-
Elektriscber Vibrations-Scbnellregler Bei den bis dahin bekannt gewordenen
Vibrationsreglern wird der Regelwiderstand entweder in einer einzigen Stufe mit
seinem vollen Betrage auf einmal ein- und ausgeschaltet, oder er ist in mehrere
Stufen eingeteilt, die in Abhängigkeit von der zu regelnden Größe geschaltet werden.
Im ersten Falle ist der Anwendungsbereich durch die Funkenbildung an den Kontakten
beschränkt, so daß ein solcher Regler nur in Frage kommt, wenn die Erregerleistung
sehr gering ist. Die Regler nach der zweiten Bauart, d. h. mit mehreren Stufen,
können wohl für Maschinen mit großer Erregerleistung angewandt werden, haben aber
den Nachteil, keine große Genauigkeit aufzuweisen, und sind entweder kompliziert
oder benötigen eine Dämpfung.
-
Nach der vorliegenden Erfindung werden die Nachteile beider Bauarten
vermieden, dagegen die Vorteile des einen und des andern vereinigt. Dies wird dadurch
erreicht, daß gleichzeitig mit der Verstellung eines Hauptkontakts am Regelwiderstand,
der zur Grobregulierung dient, ein Hilfskontakt verschoben wird, welcher um wenige
Kontaktstufen gegen den Hauptkontakt versetzt ist und zur Feinregelung über einen
Zitterkontakt mit ihm intermittierend in Verbindung gebracht wird. Das geschieht
in der Weise, daß außer dem Widerstandsteil, der durch den Hauptkontakt dauernd
überbrückt wird, ein weitererWiderstandsteil intermittierend kurzgeschlossen wird,
wobei dieser Widerstandsteil zwischen Haupt- und Hilfskontakt dem gesamten Widerstand
des Erregerkreises zweckmäßig angepaßt ist. Dadurch wird eine gleichmäßige Beanspruchung
der Vibrationskontakte über den ganzen Regelbereich des Reglers ermöglicht.
-
In der Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungsbeispiele des
Erfindungsgegenstandes angegeben.
-
Abb. i zeigt eine Anordnung für die Regelung einer Gleichstromnebenschlußdynamomit
Selbsterreger.
-
Abb. 2 stellt eine Einrichtung zur Regelung eines Wechselstromgenerators
dar, bei welcher zur Vibrationsbewegung des Zittergegenkontaktes eine besondere
Hilfsvorrichtung angeordnet wird.
-
In Abb. i ist mit i der Anker der Dynamo und mit 2 seine Feldwicklung
bezeichnet, welche über den Regelwiderstand 3 an die Klemmen der Dynamo angeschlossen
ist. Der Regelwiderstand 3 ist mit den Kontakten q. und 5 versehen, welche an dem
Widerstand 3 verschiebbar angeordnet sind. Diese Kontakte werden durch den Kern
6 des mit Wicklungen 7 und 8 versehenen Elektromagneten verschoben. Von diesen Wicklungen
liegt eine (7) parallel zum Anker der Dynamo, während die zweite (8) mit den Kontakten
io und ii des Zitterrelais verbunden ist. Der Kontakt ii ist am beweglichen Anker
i¢ befestigt und wird vom Kern 9 des Zitterrelais mit Wicklungen 12 und 13 gegen
die Kraft der Feder 15 angezogen. Die Wicklung 12 liegt an den Hauptklemmen des
Generators i, während die Wicklung 13 mit den Kontakten io und ii verbunden ist.
Die
Wirkungsweise der Anordnung nach Abb. i ist folgende Im spannungslosen Zustand des
Generators i ist der Strom in den Spulen 7, 8 und i2 gleich Null. Der Regelwiderstand
3 ist in seinem oberen Teil durch den Kontakt 4 und zwischen den Kontakten 4 und
5 durch die Kontakte io und ii des Zitterrelais kurzgeschlossen, welch letztere
durch die Feder 15 gegeneinandergedrückt werden. Dabei befinden sich die Kontakte
4 und 5, welche mit dem Kern 6 verbunden sind, durch das Eigengewicht des Kernes
6 in der untersten Lage. Sobald die vorgeschriebene Spannung an den Klemmen der
Dynamo i erzeugt wird, befindet sich die elektromagnetische Anziehungskraft des
Solenoides 9 mit der Federkraft 15 im Gleichgewicht, der Widerstand 3 ist aber immer
noch kurzgeschlossen. Nimmt nun die Dynamospannung nur um einen kleinen Betrag über
den vorgeschriebenen Wert zu, so überwiegt die elektromagnetische Zugkraft der Spule
12 die Kraft der Feder 15. Der Kontakt ii wird vom Kontakt io entfernt, so daß der
Widerstandsteil zwischen den Kontakten 4 und 5 in den Erregerkreis der Dynamo eingeschaltet
wird. Im Augenblick des Öffnens der Kontakte io und ii sinkt die Dynamospannung
unter den normalen Betrag, die Kraft der Feder 15 überwiegt die elektromagnetische
Zugkraft und schließt den geöffneten Kontakt io, ii wieder. Die Spannung steigt
wieder an, und der gleiche Vorgang wiederholt sich wie geschildert. Das Schließen
und Öffnen der Kontakte io und ii tritt so rasch nacheinander auf, daß der Kontakt
ii in Zitterbewegung versetzt wird. Durch diese Vibrationsbewegung der Kontakte
io, ii wird der Widerstandsteil, der sich zwischen den Kontakten 4 und 5 befindet
und dessen Widerstandswert mit y bezeichnet werden möge, abwechselnd während der
Zeit Z in den Stromkreis der Erregerwicklung 2 eingeschaltet und während der Zeit
t-Z kurzgeschlossen. Eine gleiche Wirkung könnte man sich durch einen dauernd vorgeschalteten
Widerstand von entsprechender Bemessung erzeugt denken, der dann gewissermaßen den
effektiven Widerstands-,vert R des Widerstandes zwischen den Kontakten4und5 darstellt.
