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Elektromagnetischer Zitterregler Die Erfindung bezieht sich auf einen
elektromagnetischen Zitterregler zur selbsttätigen Regelung der Spannung elektrischer
Generatoren, der an die Generatorspannung angeschlossen ist und zwei in den Erregerkreis
des Generators eingeschaltete Kontakte besitzt, von denen der eine fest und regelbar
ist, während der andere bewegliche Kontakt mit einer vorgespannten und ,unter der
Wirkung einer regelbaren Feder stehenden schwingenden Membran verbunden ist.
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Bei bekannten Reglern dieser Art wirkt die regelbare Feder in der
Weise, daß, der Kontaktdruck zwischen den beiden Kontakten erhöht wird. Es hat sich
nun herausgestellt, daß man, um eine große Empfindlichkeit und eine große Betriebssicherheit
mit solchen Vorrichtungen zu erhalten, die Membran, welche den beweglichen Kontakt
trägt, unter eine verhältnismäßig große Spannung setzen muß, damit die Membran eine
erhöhte Schwingungsfrequenz aufweist.
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Diese anfängliche Formänderung hat zur Folge, daß der Kontaktdruck
zwischen den beiden Kontakten erhöht wird, und da es bei den bekannten Reglern nicht
möglich ist, diesen Kontaktdruck mit Hilfe der Feder zu verringern, so ergibt sich
ein verhältnismäßig geringer Regelungsbereich der Vorrichtung. Außerdem ist zur
Betätigung dieser bekannten Regler eine ziemlich hohe Zahl der Amperewindungen des
Elektromagneten und damit eine große elektrische Energie erforderlich. Infolgedessen
ist die Empfindlichkeit sehr gering.
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,Die Erfindung hat einen Regler. der vorerwähnten Art zum Gegenstande,
der die genannten Nachteile vermeidet. Erfindungsgemäß bewirkt die regelbare Feder
eine Verringerung des Kontaktdruckes, der infolge der anfänglichen Formänderung
der Membran zwischen den beiden Kontakten herrscht.
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Diese Maßnahme ermöglicht es, der Membran eine beträchtliche Anfangsspannung
zu geben und trotzdem den Kontaktdruck so schwach zu halten, wie man es wünscht.
Dadurch wird der Regelungsbereich der Vorrichtung erhäht und eine Herabsetzung der
Amperewindungszahl des Elektromagneten erzielt. Infolgedessen wird auch die elektrische
Energie verringert, woraus sich letzten Endes eine größere Regelungsempfindlichkeit
ergibt.
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In den beiliegenden Zeichnungen ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise
dargestellt.
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Fig. i zeigt den Regler im Längsschnitt, Fig. 2 die Membran in Draufsicht
und Fig. 3 ein Schaltungsschema.
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i ist ein Weicheisenkern, welcher zwei Platten 2, 3 auseinanderhält,
von denen die eine, 3, aus weichem Stahl und die andere, 2, aus Messing besteht.
Die Platte 3 stößt gegen den Ansatz 4u eines mittleren, aus weichem Stahl bestehenden
Rohres 4, welches am anderen Ende mit Gewinde versehen ist, auf welches
die
Platte 2 aufgeschraubt ist, so daß. sie das Ganze festklemmt und zusammenhält. Auf
dem so gebildeten Spulenträger liegt die Wicklung 5 des Elektromagneten zwischen
dem Kern i und zwei aus Isolationsmaterial bestehenden und gegen die Platten 2,
3 sich abstützenden Scheiben 6. Auf die Platte 3 ist außen eine Stahlbuchse 7 geschraubt,
welche einen aus weichem Stahl bestehenden Polring 8 festklemmt. Dieser klemmt unter
Zwischenschaltung einer Scheibe 9a eine Membran 9 fest, so daß diese mit dem Polring,
indem sie sich mit ihrem Kreisrand lagert, fest verbunden ist. Ein Mantel i o aus
weichem Stahl ist über das Ganze geschoben und an beiden Enden festgeklemmt. An
der Buchse 7 sitzt, unter Zwischenschaltung von Isolierscheiben i ja, ein Messingkörper
i i fest, in dessen Mitte eine Schraube 12 eingeschraubt ist, welche einen Kontakt
13 aus Wolfram trägt und mittels einer Mutter 14 feststellbar ist. In der Mitte
der Membran 9 befindet sich ein. Niet 15 mit einem Wolframkontakt 16, das ein aus
weichem Stahl bestehendes Polstück 17 hält und ein kleines mit Gewinde versehenes
Stück i 8 trägt. Dieses dient zur Festlegung des einen Endes einer Feder i9, deren
anderes Ende an einem Teil 20 festsitzt, der gegebenenfalls aus Isoliermaterial
besteht und zur Aufnahme der Federwindungen mit Gewinde versehen ist. Der Teil 20
sitzt auf einer Messingstange 21, welche in eine gerändelte Mutter 22 eingeschraubt
ist. Mit abgeflachten gewindefreien Seiten gleitet die Stange 21, ohne sich zu drehen,
in einer Vierkanböffnung einer in die Bohrung des Kerns 4 eingepreßten Muffe 23,
die mittels zwei in Aussparungen 4v des Rohres 4 dringenden Zapfen bzw. Vorsprüngen
23a festgelegt ist. Die Mutter 22 übergreift eine auf das Rohr 4 aufgeschraubte
Buchse 24, gegenüber welcher sie drehbar ist. Durch Drehen der Mutter 22 kann die
Stange 21 axial verschoben werden, wodurch sie die Feder i9 spannt oder entspannt.
