DE438433C - Einrichtung zur Regelung elektrischer Spannungen - Google Patents

Description

43843B

in Utrecht, Holland.

Es gibt Methoden zur Regelung elektrischer Spannungen, bei denen in den Erregerkreis der Dynamomaschine ein aus aufeinandergeschichtetejn Kohlenscheiben bestehender Widerstand eingeschaltet ist, der einem veränderlichen mechanischen Druck ausgesetzt wird und dadurch seine Ohmzahl sehr stark ändert.

Die Druckveränderung wird mit Hilfe eines ίο an der zu regelnden Spannung liegenden Magneten erzeugt in der Weise, daß er dem Druck einer Feder mehr oder weniger entgegenwirkt, die die Kohlensäule stark zusammenzupressen sucht. Je höher die Maschinenspannung ansteigt, um so mehr wird durch den Magneten die Kohlensäule entlastet, um so mehr steigt deren Widerstand und um so geringer wird der Erreger strom.

Innerhalb des ganzen Regulierbereiches muß also der Kohlensäulendruck von einem ziemlich hohen Wert auf sehr geringe Beträge sich verändern und umgekehrt.

Bei den bisher bekannten Anordnungen mußte ein erheblicher Teil dieser Druckdifferenz durch eine entsprechende Veränderung der Magnetkraft hervorgerufen werden. Eine solche Veränderung kann indessen nmr durch ein Wachsen oder Fallen der Magnetamperewindungszahl entstehen, und damit dies eintritt, ist ein Steigen oder Sinken der Dynamomaschinenspannung erforderlich, die man ja gerade konstant halten möchte. Eine genaue Regelung der Spannung ist also bei dieser Methode grundsätzlich nicht möglich. Trotzdem durch geeignete Hebelübersetzungen die vom Magneten auszuübende Druckdifferenz verringert werden kann, müssen zur Bewirkung des Regelungsvorganges doch entweder verhältnismäßig erhebliche Spannungs-Steigerungen und -Senkungen an der Dynamomaschine zugelassen werden, oder es ist andernfalls ein verhältnismäßig großer und starker Regelmagnet erforderlich, der viel Betriebsstrom benötigt und aus Stromsparsamkeitsgriinden eine ausreichende Unschädlichmachung des Temperatureinflusses durch konstante Vorschaltwiderstände nicht mehr gestattet.

Die vorliegende Erfindung hat eine Einrichtung zum Gegenstand, welche bewirkt, daß der Regelmagnet beim Vorgang der Be- oder Entlastung der Kohlensäule — abgesehen von der Überwindung der reinen Reibung — keine Druckdifferenz mehr zu bewirken und keine Arbeit mehr zu leisten hat, und bei der infolgedessen ein erheblich kleinerer Regelmagnet ,ausreichend ist als bei den bisher gebräuchlich gewesenen Anordnungen.

Der hierbei zur Anwendung kommende Grundgedanke besteht darin, den beim Zusammenpressen der etwas elastischen Koihlensäule entstehenden Reaktionsdruck durch besondere Federn und Federanordniungen bei jeder Druckgröße vollständig auszugleichen, so daß das zum Zusammenpressen der Säule dienende Hebelwerk bei stromlosem Magneten und ausgehängter Magnetfeder in jeder Lage im Gleichgewicht ist. Dann ist zur Verschiebung dieses Hebelwerkes, abgesehen von der Reibung, weder eine Kraft noch eine äußere Arbeitsleistung notwendig, und es können so mit 'einem verhältnismäßig kleinen Regelmagneten .an der Kohlensäule beliebig· starke Pressungen ausgelöst und wieder aufgehoben werden.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel. A bedeutet das Gestell 'eines Magneten, dessen Spulen B mit der zu regelnden Spannung verbunden sind. C ist der bewegliche, um den Schneidensitz D drehbare Anker, dessen Feder £ dem magnetischen Zug entgegenwirkt. Auf seinem Rücken trägt der Anker eine Schneide F₁ die in dasi Bodenstück einer ausi dünnen KoMenscheiben bestehen-

den Koihlensäule G eingreift und diese zusammendrückt, wenn der Anker bei einem Nachlassen des Spulenstromes infolge Überwiegens der Feder Z; sich aufrichtet. Die aufeinandergeschichteten Kohlenscheiben bilden einen elektrischen Widerstand, der in den Erregerkreis der Dynamomaschine eingeschaltet ist. Die Kohlensäule G ist so weit elastisch, und die KraftübermittelungspunkteD₃F und/

ίο sind so angeordnet, daß der Anker zwischen vollständiger Entlastung und völliger Zusammenpressung der Säule einen erheblichen Dreh winkel ausübt.

