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Spannungsregelungseinrichtung für mit veränderlichen Drehzahlen angetriebene
Stromerzeuger, insbesondere in Anlagen auf Fahrzeugen Die Erfindung bezieht sich
auf eine Spannungsregelungseinrichtung für mit veränderlichen Drehzahlen angetriebene
Stromerzeuger, die mit mehreren geregelten Nebenschlußerregerwicklungen versehen
sind, insbesondere in Anlagen auf Fahrzeugen.
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Für die Regelung der Spannung von Stromerzeugern in Fahrzeuganlagen
sind meist sog. Zitterkontaktregler vorgesehen, die durch Öffnen und Schließen von
im Stromkreis der Erregerwicklung des Stromerzeugers liegenden Kontakten einen Widerstand
periodisch mit der Erregerwicklung in Reihe schalten bzw. kurzschließen. Der Regelbereich
solcher Regler ist durch verschiedene Umstände begrenzt. So soll erfahrungsgemäß
der über die Kontakte geführte Strom bestimmte Höchst- und Mindestwerte nicht über-
und unterschreiten, da sich in beiden Fällen die Regelung störende Kontaktschäden
einstellen können. Eine Begrenzung des Erregerstromes bedeutet einerseits eine Begrenzung
der Leistung des Stromerzeugers, anderseits auch eine Begrenzung des Regelbereichs
in bezug auf die LTmdrehüngszahlen des Stromerzeugers, wenn
dieser
mit stark ver,inderlichen Drehzahlen angetrieben wird.
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Um den Regelbereich der an sich sehr ztiverlässigen und betriebssicheren
Zitterkontaktregler zu vergrößern. hat inau die Feldwicklung des Stromerzeugers
unterteilt und jedem Wicklungsteil einen Regler zugeordnet. Bei dieser Anordnung
besteht jedoch die Schwierigkeit, daß die Regler nicht gleichmäßig arbeiten. so
daß etwa die Kontakte des einen Reglers bereits ständig geöffnet bleiben. während
der andere Regler die volle Regelleistung aufzubringen hat, wodurch seine Kontakte
überlastet werden. 'Mittel zur 1-rzielung einer gleichmäßigen Verteilung der Regelal)liängigl:eit
auf alle Realer haben ein Sinken der Regelfrequenz zur Folge.
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Die bekannten Anordnungen genügen außerdem nicht, auch die Spannung
von Stromerzeugern von verhältnismäßig großen Leistungen und liolien Spannungen
einwandfrei zti regeln.
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Gemäß der Erfindung wirkt nur auf eine der \ehenschlußwicklungen ein
Spannungsregler. und die übrigen 'NebenschlußerregerwickIungen werden in Abhängigkeit
von Betriebsgrößen der durch den Spannungsregler geregelten \ehenschlußwicklung
gesteuert. Die Steuerung der nicht auf den Spannungsregler wirkenden \ebenschlußwicklungen
erfolgt zweckmäßig in der Weise. daß diese Wicklungen bei Anlauf des Stromerzeugers
eingeschaltet sind und mit zunehmenden Drehzahlen des Stromerzeugers in ihrer Erregerwirkung
vermindert und schließlich der regelnden Erregerwickhing entgegengeschaltet werden.
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.11s Betriebsgrößen der geregelten l:rregerwicklung kommen für die
Steuerung der übrigen Wicklungen beispielsweise der Erregerstrom in der durch den
Spannungsregler geregelten Wicklung oder, bei Anwendung eines Zitterkontaktreglers.
die an den Kontakten dieses Reglers herrschenden @pannun-«en, die ebenfalls als
eine BetriehsgröCe der geregelten Wicklung anzusehen sind, in Frage.
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Die Regelarbeit wird nur durch einen einzigen Regler bewältigt. der
nunmehr für die Spannungsregelung von Stromerzeugern selbst verhältnismäßig hoher
Spannungen und großer Leistungen ausreicht. Fei Anwendung eines Zitterkontaktreglers
kann der über die Kontakte des Reglers fließende Erregerstrom stets innerhalb der
für die Kontakte zulässigen Grenzen gehalten werden. Der lZegelhereich umfaßt stark
veränderliche Drehzahlen und Leistungen des Stromerzeugers. so daß die Anordnung
auch für Verbundgeneratoren mit Vorteil angewendet werden kann. Bei Verbundgeneratoren
würde hei dem eng begrenzten Regelbereich bisher bekannter Regeleinrichtungen, der
bereit: bei verliältnismäßig niedrigen Drehzahlen erreicht wird. der Generator mittels
seiner Hauptstromwicklung auf der Hauptstromcharakteristik weiterarbeiten. Die Generatorspannung
würde damit nicht mehr geregelt und kann rasch zti hohe Werte annehmen. Mit Anwendung
der neuen Regeleinrichtung ist dieser -Nachteil vermieden.
