DE311145C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

In dem Hauptpatent 306882 ist ein selbsttätiger Spannungsregler für elektrische Maschinen beschrieben mit dem besonderen Kenn-¹ zeichen, daß die sogenannte Zitterspule mit der von der zu regelnden Spannung beeinflußten'Spannungsspule magnetisch gekuppelt ist. Es ist in dem genannten Patent darauf aufmerksam gemacht worden, daß man den im Erregerkreis wirksamen Widerstand statt durch die Tastkontakte des eigentlichen Spannungsreglers auch durch besondere Relais kurzschließen kann, deren Zahl und Größe sich nach der zu steuernden Erregerleistung richtet. Überlegungen führten dazu, und Ver-

suche haben die Richtigkeit dieser Überlegungen bewiesen, die magnetische Kupplung der Zitterspule und der Spannungsspule bei Reglern, die zur Steuerung des Erregerwiderstandes besondere Relais verwenden, statt an dem die Regelung einleitenden Organ, an dem das periodische Öffnen und Kurzschließen des Erregerwiderstandes besorgenden Relais vorzunehmen. Äußer anderen Vorteilen, die diese Schaltung mit sich bringt, soll hier nur auf den einen Vorzug derselben aufmerksam gemacht werden, nämlich den, daß durch die direkte Einwirkung der Zitterspule auf das den Erregerwiderstand oszillatorisch kurzschließende Relais Verzögerungen und Verminderungen in der Zahl der Schwingungen u. dgl., wie solche bei Übermittlung der Schwingungen über die Tastkontakte des die Regelung einleitenden Organs vorkommen kön- , nen, vermieden werden. Es ist ferner durch diese neue Schaltung auch möglich, eine magnetische Verkettung der Spannungsspule und Zitterspule zu bewerkstelligen, wenn die Spannungsspule von Wechselstrom, die Zitterspule aber von Gleichstrom erregt ist.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen elektrische Spannungsregler in Verbindung mit Generatoren, bei welchen zur Steuerung des Erregerwiderstandes besondere Relais verwendet werden und die. magnetische Verkettung der Spannungsspule und der Zitterspule an diesem *5 Relais vorgenommen wird. Der Spannungsregler der Fig. 1 steht, wie ersichtlich, in Verbindung mit einer aus dem Anker 1 und dem Magnetfeld 2 bestehenden Gleichstrommaschine. Mit 3 ist der in den Erregerstromkreis eingeschaltete Widerstand bezeichnet, zu dem der. Kondensator 4 parallel liegt, die beide durch die mit 31 und 32 benannten Kontakte periodisch kurzgeschlossen werden sollen. Das den Erregerwiderstand direkt beeinflussende Relais besteht außer den bereits genannten beiden Kontakten 31 und 32, von welchen beiden 32 als feststehend, der Kontakt 31 dagegen als beweglich angenommen wurde, aus dem um den Drehpunkt 34 drehbaren Hebel 35, der an dem, dem Kontakt 31 gegenüberliegenden Ende den Anker 37 trägt. Auf den Kern 38 sind die beiden einander entgegengeschalteten Spulen 11 und 39 aufgewickelt,

von welchen ii über den Widerstand 15 an die Magnetwicklung 2 des Generators, die Spule 39 dagegen über die Tastkontakte 5 und 6 des von der zu regelnden Spannung beeinflußten Relais an eine beliebige Stromquelle 40 konstanter Spannung, z. B. eine Batterie, angeschlossen ist. Das Spannungsrelais besteht aus dem sich um den Drehpunkt 10 drehbaren Hebel 13 mit dem beweglichen Kontakt 5, der gegen den festen Kontakt 6 schwingt, auf der einen Seite und dem magnetischen Anker 9 auf der entgegengesetzten Seite. Die Feder 7 hat je nach der Schaltung, der Summe oder Differenz von der über den Widerstand 14, an der zu regelnden Spannung liegenden Spannungsspule und der vom totalen Maschinenstrom durchflossenen Stromspüle 41, erzeugten magnetischen Kräften das Gleichgewicht zu halten.

