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Spannungs- oder Stromregler. Die Erfindung betrifft einen elektrischen
Spannungsregler, bei dem eine durch die zu regelnde Spannung beeinflußte bewegliche
Kontaktzunge zwischen zwei Gegenkontakten spielt, durch deren Zusammenwirken mit
der Kontaktzunge ein z. B. in dem Erregerstromkreis des zu regelnden Stromerzeugers
liegender Regelungswiderstand ein- oder ausgeschaltet wird.
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Wählt man bei den bekannten Reglern dieser Art, bei denen die Gegenkontakte
feststehen, den gegenseitigen Abstand dieser Kontakte klein, so spricht zwar der
Regler schon bei kleinen Spannungsschwanken an, es tritt aber das sogenannte überregulieren
und dadurch ein anhaltendes Pendeln der Spannung ein, da der Stromschluß, durch
den das Ein- oder Ausschalten des Regelungswiderstandes herbeigeführt wird, erst
aufgehoben wird, wenn die Spannung den normalen Wert erreicht. hat. Die Spannung
geht aber infolge der magnetischen Trägheit des Stromerzeugers über diesen Wert
hinaus, so daß die Kontaktzunge auf den anderen Gegenkontakt trifft und der Regler
entgegengesetzt arbeitet.
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Zur Behebung dieses Übelstandes hat man dem Regelungswiderstand mit
Hilfe einer Dämpfungsvorrichtung eine so große Trägheit gegeben, daß sich die Erregerstromstärke
und somit die zu regelnde`Spannung nur allmählich ändern. Durch geeignete Einstellung
der Dämpfung gelingt es, das Überregulieren zu vermeiden, die Zeitdauer der Regelung
wird aber dadurch in unerwünschter Weise verlängert.
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Man könnte die Regelungsdauer dadurch etwas verkürzen, daß man den
gegenseitigen Abstand der Gegenkontakte vergrößert. Die durch eine Spannungsspule
beeinflußte Kontaktzunge kommt dann in eine solche Lage, daß der Stromschluß schon
aufgehoben wird, wenn die Spannung ihren normalen Wert noch nicht erreicht hat.
Es kann also das Nachlaufen der Spannung stattfinden, ohne daß die Kontaktzunge
auf den anderen Gegenkontakt trifft. Die Dämpfung des Regelungswiderstandes braucht
daher dann nicht mehr so groß zu sein, so daß die Einstellung des Widerstandes schneller
erfolgt. Die Erregerstromstärke ändert sich dann auch schneller, so daß die magnetische
Trägheit des Stromerzeugers schneller überwunden und das Nachlaufen der Spannung
verkleinert wird. Dieser Vorteil muß aber durch den Nachteil erkauft werden, daß
der Regler unempfindlich ist, da er infolge des großen gegenseitigen Abstandes der
Gegenkontakte erst bei einer größeren Spannungsschwankung anspricht.
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Nach der Erfindung sind die Nachteile dieser Spannungsregler unter
Wahrung ihrer Vorteile dadurch vermieden, daß die Gegenkontakte für den Regelungswiderstand
in der Bewegungsrichtung der durch die Änderungen im Stromkreis beeinflußten Kontaktzunge
nachgiebig sind und ihre durch ein Gewicht o. dgl, erfolgende Rückbewegung in die
Ruhelage unter dem Einfluß einer Dämpfungsvorrichtung steht. Hierbei werden die
Gegenkontakte infolge ihrer Nachgiebigkeit nach Maßgabe der Spannungsänderung von
der Kontaktzunge mitgenommen und die Zunge kann infolge der Dämpfung der Rückbewegung
der Gegenkontakte diese in der neuen Lage verlassen.
