DE234513C - - Google Patents
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- DE234513C DE234513C DENDAT234513D DE234513DA DE234513C DE 234513 C DE234513 C DE 234513C DE NDAT234513 D DENDAT234513 D DE NDAT234513D DE 234513D A DE234513D A DE 234513DA DE 234513 C DE234513 C DE 234513C
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
- H02P9/14—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
- H02P9/16—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field due to variation of ohmic resistance in field circuit, using resistances switched in or out of circuit step by step
- H02P9/18—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field due to variation of ohmic resistance in field circuit, using resistances switched in or out of circuit step by step the switching being caused by a servomotor, measuring instrument, or relay
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Description
KAISERLICHES
PATENTAMT.
PATENTSCHRIFT
- JVl 234513 KLASSE 21 c. GRUPPE
J. L. ROUTIN in LYON.
für selbsttätige Regler.
Gegenstand der Erfindung ist eine magnetische Regelungsvorrichtung an Relais, insbesondere
an Kontaktrelais für selbsttätige Regler, die folgende Vorteile bietet, nämlich
den
1. des schnellen Schlusses der Kontakte,
2. der plötzlichen Unterbrechung der Kontakte,
3. der selbsttätigen Stromverminderung im Augenblick der Unterbrechung des Kontaktes,
4. der Möglichkeit, selbsttätige Regler zu schaffen, welche so geartet sind, daß die Geschwindigkeit
ihres Arbeitsganges der Abweichung, die korrigiert werden soll, proportional ist.
Im folgenden ist die Beschreibung auf den ;
Fall eines Spannungsreglers beschränkt. Der Wagebalken 1 dreht sich um den Punkt 2. An
seinem Ende ist die schwebende Spule 3 be-; festigt, auf welche ein magnetisches Feld,
welches die Spulen 4 und 5 hervorrufen, einwirkt, so daß eine vertikale Zugkraft von oben
nach unten ausgeübt wird. Die Spulen 3, 4, 5 sind mit einem Hilfswiderstand 6 in Reihe geschaltet
und werden durch einen Strom des Generators, dessen Spannung geregelt werden soll, gespeist. Die Richtungen der magneti-1
sehen Kraftlinien in dem Eisenkörper sind durch Pfeile angedeutet. Das Gleichgewicht
wird durch die Feder 7 so aufrechterhalten,; daß der Wagebalken bei normaler Spannung
die Horizontalstellung einnimmt. An dem anderen Ende des Balkens 1 ist der permanente
Magnet 8 isoliert befestigt, von dem später die Rede sein wird.
Wenn beispielshalber die Spannung zu gering ist, so überwiegt die Kraft der Feder 7,
und ein Kontakt wird zwischen den Polen 9 des Magneten 8 und der Stahlfeder 10 gebildet,
die isoliert am Gestell befestigt ist. Der in den hierdurch geschlossenen Stromkreis
eingeschaltete Elektromagnet 11 wird alsdann von einem Strom durchflossen, der zwischen
den Punkten 12 und 13 eines Widerstandes
abgeleitet wird, der als Spannungsteiler an der Stromquelle 14, 15 liegt.
Der Elektromagnet 11 zieht seinen Anker
16, der um 17 drehbar ist, an. Dieser schließt bei 18 einen Stromkreis für den Anker 19
eines Motors, der z. B. den Regelungswiderstand der Erregung für den Generator steuern
kann. Der Strom fließt dabei von 14 über 12, 18, 19, 171, 161, 271, 28, 15. Der Motoranker
19 beginnt sich z. B. in einem solchen Sinne zu drehen, daß eine Vergrößerung der Erregung
eintritt. Sein Feldmagnet liegt dabei ständig über 14 und 15 an der Stromquelle,
welche Gleichstrom liefert.
Der Kontakt 18 ist nachgiebig gelagert, so daß der Anker. 16 auch mit dem Kontakt 22 in
Berührung kommt und so eine Stromverbindung zwischen den Kontakten 18 und 22 herstellt.