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Man erzielt mit der neuen -#',pantiuiigsreg.!-lungseinrichtung den
Vorteil. daß auch für die Spannungsregelung von Stromerzeugern mit Spannungen, die
ein Mehrfache: der bisher von Zitterkontaktrealern beherrschten Spannungen betragen.
ein einfacher. an sich als zuverlässig und als langlebig erprolitcr Zitterkontaktregler
ausreicht. Die Aufwendungen für diese Regelungseinrichtung aii Werkstoffen und Arbeitszeit
sind gering. wohl an sich als auch im Verhältnis zu arideren RegelungSanordntuigen.-In
der Zeichnung ist ein .@ttsfülirtuigsl3eispiel des Erfindungsgegenstands dargestellt.
und zwar zeigt Ahh. i das Schaltbild einer Sti-oinei-zeti"cranlage mit einem Verbundgenerator
und Ahb. ? einige Regelungskurven.
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Die Ahh. i stellt eine Strotnerzeugeranlage beispielsweise in einem
Fahrzeug dar finit einem Verbundgenerator i, der eine Hauptwicklung 2 und zwei Nehenschluß«-ichltiiigeti
3 und d. aufweist.
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Ein U-förmiges Magnetgestell ; eines krlais ;i trägt auf seinem Joch
einen Magnetkern C; und auf seinen Schenkeln Anker und B. die gegen das NlagnetgesteIl
elektrisch isoliert an den Schenkeln federnd aufgebiingt sind. Die Anordnung der
Anker; und ist so getroffen. daß der Anker 7 auf eine Ieringere Amperewindungszahl
anspricht als der Anker B. so daß -zunächst der Anker ,- angezogen wird und seine
Kontakte betätigt und danach erst der Anker B. Erreicht werden kann dies z. R. durch
verschieden :tarne Federn, an denen die Anker aufgehängt sind. oder auch durch verschieden
große Ltiftsiialtc zwischen den Ankern und dem 'Magnetkern c,. Der Anker ; trägt
Kontakte g. i o. denen ortsfeste Kontakte i i bzw. 12 gegenüberstehen. Der Anker
` trägt Kontakte 13. i -l. dene n ortsfeste Kontakte 15 bzw. i C, gegenüberstehen.
Die Kontakte 11. 12. i; und to süid ;in dem 1Iagnetgestell ; elektrisch isolici-t
befestigt. Auf den Kern 6 sind vier Wickknigen 17 . 18. ig und 20
aufgebracht.
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An dein senkrechten Schenkel eines Magnetwinkels 21 eines Spannungsreglers
2. auf dessen Kern 22 eine Spannungswicklung ?; gewickelt ist, ist ein Anker 2.t
federnd aufgehängt. Der Anker 24 trägt einen Kontakt 2;. dem ein am Magnetwinke121
elektrisch
isoliert befestigter Kontakt 26 gegenübersteht.
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Ein U-förmiges Magnetgestell 27 eines vereinigten selbsttätigen Schalters
und Steuerreglers 53 trägt auf seinem Joch einen Magnetkern 28 und an seinen Schenkeln
Anker 29 und 3o, die federnd an den Schenkeln aufgehängt sind. Der Anker
30 ist gegen das Magnetgestell elektrisch isoliert. Die Anker tragen Kontakte
31 bzw. 32, denen am Magnetgestell 27 elesctrisch isoliert befestigte Kontakte 33
bzw. 34 gegenüberstehen. Auf den Magnetkern 28 sind -Wicklungen 35, 36 und 37 aufgebracht.
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An Klemmen 38 ist das Verbrauchernetz angeschlossen.