In diesem Falle wird die magnetische Verkettung der Spannungsspule mit der Zitterspule, wie ersichtlich, durch einen Hilfsstromkreis bewerkstelligt. Die Wirkungsweise dieses Reglers sei hier nur kurz nochmals angedeutet, denn durch diese neuartige magnetische Verkettung der Spannungs- mit der Zitterspule wird der Regelungsvorgang nicht anders gestaltet als bei den im Hauptpatent beschriebenen Reglern.

Angenommen, der Stromkreis über die Spule 39 sei vorerst unterbrochen, d. h. die Kontakte 5 und 6 berühren sich also nicht. Die Spule 11 des den Erregerwiderstand öffnenden oder kurzschließenden Relais liegt parallel zu der Erregerwicklung 2 der¹ zu steuernden Dynamo. Liegen die, beiden Kontakte 31 und 32 aufeinander, so ist der Erregerwiderstand kurzgeschlossen und der Erregerstrom wird so lange ansteigen, bis die von der Spule 11 auf den Anker 37 ausgeübte Zugkraft größer ist als die Zugkraft der Feder 33. Tritt dieser Moment ein, so werden die Kontakte 31, 32 außer Berührung gebracht und damit der Erregerwiderstand in den Erregerstromkreis eingeschaltet, wodurch der Erregerstrom bzw. die auf die Erregerwicklung entfallende Spannung sinken wird, bis die Zugkraft der Spule 11 soweit nachläßt, daß die Feder 33 die Kontakte 31, 32 wieder in gegenseitige Berührung bringt. Der Hebel 35 wird demnach beständigen Vibrationen unterworfen sein, und das Relais wird auf eine konstante Erregerspannung einregulieren wollen. Schwankungen der Maschinenspannung, die durch Belastungs- oder Tourenzahländerungen entstehen, könnten damit also nicht ausreguliert werden. Um dies zu können, muß man das Relais auch von der Maschinenspannung beeinflussen, was mittels des von der Batterie 40 gespeisten Hilfsstromkreises über die der Spule Ii entgegengeschaltete Spule 39 geschieht. Angenommen, die Maschinenspannung sei aus irgendeinem Grunde derart gesunken, daß die von der Spule 12 ausgeübte Zugkraft nicht mehr die Zugkraft der Feder 7 überwiegt, sondern umgekehrt, *so werden die Kontakte 5 und 6 in Berührung gebracht und dadurch der Hilfsstromkreis geschlossen. Weil nun die Spule 39 der Spule ix entgegengeschaltet ist, wird die Zugkraft des Magneten 38 abnehmen, die Feder 33 wird die Kontakte 31, 32 in Berührung bringen und der Erregerwiderstand dadurch kurzgeschlossen werden. Die Spannungsspule 39 bzw. 12 wird den Erregerwiderstand so lange kurzgeschlossen halten, bis die Maschinenspannung auf den Einstellungswert des Reglers angestiegen ist. Bei Überschreitung dieses Wertes wird über die Kontakte 5 und 6 der die magnetische Verkettung von Zitterspule und Spannungsspule besorgende Hilfsstromkreis geöffnet usf. Während also die Zitterspule 11 die für den Regelungsvorgang notwendigen Regulierhebelschwingungen erzeugt, sucht die Spannungsspule 39 bzw. 12 diese Schwingungen in ein dem Betriebszustand entsprechendes Verhältnis der Zeit des kurzgeschlossenen Erregerwiderstandes zur Zeit des eingeschalteten Widerstandes aufzuteilen.

Außer von der Maschinenspannung ist der Regler durch die Spule 41 auch noch vom Maschinenstrom beeinflußt, und zwar kann, je nachdem diese Spule der Spannungsspule 12 gleich- oder entgegengeschaltet ist, in bekannter Weise eine Steigerung der Maschinenspannung mit zunehmendem Strom oder eine Verminderung derselben erreicht werden.