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Da infolgedessen der Stromschluß sofort
wieder aufgehoben
wird, kann man die Dämpfung des Regelungswiderstandes sehr klein machen und dabei
einen großen Widerstand ein- oder ausschalten lassen, also dem Erregerstrom einen
für die neue Belastung des Stromerzeugers viel zu hohen oder viel zu niedrigen Wert
geben. Es wird absichtlich ein Über- I regulieren hervorgerufen, wodurch die magnetische
Trägheit- des Stromerzeugers schnell überwunden und demgemäß die Regelungsdauer
erheblich verkürzt wird. Zum Ausgleich dieser zielbewußten Überregelung tritt dann
nur ein-oder zweimaliger Strom@chluß zwi-rchen den Kontakten ein. Der Regler spricht
aber auch schon bei kleinen Spannungsschwankungen an, da die Gegenkontakte durch
ihre Rückführungsvorrichtung stets wieder in. ihre Ruhelage zurückgebracht werden,
bei der der gegenseitige Abstand der Kontakte hinreichend klein gehalten sein kann.
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Will man hierbei erzielen, daß die Kontaktzunge möglichst schnell
zur Ruhe kommt, so muß man die zum Ausgleich der Überregelung erforderliche Berührung
der Kontaktzunge reit dem dem verdrängten Gegenkontakt gegenüberliegenden Gegenkontakt
in dem Augenblick herbeiführen, in welchem die Spannung noch nicht ganz den aufrechtzuerhaltenden
Wert erreicht hat, da durch die magnetische Trägheit des Stromerzeugers sich die
Spannung auch bei Einleitung einer Gegenwirkung noch in dem ursprünglichen Sinne
ändert.
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Dies ist nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die beiden Gegenkontakte
zwangläufig miteinander verbunden sind und die zum Ausgleich der Überregelung erforderliche
Berührung zwischen der Kontaktzunge und dem dem verdrängten Gegenkontakt gegenüberliegenden
Gegenkontakt durch die Rückführungsvorrichtung der Gegenkontakte aufgehoben wird.
Der dem verdrängten Gegenkontakt gegenüberliegende Gegenkontakt liegt dann stets
dicht über der Kontaktzunge, so daß diese schon bei einem kleinen Hub zu einer Zeit
auf den Gegenkontakt trifft, bei der die aufrechtzuerhaltende Spannung noch nicht
ganz erreicht ist. Die Dämpfung der Rückführungsvorrichtung kann dann so eingestellt
werden, daß der zweite Stromschluß in dem Augenblick aufgehoben wird, in welchem
die Spannung den Normalwert erreicht oder nahezu erreicht.
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In besonders einfacher Weise läßt sich diese Regelung erzielen, wenn
man die beiden Gegenkontakte an einem gedämpften Pendel anbringt. Diese Bauart hat
noch den Vorteil, daß sich die Berührungsfläche zwischen den Kontakten ständig ändert,
indem sie sich abrollt, und so die innige stromleitende Berührung gesichert ist.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsform des mit den Kontakten versehenen
Teiles des Spannungs- oder Stromreglers dargestellt, Fig. z zeigt eine Vorderansicht
und Fig. z eine Seitenansicht der Vorrichtung. Bei der Regelung der Spannung einer
Nebenschlußmaschine ist das Solenoid z in den Hauptstromkreis geschaltet. Der Kern
2 trägt eine Kontaktzunge 3, die mit einer Klemme q. so stromleitend verbunden ist,
daß sie sich frei bewegen kann. Durch die Klemme q. ist die Kontaktzunge an die
Stromquelle des elektrisch gesteuerten Nebenschlußreglers gelegt.
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Die Kontaktzunge 3 spielt zwischen zwei Gegenkontakten 5, 6, die an
den Nebenschlußregler gelegt sind, und zwar so, daß beim Stromschluß zwischen der
Zunge 3 und dem -Gegenkontakt 5 Widerstand in den Erregerstromkreis eingeschaltet
und bei Stromschluß zwischen der Zunge 3 und dem Gegenkontakt 6 Widerstand ausgeschaltet
wird. Die Bewegung des Nebenschlußreglers steht in bekannter Weise unter dem Einfluß
einer regelbaren Dämpfungsvorrichtung.
