DE229918C

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KAISERLICHESIMPERIAL

eio PATENTAMT.eio PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 c. GRUPPECLASS 21 c. GROUP

MORITZ KROLL in PILSEN, Böhmen.MORITZ KROLL in PILSEN, Bohemia.

Selbsttätig wirkende elektrische Regelungsvorrichtung.Automatic electrical control device.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. September 1909 ab.Patented in the German Empire on September 14, 1909.

Es sind elektrische Spannungs- und Stromregler bekannt, bei welchen zwei normale Kollektormotoren ein Differentialgetriebe derart antreiben, daß dasselbe bei einer bestimmten Stärke des derselben Leitung entnommenen Magnetisierungsstromes nicht regelt, wohl aber, wenn dieser Strom kleiner oder größer geworden ist. Das hat seinen Grund darin, daß die Magnete beider Elektromotoren ungleich stark gesättigt sind, daß sich somit bei einer Änderung des Magnetisierungsstromes die Felder beider Maschinen in ungleichem Maße ändern und mit ihnen die Umlaufzahl. Je größer dabei der Unterschied der Umlaufzahlen heider Maschinen wird, um so rascher wirkt der Regler.There are known electrical voltage and current regulators in which two normal commutator motors drive a differential gear so that the same is removed at a certain strength of the same line Magnetizing current does not regulate, but if this current has become smaller or larger is. The reason for this is that the magnets of both electric motors are unequal are highly saturated, so that when there is a change in the magnetizing current the fields of both machines change to an unequal degree and with them the number of revolutions. The greater the difference in the number of revolutions of the two machines, the faster the controller works.

In keinem Falle kann sich aber die Feldstärke eines der beiden Motoren rascher als der erregende Feldstrom ändern. Beide Felder werden stets gleichzeitig stärker oder schwächer, wenn auch in ungleichem Maße. Infolgedessen wird das Differentialgetriebe bei geringen Schwankungen des Magnetisierungsstromes nur verhältnismäßig langsam, und wenn der Regler einen einigermaßen größeren Stellwiderstand zu bewältigen hat, gar nicht regeln. Solche Regler sind also nicht in den Fällen brauchbar, wo nur geringe, rasch verlaufende Spannungs- bezw. Stromänderungen zulässig sind.In no case can the field strength of one of the two motors be faster than change the exciting field current. Both fields are always stronger or weaker at the same time, albeit to an unequal degree. As a result, the differential gear is at low Fluctuations in the magnetizing current only relatively slowly, and if the controller has to cope with a somewhat larger variable resistance, does not regulate at all. Such Regulators are therefore not useful in cases where only low, rapidly running voltage respectively Current changes are permissible.

Der elektrische Regler, welcher den Gegenstand der Erfindung bildet, gleicht den vorstehend besprochenen bekannten Reglern insoweit, daß bei demselben ebenfalls ein regelndes Differentialgetriebe von zwei Elektromotoren in besprochener Weise angetrieben wird. Er unterscheidet sich aber durch eine eigenartige Ausführung eines oder auch beider Elektromotoren, die zur Folge hat, daß sich das wirksame Feld stets rascher als der Magnetisierungsstrom ändert, und daß, während die Feldstärke und mit ihr die Geschwindigkeit des einen Motors zunimmt, die des anderen fällt. Ein geringfügiger Wechsel des Magnetisierungsstromes hat bei diesen Verhältnissen eine große Tourendifferenz der Elektromotoren zur Folge, so daß der Regler auch dann schon rasch wirkt.The electrical regulator which is the subject of the invention is similar to the above discussed known regulators to the extent that the same also has a regulating Differential gear is driven by two electric motors in the manner discussed. It differs, however, in a peculiar design of one or both of them Electric motors, which has the consequence that the effective field is always faster than the magnetizing current changes, and that while the field strength and with it the speed of one motor increases, that of the other falls. A slight change in the magnetizing current has under these conditions a large speed difference of the electric motors result, so that the controller also then works quickly.

