DE263694C

DE263694C -

Info

Publication number: DE263694C
Application number: DENDAT263694D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVr 263694 KLASSE 21 c. GRUPPE

Widerstände vorgesehen sind.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Juni 1912 ab.

Bei der Schnellregelung elektrischer Maschinen, beispielsAveise mittels Tirrillreglers, wobei bekanntlich ein Widerstand im Feldkreis der zu regelnden Maschine oder ihrer Erregermaschine in rascher Folge periodisch kurzgeschlossen und wieder eingeschaltet wird, ist es nicht ohne weiteres möglich, den Schhellregler abzustellen, da dann der Widerstand dauernd im Feldkreis eingeschaltet

ίο wird. Dies hat, sofern es sich um einen elektrischen Stromerzeuger handelt, ein Sinken der Netzspannung, also eine Betriebsstörung zur Folge. Das gleiche tritt auch ein, wenn der Schnellregler aus irgendeinem Grunde versagt.

Die Erfindung bezweckt, diesen Übelstand zu beseitigen und den Schnellregler ohne weiteres ausschaltbar zu machen. Zu diesem ZAvecke werden gemäß der Erfindung statt eines einzigen periodisch kurzschließbaren Widerstandes zwei solche in Reihe geschaltete Widerstände vorgesehen, was an sich bereits bekannt ist, und hierbei die Anordnung so getroffen, daß im Ruhezustand (ausgeschalteten Zustande) der Schnellregler der eine Widerstand eingeschaltet, der andere kurzgeschlossen ist. Zur periodischen Kurzschließung und Einschaltung der beiden Widerstände können entweder wie im bekannten Falle zwei getrennte schwingende Systeme oder ein einziges gemeinsames schwingendes System dienen. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für den ersten und in Fig. 2 für den zweiten Fall. Es ist hierbei angenommen, daß es sich um die Spannungsregelung eines Drehstromerzeugers mittels Tirrillreglers handele.

In Fig. ι bedeutet g den Wechselstromerzeuger, e seine Erregermaschine mit der im Nebenschluß gespeisten Feldwicklung /, w einen im Kreise der letzteren liegenden Widerstand, welcher durch den in der Figur rechts oben bezeichneten Tirrillregler periodisch kurzgeschlossen und wieder eingeschaltet Avird. Der Tirrillregler besteht in der bekannten Ausführungsform aus zwei zweiarmigen Hebeln It₁ bzw. H₂, die an einem Ende einen Kontakt C₁ bzw. C₂ und am andern Ende einen ■ Magnetkern k₁ bzw. k₂ tragen, welcher von einer Magnetspule .^₁ bzw. S₂ entgegen der Schwere gehoben wird. Die Spule S₂ ist unter Vermittlung eines Spannungswandlers t an die Wechselstromsammelschienen angeschlossen. Außer dieser Spannungsspule kann auf dem Kern k₂ erforderlichenfalls in bekannter Weise noch eine Stromspule zwecks Kompoundierung vorgesehen sein. Die Spule S₁ wird von der Erregermaschine bzw. von den Gleichstromsammelschienen aus gespeist. Der Hebel Zi₂ befindet sich für eine bestimmte Netzspannung im indifferenten Gleichge-, wicht; das Gewicht seines Kernes k₂ ist durch ein Gegengewicht teilweise entlastet. Außerdem ist dieser Hebel gewöhnlich mit einer Dämpfungsvorrichtung versehen. DieseDämpfungsvorrichtung sowie einige andere Einzel-

heiten, ζ. B. der zur Abschaltung der beiden Spulen ^₁ und S₂ dienende Handschalter, sind zur Vereinfachung der Zeichnung in dieser nicht dargestellt. Der Hebel Zi₁ führt unter dem Einfluß der Spule S₁ und einer Feder schnelle Schwingungen- aus, wobei der Kontakt zwischen den Kontaktstücken C₁ und c₂ geschlossen bzw. unterbrochen wird. Bei geschlossenem Kontakt wird das Relais r erregt·

ίο und zieht seinen Anker an, wodurch der Widerstand w im Feldkreis der Erregermaschine kurzgeschlossen wird; bei unterbrochenem Kontakt wird das Relais r wieder aberregt, sein Anker fällt ab, und der Wider- stand w wird wieder in den Feldkreis eingeschaltet. Der Widerstand w kann noch von Hand verschieden eingestellt werden. Die bisher beschriebene Einrichtung und ihre Wirkungsweise sind bekannt.

