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Elektrische Anlagen mit mehreren kompensierten Schnellreglern. Die
Erfindung bezieht sich auf elektrische Anlagen, die mehrere von der Hauptspannung
beeinflußte Regulatoren umfassen, deren Kontakte in dem zu regelnden Stromkreis
in Reihe geschaltet sind, und betrifft besonders unter den in Frage kommenden Einrichtungen
die, bei. denen man Momentregulatoren und speziell Momentregulatoren mit Elektromagneten
verwendet, die :derart zusammengesetzt sind, daß ihre Anker bei einer Spannung
und
Stromstärke losgelassen werden, die merklich gleich der Spannung und Stromstärke
ist, bei der der Anker angezogen wird, so daß jeder dieser Elektromagneten durch
die Schwingungen seines Ankers .die Annäherung und Entfernung zweier Kontakte bewirkt;
die z. B. durch ihre Annäherung einen Kurzschluß und durch ihre Entfernung :die
Einschaltung des Regelwiderstandes der entsprechenden Regulatoren als Aufgabe haben.
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Die Erfindung erstrebt in der Hauptsache, die in Frage kommenden Vorrichtungen
so zu gestalten, daß ihre Regulatoren unter besseren Bedingungen als bislr-er, namentlich
in dem Falle, wo ihre Kontakte durch einen Regelwiderstand geschaltet sind, arbeiten.
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In der Tat hat bei ähnlichen Einrichtungen, wenn die Kontakte autonom
sein sollen, :d. h. wenn sie nicht von ein paar Kontakten beeinflußt werden, die
als Relais wirken, und wenn es sozusagen unmöglich ist, die Regulatoren so zu regeln,
daß ihre Kontakte bei ein und derselben Spannung und Stromstärke betätigt werden,
die geringste Regulierdifferenz der Regulatoren das Ergebnis, gewisse Kontakte zu
einer bedeutenderen Arbeit und infolgedessen auch zu einem größeren Versbrauch zu
zwingen als die anderen, so daß es also unmöglich ist, die Gesamtheit der Regulatoren
zu regeln.
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Andererseits eist es aber durchaus notwendig, daß die Kontakte der
verschiedenen Regler sich bei derselben Spannung und Stromstärke trennen, da es,
wenn man sie für verschiedene Werte von Spannung und Stromstärke einrichtet, wie
schwach die Unterschiede auch sein mögen, unmöglich ist, eine praktisch konstante
Spannung und Stromstärke zu erzielen, weil diese Unterschiede höher sein würden
als die praktischen Fehlerquellen, und weil die Spannungs- und Stromstärkenänderung
dann in dem Falle sehr fühlbar sein würde, wo man eine größere Anzahl von autonomen
Reihenkontakten verwenden möchte.
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Die Erfindung besteht hauptsächlich darin, die in Frage kommenden
Vorrichtungen derart anzuordnen, daß von den .Kontakten ihrer Regulatoren und unbeschadet
der Tatsache, daß sie durchaus autonom bleiben, teilweise die einen so dem Einfluß
der anderen unterworfen sind, daß ihre Arbeitsreihenfolge vollständig gesichert
ist, obwohl sie bei derselben Spannung und Stromstärke in Tätigkeit treten, da ihre
Arbeitsreihenfolge eine Funktion des Zustandes der zu regelnden Kreise ist.
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Über besondere Einzelheiten wird weiter unten an der Hand der auf
der Zeichnung wiedergegebenen beispielsweisen Ausführungsarten ausführlicher gesprochen
werden. Abb. i und 2 zeigen schematisch in zwei verschiedenen Stellungen ihrer Regulierorgane
eine gemäß der Erfindung aufgebaute elektrische Anlage.
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Nach der Erfindung und besonders nach der auf der Zeichnung .dargestellten
Ausführungsform, die z. B. über eine Nebenschluß!dynamoa verfügt, die eine Akkumulatorenbatterie
b und einen Nutzstromkreis c (Lampen) speist und bei welcher Ausführungsform die
genannte Anordnung mit einem Reguliersystem von Schnellreglern versehen ist, welche
periodisch oder dauernd die Widerstände dl, d2, d3, d4 in Reihe in den Stromkreis
der Erregerwicklung a1, der Dynamo a einschalten, um die Spannung an den Klemmen
der Dynamo konstant zu halten, geht man in folgender oder ähnlicher Weise vor.