Fig. ι bis 3 stellen drei verschiedene Ausführungsformen derartiger Regler dar.Fig. 1 to 3 represent three different embodiments such a controller.

Fig. ι zeigt eine Anordnung, durch welche die Spannung einer Dynamomaschine konstant gehalten werden soll. Zwei Kollektormotoren a und b beeinflussen ein Differentialgetriebe e. Die beiden Motoren entnehmen den Strom den an die zu regelnde Dynamomaschine angeschlossenen Leitungen I₁ und I₂. Bei dem gezeichneten Anschluß der Magnet wicklung c einerseits, d_x und d₂ andererseits an die Leitung I₁ und I₂ fließt durch dieselben ein Strom, der sich mit der Spannung der zu regelnden Dynamomaschine ändert. Die Elektromotoren sind derart gebaut, daß sie bei normaler Spannung der Dynamomaschine gleich schnell laufen, das Rad f sonach stillsteht, bei Änderung der Spannung, welche eine Änderung des Stromes in den Wicklungen d_v d₂ und c zur Folge hat, ungleich schnell umlaufen, so daß auch das Rad f in Drehung gerät und so lange regelnd auf die Dynamomaschine, z. B. ihre Erregung einwirkt, bis sich wieder die Normalspannung eingestellt hat.Fig. Ι shows an arrangement by which the voltage of a dynamo machine is to be kept constant. Two commutator motors a and b influence a differential gear e. _{The two motors draw} the current from the lines I 1 and I ₂ connected to the dynamo to be controlled . In the drawn connection of the magnet winding c on the one hand, d _x and d ₂ on the other hand to the line I ₁ and I ₂ flows through the same a current that changes with the voltage of the dynamo to be controlled. The electric motors are built in such a way that they run at the same speed with normal voltage of the dynamo, the wheel f therefore stands still, when the voltage changes, which results in a change in the current in the windings d _v d ₂ and c, rotate at a different speed, so that the wheel f starts rotating and regulates the dynamo machine, z. B. their excitation acts until the normal voltage has been set again.

Während der Elektromotor α normal gebaut ist, steht der Anker des Motors b unter der Einwirkung zweier Gegenfelder, derart, daß jeder Ankerdraht gleichzeitig beide durchsetzt. Das eine Feld wird durch ein Magnetsystem mit der Wicklung d_v das zweite Feld durch ein anderes Magnetsystem mit der Wicklung d₂ erzeugt. Die Pole des einen Systems sind nur schwach gesättigt, so daßWhile the electric motor α is built normally, the armature of the motor b is under the action of two opposing fields, in such a way that each armature wire penetrates both at the same time. One field is generated by a magnet system with winding d _{v and} the second field is generated by another magnet system with winding d ₂ . The poles of one system are only weakly saturated, so that

ίο das zugehörige Feld sich angenähert proportional mit dem Erregerstrom ändert, während die Pole des anderen Magnetsystems hoch gesättigt sind, so daß sich dessen Feld, das überdies kräftiger ist, beim Wachsen oder Fallen des Erregerstromes nur sehr wenig ändert.ίο the associated field is approximately proportional changes with the excitation current, while the poles of the other magnet system are highly saturated are so that its field, which is moreover stronger, when growing or Falling the excitation current changes very little.

In Fig. 5 stellen die Ordinaten der Kurve h die jeweilige Stärke des Feldes dar, welches die Wicklung d_x erzeugt, die Abszissen den zugehörigen Erregerstrom, die Ordinaten der Kurve k die Stärke des Feldes, welches durch die Wicklung d₂ hervorgerufen wird. 0 1 sei etwa der Erregerstrom bei normaler Spannung der Dynamomaschine. 23 ist dann das wirksame Feld, welches in der Ankerwicklung des Motors b die elektromotorische Gegenkraft erzeugt. In FIG. 5, the ordinates of curve h represent the respective strength of the field which is _{generated by winding d x} , the abscissas the associated excitation current, and the ordinates of curve k the strength of the field which is produced by winding d ₂ . 0 1 is about the excitation current at normal voltage of the dynamo. 23 is then the effective field which generates the counter electromotive force in the armature winding of motor b.

