DE309092C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Erfindung betrifft einen selbsttätigen Schnellregler für elektrische Maschinen zum Zwecke der selbsttätigen Regulierung der elektrischen Spannung, des Stromes oder der Leistung derselben durch Veränderung eines Erregerstromes oder einer Erregerspannung. Der Regler bewirkt die Veränderung der Erregung durch periodisches < Kurzschließen und Wiedereinschalten eines Erregerwider-Standes durch Schaltkontakte, welche unter dem Einfluß von Elektromagneten stehen, welche sowohl von der regulierenden Erregerspannung oder dem Erregerstrom, als auch von den zu regulierenden Spannungen, Strömen oder Leistungen beinflußt werden. Der Regler ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, daß die bei jedem Schnellregler erforderliche Rückführung in der Form einer Flüssigkeitsrückführung zur Anwendung kommt, die unter dem Einfluß der Erregung steht.

Es sind elektrische Spannungsregler bekannt, bei welchen der Magnetkern eines an die zu regulierende Spannung angeschlossenen Elektromagneten einen Hilfskontakt betätigt, durch dessen Wirkung bei Abnahme der zu regulierenden Spannung ein Erregerwiderstand im Feldkreis der Erregermaschine des zu regulierenden elektrischen Generators kurzgeschlossen, bei Zunahme der Spannung in den Feldkreis eingeschaltet wird. Wegen der durch das Kurzschließen und Zuschalten des Erregerwiderstandes bewirkten Uberregulierung befindet sich der Magnetkern des Elektromagneten beständig in Schwingung, so daß der Reguliervorgang in einem periodischen Kurzschließen und Wiedereinschalten des Erregerwiderstandes besteht. Die regulierte Spannung bleibt deshalb auch nicht vollständig unverändert, sondern sie pulsiert mit der Periodenzahl des Kurzschließens und Ein-Schaltens des Erregerwiderstandes.

Die Regulierung des Reglers kann nun da durch verbessert werden, daß der Magnetkern des an die Spannung angeschlossenen Elektromagneten mit einer Flüssigkeitsrückführung : kombiniert wird, wie solche z. B. bei mechanischen Geschwindigkeitsregulatoren gebräuchlich sind. > '

Nach der Erfindung wird diese bekannte Rückführung in Abhängigkeit von der regu-¹ lierenden Erregerspannung oder des Erregerstromes gebracht, derart, daß diese elektrische Größen über die Flüssigkeitsrückführung auf den die Einschaltung und Kurzschließung des Feldwiderstandes bewirkenden schwingenden Kontakt einwirken. Infolgedessen wirken die durch das abwechselnde Kurzschließen und Wiedereinschalten des Erregerwiderstandes be- I wirkten Err egerspännungsänderungen vermittels '' der Flüssigkeitsrückführung derart auf den die Regulierung bewirkenden Magnetkern desi _; an der zu regulierenden Generatorenspannung · liegenden Elektromagneten zurück, ,daß sie die, die Regulierung einleitende Bewegung zu hemmen bzw. aufzuheben suchen.

Der Reguliervorgang wird daher aufgehoben, bevor sich die Wirkung der Regulierung in der regulierten Spannung geltend macht, so daß eine Überregulierung und damit die Pulsation der regulierten Spannung vermieden wird.

Die Flüssigkeitsrückführung wird am besten

in der gebräuchlichen Ausführung als Kolben in einem beweglichen Zylindergehäuse, das mit der betreffenden Flüssigkeit gefüllt ist, verwendet, wobei das bewegliche Zylindergehäuse direkt oder indirekt von einem von der Erregung beeinflußten Elektromagneten, der Zu- oder Abnahme der Erregerspannung oder des -Stromes entsprechend, verstellt wird.

In Fig. ι ist das Verbindungsschema des

ίο Sclinellreglers dargestellt.

Es bedeuteng einen Wechselstrom-bzw. Drehstromgenerator mit den Klemmen v, b seine Erregermaschine mit der Feldwicklung a, w den Erregerwiderstand der Erregermaschine. Die Wicklung s des Magneten r ist an die Zuleitung zu den Maschinenklemmen ν angeschlossen. Der Magnetkern r ist mit dem einen Ende eines Hebels m, der in i drehbar unterstützt ist, und mit einer Feder f beweglieh verbunden. Das andere Ende des Hebels trägt einen Kontakt k, der einem festen Kontakt I gegenübersteht. Wenn sich die Kontakte I, k berühren, so schließen sie die Wick-, lung eines Zwischenrelais z, welche über dem im Erregerkreis liegenden kleinen Widerstand u abgezweigt ist, kurz, wodurch der Anker des Relais ζ abfällt und über die Kontakte c, d den Erregerwiderstand w kurzschließt. Der Magnetkern r ist mechanisch mit dem Dämpferkolben h aus unmagnetischem Material, der in Flüssigkeit / schwebt, verbunden. Die Dämpferflüssigkeit befindet sich in einem Zylindergehäuse 0 aus magnetischem Material, das beweglich unter dem Einfluß einer Magnetspule φ steht, welche ihrerseits von den Klemmen der Erregermaschine abgezweigt ist oder in den Erregerstrom eingeschaltet ist.