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Zwei Muttern 31, die an den freien mit Gewinde versehenen Teilen des
Rohres 4 und der Buchse i i sitzen, dienen zum Festklemmen von Lappen 3o, die zur
Befestigung der Vorrichtung dienen.
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Die Membran 9 (Fig. 2) besteht aus einer Schale aus federndem Metall,
beispielsweise aus Federstahl, das derart ausgeschnitten ist, daß sich spiralförmige,
federnde, sehr lange Arme 33 ergeben, welche den Schalenrand 32 mit dem den Kontakt
16 tragenden Mittelteil 34 verbinden.
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Die Wicklung 5 ist, wie Fig. 3 zeigt, an dem einen Ende über den Wolframkontakt
16 und die Leitungen 44, 42 an den einen Pol des zu regelnden Stromerzeugers und
über die Leitung 43 an den anderen Pol des Stromerzeugers angeschlossen. Der Wolframkontakt
13
ist durch die Leitung 45 mit der Erregerrvicklung 41 des Stromerzeugers
verbunden. Es wird angenommen, daß, der Stromerzeuger Nebenschlußerregung besitzt
und daß die Wicklung 41 über eine Leitung 46 und einen Widerstand 47 an die Leitung
42 angeschlossen ist.
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Bei einer bestimmten Spannung -an den Klemmen des Stromerzeugers sucht
der Regler das Polstück 17 und die mit ihm verbundene Membran g an den Polring 8
und an den -Ansatz 4a des Mittelteils 4 anzuziehen und die Kontakte 13, 16
zu trennen.
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Berühren sich die Kontakte 13 und 16, so ist der mit der Erregerwicklung
41 des Stromerzeugers in Reihe geschaltete Widerstand 47 kurzgeschlossen; trennen
sich hingegen diese Kontakte voneinander, so ist dieser Widerstand gänzlich in den
Erregerstromkreis eingeschaltet. Wie man sieht, arbeitet die Vorrichtung ähnlich
wie die bekannten vorerwähnten Spannungsregler. Aber die Vorrichtung nach der Erfindung
bietet dadurch sehr wesentliche Vorzüge im Vergleich mit den bekannten Vorrichtungen,
daß die Regelungsfeder i9 auf eine Verringerung des Kontaktdruckes hinwirkt, der
zwischen den Kontakten 13 und 16 durch die anfängliche Formänderung der Membran
hervorgerufen wird. Auf diese Weise ist es möglich, der Membran 9 eine beträchtliche
Anfangsspannung zu verleihen und den Kontaktdruck auf einen beliebig geringen Wert
herabzusetzen. Man erhöht so den Regelungsbereich der Vorrichtung und kann die Anzahl
der Amperewindungen der Wicklung 5, d. h. die Energie der Wicklung, herabsetzen,
wodurch schließlich die Regelungsempfindlichkeit erhöht wird.
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An Stelle der Wolframkontakte 13, 16 können andere entsprechende Metalle
verwendet werden.
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Die magnetischen Teile können mit Papier überzogen oder verkupfert
sein, um den Luftzwischenraum ohne Gefahr des Anklebens so weit wie möglich zu verringern.
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Die zweckmäßig aus Federstahl hergestellte Membran 9 kann aus jedem
anderen Metall bestehen, beliebig geformt und in beliebiger Weise gelocht sein.
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Die Regelung des Luftzwischenraumes kann auch unabhängig von der Regelung
der Eigenspannung der Membran erfolgen.