedrigt werden.

Aber nicht nur zur Regelung der Spannung von Stromerzeugern kann die vorliegende Einrichtung verwendet werden, sondern auch zur Regelung der Tourenzahl von Motoren, zur Änderung der Leistung usw.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Einrichtung zur Beschleunigung der von den elektrischen Größen eines Netzes eingeleiteten Erregungsänderungen an elektrischen Maschinen mit selbsttätigen Regelungsvorrichtungen oder Kompoundierungseinrichtungen, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einer bei Belastungsänderungen im Netz von dessen elektrischen Größen beeinflußten, mechanisch wirkenden Vorrichtung Induktionsströme erzeugt werden, die eine mit den selbsttätigen Regelungsvorrichtungen bzw. mit den Kompoundierungseinrichtungen gleichsinnig und gleichzeitig wirkende Änderung der Erregung der Maschine herbeiführen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.