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Regelungseinrichtung mit Vibrationsschnellregler. Bei den bis dahin
bekannt gewordenen Vibrationsreglersystemen wird der Reglerwiderstand entweder in
einer einzigen Stufe mit seinem vollen Betrage auf einmal oder aber in mehreren
Stufen allmählich aus- und eingeschaltet. Im ersteren Falle werden die Kontakte
des Reglers, insbesondere wenn es sich um große Erregerleistungen handelt, häufig
zu stark beansprucht. Im zweiten Falle wird dies zwar vermieden, aber für jede.Stufe
ein besonderer Elektromagnetanker erforderlich, wobei für eine astatische Regelung
sämtliche Anker bei ein und derselben Spannung lizw. Strom ansprechen müssen. Bei
jedem Ein- und Ausschalten des Reglerwiderstandes werden somit alle Elektromagnetanker
miteinander in Tätigkeit gesetzt, wodurch eine rasche Abnutzung der Kontakte eintritt.
Dazu kommt, daß es sich praktisch kaum erreichen läßt, daß alle Anker genau gleichzeitig
angezogen werden, so daß eine gleichmäßige Verteilung der Leistung auf die einzelnen
Kontakte ausgeschlossen erscheint. Eine ungleichmäßige Leistungsverteilung verursacht
aber eine entsprechende ungleichmäßige Abnutzung der einzelnen Kontakte.
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Es sind auch bereits Einrichtungen bekannt geworden, die das zwangläufige
allmähliche Ein- und Ausschalten der Widerstandsstufen ermöglichen. Diese Einrichtungen
haben aber den Nachteil, daß für die Betätigung jeder einzelnen Widerstandsstufe
je ein besonderer Elektromagnet mit Hilfskontakt erforderlich ist. Derartige Einrichtungen
sind kompliziert und kostspielig.
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Diese Nachteile der bis dahin bekannten Vibrationsschnellregler mit
stufenweise schaltbarem Widerstand werden durch Anwendung der Einrichtung gemäß
vorliegender Erfindung vermieden. Dies wird dadurch erreicht, daß zum unmittelbaren
ohne Zwischenrelais bewirkten Ein- und Ausschalten der Widerstandsstufen einerseits
und zum periodischen Öffnen und Schließen der jeweils zur Vibrationsregelung dienenden
Kontakte andererseits ein und dasselbe Organ verwendet wird,
welches
sich Selbstfedernd an die mit den einzelnen Widerstandsstufen in Verbindung stehenden
festen Kontakte anlegt.
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In der Zeichnung sind Beispiele für die Ausführung des Erfindungsgegenstandes
schematisch dargestellt.
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Abb. i zeigt eine Anordnung für Regulierung einer Gleichstromnebenschlußdynamo
mit Selbsterregung, bei welcher zur Erzeul;ung der Vibrationsbewegung des regelnden
Organs Änderungen der zu regelnden Größe unmittelbar benutzt werden.
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Abb.2 stellt eine Einrichtung zur Regelung eines Wechselstromgenerators
dar, bei welcher zur Erzeugung der Vibrationsbewegung des von Strom und Spannung
des Generators beeinflußten regelnden Organs eine besondere Hilfsvorrichtung benutzt
wird.
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Abb.3 zeigt dasselbe, wobei die Vibrationsbewegung durch Kurzschließen
eines @\'iderstandes durch einen besonderen Kontakt bewirkt wird.
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Abb. 4 stellt eine besondere Hilfsvorrichtung dar, welche die Vibrationsbewegung
des regelnden Organs durch magnetische Beeinflussung bewirkt.
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Abb.5 zeigt eine besondere Ausführungsform der magnetisch aufeinanderwirkenden
Teile der Hilfseinrichtung nach Abb. 4..
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Die Anordnung Abb. i stellt die einfachste Art der Regulierung einer
Nebenschlußdynamo mit Selbsterregung dar. Es ist bezeichnet mit: i der Anker der
Dynamo mit der Feldwicklung 2, welche über dem Reglerw widerstand i i an die Spannung
der Dynamo angeschlossen ist. Der Reglerwiderstand ist mit den festen Kontakten
3 versehen. Die beweglichen Kontakte q sind z. B. an einem auf der Traverse 5 gespannten
Band befestigt und kommen einer nach dem anderen mit den festen Kontakten 3 in Berührung.
Die Feder 6 wirkt der durch Spule 8 und Kern 7 erzeugten Zugkraft entgegen. 9 ist
eine elastische Kupplung zwischen Reguliersystem und Dämpfung io.
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Die Wirkungsweise der Anordnung nach Abb. i ist nun folgende: In spannungslosem
Zustand des Generators i ist der Strom im Solenoid 8 gleich Null, das bewegliche
System des Reglers steht nun unter dem Einfluß der Feder 6, welche die beweglichen
Kontakte q. gegen die festen Kontakte 3 drückt. Der Widerstand i i ist somit kurzgeschlossen.