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Die Gegenkontakte 5; 6 sind an dem einen Arm eines Doppelhebels angebracht,
dessen Drehachse 7 von den mit Spitzen versehenen Schrauben 8 getragen wird und
dessen anderer Arm ein Gegengewicht trägt. Der Doppelhebel steht unter dem Einfluß
einer Rückführungsvorrichtung und einer Dämpfungsvorrichtung. Erstere besteh aus
einem an dem Doppelhebel senkrecht zu seiner Ebene angebrachten Pendel g, während
die Dämpfung des Doppelhebels dadurch erreicht ist, daß die Linse des Pendels in
ein Glyzerinbad xo eintaucht.
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Der gegenseitige Abstand der beiden Gegenkontakte 5, 6 ist so klein
bemessen, daß der Regler schon bei kleinen Spannungsschwankungen anspricht.
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Wird z. B. die Nebenschlußmaschine belastet, und sinkt die aufrechtzuerhaltende
Spannung, so trifft dieKontaktzunge3 auf denGegenkontakt6 und nimmt ihn unter Drehung
des Doppelhebels entgegengesetzt zum Uhrzeiger mit, bis er in die Lage gekommen
ist, in welcher der Kern 2 bei der der Belastung entsprechenden niedrigsten Spannung
in der Schwebe gehalten wird. Die Folge des Stromschlusses ist eine Bewegung des
Nebenschlußreglers -in dem Sinne, daß Widerstand aus dem Erregerstromkreise' ausgeschaltet
wird. Die Dämpfung des Nebenschlußreglers ist nur so schwach eingestellt, daß sofort
ein so großer Widerstand ausgeschaltet wird, daß der Erregerstrom, einen Wert erhält,
der viel höher ist als der Wert, den er entsprechend der neuen Belastung der Maschine
haben müßte.
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Da infolgedessen die Spannung der Maschine sofort nach Stromschluß
wieder steigt, wird der Kern 2 wieder angezogen und, da der Gegenkontakt 6 infolge
der Dämpfung der Linse des Pendels g nicht schnell genug folgen kann, wird der Stromschluß
aufgehoben. Das schnelle Anwgchsen, der Erregerstromstärke hat ein schnelles
Steigen
der Spannung zur Folge, so daß sich der Kern 2 auch schnell hebt.
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Bei der Drehung des Doppelhebels ist der Gegenkontakt 5 infolge der
zwangläufigen Verbindung der beiden Gegenkontakte gefolgt, so daß er dicht über
der Kontaktzunge 3 steht. Diese trifft daher kurz nach ihrer Trennung von dem Gegenkontakt
6 auf den Gegenkontakt 5, also zu einer Zeit, bei der die Spannung noch nicht den
normalen Wert erreicht hat. Hierdurch wird der Nebenschlußregler so beeinflußt,
daß ein gewisser Widerstand eingeschaltet, also ein Sinken der Spannung eingeleitet
wird. Der Gegenkontakt 5 wird etwas mitgenommen und dadurch der Doppelhebel im Sinne
des Uhrzeigers gedreht.
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Die Dämpfung des Pendels 9, das natürlich stets das Bestreben hat,
sich senkrecht einzustellen und dadurch die Gegenkontakte 5, 6 in ihre Mittellage
zurückzuführen, ist nun so eingestellt, daß die Drehgeschwindigkeit des Doppelhebels
in dem Augenblick größer wird als die Aufwärtsbewegung der Kontaktzunge 3, in welchem
gewährleistet ist, daß einerseits durch die Gegenwirkung und anderseits durch das
Nachlaufen der Spannung infolge der magnetischen Trägheit der Maschine die aufrechterhaltende
Normalspannung erreicht ist. Sowohl die Zunge 3 wie die Gegenkontakte 5, 6 befinden
sich dann bei der neuen Belastung in der Normallage.