Hierdurch aber entsteht ein Stromkreis λ on 12 über 18, 22 nach 23, welcher den Elektromagneten
24 durchfließt. Dieser Elektromagnet 24 wirkt alsdann auf den Anker 25,
der an dem Wagebalken 1 befestigt ist, ein und ruft eine Unterbrechung zwischen 9 und
10 hervor, noch ehe das Gleichgewicht in dem Spannungsregler 3, 4, 5, 7 wieder völlig hergestellt
ist. Auf diese Weise kommt ein Zusatzdrehmoment in das Spiel des Reglers, welches,
falls es dauernd wirken würde, die eingeleitete Spannungserhöhung nicht zulassen
würde. Dieses Drehmoment verschwindet aber, sobald sich 9 von 10 entfernt. Denn alsdann
entfernt sich zufolge Stromloswerdens des Magneten 11 und unter Wirkung der Feder
21 auch der Anker 16 vom Kontakt 22, wodurch der Magnet 24 stromlos wird. Der
Stoß, den der Hebel 1 hierbei erfährt, ist durch eine Bremse 26 gedämpft. Hieraus
folgt, daß, solange die Änderung der Spannung größer ist als ein bestimmter Wert, der
durch das von 24 und 25 herrührende Gegenmoment gegeben ist, und der durch die Regelung
der Entfernung von 24 zn 25 in bestimmten Grenzen gehalten werden kann, sich der
Anker' 19 ununterbrochen dreht. Fällt aber
die Änderung der Spannung unter die festgesetzte Grenze, so bewegt sich der Anker 19
nur schrittweise, und seine mittlere Geschwin-: digkeit ist um so mehr vermindert, je kleiner
die zu korrigierende Änderung ist bzw. wird.
Denn während die aufeinanderfolgenden Stöße auf den Wagebalken, um 9 von 10 zu entfernen,
zunächst an Zahl zunehmen, da der Spannungsabweichungswert
kleiner wird, nimmt das Restdrehmoment, welches bei jeder Unterbrechung den Kontakt 9 nach 10 zurückzuführen
bestrebt ist, im Gegensatz hierzu ab. Demzufolge halten die Unterbrechungen an den Kontakten 9, 10 von Stoß zu Stoß länger
an, und die Reguliergeschwindigkeit des Motors 19 vermindert sich allmählich.
Um nun für jeden besonderen Fall das Drehmoment, welches von 24 auf 25 wirkt, zu
regeln, ist die Einrichtung so getroffen, daß . man die Entfernung zwischen dem Elektromagneten
24 und dem Anker 25 nach Belieben ändern kann.
Um die Unterbrechungsfunken zu verkleinern, dient folgende Einrichtung: Ist der
Anker 16 nach unten gezogen, also der Luftspalt zwischen dem Anker 16 und dem Elektromagneten
11 praktisch gleich Null, so kann man den Strom, der in 11 fließt, beträchtlich
\'erringern, ohne befürchten zu müssen, daß 16 sich unter dem Einfluß der Feder 21 wieder
aufwärts bewegt. Um diese Stromverminderung· selbsttätig hervorzubringen, wählt man die Wicklung von 24 derart, daß der
Widerstand dieses Stromkreises im Verhältnis zu dem Widerstand des Teiles 12 bis 23
klein ausfällt. In dem Augenblick nun, wo der Anker 16 die Kontakte 18 und 22 überbrückt,
ist der Teil des Widerstandes, welcher zwischen 12 und 23 gelegen ist, durch den
Nebenschluß über die geringohmige Spule 24 fast kurzgeschlossen, und es fehlt deshalb fast
an einer Spannung zwischen 12 und 23. Man kann übrigens sehr leicht den Zuwachs des
Stromes, der sich hierdurch in dem Spannungsteilcrwiderstand ergibt, auch begrenzen,
indem man dem Teil des Spannungsteilwider-Standes, der wirksam bleibt, einen viel größeren
Wert gibt als dem durch den beschriebenen Nebenschluß fast kurzgeschlossenen Teil.