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Die Wicklung 17 des Relais 51 liegt in Reihe mit der Nebenschlußwicklung
3, mit der auch ein Widerstand 39 in Reihe liegt, der bei geschlossenen Kontakten
25, 26 des Spannungsreglers 52 kurzgeschlossen ist. Durch die Wicklung 17 fließt
also der Erregerstrom der Nebenschlußwicklung 3. Die Wicklung 18 des Relais 51 liegt
in Reihe mit der Nebenschlußwicklung ;4, so daß sie vom Erregerstrom der Wicklung
4. durchflossen wird. Die Wicklung ig stellt eine Spannungswicklung dar, die jedoch
nicht unmittelbar an die Speiseleitungen des Stromerzeugers i, sondern an Anzapfungen
von Widerständen 40 und 41 angeschlossen ist. Wie weiter unten ausgeführt werden
wird, führt das Relais 51 seine Schaltungen nicht plötzlich, sondern über einen
gewissen Bereich regelnd aus. Der Anschluß der Wicklung ig an die Anzapfungen der
Widerstände 40 und 41 wirkt sich dabei günstig im Sinne einer Erhöhung der Regelfrequenz
aus. Auch wird durch diese Schaltung der Wicklung ig der störenden Remanenz im Relaiseisen
entgegengewirkt. Die Anordnung gestattet die Wahl kleiner Luftspalte zwischen 1\,l
agnetkern und Anker, wodurch die magnetischen Verluste klein gehalten werden können.
Durch entsprechende Wahl der Anzapfungen kann der Regelbereich des Relais eingestellt
werden.
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Die Wicklung 2o stellt eine Kompensationswicklung dar, deren Bedeutung
weiter unten geschildert werden wird. Sie liegt in Reihe mit der SpannungsWicklung
23 des Reglers 52 und der Wicklung 37 des Steuerreglers 53.
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Die Kontakte 12 und 16 des Relais 51 sind über Widerstände 42 bzw.
43 an je eine der Speiseleitungen des Stromerzeugers i angeschlossen. Die Widerstände
42 und 43 sollen den über die Kontakte des Relais 51 fließenden Strom begrenzen,
sie sollen weiter die Einhaltung möglichst geringer Kontaktabstände ermöglichen,
bei denen ohne Zwischenschaltung von Widerständen die Gefahr des Kurzschlusses zwischen
den Speise-Leitungen des Stromerzeugers bestehen würde. Die Gefahr eines Kurzschlusses
über die Kontakte des Relais 51 läßt sich auch auf andere Weise, etwa durch getrennte
Anordnung der Kontakte und Betätigung durch mehrere Anker, beseitigen.
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Die Widerstände 40 und 41 dienen, wie bei der Darstellung des Regelungsvorganges
hervorgehoben wird, dazu, eine stufenweise Steuerung der Nebenschlußwicklung 4 zu
erzielen. Der Widerstand 40 ist bei geschlossenen Kontakten g, 11, der Widerstand
41 bei geschlossenen Kontakten 13, 15 des Relais 51 kurzgeschlossen. Bei stillstehendem
Stromerzeuger i sind die Kontakte g, 11 und 13, 15 des Relais 51 geschlossen, die
Kontakte io, 12 und 14, 16 dieses Relais offen, die Kontakte 25, 26 des Spannungsreglers
52 geschlossen, die Kontakte 31, 33 und 32, 34 des vereinigten Schalters und Steuerreglers
53 offen, die Widerstände 39, 4o und 41 also kurzgeschlossen, die Nebenschlußwicklungen
3 und ,4 voll eingeschaltet.
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Wird der Stromerzeuger i angetrieben, so schließt bei einer bestimmten
Spannung, der Einschaltspannung, der Anker 29 die Kontakte 31, 33 infolge Erregung
durch die Wicklungen 36 und 37 des Schalters bzw. Steuerreglers 53. Damit ist der
Stromerzeuger i über die Netzklemmen 38 mit den an das Netz jeweils angeschlossenen
Verbrauchern verbunden. Nunmehr unterstützt die Wicklung 35, durch die der Belastungsstrom
des Stromerzeugers i fließt, die Wicklungen 36, 37, so daß die Kontakte 31, 33 sicher
geschlossen gehalten werden.
