DE241168C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

™ JV! 241168 -. KLASSE 21c. GRUPPE

in BERLIN.

Selbsttätiger Schnellregler für elektrische Stromkreise. Patentiert im Deutschen Reiche vom 30. Juli 1910 ab.

Selbsttätige Schnellregler für. elektrische Stromkreise, welche, in der Weise arbeiten, daß ein in den Erregerkreis eingeschalteter Widerstand periodisch kurzgeschlossen wird und hierbei das Verhältnis der Dauer der Kurzschließung zur Dauer der Einschaltung dieses Widerstandes durch die zu regelnde Spannung beeinflußt wird, sind allgemein bekannt. Es ist nach diesem Verfahren, möglich, nicht nur irgendeine

ίο Spannung, sondern auch andere elektrische Größen bis zu einem gewissen Grade konstant zu halten, oder in der Weise zu regeln, daß sie sich nach bestimmten Gesetzen ändern. Solche Regler werden vorzugsweise zur Regelung der Netzspannung bei größeren Wechselstromerzeugern verwendet, welche durch Gleichstromerregermaschinen erregt werden.

Bei den älteren Reglern dieser Art war die zu regelnde Netzspannung bedeutenden periodisehen Schwankungen unterworfen, da bei denselben die periodisch bewegten Kontakte, welche der Kurzschließung und Einschaltung des im Erregerkreis liegenden Widerstandes dienen, direkt von dieser Spannung gesteuert werden.

Bei den neueren Konstruktionen ist dieser Übelstand bis zu einem gewissen Grade dadurch beseitigt worden, daß die Kontaktbewegungen durch die elektrischen Größen der Erregerstromkreise oder durch besondere fremde Kräfte ausgeführt werden, wobei die zu regelnde Spannung nur einen gewissen Einfluß auf den Verlauf der Kontaktschließung und -Öffnung gewinnt. Aber auch bei diesen neueren Reglern ist die Rückwirkung der periodisch bewegten Kontakte auf die Organe, welche unter dem Einfluß der zu regelnden Spannung stehen, noch recht beträchtlich.

Man hat z.war versucht, diese Rückwirkung dadurch zu beseitigen, daß man die zu regelnde Spannung nicht direkt elektromagnetisch auf die periodisch bewegten Kontakte wirken ließ, sondern diese Einwirkung indirekt bewerkstelligte, indem man zwischen diesen Kontakten und einem von der zu regelnden Spannung beeinflußten Magneten noch ^; ein Relais einschaltete, dessen mechanische Bewegungen unter dem Einflüsse der zu regelnden· Spannung stehen. ■ .

Diese Ausführungsform führt jedoch zu sehr großen Komplikationen in eier Steuerung der bewegten Kontakte, so daß eine genügende Betriebssicherheit auf diesem Wege nicht erzielt werden konnte.

Durch den Gegenstand dieser Erfindung wird das erstrebte Ziel in ziemlich vollkommener Weise durch eine Anordnung erreicht, welche sich durch Einfachheit auszeichnet und dadurch eine hohe Betriebssicherheit gewährt.

Diese Erfindung besteht darin, daß die Kurzschließung und Einschaltung eines Widerstandes in den Erregerstromkreis durch einen beweglichen Kontakt bewirkt wird, welcher gegen einen festen Kontakt arbeitet und gleichzeitig zwei Bewegungen ausführen kann, welche in Richtungen erfolgen, die nicht in einer Ebene liegen, und von welchen die eine schwingende

Bewegung durch die bekannten Mittel erzeugt wird, während die andere durch die zu regelnde Spannung hervorgerufen wird.

In der Zeichnung sind zwei Ausführüngsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch dargestellt.

Fig. ϊ ist eine schematische Gesamtansicht einer Stromerzeugungsanlage, welche mit dem einen Ausführungsbeispiel des vorliegenden

ίο neuen Reglers ausgerüstet ist, während Fig. 2 und 3 schematisch die Seitenansicht und ein Querschnitt A-B des zweiten Ausführungsbeispieles sind.

Als Dynamomaschine, deren Spannung geregelt werden soll, ist im vorliegenden Falle eine Wechselstrommaschine angenommen, welche in der Zeichnung mit 1 bezeichnet ist.

Die Erfindung läßt sich jedoch in gleicher Weise auch auf elektrische Maschinen irgendwelcher anderen Art anwenden.

