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Einrichtung zum Konstanthalten der Spannung von Wechselstromgeneratoren
Es ist bekannt, bei einer Einrichtung zum Konstanthalten der Spannung eines Wechselstromgenerators
mit einem motorisch angetriebenen Regulierwiderstand, der im Erregerkreis des Generators
oder im Stromkreis der Erregerwicklung seiner Erregermaschine liegt, zwei feste
Widerstände in Reihe zu schalten. Von diesen Widerständen ist der. eine kurzgeschlossen
und wird beim Steigen der Generatorspannung zusätzlich in den Erregerstromkreis
eingeschaltet, so daß die Generatorspannung schnell wieder auf den normalen Wert
gebracht wird. Der andere feste Widerstand wird über einen besonderen Kontakt an
einem Spannungsrelais, das zu der Einrichtung gehört, kurzgeschlossen, wenn die
Generatorspannung plötzlich unter ein zulässiges Maß sinkt. Es wird dann der gesamte
Widerstand im Erregerstromkreis stark vermindert und die Spannung des Generators
schnell auf den normalen Wert heraufgesetzt.
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Nach der Erfindung wird die Wirkung, die durch den Kurzschluß des
zweiten festen Widerstandes beim plötzlichen Sinken der Generätorspannung erzielt
wird, dadurch wesentlich gesteigert, daß der Stromkreis einer Wicklung; die der
Erregerwicklung der Erregermaschine entgegenwirkt, unterbrochen wird. In der Zeichnung
ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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Der Wechselstromgenerator 2 speist die Netzleitungen 3, 4, 5. Seine
Erregerwicklung 7 wird von einer Erregermaschine 6 gespeist. 15 ist die Spule eines
Spannungsrelais, die über einen Widerstand 14 an die Sekundärwicklung eines Spannungswandlers
13 angeschlossen ist. Die Primärwicklung des Spannungswandlers ist mit den Netzleitungen
3 und 5 verbunden. Wächst die Netzspannung, so kommt der Arm 2o des Spannungsrelais
mit dem Kontakt 17 in Berührung. Beim Sinken der Spannung berührt dagegen der Arm
2o den Kontakt 18. Der Drehpunkt 16 des Spannungsrelais ist mit der Minusleitung
32 einer Gleichstromquelle verbunden. Die Kontakte 17 und 18 sind über die Spulen
56 bzw. 46 an die Plusleitung 31 der Gleichstromquelle angeschlossen.
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An dem Spannungsrelais ist noch ein Kontakt 1g angeordnet, der mit
dem Arm 2o in Berührung kommt, wenn die Generatorspannung stark sinkt. Der Kontakt
i9 ist über zwei parallel geschaltete Magnetspulen 37 und 38 mit der Plusleitung
31 der Gleichstromquelle verbunden. Die Magnetspulen 37 und 38 beeinflussen die
Arme 34 und 33. Der Arm 33 schließt bei nicht erregter Magnetspule 38 den Stromkreis
einer Wicklung g,
die der Erregerwicklung 8 der Erregermaschine
6 entgegenwirkt. Der Arm 3.4 schließt bei Erregung seiner Magnetspule 37 einen Kontakt
36, über den ein im. Stromkreis der Erregerwicklung 8 liegender fester Widerstand
39 kurzgeschlossen wird.
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Außer dem Widerstand 39 liegt auch der feste Widerstand i i im Stromkreis
der Erregerwicklung B.
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Von den Magnetspulen .¢6 und 56 werden die Arme 44 und 54 von Umschaltern
bewegt. In der dargestellten Nullage ist der Anker des Regelmotors 62, der zum Antrieb
zweier Regulierwiderstände io und 12 dient, kurzgeschlossen, indem von seiner oberen
Bürste der Stromkreis über den unteren Teil 47 des Schaltarmes 44, Kontakt 48, Leitung
72; Leitung 31, Leitung 73, Kontakt 58, Hebel 57 des Schaltarmes 54 zu der unteren
Bürste geschlossen ist. Der Anker des Regelmotors 62 erhält je nachdem, ob beim
Sinken der Spannung die Spule 46 oder beim Ansteigen der Spannung die Spule 56 anspricht,
Strom in der einen oder der anderen l2jchtung und nimmt damit die entsprechende
Drehrichtung an.
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Der Regelmotor 62 dreht über Schnecke und Schneckenrad die Welle 63,
an der der Schaltarm 6g für den Regelwiderstand io und der Arm 65 für den Regelwiderstand
12 sitzen.
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Die Regelwiderstände sind so ausgebildet, daß, wenn der Arm 64 mit
dem Regelwiderstand io in Verbindung steht, der Arm 65 den Regelwiderstand 12 nicht
berührt. Der Regelwiderstand io liegt in dem Stromkreis der Erregerwicklung 8, der
Regelwiderstand 12 im Stromkreis der Gegenerregerwicklung 9-.