Selbst wenn es gelingt, bei dieser bekannten Anordnung die für das Zusammenpressen der Kohlensäule notwendige äußere Kraft infolge geeigneter Lage der drei Drehpunkte D₁ F und / erheblich zu verkleinern, so bleibt erfahrungsgemäß für den Anker C doch noch

ao eine .so große Verschiebungskraft auszuüben, daß entweder die Spannungsregelung sehr unvollkommen wird oder ein so großer und starker Magnet angewendet werden muß, daß er die entgegenstehenden Kräfte leicht überwindet.

Gemäß der Erfindung werden nun die von der Kohlensäule beim Zusammenpressen ausgehenden Reaktionskräfte durch eine besondere, eigens für diesen Zweck vorgesehene Feder/C ausgewogen, in der Weise, daß das in der Abbildung mit stärkeren Strichen dargestellte System bei stromlosem Magneten und I ausgehängter Feder E in jeder Lage im Gleichgewicht ist und zu seiner Verschiebung,, abgesehen von der sehr geringen Reibung in den Schneiden D, F und /, überhaupt keiner < Kraft bedarf.

Zur Erreichung dieses Zweckes ist im Ausiührungsbeispiel beim Ankergegengewicht L

auf jeder Seite eine leichte Platte M aufge· | setzt, die am oberen Ende einen Aufhänge- ' punkt N für ein dünnes Drahtseil O besitzt, ^! das in die Feder ίζ eingehängt ist. Durch ge- \ eignete Wahl des Aufhängepunktes N und j

durch zweckmäßige Anordnung der drei ' Schneiden D₁F und / sowie noch durch andere Mittel kann man leicht in jeder Ankerlage ein vollständiges Kräftegleichgewicht zwischen dem zeitweise beträchtlichen Säulengegendruck und dem Zug der Federt erzielen, wobei auf die Platte M aufgesetzte Stifte P zur Regulierung des Federkraftabstandes (Drahtseil O) vom Ankerdrehpunkt D gute ■ Dienste leisten können. Q ist ein Anschlag, der den Drehwinkel des Ankers begrenzt.

Nachdem auf diese Weise die Aufgabe, auf die Kohlensäule mehr oder weniger zu drücken (bzw. deren Druckfeder mehr oder weniger zu entlasten), vom Reguliermagneten ganz weggenommen wurde und dieser Magnet im Regelungsfall nur noch ganz leicht gehende Verschiebungen zu veranlassen hat, kann man nun die Charakteristik der Feder E und der Kraft des Magneten .4 ohne Rücksicht auf den Kohlensäulendruck ganz aufeinander abstimmen, und es ist dadurch ein viel kleinerer Regelungsrnagnet ausreichend geworden und wird auch gleichzeitig noch eine viel höhere Regelungsgenauigkeit erzielt, als es früher bei mäßigen Aufwendungen möglieh war. Zur Erleichterung der gegenseitigen Abstimmung der Federkraft E und der Kraft des Magneten A kann auch diese Feder am Anker vermittels eines biegsamen Zugorgans (Drahtseil, O) angreifen, das während der Ankerdrehung nacheinander an verschiedenen Ankerpunkten zur Anlage gelangt.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Regelung elektrischer Spannungen, bei der die Erregerstramgröße des Stromerzeugers durch den Widerstand einer mehr oder weniger zusammengepreßten Säule aus Kohlenscheiben bestimmt wird und bei der die Saulenpressung durch die Differenzwirkung einer größeren Federkraft und einer kleineren Magnetkraft entsteht, die van der zu regelnden Spannung abhängt, dadurch gekennzeichnet, daß außer der Gegenfeder oder Gegenfedergruppe (E) für den Magneten eine zweite Feder oder Federgruppe (ZiQ derart unmittelbar oder mittelbar an dem den Druck auf die Kohlensäule ausübenden Organ (C) angreift, daß sie bei stromlosem Magneten (A) und ausgehängter Gegenfeder (E) den von der Kohlensäule (G) beim Zusammenpressen ausgehenden Reaktionskräften in jeder Ankerstellung das Gleichgewicht hält, so daß die Kraft der anderen Feder oder Federgruppe nach ihrer Einhängung an den Anker in den verschiedenen Ankerstellungen lediglich der Einstellkraft des Magneten ohne Gegenreaktionsdruck der Kohlenscheiben entgegenwirkt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Federn oder Federgruppen (E und K) vermittels Drahtseile (O) oder ähnlicher biegsamer Zugorgane am Anker angreifen und daß diese Seile im Laufe der Ankerverschiebung außer mit der Aufhängeöse (N) auch noch mit anderen Stellen an Teilen (P), die am Anker angeordnet sind, zur Anlage gelangen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.