DE438886C

DE438886C - Device for the automatic control of direct current generators with variable speed

Info

Publication number: DE438886C
Application number: DEB108634D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1923-03-01
Filing date: 1923-03-01
Publication date: 1926-12-29

Description

Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Gleichstromgeneratoren veränderlicher Drehzahl. Die Erfindung betrifft eine Regelungsvorrichtung, durch die die Spannung von Gleichstromgeneratoren bei verschiedenen Drehzahlen konstant gehalten werden soll.Device for the automatic regulation of direct current generators variable speed. The invention relates to a control device by which keep the voltage of direct current generators constant at different speeds should be held.

Gemäß der Erfindung werden in pulsierenden Gleichstrom führende Teilkreise des Ankers, die sich gegenseitig zum Gesamt-M agnetnebenstromkreis ergänzen, Drosselspulen eingeschaltet, Der Kraftlinienweg derselben wird zweckmäßig noch durch einen einen Ausschnitt ihres Eisenkörpers mit mehr oder weniger Luftzwischenraum überbrückenden Kern selbsttätig geregelt. Dieser Kern kann entgegen der Kraft einer Feder durch die Differentialwirkung von in Reihe mit den Drosselspulen liegenden Wicklungen und einer parallel zu den Hauptbürsten liegenden Wicklung aus dem erwähnten Ausschnitt mehr oder weniger herausgezogen werden.According to the invention, partial circles leading in pulsating direct current of the armature, which complement each other to form the overall magnet auxiliary circuit, choke coils switched on, the path of the lines of force is expediently still through a Section of her iron body bridging the gap with more or less air Core regulated automatically. This core can move against the force of a spring the differential action of windings in series with the reactors and a winding parallel to the main brushes from the section mentioned more or less pulled out.

Auf der Zeichnung ist ein Schaltungsschema der Vorrichtung dargestellt.A circuit diagram of the device is shown in the drawing.

Der Hauptstrom wird von dem Stromwender i des Generators mittels der Bürsten 2 abgenommen. Ein Schleifring 3 ist mit den Ankerwicklungen verbunden. Von ihm nehmen Bürsten 4, 4a im Nebenschluß zu dem Hauptstrom Teilströme ab, derart, daß der Nehenschluß in zwei Teile zerfällt, von welchen ein jeder -einen pulsierenden Gleichstrom führt, deren Summe aber ein konstanter Gleichstrom ist. Die beiden Teilströme umfließen die Pole des ruhenden Feldmagneten. Die Magnete werden daher an sich durch einen konstanten Gleichstrom erregt. Der erste Teilstromkreis fließt von der Bürste 4 über die Spule 5 des Magneten 6 zur Spule 5a des Magneten 6a und von dort durch die Leitung 7 zur Drosselspule B. Von dieser führt die Leitung g zu einer den Eisenkern io umgebenden Magnetspule i i und weiter die Leitung 12 zur Leitung 13 des Hauptstromkreises. Von der Bürste 4a fließt der Strom durch die Leitung 14 zur Magnetspule 15 des Magneten 611, von dort durch die Leitung 16 zur Magnetspule 17 des Magneten 6. Diese Magnetspule ist durch die Leitung 18 mit der Drosselspule ig verbunden. Von dieser führt die Leitung 2o zur Magnetspule 21 des Eisenkernes io und weiter über die Leitung 22 zur Leitung 23 des Hauptstromkreises. Der Eisenkern io ist ferner mit der Wicklung 24 versehen, welche durch die Leitungen 25 und 26 mit den Leitungen 23 und 13 des Hauptstromkreises verbunden ist und demgemäß einen zweiten Nebenstrom führt. Der Eisenkern io trägt den keilförmigen Ansatz 27. Auf den Eisenkern wirkt die Feder 28 ein.The main current is from the commutator i of the generator by means of the Brushes 2 removed. A slip ring 3 is connected to the armature windings. from Brushes 4, 4a in shunt with the main flow take off partial flows from him, in such a way that that the short circuit is divided into two parts, each of which is pulsating Direct current leads, the sum of which is a constant direct current. The two substreams flow around the poles of the stationary field magnet. The magnets are therefore by themselves excites a constant direct current. The first sub-circuit flows from the brush 4 via the coil 5 of the magnet 6 to the coil 5a of the magnet 6a and from there through the line 7 to the choke coil B. From this line g leads to the iron core io surrounding magnet coil i i and further the line 12 to line 13 of the main circuit. The current flows from the brush 4a through the line 14 to the magnet coil 15 of the magnet 611, from there through the line 16 to the magnet coil 17 of the magnet 6. This magnet coil is connected by line 18 to the choke coil ig. From this leads the Line 2o to the magnet coil 21 of the iron core io and further via line 22 to line 23 of the main circuit. The iron core is also connected to the winding 24 provided, which through the lines 25 and 26 with the lines 23 and 13 of the Main circuit is connected and accordingly leads a second secondary stream. Of the Iron core io carries the wedge-shaped extension 27. The spring acts on the iron core 28 a.

