DE899971C - Regeleinrichtung fuer elektrische Maschinen - Google Patents

Description

• Regeleinrichtung für elektrische Maschinen Gegenstand der Erfindung ist eine Regeleinrichtung für elektrische Maschinen mittels eines Schnellreglers, der möglichst trägheitslos ist und großen Verstellbereich hat. Besondere Merkmale der neuen Einrichtung sind die, daß die Anordnung funkstörungsfrei arbeitet, erschütterungssicher und abnutzungsfrei ist. Darüber hinaus weist sie nur ein geringes Gewicht auf und ist überdies lagensicher und kann, sofern erwünscht, korrosionsfest gebaut werden.
• Die neue Einrichtung wird sich daher vor allem für Anlagen eignen, bei denen Rücksicht auf Funk.-stärungen genommen werden muß und wo bei geringem Gewicht eine unbedingte Lagensicherheit und des weiteren eine größtmögliche Betriebssicherheit gefordert wird, die auch nicht durch etwaige grobe Erschütterungen oder sonstige äußere Einflüsse, z. B. durch Luft oder Wasser, herabgesetzt werden darf.
• Nach der Erfindung wird die der Feldwicklung der zu regelnden Maschine zuzuführende Spannung unmittelbar oder mittelbar abhängig gemacht von einer Wechselspannung, deren Größe durch Verändern eines Scheinwiderstandes in Abhängigkeit von der Meßgräße, z. B. von der zu regelnden Spannung, beeinflußt wird.
• Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
• In Fig. i ist eine sich selbst erregende Gleichstrommaschine i dargestellt, deren Anker über Schleifringe 2 Wechselstrom entnommen wird, der einmal die Drosselspule 3, zum anderen einen Gleichrichtersatz 4 speist. An die Gleichstromseite dieses Gleichrichtersatzes ist die Fellwicklung der zu regelnden Maschine i angeschlossen. An die zu überwachende Spannung ist ein Verstellorgan 6, im vorliegenden Falle eine elektromagnetische Verstellvorrichtung und ein mit dieser in Reihe geschalteter Sollwerteinsteller 7, angeschlossen. Durch das Verstellorgan 6 wird die Induktivität der Drosselspule 3 beeinflußt, und zwar beispielsweise durch Verändern von deren Luftspalt. Hierdurch wird naturgemäß auch die dem Gleichrichtersatz zugeführte Wechselspannung beeinflußt und damit gleichzeitig die das Feld 5 erregende Gleichspannung. Die Verstellvorrichtung 6 arbeitet entgegen der Kraft einer Feder 8, wodurch in jeder Lage ein stabiler Zustand ermöglicht wird. Wie aus dem Schaltaufbau,der neuen Anordnung ersichtlich, arbeitet diese völlig kontaktfrei und wird demgemäß, funktechnisch betrachtet, keine Störquelle darstellen. Außerdem weist sie keinerlei Organe auf, die einer praktisch nennenswerten Abnutzung unterworfen wären, so daß die Anordnung nahezu unbeschränkte Lebensdauer hat. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. i wird .dem Generator über zwei Schleifringe Wechselstrom entnommen. Dies hat noch insofern einen Vorteil, als bei etwaigem Drehzahlanstieg der Erregerstrom im Feld auch ohne Verstellen der Regeleinrichtung mittelbar infolge .des Frequenzanstiegs absinkt, weil bei höherer Frequenz der wirksame Widerstand der Drosselspule ansteigt, was ein Absinken des Erregerstromes zur Folge hat. Es ist .daher in Erwägung zu ziehen, für manche Fälle noch zusätzlich eine feste, frequenzabhängige Drossel vorzusehen. Im übrigen wäre es ohne weiteres möglich, diese Drossel auch durch -den Erregerstrom,der zu regelnden Maschine mit Gleichstrom vorzumagnetisieren, was eine weitere Steigerung der Empfindlichkeit mit sich brächte.- Für -den Fall, daß eine Dämpfung erwünscht oder erforderlich sein sollte, könnte diese durch Luft oder auch durch Wirbelstrom oder in anderer Art erreicht werden. Im übrigen ließe sich die Regeleinrichtung auswuchten und damit vollkommen lagensicher machen, und da sie an; sich nur geringe Massen aufweist, andererseits aber große Richtkräfte vorhanden sind, sind die Voraussetzungen für eine absolute Erschütterungsfestigkeit gegeben. Die gesamte Einrichteng könnte einschließlich des Gleichrichtersatzes überdies. unter Öl gesetzt werden, wodurch sie praktisch korrosions- und abnutzungsfrei würde. Das Verstellorgan kann selbstverständlich augh eine andere Ausführung haben; es kann z. B. elektrodynamisch oder thermisch wirken. Bei Wechselstrommaschinen kann auch ein Drehf'eldsystem angewendet werden.
• Wenn durch die neue Einrichtung Maschinen größerer Leistung ausgesteuert werden sollen, wäre es zweckmäßig, dies unter Mitbenutzung einer Steuermaschine (Gegenerregermaschine) zu verwirklichen, wobei in diesem Falle es nicht erforderlich wäre, an der va überwachenden Maschine zusätzlich Schloifringe vorzusehen, von denen der für die Regelung benötigte Wechselstrom abgenommen wird.