Die Wechselstrommaschine 1 arbeitet auf das Netz 2,3. Mit 4 ist eine Erregermaschine bezeichnet, welche über einen regelbaren Widerstand 5 die Erregerwicklung 6 der Dynamomaschine 1 mit Strom versorgt. 7 ist die Erregerwicklung der Erregermaschine, welche in Reihe mit dem regelbaren Widerstand 8 an den Klemmen dieser Maschine liegt. Parallel zu dem Widerstand 8 liegt die zwischen dem festen Kontakt 9 und dem beweglichen Kontakt 10 befindliche Unterbrechungss.telle, so daß bei Berührung dieser beiden Kontakte der Widerstand 8 kurzgeschlossen ist,., während er für den Fall, daß sich diese" Kontakte nicht berühren, in den Erregerstromkreis der Erregermaschine eingeschaltet ist. Der Kontakt 10 sitzt auf· einem Hebel 11, welcher in einem Doppelscharnier 12 nach allen Seiten beweglich ist. 13 ist ein Elektromagnet, dessen Spule an den Klemmen der Erregermaschine liegt und dessen Eisenkern an dem beweglichen Hebel 11 hängt. Dem elektromagnetischen Zuge dieses Eisenkernes wirkt die Feder 14 entgegen. Im Punkt 15 des beweglichen Hebels 11 greifen mittels beweglicher Schnüre die beiden Winkelhebel 16 -und 17 an, von welchen der erstere durch' das Gewicht 18 der Zugrichtung des anderen entgegenwirkt, der unter dem Einflüsse des Elektromagneten 19 steht. Die beiden Winkelhebel sind nur im Schnitt a-b der Kontaktvorrichtung angegeben, während sie in der Zeichnung links der deutlicheren Darstellung wegen weggelassen sind. Nur ihr Angriffspunkt 15 ist hier angegeben. Die Wicklung des Elektromagneten 19 wird durch die zu regelnde Netzspannung eventuell unter Zwischenschaltung eines Transformators 20 oder, wie dargestellt ist, von Spannung und Strom, wobei noch ein Stromtransformator 22 gebraucht werden kann, erregt. Der feststehende Kontakt 9 besitzt eine Kontaktfläche, welche zu der auf den beweglichen Hebel 11 wirkenden Zugrichtung der Winkelhebel 16 und 17 geneigt ist.

Für den Fall, daß die Netzspannung bei 2, 3, welche den Elektromagneten 19 beeinflußt, der Zugkraft des Gewichtes 18 das Gleichgewicht hält, befindet sich der bewegliche Hebel 11 in der im Schnitt a-V gezeichneten Stellung. Dieser Netzspannung entspricht ein bestimmter Mittelwert der Klemmenspannung der Erregermaschine 4. Diese Klemmenspannung wird dadurch erhalten, daß der Kontakt 9, 10 den Widerstand 8 periodisch kurzschließt. Die Wirkungsweise gestaltet sich hierbei so, daß bei einem Anwachsen der Klemmenspannung bei 4 der Elektromagnet 13 stärker erregt wird, wodurch der Hebel 11 entgegen der Wirkung der Feder 14 heruntergezogen und der Kontakt 9, 10 geöffnet wird. . ■

Dadurch wird der Widerstand 8 in den Erregerstromkreis der Erregermaschine eingeschaltet, wodurch die Klemmenspannung sofort sinkt. Die Folge davon ist, daß jetzt der Elektromagnet 13 schwächer wird, der Hebel 11 nach oben gezogen und der Kontakt 9, 10 wieder geschlossen wird. Der Widerstand 8 wird dadurch wieder kurzgeschlossen, die Spannung der Erregermaschine 4 wächst entsprechend und der Vorgang wiederholt sich infolge- go dessen fortlaufend in der gleichen Weise. Durch die Stellung des Kontaktes 9, die Einstellung der Feder 14 und des Elektromagneten 13, ferner durch Veränderung des Widerstandes 8 usw. kann die ganze Vorrichtung so eingestellt werden, daß dieser Arbeitsverlauf bei konstanter Spannung des Netzes 2, 3 dauernd erhalten bleibt, wobei das Verhältnis der Dauer der Schließung des Kontaktes 9, 10 zur Dauer der Öffnung desselben eine bestimmte Größe besitzt.