Die Spannung zwischen 12 und 23 kann auf diese Weise auf einen bestimmten Bruchteil
des Anfangswertes gebracht werden. Die Stromverminderung" genügt aber allein nicht,
um den Kontakt bei 9 und 10 vor Schaden zu bewahren, sondern man muß, um Funken zu
vermeiden, dafür sorgen, daß der Strom plötzlich unterbrochen wird. Dies geschieht
durch den permanenten Magneten 8 und die Stahlfeder 10, die magnetisch sich mit durchbiegt
und dann plötzlich von 8 trennt.
Um die Wirkungsweise dieser Einrichtung zu verstehen, muß man in Betracht ziehen, wie
die magnetische Anziehung und das Drehmoment der Feder 10 sich als Funktion der
Entfernung zwischen 9 und 10 ändern. Nimmt man zuerst an, daß 8 unbeweglich ist, und
trägt man (s. Fig. 2) die Entfernung zwischen 9 und 10 als Abzisse auf und als Or··
dinaten die Drehmomente, so erkennt man, daß das.Drehmoment, welches auf die Feder
durch die magnetische Anziehung ausgeübt wird, durch eine hyperbolische Kurve A-B
dargestellt wird, daß dagegen das Drehmoment infolge der Elastizität der Feder sich
durch eine gerade Linie C-D darstellt. Die Entfernung 0-D entspricht offenbar der Entfernung
zwischen 9 und 10, wenn sich diese in Ruhe befindet und kein elastisches Moment
hergibt. Weiter kann die Entfernung 0-D dazu dienen, die Lage von 8 zu bestimmen.
Es seien durch £ und F die Schnittpunkte von C-D mxaA-B bezeichnet; 0-f undO-e sind
die Projektionen dieser Schnittpunkte auf die Λ'-Achse. Solange nun die Entfernung der
Feder zum Magneten größer ist als 0-e, ist das magnetische Drehmoment stärker als das
elastische, während dieses für jede Entfernung, welche kleiner ist als 0-e, überwiegt.
Für eine bestimmte Lage von 8 wird also die Feder, sich selbst überlassen, sich auf eine
Entfernung 0-e einstellen, die einer bestimmten Gleichgewichtslage entspricht. Wenn man
von Hand aus die Feder derart verstellt, daß
man die Entfernung unter 0-f verringert, so wird die magnetische Anziehung derart überwiegen, daß die Feder heftig gegen die Kontakte
gezogen werden. Verstellt man 8, so verschiebt sich C-D parallel zu sich selbst.
Zieht man nun insbesondere die Tangente C1-D1, welche an die Kurve A-B parallel zu
C-D gelegt ist, in Betracht, so erkennt man, daß, falls 8 in die Lage, welche durch 0-D1
ίο bestimmt ist, gebracht wird, die Feder bis
zum Kontakt plötzlich angezogen wird, denn die beiden Punkte E und F fallen alsdann mit
dem Punkt G zusammen, und es gibt keine Zwischenlage stabilen Gleichgewichtes.
Die Zugkraft, welche die Feder 7 bzw. Spule 3 auf den Magneten 8 ausübt, wird
durch die Länge A-C1 gemessen und der Kontakt alsdann sicher hergestellt. Dieses erste
Resultat ist besonders wertvoll, wenn es sich darum handelt, die Spannung eines Wechselstromerzeugers
zu regeln, dessen Wellen (Durchgangspunkte durchO) ohne diese Vorrichtung
bald den Kontakt außer Tätigkeit setzen würden.
Man erkennt weiter, daß, wenn die Feder bis zum Kontakt des Magneten geführt ist,
man diesen bis zu der Stellung, welche 0-D2 entspricht, verstellen muß, um Stromunterbrechung
zu erhalten; alsdann wird sich die Feder plötzlich um den Betrag D1 D2 entfernen.
Auf diese Weise ist aber auch die zweite Bedingung . (die plötzliche Stromunterbrechung·),
welche für einen sicheren Betrieb unerläßlich ist, gesichert.
Um die Oxydation zu vermeiden, überzieht man 9 und 10 mit einer dünnen Schicht unoxydierbaren
Metalles, besonders eignet sich für den vorliegenden Fall Nickel wegen seiner magnetischen Eigenschaften.
