-
Elektrischer Regler Elektrische Schnellregler, die nach dem Vibrationssystem
arbeiten, haben den Nachteil, daß ihre Kontakte einer ständigen Abnutzung unterworfen
sind und infolgedessen zu Betriebsstörungen Anlaß geben können. Man hat deshalb
schon versucht, mit einfachen Widerstandsreglern auszukommen, bei denen ein Widerstand
in Abhängigkeit von der zu regelnden Größe durch einen elektrischen Motor verstellt
wird. Solche Regler arbeiten jedoch im Vergleich zu Vibrationsreglern sehr träge
und sind deshalb für empfindlichere Regelungen nicht brauchbar.
-
Durch die Erfindung ist ein einfacher Regler geschaffen, der keine
vibrierenden Kontakte besitzt und trotzdem wesentlich empfindlicher ist als der
einfache Widerstandsregler. Es ist dies dadurch erreicht, daß die zu regelnde Größe
mittels eines Systems eingestellt wird, das aus einem eine einphasige Erregung besitzenden
induzierenden Teil und einem induzierten Teil besteht und das Mittel besitzt, die
es ermöglichen, durch Änderung der Flußv erteilung ztvrischen induzierendem und
finduziertem Teil ein Drehfeld zu erzeugen und die Richtung dieses Drehfeldes zu
verändern.
-
In den Abbildungen sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Bei Abb. i handelt es sich um die Spannungsregelung eines Drehstromgenerators und
bei Abb. 2 um die Spannungsregelung eines Gleichstromgenerators. In Abb. i bedeutet
i den zu regelnden Drehstromgenerator, der auf das Verteilungsnetz 2 arbeitet. Der
Generator besitzt eine Feldwicklung 3, die von der Erregermaschine 4 gespeist wird.
Im Erregerkreis der Erregermaschine liegt die Feldwicklung 5 und die Widerstandsreguliereinrichtung
6. Diese Reguliereinrichtung besteht aus einem Widerstand 7, dessen Anzapfungen
an verschiedene, voneinander isolierte Segmente 8 eines Kommutators angeschlossen
sind. Auf dem Kommutator schleifen die Bürsten 9, io und i i, die von einem Bürstenhalterarm
i2 verschoben werden können. 12' sind zwei Anschläge zur Begrenzung des Weges für
den Arm i2. Die Bürsten sind mit den Widerständen 13, 14 und 15 in Reihe geschaltet.
Sie sind etwas gegeneinander versetzt, so daß sich beim Übergang von einem auf das
andere Segment drei Zwischenstufen zwischen einer Stufe des Widerstandes 7 ergeben.
-
Die Verstellung der Widerstandsreguliereinrichtung 6 geschieht durch
ein einphasiges System, dessen induzierender Primärteil
einen Kern
16 und auf diesem eine Erregerwicklung 17 besitzt, die von einer Phase des Netzes
2 gespeist wird. Als induzierter Teil 18 dient eine Scheibe aus leitendem Material,
z. B. Aluminium, die so angeordnet ist, daß ihr äußerer Teil sich in dem Luftspalt
zwischen den Polen des Kerns 16 bewegen kann. ig ist eine Kupferplatte, die zwischen
dem induzierenden und dem induzierten Teil verschoben werden kann.- - Diese Kupferplatte
stellt einen kurzgeschlossenen Stromkreis dar. In Abhängigkeit von ihrer Lage unter
den Polen kann die Flußverteilung derart verändert werden, daß ein Drehfeld entsteht
und die Scheibe 18 sich bewegt. Je nachdem welcher Teil der Polfläche durch die
Platte ig abgeschirmt wird, ändert sich die Richtung der Bewegung der Scheibe. Befindet
sich die Platte unter der Polmitte, so tritt keine Bewegung ein. Statt der Platte
kann auch ein Ring oder eine Rechteckwindung oder Windungen verwendet werden, die
einen geschlossenen Stromkreis bilden.
-
Die Kupferplatte ig ist in den senkrechten Teil eines umgekehrten
L-förmigen Hebelarmes befestigt, der mittels des Zapfens 21 an seinem horizontalen
Teil gelagert ist. An dem senkrechten Teil des Hebelarmes 2o greift der Arm 22 an,
der in Abhängigkeit von den Änderungen des Netzes 2 verstellt wird, so daß hierdurch
die Platte ig nach der einen oder anderen Richtung aus ihrer Mittellage unter den
Polen verschoben werden kann. Um diese Verschiebung herbeizuführen, ist bei unserem
Ausführungsbeispiel ein kleiner Drehstrommotor 23 verwendet. Dieser Motor besitzt
eine dreiphasige Primärwicklung, die über den Leiter 24 und den Spannungswandler
25 mit dem Verteilungsnetz 2 verbunden ist. Der bewegliche Teil des Motors 23 besteht
aus einem Kurzschlußläufer, an.dessen Welle 26 ein Arm 27 befestigt ist, der an
dein Arm 22 angreift. Durch die Anschläge 28 ist die Bewegung des Armes 27 begrenzt.
