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Schnellregler für elektrische Maschinen Das schwingende System eines
Schnellreglers für elektrische Maschinen, z. B. des bekannten Tirrillreglers, ist
gewöhnlich mit einer Flüssigkeitsdämpfung ausgerüstet, z. B. einer Öldämpfung. Diese
wird leicht zu einer Quelle von Störungen. Zur Vermeidung dieser Störungen wird
gemäß der Erfindung unter Fortfall der Flüssigkeitsdämpfung zwischen dem schwingenden
Kontakthebel und dem die Schwingung erzeugenden Magnetkern ein Übertragungsglied
vorgesehen, welches eine schnelle Bewegung des Magnetkernes vollständig, dagegen
eine langsamere Bewegung nur in geringerem Grade oder gar nicht überträgt. Hierzu
kann eine mit genügend träger Masse versehene schwenkbare Scheibe dienen oder ein
im Bereich eines Magnetfeldes angeordneter Metallkörper oder eine zweiteilige Anordnung,des
schwingenden Kontakthebels, wobei dessen beide Teile durch eine entsprechend bemessene
Feder verbunden sind.
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Die Zeichnung zeigt diese verschiedenen Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes.
Hiervon ist besonders die letzte, in Abb.3 .dargestellte Ausführungsform sehr zweckmäßig.
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In der Abb. i bezeichnet i i einen Drehstromerzeuger zur Speisung
des Netzes 12. Die Feldwicklung 13 des Stromerzeugers wird von einem besonderen
Erreger 1q. erregt; 15 bezeichnet den im Erregerkreis liegenden Magnetregler. Der
Feldwicklung 16 des Erregers ist der Feldwiderstand 17 vorgeschaltet, der durch
die Kontakte i8 des Differentialrelais i9 periodisch kurzgeschlossen wird. Das Differentialrelais
wird durch die Hauptkontakte 21 gesteuert. Zu den Kontakten 18 und 21 sind in bekannter
Weise zur Unterdrückung von Funken Kondensatoren 22 parallel geschaltet.
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Die Hauptkontakte 2i bestehen aus einem feststehenden, vorzugsweise
einstellbaren Kontakt 23 und einem hiermit-zusammenarbeitenden Kontakt 2q., der
an dem einen Ende des schwingenden Hebelarms 25 sitzt. Das andere Ende des- Hebels
25 ist mit dem Anker 26 eines Magneten 27 verbunden. Der Anker 26 steht außerdem
noch mit einem zweiten drehbar gelagerten Hebel 28 in Verbindung. Das andere
Ende dieses Hebels 28 ist durch das dämpfende Übertragungsglied 29 mit dem Anker
31 eines Magneten 32 verbunden. Dieser Anker wird von einer einstellbaren Feder
33 getragen. Der Magnet 27 wird durch den Spannungswandler 3q. in Abhängigkeit von
der- Spannung des Drehstromerzeugers i i erregt, tder Magnet 32 von der Erregerspannung,
also in. Abhängigkeit von der Erregung des Drehstromerz6ugers.
Das
den Gegenstand der Erfindung bildende dämpfende Übertragungsglied 29 besteht bei
der Ausführungsform nach Abb. i aus einer trägen Masse 35 in einer Scheibe, die
in ihrem Mittelpunkt an dem Ende des Hebels 28 .drehbar gelagert und durch eine
an ihr exzentrisch befestigte Stange 36 mit dem Anker 3 1 verbunden ist.
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Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist folgende: Die Wirkung des
Schnellreglers beruht bekanntlich auf der Änderung der Zeit, während welcher die
Hauptkontakte 21 innerhalb jeder Schwingungsperiode Kontakt bilden. Hierdurch wird
bewirkt, daß der Feldwiderstand 17 bei voller Belastung für längere Zeiträume kurzgeschlossen
ist als bei kleiner Belastung. Hierdurch schwankt die Erregerspannung beispielsweise
zwischen 30 Volt (bei kleiner Belastung) und 9o Volt (wenn der Stromerzeuger
25 Prozent über der normalen Leistung belastet ist). Auf diese Weise wird die Spannung
.des Stromerzeugers ii konstant gehalten. Es ergibt sich hieraus, idaß der Ankerkern
31 bei Vollast und im Leerlauf des Stromerzeugers verschiedene Stellungen einnimmt.
Das dämpfende Übertragungsglied 29 bewirkt nun, daß allmähliche Stellungsänderungen
des Ankerkerns 31 nicht auf die Hauptkontakte übertragen werden, während plötzliche
Schwankungen des Kerns, wie sie bei der normalen Wirkungsweise des Reglers auftreten,
wie beim gewöhnlichen Schnellregler im wesentlichen vollständig übertragen werden.
Die allmählichen :Stellungsänderungen des Kerns 31 bewirken lediglich eine Drehung
der trägen Masse 35, während bei plötzlichen Stellungsänderungen die Scheibe 35
infolge ihrer Trägheit der Bewegung des Kerns 31 nicht folgen kann, sondern die
Bewegung auf den Hebel 28 überträgt.