Wird nun durch irgendeinen Einfluß die Spannung des Netzes 2, 3 erniedrigt, so wird die Zugkraft des Elektromagneten 19 entsprechend geschwächt, wodurch der bewegliche Hebel 11 infolge der Wirkung des Gewichtes 18 beginnt, der Zugwirkung des Hebels 16 zu folgen. Infolge der schräg liegenden Kontaktfläche des Kontaktes 9 wird dadurch das Verhältnis der Schließungsdauer zur Öffnungsdauer des Kontaktes 9,10 vergrößert. Hierdurch wird die Erregermaschine 4 entsprechend stärker erregt, deren Klemmenspannung in gleicher Weise erhöht und dadurch die elektromotorische Kraft der Wechselstrommaschine 1 vergrößert, wodurch die Spannungserniedrigung in dem Netz 2, 3 ausgeglichen wird. Der umgekehrte Vorgang findet, wie erwähnt, statt, wenn eine durch irgendeinen Einfluß bewirkte Spannungserhöhung bei 2, 3 eintritt.

Zwischen die Kontaktstelle 9, 10 und den Widerstand 8 kann zweckmäßig noch ein Zwi-

schenrelais eingeschaltet werden, dessen Kontaktstelle größere Energieunterbrechungen ermöglicht als die Kontaktstelle 9,10, welche einer sehr feinen Einstellung bedarf.
Um die Regulierung bei 2,3 zu vervollkommnen, kann, wie bereits oben erwähnt ist, in die Netzleitung noch ein Stromtransformator 22 eingeschaltet sein, dessen sekundäre Wicklung ebenfalls auf den Elektromagneten 19 mit Hilfe einer zweiten, auf diesem angebrachten Wicklung einwirkt. Die im Netz liegende primäre Wicklung dieses Transformators kann durch den Schalter 21 nach Bedarf kurzgeschlossen werden. ·

Bei dem durch die Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des Reglers setzen sich die beiden Bewegungen des Hebels 11 aus einer schwingenden und einer drehenden Bewegung . zusammen. Der Hebel 11 ist in dem Punkt 12 wieder nach allen Seiten beweglich. Über dem feststehenden Kontakt 9 sitzt auf einem beweglichen Hebel 11 eine exzentrische Scheibe 27 fest, während auf das freie Ende des Hebels 11 eine Hülse 28 lose aufgesetzt ist, an welcher die Feder 14 und der Elektromagnet 13 angreifen. In der Nähe des Drehpunktes 12 des Hebels 11 ist der kleine Hebel 25 angeordnet, an welchen die Feder 26 und der Elektromagnet 19 angreifen.

Durch den Magneten 13 und die Feder 14 wird der Hebel 11 in bekannter Weise, wie oben beschrieben ist, in Schwingungen versetzt, so daß sich die exzentrische Scheibe 27 fortgesetzt auf den festen Kontakt 9 unter Erzeugung eines Stromschlusses aufsetzt und sich wieder unter Unterbrechung des Stromkreises von ihm entfernt. Der Elektromagnet 19 steht wie der gleichbezeichnete Elektromagnet in Fig. ι unter der Wirkung der zu regelnden Spannung. Beim Steigen der Spannung in der Leitung 2, 3 übt der Magnet 19 einen stärkeren Zug auf den Hebel 25 aus, wodurch die Feder 26 verlängert und der Exzenter 27 mittels Welle 11 demgemäß so gedreht wird, daß seine als Kontakt dienende Umfangsfläche weiter von dem festen Kontakt 9 entfernt wird. Beim Sinken der Spannung an dem Elektromagneten 19 wird Welle 11 in entgegengesetzter Richtung gedreht, wodurch die Kontaktfläche des Exzenters 27 dem festen Kontakt 9 genähert wird. Im ersteren Falle wird das Verhältnis der Kontaktdauer zur Öffnungsdauer verkleinert, während es im zweij ten Falle vergrößert wird. Die Wirkungsweise entspricht also genau der mit Bezug auf Fig. 1 beschriebenen Anordnung.

Statt der runden Exzenterscheibe 27 könnte auch ein unter dem gleichen oder einem geeigneten anderen Winkel zur Senkrechten auf der Welle 11 angeordneter Kontaktdaumen oder -hebel angeordnet werden.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Selbsttätiger Schnellregler für elektrische Stromkreise, der durch periodisches Kurzschließen und Einschalten eines Widerstandes in einem Erregerstromkreise die Spannung einer Maschine oder eines Leitungsnetzes konstant hält oder in bestimmter gewünschter Weise ändert, wobei die abwechselnde Kurzschließung und Einschlaltung des genannten Widerstandes durch einen gegen einen feststehenden Kontakt arbeitenden beweglichen Kontakt bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Kontakt gleichzeitig zwei in verschiedenen, nicht in einer Ebene liegenden Richtungen erfolgende Bewegungen ausführt, von welchen die eine durch die im Erregerkreise vorhandenen elektrischen Größen gesteuert wird, während die andere unter dem Einflüsse der zu regelnden Spannung steht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.