Man sieht, daß sich dieses Feld und mit ihm die Umlaufzahl des Motors b prozentual wesentlich rascher als der Erregerstrom ändert. Das Feld nimmt dabei mit wachsendem Erregerstrom rasch ab, die Umlauf zahl des Motors also rasch zu, während sie bei dem Motor a, der normal gebaut ist, abfällt, freilich verhältnismäßig wenig. Schon bei geringen Änderungen des Magnetisierungsstromes bzw. der Spannung der Dynamomaschine werden bei diesen Verhältnissen die Elektromotoren α und b mit wesentlich verschiedenen Tourenzahlen laufen, das Differentialgetriebe sonach rasch regeln.It can be seen that this field and with it the number of revolutions of the motor b changes much faster in percentage terms than the excitation current. The field decreases rapidly as the excitation current increases, so the number of revolutions of the motor increases rapidly, while it drops in the case of motor a, which is of normal construction, admittedly relatively little. Even with slight changes in the magnetizing current or the voltage of the dynamo machine, the electric motors α and b will run at significantly different speeds under these conditions, thus regulating the differential gear quickly.

Durch Einfügen von Widerstand in eine zu der Wicklung d₁ und d₂ führende Leitung läßt sich die Stärke des Feldes k oder h ändern und damit die Schnelligkeit, mit welcher sich das resultierende Feld 23 (s. Fig. 5) bei Schwankungen des Erregerstroms ändert. Noch wirksamer ist eine ebenfalls Gegenstand der Erfindung bildende Ausführung des Reglers, bei der auch der Motor a mit Gegenfeldern in der Art des Motors b ausgeführt ist. Es sind dann aber die Verhältnisse so zu wählen, daß sich bei dem Motor α Felder nach Fig. 4 ergeben, wo also beim Wachsen des Erregerstromes auch das resultierende Feld 23 größer wird, bei dem Motor b Felder nach Fig. 5, so daß sich beide Felder wesentlich rascher als der Erregerstrom ändern, aber in entgegengesetztem Sinne.By inserting resistance in a line leading to the winding d ₁ and d ₂ , the strength of the field k or h can be changed and thus the speed with which the resulting field 23 (see FIG. 5) changes with fluctuations in the excitation current . An embodiment of the controller, which is also the subject of the invention, is even more effective, in which the motor a is also designed with opposing fields in the manner of the motor b . However, the conditions are then to be chosen so that the motor α fields according to FIG. 4 result, so where the resulting field 23 increases as the excitation current increases, and the motor b fields according to FIG. 5, so that both fields change much faster than the excitation current, but in the opposite sense.

Die Anordnung nach Fig. 2 dient zur Regelung einer Dynamomaschine auf konstantem Strom. Sie unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig. 1 nur durch die Verbindung der Magnetwicklungen c und d_v d₂ mit den Leitungen I₁ und I₂. Die Wicldungen sind parallel zu einer Widerstand enthaltenden Strecke von I₁ oder I₂ geschaltet, so daß bei einer Änderung des Stromes in der Leitung I₁ bzw. I₂ sich auch der Strom in c und d_x und d₂ ändert und das Rad f, welches bei normalem Strom stillsteht, in Drehung gerät und auf die Dynamomaschine so lange regelnd einwirkt, bis dieselbe wieder den normalen Strom liefert.The arrangement according to FIG. 2 is used to control a dynamo machine on constant current. It differs from the arrangement according to FIG. 1 only in the connection of the magnet windings c and d _v d ₂ with the lines I ₁ and I ₂ . The windings are connected in parallel to a section of I ₁ or I ₂ containing resistance, so that when the current in the line I ₁ or I ₂ changes, the current in c and d _x and d _{2 also} changes and the wheel f , which stands still with normal current, starts rotating and has a regulating effect on the dynamo machine until it supplies the normal current again.