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Die Anordnung nach Abb. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Abb.
r nur durch die Anwendung eines anderen dämpfenden Übertragungsgliedes, und zwar
besteht dieses hier aus einem sektorförmigen Körper 37 aus leitendem Material, welcher
an dem Hebel 28 befestigt ist oder mit ihm aus einem Stück besteht und zwischen
den Polen eines Magneten 38 liegt, der ein permanenter oder ein Elektromagnet sein
kann und mit dem Kern 3 i des Magneten 32 fest verbunden ist. Eine plötzliche Bewegung
des Ankers 31 erzeugt in dem leitenden Körper 37 verhältnismäßig kräftige Wirbelströme,
und durch das von diesen hervorgerufene Drehmoment wird der Arm 28 mitgenommen,
so daß auf ihn die Bewegung des Ankers 31 zum größten Teil übertragen wird. Eine
allmähliche Bewegung des letzteren bewirkt dagegen kaum eine Änderung der Lage des
Hebels.28. Bei der Anordnung nach Abb. 3 sind am Feldwiderstand 17 zwei Abzweigungen
vorgesehen, und die beiden so gebildeten Widerstandsabschnitte werden durch die
Kontakte i8 zweier Differentialrelais i9 periodisch kurzgeschlossen, In der Praxis
ist die Zahl der Abzweigungen und Abschnitte des Widerstandes häufig noch größer,
manchmal bis zu zwölf. Die Magnete 27 und 32 greifen an den entgegengerichteten
Armen des bei 42 drehbar gelagerten Hebels 41 an. Der eine Arm besteht aus zwei
scharnierartig miteinander verbundenen Teilen 43 und 44. Diese beiden Teile können
nach einer Seite entgegen der Wirkung einer Feder 45 aus der geraden Linie geknickt
werden, während Anschläge 46 die unabhängige Bewegung der beiden Hebelteile nach
der anderen Seite verhindern. Der Magnetkern 26 ist mit einer Flüssigkeitsbremse
39 verbunden und kann auch einen ringförmigen Trog 47 tragen, der mit ,einem geeigneten
beschwerenden Stoff gefüllt sein kann. Die Flüssigkeitsdämpfung 39 soll plötzliche
Bewegungen des Magnetkerns 26 und seinen zu weiten Ausschlag verhindern. Der durch
die Hauptkontakte 21 geschlossene Stromkreis führt über einen biegsamen Streifen
48 und eine Stütze 49. Ein an der Trägheitsscheibe 35 befestigter Stift 51 verhindert,
indem er sich gegen den Hebelteil 44 legt, daß die Verbindungsstange 36 über ihre
obere Totpunktläge hinaus schwingt.
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Bei dieser Anordnung strebt die Flüssigkeitsdämpfung 39 -zu verhindern,
daß der Magnet 27 den Hebelteil 43 unabhängig vom Hebelteil 44 bewegt. Das bedeutet,
daß sich unter normalen Verhältnissen die Bewegung des Magnetkerns 26 durch die
sich als Ganzes bewegenden Hebelteile 43 und 44 auf den beweglichen Kontakt 24 überträgt.
Wenn dagegen bei Kurzschluß o. dgl. die Netzspannung plötzlich absinkt, dann fällt
der Magnetkern 26 rasch ab, da die zusätzliche Belastung 47 den Widerstand der Flüssigkeitsdämpfung
überwindet; die Hebelteile 43 und 44 knicken ein, und die Hauptkontakte werden so
für eine längere Periode geschlossen als bei gerade ausgestreckten Hebelteilen.
Ein durch plötzlichen Anstieg der Erregerspannung verursachtes plötzliches Abwärtsbewegen
des Magnetkerns 31 bewirkt, daß der Hebelteil 44 sich unabhängig vom Hebelteil 43
bewegt, indem er sich im Uhrzeigersinne um das Scharnier dreht. Fällt die Erregerspannung
wieder, so daß der Magnetkern 31 - von der Feder 33 wieder aufwärts gezogen wird,
dann werden die Hauptkontakte durch die Bewegung des Hebelteils 44 allein geschlossen,
falls nicht der Hebelteil 43 in der Zwischenzeit so bewegt ist, daß beide Hebelteile
wieder geradegestreckt sind: Bei-' geradegestreckten
Hebelteilen
werden diese bei plötzlichem Abfall der Erregerspannung und infolge Hochgehens des
Magnetkerns 31 als Ganzes entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um den Drehpunkt 42
gedreht.
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Die Erfindung hat die Wirkung, daß der Regelungsbereich des Schnellreglers,
bezogen auf die Grenzwerte, innerhalb deren die Erregerspannung schwanken kann,
erweitert wird. Die dargestellten Ausführungsbeispiele veranschaulichen die Anwendung
der Erfindung für die Spannungsregelung eines Wechselstromerzeugers; die Erfindung
kann aber auch für andere Zwecke benutzt werden, z. B. um irgendeine charakteristische
Größe eines Gleichstromerzeugers oder die Geschwindigkeit oder irgendeine andere
Größe eines Motors zu regeln.