DE623193C

DE623193C - Regelbare Drosselspule

Info

Publication number: DE623193C
Application number: DES94821D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Dr-Ing E Friedlaender
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1929-11-07
Filing date: 1929-11-07
Publication date: 1935-12-14

Description

Regelbare Drosselspule Bei Regeldrosseln großer Leistung ist stets die Schwierigkeit zu überwinden, daß zum Verstellen der Drosseln eine recht beträchtliche Leistung erforderlich ist. Dies gilt ganz besonders für Anordnungen, bei welchen auf höchste Geschwindigkeit Wert gelegt wird.
So würde z. B. zum Regeln einer Drossel von 2o ooo kVA Maximalleistung zwischen ihren Grenzwerten innerhalb von o,z Sek. eine Steuerleistung von etwa r6o kVA merforderlich sein. Da seine Steuermaschine von solchen Ausmaßen bereits selbst eine nicht zu vernachlässigende Zeit braucht, bis sie diese Leistung entfalten kann, so leuchtet leicht ein, daß der maximalen Regelgeschwindigkeit bei den bisher bekannten Anordnungen eine Grenze gezogen ist. Andererseits verweist ges sich zum Schutze von Hochspannungsleitungen, welche mit Drosselkompensation ausgerüstet sind, als dringend erforderlich, die Möglichkeit seines plötzlichen Einsatzes von Blindleistung vorzusehen. Soll diese Aufgabe mit den bisher bekannten Betätigungsmitteln für Regeldrosseln gelöst werden, so würde das bedeuten, daß allein für den Gefahrenfall eine unverhältnismäßig große Maschinenleistung zur Steuerung eingesetzt werden muß, welche normalerweise nicht ausgenutzt werden kann.
Die Erfindung überwindet diese Schwierigkeiten dadurch; daß auf den Anker :eine Hilfskraft einwirkt, die zur Bewegung des Ankers nach der einen .oder anderen Richtung dient, und daß ein. Kraftspeicher vorgesehen ist, welcher den auf den Anker ausgeübten magnetischen Kräften der Drosselspule entgegenwirkt: Als Kraftspeicher kann beispielsweise eine starke Zugfeder dienen, welche den Luftspalt in der Regeldrossel zu vergrößern bestrebt ist. Will man mit möglichst kleiner Steuerleistung zur Bewegung des Ankers nach der :einen oder anderen Richtung auskommen, um möglichst nur die Kräfte zur überwindung der Reibung und Massenbeschleunigung aufbringen zu müssen, so muß die Federcharakteristik möglichst weitgehend der Kraftwegcharakteristik des beweglichen Drosselankers angeglichen werden. Um gleichzeitig auch die Forderung nach beschleunigtem Einsatz von Blindleistung im GefahrfalIe in. neinfacher Weise erfüllen zu können, ist es notwendig, der Federeinen Kräftüberschuß gegenüber den Kräften zu erteilen, durch welche der Anker in ,seine Mittellage zurückgezogen wird, so daß der dem Einfuß des mechanischen Kraftspeichers etwa durch Ausklinken des Regelantriebes plötzlich allein überlassene Anker in .die Stellung für die größte Blindleistung bzw. kleinste Induktivität schnellt.
Die beschriebene Regeleinrichtung erweist sich besonders vorteilhaft bei Regeldrosseln, bei denen die gleichsinnig geschalteten Wicklungsteile möglichst dicht beiderseits an dem Raum für dien beweglichen Anker angebracht sind.
In den Abbildungen ist eine solche Regeldro.ssel dargestellt, auf deren Anker außer einer Hilfskraft noch ein Kraftspeicher einwirkt.
Der Luftspalt 2 der Drossel i mit den Wicklungen 3 und dem Eisenkern 4 wird durch eine Schubbewegung des aus unmagnetisierbaxem Material bestehenden Ankers 5 und der mit ihm verbundenen. Eisenkörper 6 reguliert. Der Anker steht unter dem Einfluß der ;großen Zugfedern 7, welche den Anker in die Anschlagstellung mit größtem Luftspalt zu bewegen suchen. Im gewöhnlichen Betriebe wird die Regulierbewegung des Ankers 5 durch den Reguliermotor 8 veranlaßt, welcher über leine gelastische Kupplung 9 mittels seines Schneckentriebes io den Anker zwischen den Lagern i i verschieben kann. , Im Falle seiner plötzlichen Netzspannungssteigerung verursacht der Auslöser 12 durch Anziehen seines Ankers 13 ein Ausklinken der Schnecke aus der Zahnstange unter