Gemäß der Erfindung ist nun im Feldkreis der Erregermaschine e in Reihe mit dem Widerstand w noch ein zweiter Widerstand .a/ vorgesehen, welcher mittels des Relais r' durch einen zweiten Tirrillregler oder einen anderen Schnellregler periodisch kurzgeschlossen und wieder eingeschaltet wird. Der zweite Schriellregler kann zum größten Teil in gleicher Weise wie der erste gebaut sein, und es sind die übereinstimmenden Teile übereinstimmend gezeichnet und nur durch den oben angehängten Strich unterschieden. Ferner sind die übereinstimmenden Spulen parallel geschaltet. Ein wesentlicher Unterschied besteht jedoch darin, daß, während das Kontaktstück C₁ des ersten Stromreglers oberhalb des Kontaktes C₂ angeordnet ist, das Kontaktstück C₁ des zweiten Reglers unterhalb des Kontaktstückes C₂' angeordnet . ist. Es wird also, wenn mit steigender Erregerspannung die Kerne k₁ und k_t' gehoben werden, der Kontakt am ersten Tirrillregler geschlossen und das Relais r erregt, dagegen der Kontakt am zweiten Tirrillregler unterbrochen und das Relais r' aberregt. Dieses Relais ist aber im Gegensatz zum Relais r so eingerichtet, daß es im aberregten Zustand seinen Kontakt schließt und dadurch den Widerstand w' kurzschließt. Es wird somit der Widerstand w' während desselben Teiles jeder Schwingungsperiode kurzgeschlossen wie der Widerstand'«/, von den beiden Relais ist aber das eine während des einen Teiles einer Schwingungsperiode erregt, das andere während des übrigen Teiles der Schwingungsperiode, falls beide Systeme gleichzeitig schwingen. Werden dagegen beide Schnellregler abgeschaltet, so wird wie sonst der Widerstand w dauernd im Feldkreis eingeschaltet, der Widerstand w' dagegen dauernd kurzgeschlossen. Die Widerstandsverhältnisse können unter Berücksichtigung des auf die Kurzschließung entfallenden Bruchteiles jeder Periode so gewählt sein, daß der dauernd eingeschaltete Widerstand w den Erregerstrom auf denselben Wert bringt wie die beiden in Reihe geschalteten Widerstände w und w' zusammengenommen während ihrer periodischen Kurzschließung. Dann wird durch das Abschalten der. Tirrillregler die Netzspannung nicht geändert bzw, bei geringen Abweichungen der Widerstandsverhältnisse vom richtigen Werte nur wenig geändert.