Durch Veränderung des Verhältnisses
ändert sich somit auch der effektive Widerstand R. Wird infolge einer Änderung der
Zitterbewegung der Kontakte io und ix der effektive Widerstand R vergrößert, dann
nimmt der Strom im Erregerkreis nicht im gleichen Verhältnis ab, in welchem der
Widerstand R zunimmt, weil sich der Gesamtwiderstand des Kreises nur in erheblich
geringerem Maße ändert. Aus diesem Grunde tritt dabei eine Zunahme der Spannung
an den Kontakten io und ii auf und dementsprechend eine Zunahme des Stromes in der
Wicklung B. Sobald nun die Spannung an den Kontakten io, ii einen gewissen Betrag
erreicht hat, soll die durch die Spule 8 erzeugte Amperewindungszahl genügen, um
den Kern 6 mit den Kontakten 4 und 5 nach oben zu verschieben. Diese Verschiebung
erfolgt stufenweise. Im Augenblick des Einschaltens der ersten Stufe wird der Zitterkontakt
plötzlich das Verhältnis
verändern und mit ihm die Spannung des Generators i, so- daß die Amperewindungszahl
der Spule 8 wieder zurückgeht. Sinkt nun die Spannung, so wird der Vorgang in umgekehrter
Reihenfolge sich abwickeln, d. h. sobald die Spannung zwischen den Kontakten io
und ii einen Mindestbetrag erreicht hat, wird der Kern 6 sich nach unten bewegen.
Um zu verhindern, daß der Kern 6 jeder kleinen Änderung der Spannung zwischen den
Kontakten io und ii folgt, wird den Kontakten 4, 5 eine besondere Form gegeben,
damit sie nur sprungweise sich verstellen können. Dieses sprungweise Bewegen der
Kontakte kann auch durch irgendein anderes Mittel erzeugt werden.
-
Die Anordnung hat den Vorteil, daß die Feinregelung stets durch einen
Zitterkontakt besorgt wird, so daß die größte Genauigkeit erreicht werden kann.
Die Spule 7 ist für die Erfindung nicht wesentlich und kann ohne weiteres entbehrt
werden. In diesem Falle wäre die Spule 8 stärker zu bemessen, so daß sie allein
die notwendige Amperewindungszahl erzeugen könnte.
-
Die Anordnung nach Abb. 2 ist für die Regelung von Wechselstromgeneratoren
vorgesehen. Danach wird der Drehstromgenerator 29 mittels der Wicklung 16 erregt,
die von der Erregermaschine 17, 18 gespeist wird. Im Kreis der Erregerwicklung 18
liegt der Widerstand 2o, der wie der Widerstand 3 in Abb. i mit Kontakten versehen
ist. Diese sind mit dem Kern i9 der von Erregergleichstrom erregten Spule 3o fest
verbunden. Die Anordnung nach Abb. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Abb.
i vor allem durch ein besonderes Relais, das den Zweck hat, die Zitterbewegung des
Kontaktes 23, 24 zu beeinflussen. Die Spule 27, welche an den Generatorenklemmen
angeschlossen und mit einem Kern 26 versehen ist, hat den Zweck, die Membran 25,
welche den Kontakt 24 trägt, in Schwingung zu versetzen. Da die Eigenfrequenz dieser
Membran ungefähr gleich groß ist wie diejenige des Wechselstromes, wird der Kontakt
24 eine Zitterbewegung von einer festen Frequenz und einer gewissen Amplitude ausführen.
Der Kontakt 23, welcher mittels der Feder 22 elastisch mit .dem Kern 21 verbunden
ist, wird anfänglich der Zitterbewegung des Kontaktes 24 folgen. Sobald nun die
Spannung
an den Klemmen des Generators über den normalen Wert ansteigt,
wird der Kern 21 durch die Spule 28 nach oben bewegt, wodurch der Kontakt 23 von
dem Kontakt 24 zeitweise abgehoben wird. Durch dieses kurzzeitige Abheben der Kontakte
23 und 24 voneinander wird der Widerstandsteil zwischen den Kontakten am Regelwiderstand
2o - eingeschaltet. Wie bei der Anordnung nach Abb. i wird hier das Verhältnis -der
Dauer des Kurzschlusses zu der Dauer der Unterbrechung verändert, je nachdem die
Spannung in der einen oder anderen Richtung den normalen Wert überschritten hat,
indem der Kern 21, der durch die Spule 28 bei der normalen Spannung im Gleichgewicht
gehalten wird, mehr oder weniger angehoben wird.
-
Die Regelung kann sich auf beliebige Größen (Spannung, Strom, Leistung,
Phasenverschiebung) erstrecken, der Regler kann kompoundiert und unerwünschte Einflüsse
können kompensiert werden. Je nach den Verhältnissen können Spannungs- und Stromwandler
verwendet werden.
-
Im Fall der Abb. i könnte die Wicklung 13 des Zitterrelais auch parallel
zur Erregerwicklung 2 geschaltet werden. Statt das Gewicht des Kerns 6 als Gegenkraft
zu benutzen, könnte auch eine besondere Feder die Gegenkraft liefern. Zum Vibrationskontakt
kann in bekannter Weise ein Kondensator parallel geschaltet werden.