Wenn 1 sich in ' der Mähe der horizontalen Stellung befindet, kann man die Wirkung von
9 auf 10 vernachlässigen. Andererseits ist, falls 9 mit 10 in Kontakt steht, das auf 2 ausgeübte
Drehmoment kleiner als dasjenige, welches in bezug auf denselben Punkt durch die Wirkung" von 24 auf 25 entsteht, so daß
man nicht zu befürchten braucht, daß die Wirkung von 9 auf 10 die Regelung störe. Es sei
hervorgehoben, daß im Ruhezustande die beiden Bürsten des Ankers 19 durch die Anker
16 und 161 in Kurzschluß gesetzt sind, indem
sich diese gegen die Stücke 27 und 271, welche untereinander verbunden sind, legen. Anschlagstifte
(auf der Zeichnung nicht ersichtlich) begrenzen die Bewegung des Wagebalkens.
Handelt es sich darum, eine Spannungsvermehrung zu korrigieren, so ergibt sich die Arbeitsweise
des Apparates in analoger Weise durch Einsetzen von 91, io1, 111, 161, 171, 181,
211J 221, welche dieselbe Rolle spielen wie die
ebenso bezeichneten Organe bei dem oben beschriebenen Regelungsvorgang. Es genügt,
zu bemerken, daß der Kontakt zwischen 171 und 181 den Anker 19 sich in dem dem oben
beschriebenen entgegengesetzten Sinne drehen läßt, so daß ζ. B. eine Verminderung der Erregung
des Generators oder, wenn es sich z. B. um die Regelung des Kraftmittelzuflusses
der Antriebsmaschine eines Generators handelt, eine Verminderung des Zuflusses hervorruft.
Claims (3)
1. Magnetische Regelungsvorrichtung an Relais, insbesondere an Kontaktrelais
für selbsttätige Regler, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Organ des Relais mittels eines konstant magnetisierten
Kontaktstückes (8,9,91) und gleichzeitig magnetisch und elastischer Gegenkontakte
(10, io1) den Betriebsstrom des Reglers schließt und öffnet.
2. Magnetische Regelungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das mit dem konstant magnetisieren Kontaktstück versehene bewegliche Organ
(1,25) des Reglers unter dem Einfluß eines periodisch erregten Elektromagneten
(24) derart steht, daß es durch ihn bei jedesmaligem Schluß der Kontakte (8, 9,
91 und 10 oder io1) im Sinne einer Öffnung
dieser Kontakte gezogen wird.
3. Magnetische Regelungsvorrichtung" nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Erregerstrom des Elektromagneten (24) und der von den Kontakten (8, 9, 91 und 10, io1) geregelte
Betriebsstrom von einem als Spannungsteiler wirkenden Widerstand derart abgezweigt
sind, daß bei Einschaltung der geringohmigen Erregerspule des Elektromagneten (24) selbsttätig eine Verminderung
des Betriebsstromes eintritt, zum Zweck der Verkleinerung der öfFnungsfunken
an den Relaiskontakten.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE234513C true DE234513C (de) |
Family
ID=494365
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DENDAT234513D Active DE234513C (de) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE234513C (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE748814C (de) * | 1941-08-13 | 1944-11-10 | Stabilisierungseinrichtung fuer selbsttaetige elektrische Regler | |
DE102012012561A1 (de) * | 2012-06-25 | 2014-04-24 | Süd-Chemie AG | Verfahren zur Herstellung von gefülltem Papier und Pappe unter Verwendung von Koazervaten |
-
0
- DE DENDAT234513D patent/DE234513C/de active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE748814C (de) * | 1941-08-13 | 1944-11-10 | Stabilisierungseinrichtung fuer selbsttaetige elektrische Regler | |
DE102012012561A1 (de) * | 2012-06-25 | 2014-04-24 | Süd-Chemie AG | Verfahren zur Herstellung von gefülltem Papier und Pappe unter Verwendung von Koazervaten |
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