Die beiden Schnellregler sollen für zwei etwas, verschiedene Spannungen eingestellt sein, deren Unterschied aber innerhalb der zulässigen Grenzen für die Spannungsschwankungen des Stromerzeugers bzw. Netzes liegt, so zwar, daß unterhalb einer bestimmten Spannung E nur der erste, oberhalb einer etwas größeren Spannung E' nur der zweite Tirrillregler Schwingungen ausführt. Bei einer zwischen E und E' liegenden Spannung sind dann beide Regler in Ruhe. Beim Abschalten der Tirrillregler verfährt man daher in der Weise, daß man den Widerstand w oder auch ώ/ mittels seines Reglerarmes stufenweise ändert, bis die Spannung zwischen E und E' liegt und beide Regler vollständig oder nahezu zum Stillstand kommen. Ist dies erreicht, dann sind die Tirrillregler für die Ausschaltung bereit und können dann in jedem Augenblick abgeschaltet werden. Tritt vorher infolge eines Belastungsstromes eine Spannungserniedrigung ein, so tritt sofort der erste Schnellregler in Funktion und stellt die richtige Spannung wieder her. Steigt dagegen die Spannung infolge Entlastung, so tritt der zweite Schnellregler in Funktion und e.rniedrigt sie wieder. Die Stellung des Reglerarmes des Widerstandes w bzw. w', bei welcher die Tirrillregler für die Ausschaltung bereit sind, kann entweder von Hand in regelmäßigen Zwischenräumen oder nach Bedarf oder selbsttätig hergestellt werden, letzteres durch einen von der Netzspannung abhängigen Langsamregler beliebiger Bauart, durch welchen der Reglerarm zweckmäßig unter Vermittlung eines Relais bzw. Reglermotors verstellt wird, wenn die Netzspannung über einen ■ bestimmten Betrag steigt bzw. unter einen bestimmten Betrag sinkt.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist nur ein einziges schwingendes System vorhanden, welches sowohl das Kontaktpaar C₁, C₂ für das zur periodischen Kurzschließung des Widerstandes w dienende Relais r als auch das Kontaktpaar C₁ , c/ für das zur periodischen Kurzschließung des Widerstandes w' dienende Relais r' trägt. Die Kontaktpaare sind so angeordnet, daß, wenn die Gleichstromspule S₁ den Kern k₁ hochhebt, der Kon-

takt am ersten Kontaktpaar geschlossen, derjenige am zweiten unterbrochen wird, wodurch das Relais r erregt, das Relais r' ab-r erregt und beide Widerstände w und w' gleichzeitig kurzgeschlossen werden. Sinkt der Kern k_t wieder, so wird der Kontakt am ersten Kontaktpaar unterbrochen, am zweiten Kontaktpaar geschlossen, das Relais r aberregt, das Relais r' erregt und beide Widerstände w und w' wieder in den Feldkreis der Erregermaschine e eingeschaltet. Die beiden Widerstände w und w' sind im einfachsten Falle gleich groß. Um den Tirrillregler für die Abschaltung bereit zu machen, wird der Arm eines gleichfalls im Feldstromkreis der Erregermaschine liegenden Nebenschlußreglers η so lange verstellt, bis beide Relais r und r' gleich lange erregt, also beide Widerstände w und w' während einer halben Schwingungsperiode kurzgeschlossen und während der andern halben Schwingungsperiode eingeschaltet sind. Als Anzeigevorrichtung dafür, daß dieser Zustand erreicht ist, kann ein Differentialgalvanometer d, beispielsweise nach d'Arsonval, dienen, von dessen beiden Spulen die eine mit dem Relaisr, die andere mit dem Relais r' in Reihe geschaltet ist. Sind beide Relaisspulen gleich lange eingeschaltet, so befindet sich der bewegliche Teil des Galvanometers, welcher eine ausreichende Dämpfung besitzen muß, in seiner durch einen "L<a<g£x sichtbar gemachten Ruhelage. Ist diese Stellung erreicht, so kann der Schnellregler abgeschaltet werden. Es bleibt dann der Widerstand w' dauernd kurzgeschlossen, der Widerstand w dauernd eingeschaltet, und der Erregerstrom hat somit denselben Wert, wie wenn beide Widerstände während einer halben Periode eingeschaltet und während einer halben Periode kurzgeschlossen sind. Das Differentialgalvanometer d kann auch dazu benutzt werden, den Arm des Nebenschlußreglers η selbsttätig in die für die Abschaltung des Tirrillreglers ge-_; eignete Stellung zu bringen, indem es beim Ausschlagen nach der einen oder andern Seite je einen von zwei Kontakten schließt und hierdurch ein Relais oder einen Reglermotor zur Verstellung des Schaltarmes einschaltet.