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Man stellt so viel Schnellregler auf, als es Widerstände d-, d2, ds,
d4 gibt, wobei jeder von diesen Reglern einen Elektromagneten besitzt, dessen Anker
e1, e2, es, e4 nur zwei klar begrenzte Stellungen einnehmen kann, nämlich die Klebestellung,
d. h. die, in welcher der Anker dem Kern des Elektromagneten am nächsten liegt,
jedoch nicht im magnetischen Kontakt mit ihln stehend, und zweitens, die Losstellung,
in welcher der Anker von dem Kern weiter entfernt ist. Dieser Anker schaltet weiter
in den Stromkreis der Magnetspulen, wenn er in seine Klebestellung kommt, einen
Widerstand f l, f2, fs, f4 ein, der so bemessen ist, daß er so genau wie
möglich die Wirkungen kompensiert, die von den Veränderungen des magnetischen Leitwiderstandes
herrühren, wenn der Anker aus seiner Losstellung in die Klebestellung übergeht.
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Man bringt in der Weise an dem Anker eine geeignete Verlängerung an,
welche die Kontakte g", g2, gs, g4 trägt, !die gegen 'den Anker isoliert sein können,
daß wenn der Anker in seiner Losstellung steht, diese Kontakte sich gegen feste
Kontakte g1°, g°-", g4" legen, von denen sie in der Klebestellung des Ankers entfernt
sind.
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Man verbindet die Enden der Widerstände dl, d2, d3, d4 mit ;den entsprechenden
beiden Kontakten g1, glo, g2, 920, 1. 1, g4, g4", so d.aß die in den
Stromkreis der Erregerwicklung a1 geschalteten Widerstände dl, d2, d', d4 kurzgeschlossen
sind, wenn die verschiedenen Kontakte g1, g1" usw. sich berühren (Abb. z).
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Man legt schließlich die erregenden Magnetwicklungen hl, h2, hg, h4
der verschiedenen Regler im Nebenschluß an die Klemimen der Dynamo a.
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Dann wählt man gemäß der Erfindung solche Mittel, welche in dem Augenblick,
wo irgendein Schnellregler seine Reguliergrenze erreicht, d. h. in dem Augenblick,
wo ein
Widerstand d, der parallel den Kontakten dieses Reglers liegt,
dauernd in den Stromkreis eingeschaltet und' zu .klein :wird, um die gesuchte Korrektion
zu erzielen, einerseits sofort die Verriegelung des in der Klebesteillung befindlichen
Ankers und anderseits die Entriegelung des in der Losstellung sich befindenden Ankers
sichern.
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Zu diesem Zweck stellt man z. B. alle Schnellregler der Reihe so her,
daß sie ihre Anker bei demselben Spannungswert anziehen und, anstatt das eine der
Enden der Magnetwicklung eines jeden Reglers mit der entsprechenden Klemme der Dynamo
a zu v erbinden, (legt man dieses Wicklungsende - an entsprechende Klemmen il, i2,
i3 des in der Reihe vorhergehenden Reglers, wobei die Klemme cl us,#v. ihrerseits
wieder dauernd durch -eihen geeigneten Widerstand jl, j2, j@, mit der hierfür in
Frage kommenden Klemme der Dynamo a verbunden sind, jeder der Widerstände jl, j2,
j3 wird dabei z. B. durch Kontaktstreifen kl, k2, k° kurzgeschlossen, wenn der entsprechende
Anker e des Reglers, in seine Klebestellung kommt.
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Dadurch hält der Anker jedes Reglers, z. B. der Anker e2, solange
er nicht .in seiner Klebestellung ist, eine Stellung, in die er erst dauernd kommen
kann, wenn der entsprechende Widerstand d= zur Korrektion zu schwach ist, in den
Kreis der Magnetwicklung des folgenden, Reglers e3, der Reihe den Widerstand j2,
-eingeschaltet, so daß die Erregung des Reglers e2 zu schwach ist, um seinen Anker
es beider bestimmten Spannung anzuziehen. Hingegen wird, sobald der Anker e2 in
seine Klebestellung kommt,. weil die Größe des Widerstandes d2 zur Kompensation
nicht mehr zureicht, der Widerstand j= kurzgeschlossen, und der Anker e3 des folgenden
Reglers kann sofort seine Ausschwingung zur periodischen Schaltung des ZV iderstandes
d3 beginnen.
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Anderseits schaltet in.an in Serie, um den Anker eines Reglers in
seiner Klebestellung zu erhalten, sobald, der folgende Regler der Reihe anfängt
zu arbeiten, mit jedem der Widerstände der Reihe d2, d3, d4, die zwischen.
ihren beiden entsprechenden Kontakten g2, 9 20 g s@ g so, g4, 9'o liegen,
einige Windungen einer Magnetwicklung 11, 13, l4 ein, deren Wirkung sich
zu der der Magnetspulen ltl, ya2, la° addiert, sobald die Windungen aufhören, kurzgeschlossen
zu sein.