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Die dargestellte Einrichtung wirkt in folgender Weise: Ist die Spannung
im Netz zu hoch, so wird der Arm 2o gegen den Kontakt i7 gezogen, die Spule 56 erregt
und damit der Schaltarm 54 rechtsherum gedreht. Die Kurzschließung des Ankers des
Regelmotors 62 wird aufgehoben, und es fließt ein Strom vpn der Plusleitung 31 über
Leitung 72, Kontakt d.8, Schaltarm 47 zum Anker des Regelmotors 62 und von da über
den Schaltarm 54., Kontakt 55 und Leitung 74 zur Minusleitung 32 zurück. Der Motor
62 setzt sich also in Bewegung und dreht die Arme der Regelwiderstände io und 12
im Uhrzeigersinne. Dabei wird der im Stromkreis der Erregerwicklung 8 liegende Widerstand
io vergrößert und nach Einschalten des ganzen Widerstandes io der im Stromkreis
der Gegenerregerwicklung 9 liegende Widerstand 12 verkleinert. Der Widerstand im
Stromkreis der Erregerwicklung $ wird weiterhin dadurch vergrößert, daß durch die
Rechtsdrehung des Schaltarmes 54 auch die Kurzschließung des festen Widerstandes
i i an den Kontakten 59 und 6o aufgehoben und damit der Widerstand i i zusätzlich
in den Stromkreis der Erregerwicklung 8 eingeschaltet wird. Ferner wird durch die
Kontakte 5o und 51 die Spule 15 des Spannungsrelais kurzgeschlossen. Sie läßt ihren
Anker rasch sinken, wodurch der Kontakt bei 17 unterbrochen wird, so daß ein Überregeln
vermieden wird.
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Wenn die Generatorspannung sinkt, so kommen der Reglerarm 2o und der
Kontakt 18 miteinander in Berührung. Die Spule q.6 spricht an und dreht den Schaltarm
44. rechtsherum. Dadurch wird die Kurzschließung des Ankerstromkreises bei Kontakt
47 und 48 unterbrochen, und cler Motor setzt sich in Bewegung und dreht den Arm
64 des Regelwiderstandes iö im entgegengesetzten Uhrzeigersinn so, daß die Erregung
der Erregermaschine 6 verstärkt wird. Mit dem Arm 64 wird gleichzeitig der Arm 65
des Regelwiderstandes 12 gedreht. Dabei bleibt dieser im Stromkreis der Gegenerregerwicklung
9 liegende Widerstand voll eingeschaltet, da der Arm 65 nur auf einem mit dem Widerstand
verbundenen Kontaktsegment schleift. Bei der Drehung des Schalterarmes q.q_ werden
auch die Kontakte 42 und 43 geschlossen und damit der Regelwiderstand io vollkommen
kurzgeschlossen, so daß die Spannung des Generators schnell ansteigt.
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Durch Schließen der Kontakte qo und 41 wird ein Teil- des Widerstandes
14 im Stromkreis der Reglerspule 15 kurzgeschlossen, so daß deren Erregung anwächst
und die Trennung der Kontakte 2o und 18 beschleunigt wird. Hierdurch wird ein Überregeln
verhindert. .Wenn die Berührung zwischen Reglerarm 2o und Kontakt 18 aufgehoben
ist, so nimmt der Schaltarm 4q. wieder die gezeichnete Stellung ein, in welcher
der Anker des Regelmotors 62 kurzgeschlossen ist. Der Motor bleibt also sofort stehen.
Gleichzeitig wird auch die Kurzschließung des Regelwiderstandes io an den Kontakten
42 und 43 aufgehoben.
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Wenn die Verstärkung der Erregung in der Haupterregerwicklung 8 durch
Kurzschließen des Regelwiderstandes io ein so schnelles Ansteigen der Generatorspannung
hervorgerufen hat, daß die Einstellung des Regelwiderstandes io, wie sie für die
Ausregelung der Spannung notwendig ist, noch nicht eingetreten ist, so ist die Generatorspannung
zu niedrig. Die Reglerspule 15 läßt also ihren Kern sinken, so daß der Regler 2o
und der Kontakt 18 von neuem sich berühren und der Regelvorgang fortgesetzt
wird. Diese Regelung wiederholt sich, bis die erforderliche Ausgleichung erfolgt
ist.
Wenn der Abfall der Generatorspannung ein gewisses Maß überschreitet;
was beispielsweise beim Eintreten eines Kurzschlusses im Netz der Fall sein kann,
und somit eine schnelle Verstärkung der Erregung des Generators erforderlich ist,
so sinkt der Schaltarm 2o so weit herab, daß er mit dem Kontakt i9 in Berührung
kommt. Dadurch werden die Spulen 37 und 38 erregt. Der Arm 34 kommt mit dem Kontakt
36 in Berührung und schließt den Widerstand 39 im Stromkreis der Erregerwicklung
8 kurz. Dadurch wird die Verstärkung der Erregung beschleunigt. Gleichzeitig spricht
aber auch die Spule 38 an und zieht den Arm 33 vom Kontakt 35 ab, wodurch der Stromkreis
der Gegenerregerwicklung 9 unterbrochen -wird. Bei der gleichzeitig sich vollziehenden
Verstärkung des Stromes in der Erregerwicklung 8 und der Abschaltung der Gegenerregerwicklung
9 -wird eine sehr schnehe Verstärkung der Erregung des Generators 2 herbeigeführt.