Je nach der Stellung des Eisenkernes io überbrückt sein keilförmiger Ansatz 27 mit mehr oder weniger Zwischenraum die Unterbrechung 29 des Eisenkernes 3o, der die Drosselspulen 8, ig trägt.Depending on the position of the iron core io, its wedge-shaped one is bridged Approach 27 with more or less space between the interruption 29 of the iron core 3o, which carries the choke coils 8, ig.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Jede der Bürsten 4 und 4a führt vom Anker einen pulsierenden Gleichstrom ab. Die beiden Ströme, die jeden. der beiden Magnete 6 und 6a umfließen, ergänzen sich zu einem konstanten Gleichstrom. Jede der Drosselspulen 8 und i9 wird von einem der pulsierenden Gleichströme durchflossen. Die Drosselspulen erzeugen also einen induktiven Widerstand, und zwar derart, daß bei konstanter Spannung der Strom im N ebenschluß mit zunehmender Frequenz abnimmt. Die Regelung entsprechend der Belastungsänderung kann dadurch erreicht werden, daß der Kern io noch eine Häuptstromwicklung erhält.The operation of the device is as follows: Each of the brushes 4 and 4a carries a pulsating direct current from the armature. The two streams that every. of the two magnets 6 and 6a flow around, complement each other to a constant Direct current. Each of the reactors 8 and i9 is controlled by one of the pulsating direct currents flowed through it. The choke coils thus generate an inductive one Resistance, in such a way that at constant voltage the current is shunted decreases with increasing frequency. The regulation according to the load change can be achieved in that the core io still receives a main current winding.

Hätten die Nebenschlüsse nicht noch außerdem Ohmschen Widerstand, so würde der Strom im Nebenschluß bei steigender Frequenz, also bei steigender Drehzahl, derart abnehmen, daß die Spannung der Maschine konstant bliebe. Das Vorhandensein des Ohmschen Widerstandes verursacht jedoch ein langsameres Abnehmen des Stromes. Infolgedessen muß der induktive Widerstand bei zunehmender Frequenz erhöht und bei abnehmender Frequenz geschwächt werden, um eine wirklich ausreichende Regelung zu erzielen.If the shunts did not also have an ohmic resistance, the current would be shunted with increasing frequency, i.e. with increasing speed, decrease in such a way that the tension of the machine remains constant. The presence however, the ohmic resistance causes the current to decrease more slowly. As a result, the inductive resistance must increase with increasing frequency and with decreasing frequency are weakened in order to achieve a really adequate regulation achieve.