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Unter der Annahme, d'aß alle Regler in einer Stellung entsprechend
der Abbi. r stehen, d,. .h. daß alle Widerstände dl, d2, d3, d4 kurzgeschlossen
sind, erhält man so eine Anordnung; in -welcher, wenn :die Klemmenspannung der Dynamo
-einen bestimmten Wert zu überschreiten droht, der erste Reg-]er el in Tätigkeit
tritt, dessen Anker ei durch Hin- und Herschwingen, den Widerstand dl abwechselnd
in den Stromkreis der Erregerwicklung & einschaltet und kurzschließt. Wenn aber
der Widerstand dl nicht ausreicht, um die Regulierung zu sichern, gelangt Anker
el in Klebestellung, wodurch der Widerstand dl dauernd eingeschaltet und der Widerstand
j' kurzgeschlossen wird, so daß nunmehr der bisher unwirksame Anker e2 des zweiten
Reglers angezogen werden und durch sein Hin- und Herschwingen abwechselnd den Widerstand
d= einschalten und kurzschließen kann, dessen Wirkung sich zu der ,des Widerstandes
dl addiert.
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Zur -deichen seit, -wo der Widerstand d= eingeschaltet ist, geht auch
.Strom in die 11agnetwicklung 11- und verhindert das Abfallen des Ankers
e'.
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Die Betätigung der :anderen Regler geschieht in ähnlicher Weise.
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Wird nun :das Eingreifen -eines Reglers unnötig, so hebt er sofort
die Verriegelung des Ankers des vorhergehenden Reglers auf.
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Mit einer solchen Anordnung ist die verzögernde Wirkung: der Selbstinduktion
der Magnetspulen fast aufgehoben oder wenigstens auf das Arbeiten -der Anlage durchaus
ohne Einfluß.
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Da die .zerstörende Kraft der Funkelbif@dung in Abhängigkeit steht
namentlich zu den Werten des von den Kontakten geschalteten Widerstandes, zu den
augenblicklichen Stärken des Stromes, der den oder die Stromkreise einschließlich
der Kontakte durchfließt, zu der Selbstinduktion dieses Kreises und zu dem Werte
.eines Koeffizienten, der die gegenseitigen 0u @alitäten dieser Kontakte angibt,
so ist es vorteilhaft, die größtmögliche Zahl von Kontakten in Reihe zu verwenden.
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Auf -diese Weise wird der zerstörende Wert der Funkenbildung sehr
schnell vermindert und durch eine gewisse Zah!1 von Kontakten fast aufgehoben. Man
verteilt den Wert der .die Kontakte geschalteten. Widerstände vorzugsweise so, daß
dieser Wert sich in dem Miaße erhöht, wie die sie durchfließende Stromstärke sioh
vermindert.
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Wohlgemerkt soll die Gesamtheit -der Reihenwiderstände dl, d2, d3,
d4 so groß sein, daß die Klemmspannung der Dynamo niemals ,den Höchstwert übersteigen:
kann, der dem Leerlaufmaximum entspricht. Im gegebenen Falle könnte man übrigens
die Kontakte des letzteren Reglers der Reihe .gar nicht schalten, da dieser Regler
auf diese Weise bei angezogenem Anker in den Erregerstromkreis einen unendlichen
Widerstand einschalten würde.
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Man ;könnte auch den letzten Regler der Reihe so einrichten, daß er
in der Klebestellang
seines Ankers einen gewissen Parallelwiderstand
an die Klemmen der Dynamo schaltet, um zu verhindern, daß im Falle, wo die Dynamo
leerläuft, der rem@anente@agnetismus der Polmassen so groß wird, daß eine elektromotorische
Kraft hervorgerufen wird, die die Kreise der Elektromagneten, die an die Klemmen
der Dynamos im Nebenschluß angeschlossen sind;, zerstören könnte.
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Man könnte als Schnellregler Regler verwenden, die durch bekannte
Mittel gegen gewisse Faktoren, wie Temperatur, Druck und selbst den Jouleschen Effekt,
unempfindlich sind.
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Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindung nicht auf die in
der Zeichnung wiedergegebene Ausführungsform, sondern umfaßt alle Varianten, namentlich
solche, bei denen man .die Regler, wenn die Stromstärke konstant zu halten ist,
gegen Stromstärkenänderungen empfindlich macht, oder solche, bei denen man die Magnetspulen
der Regler nicht im Neben.schluß, sondern in Reihe schalten würde, indem man Vorsorge
trifft, z. B. durch gleichzeitiges Kurzschließen eines Spulenteils und Einschalten
eines dem Werte des kurzgeschlossenen Spwlenteils entsprechenden Widerstandes, daß
die Kompensation gesichert wird, oder solche, bei denen man diese Regler tnit Reihenkontakten
zur Verriegelung von Gegenkompounddynamos verwenden würde, wie man sie zur elektrischen
Zugbeleuchtung braucht, oder schließlich solche, wie man sie zur Regelung von Wechselstrom
verwendet, wobei man noch den Vorteil hätte, daß die Haltbarkeit der Kontakte besser
gewährt wäre, da der die Kontakte durchfließende Strom periodisch umgekehrt wird.