der Wirkung der Feder 14, worauf sich der Anker sprunghaft in die Stellung größten Luftspaltes bewegt und die gewünschte Blindleistungs-Steigerung geintritt. ' Bei Regeldrosseln der beschriebenen Art können Schwierigkeiten durch die Flußverteilung im Luftspalt :entstehen. Bei einer Bewegung der Eisenkörper quer zur Flußrichtung sucht der Fluß solange als möglich den Weg über den Eisenkörper zu nehmen. Infolge der mit der Bewegung verbundenen Verminderung des wirksamen Querschnittes wird der Eisenkörper immer mehr gesättigt und könnte zerstört werden, wem nicht künstlich dafür ,gesorgt wird, daß auch bei teilweisem Eisenschluß eine gleichmäßige Flußverteilung über den Luftspaltquerschnitt erhalten bleibt. Eine solche gleichmäßige Flußverteilung erreicht man durch eine Schubwicklung 15, welche in Nuten 16 ummittelbar am Luftspalt untergebracht wird.
Die Schubwicklung ist gemäß Abb.2 zu schalten. Durch die Schubwicklung wird der gesamte Polquerschnitt in eine Reihe von Teilquerschnitten zerlegt, welche je von einer Windung umfaßt werden. Sämtliche Windungen bleiben offen, sind aber untereinander parallel ,geschaltet, so daß Spannungsgleichiieit an den Windungen und damit. Gleichheit der Teilflüsse erzwungen wird.
Um eine örtliche Eisenerhitzung in ungünstigen Zwischenstellungen der beweglichen Eisenkörper zu vermeiden, ohne die Nutenteilung der Schubwicklung allzu klein wählen zu müssen, steuert man zweckmäßig die Bewegung dies Ankers 5 so, daß er nur in Stellungen, die j e um eine Nutenteilung gegeneinander verschoben sind, verharren kann. ' Bei großen Energiemengen ist ;eine hydraulische oder pneumatische Speicherung der mechanischen Speicherung überlegen.
In Abb.3 ist eine Regelung mit pneumatischer Steuerung und Speicherung dargestellt. Der Speicherzylinder 17 steht dauernd in Verbindung mit dem Druckluftbehälter 18, während die Beeinflussung des Steuerzylinders i9 durch das Steuerventil 20 vorgenommen wird. Ein plötzlicher Einsatz der gesamten Blindleistung der Drosselspule wird durch Bewegung des Hilfsventils 21 erreicht.
Steuerzylinder und Speicherzylinder kann man auch zu einem Apparat vereinigen. In diesem Falle bleibt die seine Seite des Steuerkolbens zweckmäßig dauernd unter Druck, während die Bewegung durch Druckbeeinflussung auf der Gegenseite gesteuert wird.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Regelbare Drosselspule mit Eisenkern. und in seinem Luftspalt des Eisenkerns beweglichen Anker, bei der vorzugsweise die gleichsinnig geschalteten Wicklungsteile möglichst dicht beiderseits an den Raum für den beweglichen Anker angebracht sind; dadurch gekennzeichnet, daß der Anker unter der Einwirkung -einer Hilfskraft steht, die zur Bewegung des Ankers nach der einen oder anderen Richtung dient, und da.ß ein Kraftspeicher vorgesehen ist, welcher den auf den Anker ausgeübten magnetischen: Kräften der Drosselspule entgegenwirkt.
2. Drosselspule nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspeicher ;einen Kraftüberschuß gegenüber den auf den Anker ausgeübten magnetischen Kräften der Drosselspule besitzt.
3. Drosselspule nach Anspruch i in Mehrphasenausführung, dadurch gekennzeichnet, -daß die Anker starr miteinander ,gekuppelt sind.
4. Drosselspule nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Schubwicklung, die sich in Nuten am Luftspalt befindet.
5. Drosselspule nach Anspruch 4, gekennzeichnet .durch Verriegelungseinrich- i tungen, die ein Verharren des beweglichen Ankers nur in um j e eine Nutenteilung der Schubwicklung gegeneinander versetzten Stellungen gestatten.
6. Drosselspule nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine Kupplungsvorrichtung zwischen Anker und Antriebsvorrichtung, -die abhängig von Betriebszuständen des Netzes, an welches - die Drosselspule angeschlossen ist, lösbar ist.
7. Drosselspule nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen pneumatischen Kraftspeicher und pneumatische Steuerung des beweglichen Ankers.