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Wechselstromregler mit zwei auf magnetisierbaren Kernen angeordneten,
wechselseitig induktiven Wicklungen. Die Erfindung betrifft einen Wechselstromregler
mit zwei auf magnetisierbaren Kernen angeordneten, wechselseitig indulktiven Wickhingen,
von denen die eine fest, die andere drehbar angeordnet ist und letztere von einem
gewichtsbelasteten Arm beeinflußt ist. Die Neuerung besteht im wesentlichen darin,
daß dieser Arm von einem festen Anschlag in der Anfangsstellung derartig gehalten
wird, daß eine Vorbelastung für die bewegliche Spule vorhanden ist, so daß sie sich
immer nur in einer Richtung entgegen der sie beeinflussenden Kraft drehen kann.
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Auf den Zeichnungen ist: Abb. i ein Schema eines Stromreglers nach
der Erfindung in Transformatorenbauart, Abb. 2 ein Schema, bei dem der Regler als
Drosselspule wirkt.
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Abb. 3 und 4 zeigen Ausführungen von Stromreglern, die in der
in den Abb. i und 2 dargestellten Weise wirken und deutlicher die wirkliche Form
bestimmter Teile erkennen lassen.
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In Abb. i ist der eine von den wechselseitig induktiven Stromkreisen
als Wicklung A auf einen Magnefkern B aufgebracht, so daß er ein magnetisches
Feld zwischen den Polen des Magnetkerns erzeugt. Diese Wicklung A
wirkt als
Primärwicklung eines Transforrnators und steht mit der Hauptleitung oder einer sonstigen
Kraftquelle in Verbindung.
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Der andere wechselseitig induktive Stromkreis besteht aus der WicklungC,
die auf einen Rotor oder Ankerkern BI aufgebracht ist. Diese Wicklung C bildet die
Sekundärwicklung des Transformators und ist mit dem Arbeitsstromkreis verbunden,
der als einfaches Beispiel auf der Zeichnung als Speiseleitung für einen elektrischen
Schweißapparat D dargestellt ist. Zwischen den Polen des Magnetkerns B und
dem Rotor B11 ist nur so viel Luftspalt gelassen, daß eine freie Ankerbewegung vorhanden
ist.
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Die normale Anfangslage der Sekundärwicklung G ist die der
größten Induktion. In dieser Lage wird die Wicklung C durch einen auf die Rotorwelle
aufgesetzten Arm E gehalten, der ein einstellbares Gewicht EI trägt.
Dieser gewichtsbelastete Arm E legt sieh gegen einen Anschlag F, wodurch
die Normal iage festgelegt ist. Wie aus Abb. i hervorgeht, ist der Anschlag F so
angeordnet, daß der Arm E nicht ganz senkrecht steht. Dies gibt dem Arm und
der mit ihm verbundenen beweglichen Wicklung G eine gewisse Vorbelastung
und die Sicherheit, daß beim Einsetzen der Bewegung diese immer nur in einer Richtung
erfolgt. Wenn die Winkelstellung des Arins zu der Achse der Wicklung C ein wenig
verändert wird, so kann natürlich die Wicklung noch eine geringe Vorbelastung haben,
auch wenn die Normallage des Armes die senkrechte ist. Diese Veränderung der Armstellung
zur Wicklungsachse ist eine Möglichkeit zur Änderung der vom Regler ausgeübten Steuerwirkung.
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Wird Strom von der Sekundärwicklung C
entnommen, so sucht sich
diese in eine solche Lage zur Pritnärwicklung A zu verschieben, daß keine
gegenseitige Induktion mehr zwischen den Wicklungen auftritt. Dieses Bestreben wächst
mit der Zunahme des entnommenen Stromes. Der Gewichtshebel E
ist so eingestellt,.'daß
er diesem Bestreben bis zu dem Zeitpunkt entgegenwirkt, an dem vorher festgelegte
Belastung erreicht wird. Ist (lies geschehen, so ist die Zugkraft der Sekundärwicklung
C infolge des hindurchfließenden Stromes größer als die des gewichtsbelasteten
Armes
E, EI-. Infolgedessen verdreht sich der Rotor Bl- mit der Sekundärwicklung
C in eine Stellung, bei der die gegenseitige Induktion geringer ist. Das
heißt, die induzierte Spannung fällt, und infolgedessen nimmt der Strom ab.