Dem von dem Motor ausgeübten Drehmoment wird bei normaler Klemmenspannung von der
Feder 3o das Gleichgewicht gehalten. Ändert sich die Netzspannung, so ändert sich
auch das Motordrehinoment, und der Läufer des Motors bewegt sich. Ist die richtige
Spannung wieder hergestellt, so wird die Welle 26 durch die Feder 29 wieder in ihre
Normallage zurückgeführt. Um den Einfluß von Frequenzänderungen unwirksam zu machen,
ist der OhmscheWiderstand des Primärkreises des Motors iin Vergleich zu der Reaktanz
sehr groß gemacht. Zu, diesem Zwecke sind die Widerstände 31 vorgeschaltet. Ein
einstellbarer Widerstand 32 ist noch in Reihe mit einer Phase geschaltet, um dadurch
den Motor 23 auf die konstant zu haltende Spannung einstellen zu können. Außer der
Feder 29 ist noch eine Rückführung vorgesehen, welche die Kupferplatte ig in Abhängigkeit
von der Größe der Verschiebung der Scheibe 18 in die neutrale Lage zurückzuführen
sucht. Zu diesem Zwecke ist auf der von der Scheibe 18 über die Zahnräder 34 angetriebenen
Welle 33 noch ein Ritze135 befestigt. In dieses Ritzel greift eine Zahnstange 36
ein, die einen Teil der Stange 37 bildet. Über diese Stange wird auf den Hebelarm
2o eine Kraft ausgeübt, die, wenn die Kupferplatte aus ihrer neutralen Lage verschoben
ist, der von dem Motor 23 herrührenden Kraft entgegengerichtet ist. Die Rückführungsstange
37 greift nicht unmittelbar an den Hebelarm 2o an, sondern es ist eine Dämpfung
38 und eine Feder 41 dazwischengeschaltet. Die Dämpfung besteht aus dem Kolben
39 und dem Zylinder 4.o. Durch die Feder 41 wird es der Kupferplatte ig bei
einer plötzlichen Spannungsänderung ermöglicht, sich sofort in die erforderliche
neue Lage zu bewegen, ohne durch die Rückführung daran gehindert zu werden. Die
Verbindung zwischen der Rückführung und dem Hebelarm 2o geschieht durch den Arm
d.2.
-
Der Regler arbeitet folgendermaßen: Besitzt die Spannung des Generators
ihren richtigen Wert, so wird dem Drehmoment des Motors 23 von der Feder 3o das
Gleichgewicht gehalten, und die Platte ig befindet sich in ihrer Mittelstellung
vor den Polen des Kerns 16; es wird kein Drehmoment auf die Scheibe i8 ausgeübt,
und die Anordnung ist in Ruhe. Fällt jetzt die Spannung des Netzes 2 unter den Normalwert,
so sinkt das Drehmoment des Motors 23 unter das Gegendrehmoment der Feder 30, und
die Welle 26 dreht sich in der durch den Pfeil angegebenen Richtung. Der Hebelarm
2o bewegt sich infolgedessen nach vorn, und die Kupferplatte ig wird aus ihrer neutralen
Lage herausbewegt und schirmt den Polfluß nur noch einseitig ab. Es entsteht infolgedessen
ein Drehfeld, und die Scheibe i8 rotiert in der gleichen Richtung. Im gleichen Sinne
dreht sich hierdurch auch die Welle 33 und verstellt den Bürstenarm i2 mit den Bürsten
g, io und i i. Der Widerstand des Erregerkreises der Erregermaschine wird dadurch
verkleinert, bis die Spannung des Generators i wieder auf ihren normalen Wert gestiegen
ist. Sobald die Scheibe 18 sich dreht, wird durch das Ritze135 die Rückführung verstellt
und dadurch eine rückführende Kraft auf den Hebelarm 2o ausgeübt, welche die Kupferplatte
wieder in ihre neutrale Lage zurückzuführen bestrebt ist. Bei steigender Netzspannung
arbeitet der Regler in ähnlicher
Weise, wie eben beschrieben, jedoch
in entgegengesetztem Sinne.
-
In Abb.2 ist 43 der zu regelnde Gleichstromgenerator und _4 das von
ihm gespeiste .Netz. Soweit die gleichen Einrichtungen wie in Abb. i vorhanden sind,
sind auch die gleichen Bezugsziffern verwendet. Der einzige wesentliche Unterschied
gegenüber der Anordnung in Abb. i besteht in dem Antrieb für die Kupferplatte i9.
Der umgekehrt L-förinige Hebel ist etwa in der Mitte seines horizontalen Teiles
bei 45 drehbar gelagert. Ein von der Spule 47 erregter Gleichstrommagnet greift
mit dem Kern 46 an dein einen Ende des horizontalen Teiles des Hebels 2o ein. In
entgegengesetztem Sinne wirkt die Feder .48. Die Spule 47 ist an das Netz 44 angeschlossen,
dessen Spannung konstant gehalten werden soll. Der Regler arbeitet in derselben
Weise wie die in Abb. i dargestellte Anordnung.
-
Der Regler läßt sich nicht nur zur Regelung elektrischer, sondern
auch für andere Größen, z. B. Geschwindigkeit, Temperatur, Beleuchtung o. dgl.,
verwenden. Es braucht dann nur die Verschiebung des die Flußverteilung verändernden
Organs i9 von diesen Größen abhängig gemacht zu werden.