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Wird die Spannung, auf die geregelt werden soll, erreicht, so beginnt
der Spannungsregler 52 zu arbeiten. Durch periodisches Öffnen und Schließen der
Kontakte 25, 26 schaltet er den Widerstand 39 periodisch in Reihe mit der
Feldwicklung 3 bzw. schließt ihn kurz. Dadurch wird zunächst bis zu einer bestimmten
Drehzahl des Stromerzeugers die Spannung konstant gehalten. Es sei hier zunächst
die Beschreibung der an sich bekannten Wirkungsweise des Steuerreglers 53 eingeflochten.
Bei einem bestimmten Belastungsström wird der Anker 3o des Steuerreglers 53 angezogen,
der die Kontakte 32, 34 schließt. Dadurch wird die Wicklung 37 kurzgeschlossen.
Als Folge davon wird die Wirkung der Wicklung 23 des Spannungsreglers 52 erhöht,
d. h. die Spannung des Stromerzeugers wird auf einen niedrigeren Wert geregelt.
Die Wicklung 37 wirkt für den Steuerregler als Zitterspule, da sie durch die Kontakte
32, 34 periodisch kurzgeschlossen und eingeschaltet wird. Der Steuerregler 53 arbeitet
in Abhängigkeit von der Belastung des Stromerzeugers, er wirkt sich also in jeder
Stufe der Spännungsregelung,
d. h. bei allen Drehzahlen des Stromerzeugers
in gleicher regelnder Weise aus.
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Die Wicklungen 17 und 18 des Relais 51 wirken der Wicklung 1g entgegen.
Die Wicklung 2o wirkt im Sinne der Wicklung 1g und dient dazu, bei Einsetzen der
Tätigkeit des Steuerreglers 53, also bei geschlossener Wicklung 37, die hierbei
infolge der niedrigeren Spannung weniger erregte Wicklung 1g zu unterstützen und
damit die gleiche Amperewindungszahl im Sinne der Wirkung der Wicklung 1g auf dem
Relais 51 zu erzielen Wie bei eingeschalteter Wicklung 37. Da das Relais in Abhängigkeit
von einer Betriebsgröße der regelnden Nebenschlußwicklung 3 ansprechen soll, im
vorliegenden Beispiel also in Abhängigkeit vom Erregerstrom in der Wicklung 3, so
muß die Gegenkraft eine konstante Größe sein, d. h. die Amperewindungen der Spulen
1g und 2o müssen insgesamt sich stets, gleichbleiben. Wird daher die Spannung bei
Erreichen oder Überschreiten der bestimmten Belastung durch den Steuerregler auf
einen niedrigeren Wert geregelt, so nehmen die Amperewindungen der Wicklung 1g ebenfalls
ab, die der Wicklung 2o nehmen jedoch zu, da die bislang in Reihe mit ihr liegende
Wicklung 37 bei Ansprechen des Steuerreglers 53 kurzgeschlossen wird. Die Gesamtamperewindungen
beider Wicklungen 1g und 2o bleiben sich also immer gleich. Es wird dadurch auf
dem Relais 51 eine für die Dauer der Regelung unveränderlich bleibende Kraft erzielt.
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Dieser Kraft wirken die Kräfte der beiden Wicklungen 17 und 18 entgegen.
Diese Wicklungen führen die Erregerströme der Nebenschlußwicklungen 3 bzw. 4. Durch
die Anordnung der Wicklung 18 wirkt sich also auch der Erregerstrom der nicht regelnden
Wicklung 4. auf das Relais 51 aus.