Auch die Abschaltung des Tirrillreglers selbst kann selbsttätig beim Eintritt gewisser Bedingungen herbeigeführt werden. Die Zeichnung zeigt beispielsweise ein Minimalspannungsrelais 0, durch welches, wenn die Netzspannung unter einen bestimmten Betrag sinkt, der Stromkreis der beiden Relais r und r' selbsttätig unterbrochen wird. In ähnlicher Weise könnte auch durch ein Maximalspannungsrelais die selbsttätige Abschaltung herbeigeführt werden für den Fall, daß die Netzspannung zu hoch sei.

Es ist nicht erforderlich, daß die Widerstände w und w' gleich groß sind. Sie können auch verschieden groß sein, und die Fig. 2 zeigt beispielsweise, daß durch einen gemeinsamen Schaltarm gleichzeitig der eine Widerstand verringert und der andere um denselben Betrag vergrößert werden kann. Der Zustand, in welchem der Tirrillregler abschaltbar ist, ist dann nicht derjenige, in welchem beide Relais gleich lange eingeschaltet sind, also beide Widerstände während je einer halben Periode kurzgeschlossen werden, sondern es ist für diesen Fall die Zeit, während welcher die Widerstände eingeschaltet sind, bemessen in Bruchteilen der Dauer einer Schwingungsperiode, gegeben durch das Verhältnis des Widerstandes w zur Summe der beiden Widerstände w und w'. Auch die Anzeigevorrichtung ist für diesen Fall sinngemäß zu ändern, indem eine der beiden Spulen des Differentialgalvanometers weniger Windungen bzw. einen Nebenschlußwiderstand erhält. Die. Anzeigevorrichtung ist in ähnlicher Weise auch bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 anwendbar, ferner kann auch dort außer den Widerständen w und w' noch ein Nebenschlußregler η im Feldkreis angeordnet werden.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Einrichtung zur Schnellregelung elektrischer Maschinen, bei der an Stelle eines einzigen periodisch kurzschließbaren Widerstandes zwei in Reihe geschaltete Widerstände vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Widerstände ..-entweder in bekannter Weise durch zwei getrennte, auf etwas verschiedene Werte eingestellte Systeme oder durch ein gemeinsames schwingendes System · periodisch kurzgeschlossen werden und dabei im Ruhezustand (ausgeschalteten Zustand) des bzw. der Schnellregler der eine der Widerstände kurzgeschlossen, der andere eingeschaltet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Widerstände (w bzw. w') durch je ein vom gemeinsamen oder von einem der beiden getrennten schwingenden Systeme gesteuertes Relais '(r bzw. r') periodisch kurzgeschlossen bzw. ausgeschaltet wird, wobei durch dieselbe Bewegung des gemeinsamen schwingenden Systems bzw. gleichsinnige Bewegungen der beiden schwingenden Systeme das eine Relais erregt, das andere aberregt wird und das eine im erregten, das andere im aberregten Zustande seinen Widerstand kurzschließt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Widerstände regelbar ist oder noch ein besonderer regelbarer Widerstand vorgesehen ist, der von Hand oder selbsttätig mittels eines Langsamreglers auf einen solchen Wert gebracht wird, daß sich der Strom in dem die Widerstände enthaltenden Stromkreise beim Abschalten des bzw. der Schnellregler nicht oder nur wenig ändert.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch ein Differentialgalvanometer (d, Fig. 2), dessen Spulen mit den Spulen der beiden Relais (r und r^r) in Reihe geschaltet sind, um den für die Abschaltung bereiten Zustand der Schnellregler anzuzeigen.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung (Anspruch 4) zum Steuern des Langsamreglers (Anspruch 3) dient.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bzw. die Schnellregler durch ein Minimalspannugsrelais {0, Fig. 2) oder einen ähnlichen Apparat selbsttätig beim Ausbleiben einer ausreichenden Regelung abgeschaltet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.