Der Regler nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem eben besprochenen Regler dadurch, daß das, das periodische Einschalten und Kurzschließen des Erregerwiderstandes besorgende Relais nur mit einer Wicklung 42 versehen ist, die die Rolle der Zitter- und Spannungsspule gleichzeitig übernimmt, wodurch eine besondere Stromquelle^zur magnetischen Verkettung von diesen beiden Spulen umgangen wird. Die Spule 42 liegt an der Erregerwicklung 2 und die Maschinenspannung wirkt auf sie mittels des ihr vorgeschalteten, durch die von 12 beherrschten Kontakte 5, 6 kurzschließ- no baren Widerstandes 43 ein. Da die Spannung, die auf diese Wicklung 42 entfällt, mit der Belastung und Tourenzahl der zu regelnden Maschine stark variabel ist, ist mit 46 eine Vorrichtung angedeutet, deren Aufgabe es ist, den Strom über die Spule 42, abgesehen von den durch das zeitweise Kurzschließen des Widerstandes 43 zur Regelung notwendigen Stromschwankungen, angenähert konstant zu halten. Es kann dies also ζ. Β ein Eisendrahtwiderstand sein, und es ist klar, daß eine derartige Vorrichtung auch beim Regler

nach Fig. ι und 3 Anwendung finden kann. Der Spannungsregler der Fig. 2 unterscheidet sich auch insofern von dem Regler nach Fig. i, daß nicht der ganze Maschinenstrom, sondern nur ein Teil, z. B. der für das Lichtnetz 50 benötigte Strom, den Regulieräpparat beeinflußt. Der von dem Stromverbraucher 44 — in diesem Falle eine Batterie — aufgenommene Strom ist demnach auf den Einstellungswert des Relais ohne Einfluß.

Die Fig. 3 zeigt endlich die Anwendung des vorliegender Erfindung entsprechenden Reglers für die Regelung eines Wechselstromgenerators. Außer den bereits erklärten Bezeichnungen bedeutet in dieser Fig. 47 einen Drehstromgenerator mit der Magnetwicklung 48,· 49 einen Spannungstransformator. Mit 1 ist der Anker, mit 2 das Feld der zugehörigen Erregermaschine bezeichnet. Die Verbindungen der Spule 11 sind aus dem Grunde nicht eingezeichnet, weil zur Erzeugung der Regulierhebelschwingungen auch eine Einrichtung, wie eine solche die Fig. 3 des Hauptpatents veranschaulicht, zur Anwendung gelangen könnte.

Näher auf diese Fig. 3 des vorliegenden Zusatzpatentes braucht auf Grund der bereits gemachten Angaben nicht eingegangen werden. Die magnetische Kupplung der vom Wechselstrom erregten Spannungsspule mit der von Gleichstrom erregten Zitterspule besorgt, wie ersichtlich, ein Gleichstromhilfsstromkreis.

Es ist noch nachzutragen, daß die mit 3, 14, 15, 43 und 46 bezeichneten Widerstände von Hand oder automatisch, z. B. durch Stufenrelais in Abhängigkeit der zu regelnden Spannung bder von der Belastung oder Tourenzahl der zu steuernden 'Maschine, verändert werden können.

Alle die in der Beschreibung des Hauptpatents angegebenen Schaltungen, Konstruktionen und Verfahren können selbstredend auch bei den Spannungsreglern nach diesem Zusatzpatent zur Anwendung gelangen.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Selbsttätiger Spannungsregler für elektrische Maschinen nach Patent 306882, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Kupplung der Zitterspule und der Spannungsspule bei Reglern, bei denen für das periodische öffnen und Kurzschließen des Erregerwiderstandes Zwischenrelais zur Anwendung gelangen, an diesen Zwischenrelais vorgenommen wird.

2. Selbsttätiger Spannungsregler für elektrische Maschinen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Verkettung der Zitterspule mit der Spannungsspule durch einen Hilfsstromkreis bewerkstelligt wird.

3. Selbsttätiger Spannungsregler für elektrische Maschinen zur Erzeugung von Wechselstrom nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem zu regelnden Wechselstrom erregte Spannungsspule mit der von Gleichstrom erregten Zitterspule durch einen Gleichstromhilfsstromkreis magnetisch miteinander gekuppelt sind. ■

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.