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Der Erregerstrom in der Nebenschlußwicklung 3 nimmt durch die Tätigkeit
des Spannungsreglers 52 mit zunehmender Drehzahl des Stromerzeugers 1 ab. Der Erregerstrom
der nicht regelnden Wicklung 4 bleibt zunächst unverändert. Damit vermindern sich
auch die Amperewindungen der Wicklung 17 des Relais 51. Bei einem bestimmten unteren
Wert dieser Amperewindungen beginnt der Kern 6 den Anker 7 anzuziehen, wodurch sich
der Kontakt 9 vom Kontakt 11 abhebt. Der Anker 7 schaltet aber nicht sogleich den
Kontakt 1o nach Kontakt 12 durch, sondern arbeitet über einen verhältnismäßig kleinen
Drehzahlbereich nach Art eines Reglers. Man ermöglicht dieses Verhalten durch Abstimmung
der Federkraft der Ankerfederaufhängung auf die magnetischen Kräfte des Relais sowie
durch den Anschluß der Spannungswicklung 1g an Anzapfungen derWiderstände 4o und
41. Das gleiche gilt für die später einsetzenden Steuer- und Schaltvorgänge des
Ankers B. Dabei ist jeweils der Anschluß an den Widerstand 4o (für Anker 7) oder
41 (für Anker 8) wirksam. Für den Anker 7 beschrieben, gilt folgendes: Die Spannungswicklung
1g wird, solange die Kontakte 9, 11 und 13, 15 geschlossen sind, von der vollen
Spanz' des Stromerzeugers erregt, da die Widerstände 4o und 41 kurzgeschlossen sind
und der Widerstandswert von der Anzapfung bis zur Speiseleitung hierbei praktisch
vernachlässigt werden kann. Sobald die Kontakte 9, 11 offen sind, fließt dagegen
durch den Widerstand 4o ein Strom der in ihm und somit auch in dem Teil von der
Anzapfung bis zur Speiseleitung einen Spannungsabfall verursacht. Die Spannung an
der Wicklung 1g ist um diesen Abfall geringer, die.den Wicklungen 17 und 18 entgegengerichtete
Kraft der Wicklung 1g nimmt dadurch ein wenig ab, der Anker 7 wird infolgedessen
wieder losgelassen und schließt die Kontakte g, i 1 wieder. Dadurch steigt die Spannung
an der Wicklung 1g wieder auf den vollen Wert an, so daß die Kontakte 9, 11 wieder
getrennt werden. Dieser Vorgang findet über einen gewissen Drehzahlbereich des Stromerzeugers
1 statt. Den Steuerbereich des Ankers 7 kann man durch Wahl beliebiger Anzapfstellen
am Widerstand 4o nach Wunsch bemessen. Man hat damit die Möglichkeit, eine gewisse
Stetigkeit im Ansprechen des Relais 51 zu erzielen und den Einsatzbeginn des Ankers
7 so zu legen, daß der Erregerstrom in der Nebenschlußwicklung 3 keine zu geringen
Werte, bei denen erfahrungsgemäß an den Reglerkontakten 25, 26 Kontaktschwierigkeiten
auftreten könnten, annimmt. Während dieses Steuervorganges nimmt der Erregerstrom
in der N ebenschlußwicklung 4 langsam ab. denn die Wicklung 4 wird während dieses
Vorganges periodisch mit dem Widerstand 4o in Reihe geschaltet; der Strom in der
Wicklung 3 nimmt also wieder langsam zu, da die für die Konstanthaltung der Spannung
entsprechend der Drehzahl des Stromerzeugers 1 erforderlicheErregung von beiden
N ebenschlußwicklungen aufgebracht werden muß. Dies gilt auch sowohl für die belastete
wie für die unbelastete Verbundmaschine, da die Hauptstromwicklung 2 bei Belastung
nur die für diese Belastung erforderliche höhere Erregung liefert.
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Wird die Drehzahl des Stromerzeugers i «-eiter gesteigert, so schließt
der Anker 7 die Kontakte 1o. 12 und bereitet damit eine Schaltung für die Regel-
und Schaltvorgänge des Ankers 8 vor. Die Nebenschlußwicklung 4 bleibt in dieser
Schaltstellung endgültig in
Reihe finit dem Widerstand 40 und liegt
parallel zum Widerstand 42. Der Erregerstrom in der' Wicklung 4 nimmt dadurch ruckartig
einen niedrigeren Wert an, um den der Erregerstrom in der Wicklung 3 wieder ansteigt.
Die Verhältnisse. sind - so zu wählen, daß dabei der Erregerstrom in der Wicklung
3 eine obere Grenze, jenseits der durch zu hohen Strom Kontaktschwierigkeiten:auftreten
könnten, nicht überschreitet.
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Da der Erreger'strorn der Wicklung 4 die Wicklung 18 des Relais 51
durchfließt, so nimmt mit Abnahme dieses Stromes auch die erregende Kraft dieser
Wicklung i8 ab. Die Wirkung der Wicklung 17 nimmt zwar wieder zu, da der Erregerstrom
in der Wicklung 3 wieder angestiegen ist, jedoch reicht sie allein nicht aus, um
entgegen den Wicklungen i9 und 2o den Anker 7 in die Ruhestellung zurückzubringen,
Bei weiterer Drehzahlsteigerung bleibt somit der Anker 7 in; der angezogenen Stellung;
in der er die Kontakte io, 12 geschlossen' hält.