Zu diesem Zweck ist der Eisenkern 30, welcher beide Drosselspulen 8 und ig trägt, noch mit einem Ausschnitt 29 versehen,. in welchem der Keil 27 angeordnet ist. Dieser Keil 27, der, wie erwähnt, mit dem Kern io eines Differentialmagneten verbunden ist, ,wird durch den Elektromagneten gegen die 'Wirkung der Feder 28 mehr oder weniger in den Ausschnitt 29 hineingeschoben, und zwar wirkt in dieser positiven Richtung die zweite Nebenstromwicklung 24 des Elektromagneten, während im Sinne der Feder 28 die Nebenstromspulen i i und 21 wirken. Mit steigender Spannung in den Hauptleitungen wird also der Keil 27 in den Ausschnitt 29 hineingedrückt, so daß der induktive Widerstand der Drosselspulen wächst. Die in Reihe mit den Drosselspulen geschalteten, den Keil 27 aus dem Ausschnitt 29 herausziehenden Spulen ii und 21 schaffen einen Ausgleich für den durch den Magnetismus der Drosselspulen auf den Keil 27 nach innen ausgeübten Zug, und zwar stellen diese Spulen nicht nur einen Ausgleich für diesen letzterwähnten Magnetismus her, sondern erzeugen noch eine gewisse überschüssige Kraft, die bei hoher Frequenz geringer als bei niedriger Frequenz ist, so daß, wie oben als notwendig erwähnt, der Widerstand der Drosselspulen bei hoher Drehzahl erhöht, bei niedriger verringert wird. In die Leitung »der zweiten Nebenstromspule 24 könnte auch noch ein Spannungsregelwiderstand eingebaut werden.For this purpose, the iron core 30, which carries both choke coils 8 and ig, is also provided with a cutout 29. in which the wedge 27 is arranged. This wedge 27, which, as mentioned, is connected to the core io of a differential magnet, is pushed more or less into the cutout 29 by the electromagnet against the action of the spring 28, and the second auxiliary current winding 24 acts in this positive direction of the electromagnet, while the secondary current coils ii and 21 act in the sense of the spring 28. As the voltage in the main lines increases, the wedge 27 is pressed into the cutout 29, so that the inductive resistance of the choke coils increases. The coils ii and 21, which are connected in series with the choke coils and pull the wedge 27 out of the cutout 29, compensate for the inward pull exerted on the wedge 27 by the magnetism of the choke coils, and these coils not only compensate for it last-mentioned magnetism, but still generate a certain excess force which is less at high frequency than at low frequency, so that, as mentioned above as necessary, the resistance of the choke coils is increased at high speed and decreased at lower speed. A voltage regulating resistor could also be built into the line of the second bypass coil 24.

Zu achten ist darauf, daß der Kern der induktiven Widerstände 8 und i9 die magnetischen Schwankungen nicht aufhebt, während der Kern der Spulen ii und 21 vorteilhaft die Schwankungen aufheben muß.Care should be taken that the core of the inductive resistors 8 and i9 does not cancel the magnetic fluctuations, while the core of the coils ii and 21 advantageous must cancel the fluctuations.

Um mit Sicherheit zu verhüten, daß beim Versagen einer Bürste auf dem Schleifring der induktive Widerstand ausgeschaltet wird und die Spannung steigt, ist die Unterbrechung der Leitung bei den Bürsten ¢, 4a, also die Anordnung zweier voneinander getrennter Bürsten, notwendig.In order to be sure to prevent the failure of a brush the inductive resistance of the slip ring is switched off and the voltage increases, is the interruption of the line in the brushes ¢, 4a, so the arrangement of two separate brushes, necessary.

Die Maschine gestattet, bei geringer Stromabnahme mit niedriger Drehzahl zu arbeiten, bei hoher Belastung dagegen -mit hoher Drehzahl. Durch diese Anpassungsfähigkeit wird die Wirtschaftlichkeit erhöht und die Abnutzung verringert. Die Gesamtanlage wird wegen der Möglichkeit der Erhöhung der Drehzahl bei hoher Belastung verbilligt.The machine allows with low power consumption at low speed to work, at high load on the other hand - at high speed. Through this adaptability the economy is increased and the wear and tear is reduced. The entire system is cheaper because of the possibility of increasing the speed at high loads.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the automatic regulation of direct current generators variable speed, which is in Sengel circuit, so over one with any Place of the armature winding connected slip ring, with pulsating direct current in Shunt excited, characterized .that the shunt of two according to Sengel there is excitation circuits, the pulsating currents of which are closed add a constant current and excite one choke coil each in the same direction.

2. Device according to claim i, characterized in that the magnetic circuit of the choke coils contains a movable part which .by the magnetic action of windings connected in series with the choke coils, expediently with the assistance of a spring, against the action of a third mounted on it, the frequency of pulsations and thus the inductive resistance is pulled out parallel to the main brushes of the machine lying shunt winding of a section of the magnetic circuit of the choke coils the more so the more decreases in the sub-exciter circuits.