Wie bei der Anordnung nach Fig. 1 können auch bei der Anordnung nach Fig. 2 auf den Anker des Motors α zwei Gegenfelder nach Fig. 4 einwirken und die Empfindlichkeit des Reglers steigern.As with the arrangement according to FIG. 1, two opposing fields according to FIG. 4 can also act on the armature of the motor α in the arrangement according to FIG. 2 and increase the sensitivity of the controller.

Die Anordnung nach Fig. 3 dient zur Regelung eines Betriebsmotors (Dampfmaschine), Turbine 0. dgl. auf gleichbleibende Umlaufzahl. Hier ist der Elektromotor α durch eine Dynamomaschine g ersetzt, die zwangläufig mit dem Betriebsmotor verbunden ist und den Strom für den Elektromotor b und die Erregerwicklungen c, d_v d_% liefert. Eine Änderung der Umlaufzahl von g hat auch eine gleichsinnige Änderung der Spannung m dieser Maschine zur Folge. Derselben entsprechend wird der Erregerstrom in c, d₁ und d₂ steigen oder fallen, so daß das Rad f, welches bei normaler Tourenzahl des Betriebsmotors stillgestanden ist, in Drehung gerät und so lange regelnd auf die Betriebsmaschine einwirkt, bis dieselbe wieder ihre normale Tourenzahl angenommen hat.The arrangement according to FIG. 3 is used to regulate an operating engine (steam engine), turbine, etc., to maintain a constant number of revolutions. Here the electric motor α is replaced by a dynamo machine g , which is inevitably connected to the operating motor and supplies the current for the electric motor b and the excitation windings c, d _v d _%. A change in the number of revolutions of g also results in a change in the voltage m of this machine in the same direction. Correspondingly, the excitation current in c, d ₁ and d _{2 will} rise or fall, so that the wheel f, which was at a standstill with the normal number of revolutions of the operating engine, starts rotating and has a regulating effect on the operating machine until it returns to its normal number of revolutions has accepted.

Das Differentialgetriebe, welches bei raschem Gange Lärm verursacht, läßt sich mit Vorteil durch andere ruhig laufende Betriebe bekannter Art ersetzen.The differential gear, which causes noise when moving quickly, can be used with advantage Replace with other quietly running businesses of a known type.

Ebenso durch bekannte Getriebe, welche verhindern, daß beim Regeln der voreilende Elektromotor treibend auf den zurückbleibenden einwirkt.Likewise by known gears, which prevent the leading one when regulating The electric motor acts as a driving force on the remaining one.

Claims

Godfather sayings:

i. Automatic electrical device for regulating the voltage or the current, in which two collector motors with excitation windings fed by the same line drive a regulating gear in such a way that the same does not regulate when the excitation current of both motors exceeds a certain level, but it does so when this current increases or decreases , characterized in that each armature wire of one electric motor (b) simultaneously intersects two opposing fields (k and h) (Fig. 5), of which the one weaker field (h) is stronger

than the other field (k) increases with the same increase in the excitation current generated by means of separate windings (H _x and d ₂ ) , so that the number of revolutions of this electric motor (b) increases faster than the excitation current and in the opposite sense as that of the other motor ( a) changes.

2. Automatically acting electrical device for regulating the voltage or the current according to claim i, characterized in that two unevenly rapidly increasing, opposing fields (A and k, Fig. 4) also act on the armature of the other motor (a) in which, however, the rapidly increasing field (h) is the stronger, so that the number of revolutions of the motor (a) also changes faster than the excitation current, in the opposite sense as that of the first motor (b).

3. Automatic electrical device for regulating the number of revolutions according to claim 1, characterized in that one of the electric motors (a) is replaced by a dynamo machine (g) which supplies the current for the other electric motor (b) and the excitation windings (c, d _v d ₂ ) delivers, and is inevitably connected to the operating engine, the number of revolutions of which is regulated to a constant level by the engine (e).

1 sheet of drawings.