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Bei dieser weiterenDrehzahlzunahme bleibt der Erregerstrom in der
Wicklung 4 auf dem niedrigeren Wert zunächst wieder- unverändert, der in der Wicklung
3 nimmt infolge der Regelung des Spannungsreglers 52 wieder langsam ab. Wird nun
wieder der bestimmte untere Wert des Erregerstromes in Wicklung 3 erreicht, so wird
nun auch der Anker F angezogen, der die Kontakte 13, 15 über einen gewissen Drehzahlbereich
in gleicher Weise wie oben für den Anker 7 beschrieben, periodisch öffnet und schließt,
wobei für diesen Bereich der periodisch einsetzende Spannungsabfall im Widerstand
41 wirksam ist. Durch das periodische Öffnen und Schließen der Kontakte 13, 15 wird
die Wicklung 4; die ja bereits in Reihe mit dem Wider stand 40 liegt, periodisch'
zusätzlich in Reihe mit dem Widerstand 41 geschaltet. Der Erregerstrom in der Wicklung
4 nimmt also weiterhin ab, der in der Wicklung 3 wiederum zu.
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Nimmt die Drehzahl noch weiter zu, so schließt der Anker 8 die Kontakte
14 und 16 und schaltet damit die Wicklung 4, die, dabei in die eine Diagonale einer
durch die Widerstände 40, 41, 42 und 43 gebildetem, Brücke gelegt ist, der Wicklung
3 entgegen. Der Erregerstrom in Wicklung 4 nimmt dadurch ruckartig einen dem Strom
in Wicklung 3 entgegengerichteten Wert an, der durch Abstimmung der genannten Widerstände
aufeinander nach Wunsch bemessen werden kann. Auch diese Gegenwirkung wird so bemessen,
daß die dadurch bedingte Zunahme des Erregerstromes in- der Wicklung 3 wiederum
den für die Reglerkontakte 25, 26 zuträglichen oberen Wert nicht überschreitet.
Bei weiterer Drehzahlsteigerung-bleibt der Gegenstrom in. der Wicklung 4 wieder
konstant, während der Erregerstrom in der Wicklung 3 durch den Spannungsregler 52
wieder auf abnehmende Werte geregelt wird.
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Die Vorgänge im Relais 51 seien an Hand der Abb.2 noch einmal dargestellt.
Die Kurven in Abb. 2 veranschaulichen die Abhängigkeit der Amperewindungen der Wicklungen
des Relais 51 von den Drehzahlen des Stromerzeugers i. Die Linie a entspricht den
Amperewindungen der Wicklungen 19 und 2o, die, wie oben beschrieben, über den ganzen
Regelbereich (auch bei Ansprechen des Steuerreglers 53) unverändert bleiben. Sie
stellen die konstante Gegenkraft zu den Amperewindungen der Wicklungen 17 und 18
dar, die erforderlich- ist, damit das Zu-, Ab- und Gegenschalten der Nebenschlußwicklung
4 in Abhängigkeit vom Erregerstrom der Wicklung 3 erfolgen kann. b ist die Amperewindungskurve
für die Wicklung 17, c diejenige für die Wicklung 18. Die Kurve d ist die Resultierende
aus den Kurven b und c, die. als solche der Linie a entgegengerichtet ist; so daß
sich als Kurve für die auf dem Relais für die Betätigung der Anker 7 und 8 wirksamen
Amperewindungen die Resultierende e ergibt. Diese Resultierende
e muß etwa den dargestellten Verlauf nehmen, damit nacheinander die Anker
7 und 8 steuern bzw. schalten können. Da die Kurven b und c durch den entsprechend
zu ändernden Erregerstrom in den Nebenschlußwicklungen 3 und 4 entstanden sind,
entsprechen sie gleichzeitig auch den Erregerströmen selbst, die Kurve b also dem
Erregerstrom in Wicklung 3, die Kurve c dem Erregerstrom in Wicklung 4.