Sobald die vorgeschriebene Spannung an den Klemmen der Dynamo i erzeugt wird, gleichen
sich das elektromagnetische Moment des Solenoids 8 und die Federkraft 6 aus, der
Widerstand i i ist aber immer noch kurzgeschlossen. Bei Zunahme der Dynamospannung,
nur um einen kleinen Betrag, überwiegt die elektromagnetische Zugkraft der Spule
8 die Kraft der Feder 6. Das Reguliersystem bewegt sich und öffnet den ersten Kontakt
des Rheostaten i i. Da aber der Rheostat in wenige Stufen eingeteilt ist, sind dessen
Widerstandsstufen verhältnismäßig groß. Im Moment des Einschaltens der ersten Stufe
sinkt die Dynamospannung unter den normalen Betrag, die Federkraft überwiegt das
elektromagnetische Moment und schließt den geöffneten Kontakt wieder. Die Spannung
steigt wieder an. und der gleiche Vorgang wiederholt sich wie vorhin. Unter dem
Einfluß dieses Ein- und Ausschaltens kommt das bewegliche System des Reglers in
Schwingungen. Durch richtige Bemessung der elastischen Kupplung 9, zwischen Kern
7 und Dämpfung io, kann man diejenige Frequenz und Amplitude der Schwingungen erreichen,
die für eine praktische Konstanthaltung 'der Spannung genügt. Durch diese Schwingungen
und durch Veränderung der Lage des beweglichen Systems wird erreicht, daß die Unstimmigkeiten
des Widerstandes i i infolge der groben Abstufung, durch Änderung des Verhältnisses
der Dauer des Kontaktschlusses zu der Dauer der Unterbrechung ausgeglichen wird.
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Die Anordnung :-Nbb. 2 ist vorgesehen insbesondere für die Regulierung
von größeren Maschinen. Bei solchen Maschinen folgt die Spannung infolge der großen
magnetischen Trägheit, den Änderungen des Erregerwiderstandes nur langsam nach,
so daß das bewegliche System -des Reglers nicht von selbst in Schwingungen treten
kann, sondern -fortwährend zwischen zwei Kontakten hin und her pendelt. Um das bewegliche
System in dauernde Schwingungen zu` bringen und um dadurch die zu regelnde Größe
auf einem praktisch konstanten Wert zu halten, ist das Relais 21, 22, 23, 24. und
25, da!s nach dem Wagnerschen Hammerprinzip in Schwingung tritt, vorgesehen.
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Das Schließen und Öffnen der Kontakte 24 und 25 hat infolge periodischer
Parallelschaltung der Spule 21 zur Spule 17 eine Veränderung der durch die Spule
17 erzeugten Zugkraft zur Folge, welche genügt, um das bewegliche System in fortwährende
Vibrationen zu bringen. Die Zahl der Vibrationen und Amplitude bleiben annähernd
konstant. Bei dieser Anordnung wird da!s richtige Verhältnis `der Dauer des Kontaktschlusses
zu der Dauer der Unterbrechung durch Verstellung der Mittellage des Kerns mit Hilfe
der Spule 17 eingestellt. Falls eine Regulierung in Abhängigkeit von der Belastung
des Generätors gewünscht wird, ist der Regler mit der Wicklung i g, welche vom Stromwandler
20 gespeist wird, versehen. Eine weitere Möglichkeit einer Regulierung in Abhängigkeit
der
Belastung des Generators kann auch durch seine zusätzliche Beeinflussung des Vibrationsrelais
durch den Generatorstrom erreicht werden.
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Die Ausführungsform Abb. 3 zeigt die Reg ulierung der Spannung eines
@reipha@sengenerators. Dieselbe unterscheidet sich von derjenigen nach Abb.2 durch
die besondere Schaltung des Vibrationsrelais mit Wicklung 34, welche an die Erregerspannung
angelegt ist und andererseits dadurch, daß die Vibrationen des Reglers durch intermittierendes
Kurzschließen `des Widerstandes 33 oder eines Teils desselben durch die Kontakte
35 und 36 hervorgerufen werden. Infolge Belastungsänderungen am Generator ändert
sich' die Erregerspannung und mit ihr die Frequenz und Amplitude der Schwingungen
des Vibrationsrelais. Durch diese Änderungen wird das Verhältnis der Dauer des Kurzschlusses
zu der Dauer der Unterbrechung zwischen den Kontakten 35 und 36 geändert und folglich
auch der Widerstand des Spannungskreises. In diesem Falle wird eine Vergrößerung
der Erregerspannung eine Verkleinerung der regulierten Spannung verursachen, in
dem der resultierende Widerstand des Rheostaten 33 abnimmt. Diese Eigenschaft erlaubt
gleichzeitig eine Stabilisierwirkung für parallel arbeitende Generatoren zu erreichen.
Durch eine zusätzliche Beeinflus-sung des Solenoides 34 in Abhängigkeit der Erregerstromstärke
kann man die Frequenz der Schwingungen des Vibrationsrelais nach Wunsch variieren
lassen.
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Die in Abb. 4 dargestellte Anordnung dient dazu, die Vibrationsbewegung
des beweglichen 'Systems durch direkte magnetische Beeinflussung desselben zu erhalten.
Durch magnetische Induktion wird zwischen den Kernen 42 und 43 ein magnetisches
Feld erzeugt, welches jede Bewegung zwischen den beiden Kernen zu hindern sucht.
Auf diese Weise wird der Anker 42 mehr oder weniger, je nach Feldstärke, mitgenommen
und folgt bis zu gewissem -Grade den Vibrationsbewegungen des Kernes 43.
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Um die Übertragung der dabei auf den Anker 42 wirkenden magnetischen
Kraft zu sichern, kann die Oberfläche der beiden mägnetisch aufeinander wirkenden
Teile 42 und 43 an den Stellen, wo sie sich gegenüberstehen, wie in Abb.5 gezeigt
ist, mit Vorsprüngen 44, 45 ausgerüstet werden. Die LTbertragung der Bewegung kann
auch unabhängig von der Wirkung der Spule 3$ durch permanente Magnete oder Eisenteile
erfolgen, die von der Hauptspule des Reglers magnetisiert und durch eine beliebige
mechanische Kraft in Bewegung gesetzt werden.