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Der Aufbau des Reglers im ganzen kann so durchgeführt sein, daß die
Zugkraft auf die Spule C sich als Funktion des Winkels ändert, utn den sich
die Spule verdreht. In dem Falle kann der Strom gleich erhalten werden, wenn das
Steuergetriebe entsprechend angeordnet ist. Ein normal in etwa senkrechter Lage
befindlicher Gewichtshebel ist im allgemeinen zweckentsprechend.
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Die Ausführung nach Abb. 3 entspricht in jeder Beziehung dem
in Abb. i erläuterten Schema und läßt erkennen, wie der angeregte Gedanke praktisch
verwirklicht werden kann. Die Prirnärwicklung A ist auf dass Magnetgestell
B in der bei Induktionsmotoren bekannt gewordenen Art aufgebracht, wobei die Windungen
durch Schlitze BI im Magnet-"estell hindurchgeführt sind. Die Sekundär wicklung
C ist in gleicher Weise durch Schlitze B3 im Rotor BI hindurchgeführt. Die
Anschlüsse zwischen der Arbeitsleitung und der Sekundärwicklung C werden
selbstverständlich durch Schleifringe oder derartige Verbindungen hergestellt, die
der Wicklung eine begrenzte Drehbewegung gestatten.
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Das Schema der Abb. 2 ist ähnlich dem in Abb. i behandelten, von dem
es sich nur insofern unterscheidet, als der Regler mehr wie eine Drosselspule als
wie ein Transformator wirkt. Die WicklungAll steht nicht wie die Primärwicklung
eines Transformators mit beiden Enden, sondern nur mit einem mit der Hauptleitung
oder Kraftquelle in Verbindung, während das andere an die Wicklung C11 'angeschlossen
ist, die ihrerseits zur Arbeitsstelle D führt. Beide Wicklungen sind demnach
hintereinander geschaltet und werden vom gleichen Strom erregt. Ist die Zahl der
Windungen der festen und beweglichen Wick-Jungen, wie im dargestellten Beispiel,
gleich, so wird deren induktive Wirkung in einer Stellung die etwa der dargestellten
Normallage entspricht, ausgeglichen und infolgedessen die Drosselwirkung auf Null
herabgesetzt.
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Die Wicklungen A' und C' sind derart angeordnet, daß sich die
Wicklung Cl, wenn Strom hindurchfließt, entgegen der Wirkung des Gewichtshebels
E, El zu verdrehen sucht. Die Einwirkung des Hebels ist aber derart
bemessen, daß sie eine Bewegung der Wick-Jung Cl- hintanhält, bis das vorgeschriebene
Strommaximum erreicht ist. Sobald dieses der Fall ist, findet eine teilweise Verdrehung
statt. Durch die veränderte Lage der Wicklung Cl zur Wicklung All wird nun
die Drosselwirkung allmählich erhöht, wodurch der Strom herabgesetzt oder in anderer
Weise geändert wird.
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Abb. 4 steht im gleichen Verhältnis zum Schema der Abb. 2 wie Abb.
3 zur Abb. i und zeigt lediglich eine praktische Form des auf der Verwendung
einer Drossetspule aufgebauten Reglers nach der Erfindung. Die Wicklung
A' ist durch Schlitze B' im Kern B und die Wicklung C' durch Schlitze
B-1 im Rotor Bl hindurchgeführt.
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Die Abhängigkeit, in der die Bewegung der teilweise drehbaren Wicklung
Cl vom Strom steht, kann durch Nebenschluß oder Verzweigung der Windungen oder in
anderer g .
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,eeigneter Weise geändert werden.
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Bei jeder der beschriebenen Ausführungen kann die Wicklung des Rotors
oder Stators so entworfen werden, daß bei einer entsprechenden Änderung der Steuerung
dem Rotor eine gewisse Winkelbewegung freigetyeben wird. Die oben beschriebenen
Anordb nungen können z. B. als solche mit einem Polpaar angesehen werden. Werden
die Windungen so abgeändert, daß sie einer Vorrichtung mit zwei Polpaaren entsprechen,
so wird die Winkelbewegung annähernd auf die Hälfte herabgesetzt.
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Die angegebene Benutzung des Arbeitsstromes zum Schweißen stellt,
wie bereits hervorgehoben, lediglich ein Beispiel dar. Die beschriebenen Regler
können mit Vorteil auch in anderen Wechselstromkreisen Verwendung finden, in denen
die Belastung selbsttätig begrenzt werden soll, nachdem ein vorher iestgelegter
Wert erreicht ist.