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Es sei angenommen, daß bei Beginn der Kurven das Feld des Stromerzeugers
aufgebaut ist, der Stromerzeuger i seine Nennspannung, auf die geregelt werden soll,
erreicht hat und der Regler 52 nunmehr zu regeln beginnt. Durch diese Regelung nehmen
der Erregerstrom in der Wicklung 3 und damit die Amperewindungen in Wicklung 17
mit zunehmender Drehzahl ab, bis bei einem bestimmten unteren Wert des Stromes in
Wicklung 3 der Anker 7 des Relais 51 zu arbeiten beginnt (Linie I). Der Erregerstrom
in Wicklung 4 und die Amperewindungen in Wicklung 18 bleiben für diesen Bereich
unverändert. Nunmehr nimmt infolge Steuerns des Ankers 7 (periodisches Trennen und
Schließen der Kontakte 9, 11) der Strom in Wicklung 4 mit zunehmender Drehzahl ab,
bis der Anker 7 die Kontakte io, 12 schließt. Die Wicklung 4 liegt nunmehr mit dem
Widerstand 40 ständig in Reihe und parallel zum Widerstand 4:2, und der Erregerstrom
in der Wicklung 4 geht. ruckartig auf einen bestimmten
Wert zurück.
der so bemessen ist. daß der Erregerstrom in Wicklung 3. der entsprechend der Steuerung
des Ankers ; wieder zunimmt und bei Schließen der Kontakte io. 12 entsprechend der
Abnahme des Erregerstromes in Wicklung .I ruckartig ansteigt. nicht über einen bestimmten,
den Kontakten des Spannungsreglers zuträglichen Wert liiiiaus gelangt (Linie
11). Bei weiter zunehmender Drehzahl bleibt der Strom in Wicklung 4 wiederum
unverändert. der in Wicklung 3 nimmt wieder entsprechend der Regelung durch den
Spannungsregler 52 ab, bis die nach Kurve c resultierenden Amperewindungen ausreichen,
den Anker g in Tätigkeit zu setzen (Linie III). Nunmehr steuert der Anker.8 die
Wicklung 4 über einen bestimmten Drehzahlbereich durch periodisches Trennen und
Schließen der Kontakte 13, i;, bis er am Ende dieses Bereiches die Kontakte 1.4.
t(@ schließt und dadurch die Wicklung -. der @Wiclcltlllg 3 entgegenschaltet (LinieIV').
Damit ist auch die Wicklung 18 der Wicklung t; entgegengeschaltet und unterstützt
die Wicklungen i9 und 2o. Der Strom in Wicklung 3 steigt wieder all. jedoch infolge
entsprechender Bemessung und Abstimmung der Widerstände 4o. 41. .12 und .I3 wiederum
ohne die zuträgliche Höchstgrenze zu überschreiten und nimmt bei weiterer Drehzahlsteigerung
durch Einfluß des Spannungsreglers ;= wieder ab.
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Nimmt man die Kurven h und c für den Verlauf des Erregerstromes in
den Wicklungeli 3 bzw. ..1. und stellt die Linie V die untere. die Linie VI die
obere Grenze dar, unter bzw. über die der Erregerstrom der '%N'icklulig 3. der ja
über die Kontakte 23. 26 des Spannungsreglers @2 fließt, nicht hinausgelangen soll,
so lädt die Abb. a erkennen. daß die dargestellte Regelungsart eine solche Einhaltung
der Grenzen ermöglicht.
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Der Regelungsverlauf bleibt grundsätzlich der gleiche für den belasteten
wie für den unbelasteten Stromerzeuger. Bei Belastung liefert die Hauptstromwicklung
2 die erforderliche zusätzliche Erregung. Die Hauptstromwicklung wird so bemessen,
daß auch bei l#berlastung des Stromerzeugers die Hauptstromcharakteristik nicht
über den durch den Spannungsregler 52 eingehaltenen Spannungswert hinaus gelangt.
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Das Nebenschlußfeld kann auch in mehr als zwei Stufen unterteilt werden.
Es sind dann entsprechend weitere Anker und Stromwicklungen auf dem Relais
51 vorzusehen. Ebenso kann man durch entsprechende Wahl der Widerstände 40,
:I1, .2 und 43 bzw. durch Weglassen oder durch Kurzschließen dieser Widerstände
bei bestimmten Regelungszuständen die Wirkung der lebenschlußwicklung4 variieren.