Die Arbeitsweise des Reglers ist folgende: , Bei sinkender Klemmenspannung des Generators g senkt sich der Magnetkern r, die Bewegung überträgt sich auf den Hebelarm m, wodurch die Kontakte I₁ k geschlossen werden. Dadurch wird die Spule des Relais ζ kurzgeschlossen, der Relaisanker fällt ab und schließt über die Kontakte c, d den Erregerfeldwiderstand w kurz. Hierdurch wird das Feld der Erregermaschine verstärkt und die Spannung der Erregermaschine steigt an. Die Folge davon ist, daß die elektromagnetische Kraft der Spule p auf das Dämpfergehäuse 0 erhöht wird. Das Dämpfergehäuse bewegt sich deshalb unter dem Einfluß dieser Kraft nach oben und übt durch Vermittlung der Flüssigkeit / einen Druck auf den Dämpferkolben >ä aus. Unter dem Einfluß dieses Druckes bewegt sich der mit dem Kolben gekuppelte Magnetkern r nach oben und Öffnet die Kontakte I, k, wodurch der Kurzschluß des Erregerfeldwiderstandes w aufgehoben und dieser wieder in den Feldkreis ^; eingeschaltet wird. Die Erregerspannung beginnt wieder zu sinken, die Flüssigkeitsrückführung der Teile p, 0, j, h wirkt in entgegengesetzter Richtung und bewirkt wieder den Stromschluß der Kontakte I, k. Die Flüssigkeitsrückführung bewirkt somit bei dem einmal eingeleiteten Reguliervorgang das abwechselnde öffnen und Schließen der Schaltkontakte, welche den Erregerwiderstand ein-, schalten und kurzschließen. Tritt aus irgend einem Grunde eine Spannungsänderung an den Klemmen ν des Generators g auf, so bewirkt die Veränderung der Kraftwirkung auf den Magnetkern r einen Ausschlag des beweglichen Kontaktes k in der einen oder andern Richtung. Die daraufhin erfolgende Verände- ' rung der Erregerspannung sucht durch Vermittlung der Flüssigkeitsrückführüng die durch die Bewegung des Kontaktes k eingeleitete Regulierung aufzuhalten, wirkt somit der Bewegung des Kontaktes k entgegen und sucht diesen in seine vorige Stellung zurückzuführen. Bei größeren Spannungsänderungen, welche größere Kraftdifferenzen am Kerne r hervorbringen, wird die Rückführung des Kontaktes k wegen des zu überwindenden größeren Druckes erst erfolgen, wenn die Nachregulierung der Klemmenspannung des Generators bereits um einen entsprechenden Betrag vollzogen ist, wird aber erfolgen, bevor noch die Klemmenspannung den richtigen Wert erreicht hat, wodurch eine Überregulierung und damit ein Pulsieren der Klemmenspannung des Generators sicher verhindert wird.

Die Flüssigkeitsrückführung kann statt durch ein elektromagnetisches Magnetsystem auch durch ein dynamometrisches System betätigt werden, ohne daß dadurch die Wirkungsweise der Einrichtung einer Änderung unterliegen würde.

In Fig. 2 ist eine andere Anordnung dargestellt, welche sich von der in Fig. 1 gegebenen dadurch unterscheidet, daß die Flüssigkeitsrückführung nicht an demselben Hebelende wie der Kern der Regulierspule angreift. Die einzelnen Teile des Reglers besitzen in Fig. 2 dieselbe Bezeichnung und Bedeutung wie in Fig. 1. Das Regulierrelais r, s besitzt in diesem Falle eine unabhängige Dämpfung mit dem Dämpferkolben h' und dem festen no Dämpferzylinder 0'.

Die Wirkungsweise des Reglers ist genau dieselbe wie im vorhergehenden Falle; jeder Erregungszunahme entspricht, eine Unterbrechung und jeder Abnahme eine Schließung der Kontakte k, I. Gegenüber andern bekannten Reglern, bei welchen statt der Flüssigkeitsrückführung der Kern eines an der Erregerspannung liegenden Elektromagneten starr mit dem betreffenden Hebelende iao verbunden ist, besitzt die in Fig. 2 dargestellte Anordnung den Vorteil, daß die

Rückführung von der Stärke der Erregung vollständig unabhängig und die Schwingungslage des Hebels m bei allen Erregungen dieselbe ist.

Der Schnellregler kann zur Regulierung von Maschinen beliebiger Stromart, sowohl für Wechsel- als auch für Gleichstrommaschinen verwendet werden.

Der Regler kann außer zur Spannungsregulierung auch zur Regulierung eines Stromes oder einer Leistung benutzt werden, was dadurch geschehen kann, daß die Spule des zu regulierenden Magneten dem zu regulierenden Strom oder der zu regulierenden Leistung proportional erregt wird.

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Elektrischer Schnellregler zur selbstao tätigen Regulierung von elektrischen Spannungen, Strömen oder Leistungen, welcher die Regulierung durch abwechselndes Einschalten und Kurzschließen eines Widerstandes im Erregerkreise bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerspannung oder der Erregerstrom über eine Flüssigkeitsrückführung auf den die Einschaltung und Kurzschließung des Widerstandes bewirkenden schwingenden Kontakt einwirkt.
2. 2. Elektrischer Schnellregler nach An-Spruch i, .dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsrückführung mit dem Anker [r, Fig. 1) des von den zu regulierenden Spannungen, Strömen oder Leistungen beeinflußten Regulierrelais verbunden ist und diesen durch die Rückwirkung der oszillierenden Erregerspannung oder des Erregerstromes in Schwingung versetzt.
3. 3. Elektrischer Schnellregler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsrückführung in einem unmagnetischen Dämpferkolben (A) im beweglichen magnetischen Dämpfergehäuse (0) besteht, welches unter dem Einfluß der Erregerspannung oder des Erregerstromes steht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.