• Die Schaltung einer solchen Einrichtung ist in Fig. 2 dargestellt.
• Mit i ist wieder die zu regelnde Gleichstrommaschine bezeichnet, deren Feld 5 in vorliegendem Falle durch die Steuermaschine- (!Gegenerregermaschine) g gespeist wird. Das Feld io dieser Maschine wird wiederum über .den in der ersten Anordnung bereits erwähnten Gleichrichtersatz q. gespeist, dessen Wechselstromseite über die Regeldrossel 3 mit den Schleifringen 12 eines besonderen Antriebsmotors i i angeschlossen sind. Dieser Antriebsmotor selbst wird z. B. von der zu überwachenden Spannung gespeist und ist; wie aus der Schaltung ersichtlich, als Nebenschlußmotor ausgebildet. Der Luftspalt der Regeldrossel 3 wird wiederum verändert durch das magnetische Verstellorgan 6, das entgegen der Kraft der Feder 8 wirksam ist. Dieses Organ liegt an der zu überwachenden Spannung, nötigenfalls unter Vorschaltung eines Sollwerteinstellers. Bei der vorbezeichneten Regelung mit Steuermaschine erfolgt die Beeinflussung ihres Feldes io in umgekehrtem Sinne. Daher hat die Drossel gegen das ihr zugeordnete Verstellorgan umgekehrten Wirkungssinn. Zur Vergrößerung des Regelbereichs könnten außerdem zwei entgegengesetzt wirkende und wechselweise durch Drosseln gesteuerte Feldwicklungen vorgesehen werden. Der Erfindungsgedanke ist nicht nur anwendbar zur Aussteuerung von Gleichstrommaschinen, sondern kann ebensogut bei Wechselstromerzeugern Anwendung finden. Ein Beispiel für solche Maschinen zeigt Fig. 3. Der zu regelnde Wechselstromgeneratar 15 wird vom Feld 16 erregt, -das, wie bei solchen Maschinen üblich; durch eine besondere Erregermaschine 17 gespeist wird. Das Feld i8 der Erregermaschine ist an den Gleichrichtersatz i9 angeschlossen, der seinerseits, da -der Generator selbst Wechselspannung liefert, direkt unter Zwischenschaltung der Regeldrossel 3 an die zu überwachende Spannung angeschlossen ist. Die Verstellung der Regeldrossel erfolgt wiederum genau wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen durch die gleichen Mittel und in gleicher Weise, nämlich durch eine im Meßkreis angeordnete elektromagnetische Verstellvorrichtung.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Regeleinrichtung fürelektrischeMaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die,der Feldwicklung der zu - regelnden Maschine zugeführte Gleichspannung unmittelbar oder mittelbar abhängig ist von einer Wechselspannung, deren Größe durch Verändern eines: Scheinwiderstandes in Abhängigkeit von der Meßgröße, z. B. von der zu regelnden Spannung, bestimmt wird.
2. 2. Regeleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß von der zu regelnden Spannung ein Verstellorgan, beispielsweise ein Elektromagnetsystem, gespeist wird, das eine kontaktfreie Veränderung der Induktivität einer die Wechselspannung beeinflussenden Drosselspule, z. B. durch Regelung von deren Luftspalt, verursacht.
3. 3. Regeleinrichtung nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung des Gleichstromerregerkreises der zu überwachenden Maschine eine im Wechselstromkreis liegende feste frequenzabhängige Drossel dient. d..
4. Regeleinrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Regelung vorgesehene Drossel zusätzlich durch -den Erregergleichstrom vormagnetisiert ist.
5. 5. Regeleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer sich selbst erregenden Gleichstrommaschine dem Anker über Schleifringe eine Wechselspannung entnommen ist, die über die vorgeschaltete Drosselspule einem Gleichrichtersatz zugeführt wird, an ,dessen Gleichstromseite die Feldwicklung der zu regelnden Maschine angeschlossen ist, und daß von der zu überwachenden Spannung ein Verstellorgan gespeist wird, das die Änderung der Induktivität,der im Wechselstromkreis liegenden Drossel veranlaßt.
6. 6. Regeleinrichtung nach Anspruch i und 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Generator mit einer Steuermaschine im Erregerfeldkreis: an die Erregerstromquelle ein Antriebsmotor angeschlossen ist, dessen Anker über Schleifringe und die Drosselspule den Gleichrichtersatz mit Wechselstrom versorgt, während an die Gleichstromseite dieses Satzes die Feldwicklung,der Steuermaschine angeschlossen ist, wobei zur Beeinflussung der Drossel wiederum die gleichen Mittel in gleicher Weise Verwendung finden.
7. 7. Regeleinrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Wechselstromgenerator mit Erregermaschine das Feld dieser Maschine von einem Gleichrichtersatz gespeist ist, dessen Wechselstromseite über die Drosselspule an die zu überwachende Spannung angeschlossen ist, wobei die Drosselspule selbst wieder durch die gleichen Mittel und in gleicher Weise beeinflußt wird.