Statt die verschiedenen nicht regelnden lebenschlußwicklungen mit Widerständen in
Reihe zu schalten. kö nneii diese Wicklungen stufenweise auch ganz ali-bzw. gegetigesclialtet
werden.
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Die Anordnung. daß auch der Erregerstrom der nicht regelnden Wicklung
d. sich auf das Relais 51 auswirkt (durch Wicklung ig). ist getroffen. um ein Rattern
des Relais zu vermeiden, das unter Umständen eintreten würde. wenn nur der Erregerstrom
der regelnden Wicklung wirksam wäre, da in dieseln Falle bei Verminderung oder Abschaltung
der nicht regelnden Nebenschlußwicklung 4. infolge der sofortigen Wiederzunahme
des Erregerstromes in der regelnden Wicklung= 3 die Anker sogleich wieder in ihre
Ruhestellung zurückkehren würden.
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Statt der in Reihe mit den NebenschltiG-wicklullgen 3 und .I liegenden
StroniwickItuigen 17 und 18 können auf dem Relais ;1 auch Spannungswicklungen
vorgesehen werden. die jeweils den lebenschlußwicklungen 3 und + parallel geschaltet
sind.
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Eine andere Betriebsgröße der regelnden lehellsclllußwicklung 3 all
Stelle ihres Erregerstromes stellt die Spannung dar, die an den Reglerkontakteil
23. 26 herrscht. Atich diese Betriebsgröße eignet sich dazu. eine Regelung der vorbeschriebenen
Art zu erzielen. Auf dein Relais 31 wird dann an Stelle der Spannungswicklung ic)
und unter Fortlassung der Wicklung 1; eine Spannungswicklung vorgesehen. die parallel
zil den Kontakten 2;. 26 de: Spannungsreglers ;= liegt.
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Wie die Darstellung zeigt, k(innen die Steuerungsvorgänge der nicht
regelnden Nebenschlußwicklung mittels eines einzigen Relais 31 bewältigt %%-erden.
:Mich bei weiterer Unterteilung des lebeiischlul.tfeldes ist ein einzige: Relais.
das eine entsprechend größere Anzahl Anker enthält. ausreichend. Die Anker sind.
z. B. in ihrer Aufhängung oder Anbringung, so zu bemessen. daß sie entsprechend
dein gewünschten 1Zegeltin"swerlauf nacheinander betätigt werden.
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Statt des dargestellten Spannungsreglers mit einem Kontaktpaar, eines
sog. Einkontaktreglers, kann auch ein Doppelkontaktregler verwendet werden. bei
dem in einem bestimmten Drehzahlbereich die regelnde Feldwicklung periodisch in
Reihe mit einem Widerstand geschaltet, in einem darüberliegenden Bereich ganz abgeschaltet
wird.
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Das die Steuerung des bzw. der nicht auf den Spannungsregler wirkenden
Nel>enschlußfeldteile vornehmende Relais kann iii seinen Abmessungen so gehalten
werden, daß es über die Maße der in Fahrzeuganlagen bekannten Zitterkontaktregler
nicht hinausgeht.
Wie sich aus der Darstellung der neuen Spannun@gsregelungseinrichtung
ergibt, ist es durch diese Anordnung möglich, die Spannung von Stromerzeugern, deren
Spannung ein Mehrfaches der auf Fahrzeugen bisher üblichen Spannungen beträgt, mit
den bekannten einfachen Zitterkontaktreglern, die als solche zuverlässig und betriebssicher
arbeiten, zu regeln. Durch weitgehende Unterteilung der Nebenschlußfeldwicklung
kann der Stromerzeuger für hohe Spannungen ausgelegt, die Erregerleistung erheblich
gesteigert werden. Da nach der neuen Anordnung dabei stets nur ein Feldteil geregelt
wird, die übrigen aber je nach Drehzahl des Stromerzeugers zu-, ab- oder gegengeschaltet
werden können, so wird, eine Spannungsregelungseinrichtung für Stromerzeuger höherer
Spannung erzielt, die übersichtlich, in geringen. Toleranzen arbeitend, betriebssicher
und leicht einstellbar ist, da als eigentlich spannungsregelndes Organ ein einfacher
Z i tterkontaktreg ler dienen kann.