Gegenstand der Erfindung ist die Regelung eines mit veränderlicher
Belastung arbeitenden Wechselstromgenerators auf nahezu konstante Spannung bei allen
Belastungsverhältnissen. Dabei erfolgt die Regelung ohne Anwendung von Kontaktreglern
oder gittergesteuerten Gleichrichterröhren.The subject of the invention is the regulation of a variable
Load working alternator at nearly constant voltage at all
Load conditions. The regulation takes place without the use of contact regulators
or grid-controlled rectifier tubes.
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. i der Zeichnung ist der zu regelnde
Generator mit a bezeichnet. Seine Erregerwicklung b ist an die Klemmen einer Erregermaschine
c angeschlossen, die als astatischer Generator arbeitet. Ein solcher Generator besitzt
bekanntlich eine sehr kleine Remanenz, und seine Erregerwicklung d ist so bemessen
und eingeregelt, daß ohne einen zusätzlichen Einfluß auf das Magnetfeld eine Selbsterregung
nicht eintritt. Die magnetischen Verhältnisse eines asiatischen Generators sind
aus den Kennlinien in Fig. 3 zu ersehen. Die Widerstandslinie JF der Erregerwicklung
d fällt praktisch zusammen mit dem geradlinigen Teil der Magnetisierungskurve M
der Maschine. Um die Erregung einzuleiten, bedarf es eines Anstoßstromes
die, um die Maschine bis zu dem Punkt i der Kennlinie M zu erregen, der die
Spannung für die Leerlauferregung des Wechselstromgenerators darstellen möge. Für
die Erregung bei voller Belastung, entsprechend dem Punkt 2, genügt ein Anstoßstrom
zA i v. Um die Eigenschaften des astatischen Generators für den vorliegenden Zweck
nutzbar zu machen, ist derselbe mit einer Anstoßwicklung e versehen. Die Regelung
der Wechselspannung Eu- soll unter der Voraussetzung erfolgen, daß eine Abweichung
d Ew vom Nennwert zulässig ist. Da die für den vorliegenden Verwendungszweck zulässige
Abweichung jedoch so klein ist, daß sie nicht ausreicht, um bei unmittelbarer Einwirkung
auf die Anstoßwicklung die Spannung des Erregergenerators in so weiten Grenzen zu
ändern, wie das für die Deckung des Spannungsabfalles in dem Wechselstromgenerator
notwendig ist, so wird erfindungsgemäß die Anstoßwicklung über eine Brückenschaltung
gespeist, die folgendermaßen angeordnet ist: An den Klemmen des Wechselstromgenerators
liegt ein Transformator f, der zwei Sekundärwicklungen ä und h besitzt. Die
Wechselspannungen dieser Wicklungen werden über Trockengleichrichter i und
k gleichgerichtet. In dem Gleichstromkreis des Gleichrichters i liegt die
Stromquelle 1, die eine der Gleichrichterspannung entgegenwirkende konstante Spannung
e, erzeugt. Es kann hierfür ein Generator oder eine Batterie verwendet werden. Ferner
ist in diesem Stromkreis ein Einstellwiderstand in angeordnet. In dem Stromkreis
des Gleichrichters Je liegt ein Eisenwasserstoffwiderstand n, der den Strom über
einen gewissen Spannungsbereich konstant hält. Dieser Stromkreis kann auch durch
eine Stromquelle mit konstanter Spannung und einem festen ohmschen Widerstand erregt
werden. An die Verbindungspunkte o und P der beiden Stromkreise ist die Anstoßwicklung
e angeschlossen.In the exemplary embodiment according to FIG. I of the drawing, the generator to be controlled is denoted by a. Its excitation winding b is connected to the terminals of an excitation machine c, which works as an astatic generator. As is known, such a generator has a very small remanence, and its excitation winding d is dimensioned and regulated in such a way that self-excitation does not occur without an additional influence on the magnetic field. The magnetic conditions of an Asian generator can be seen from the characteristic curves in FIG. 3. The resistance line JF of the excitation winding d practically coincides with the straight-line part of the magnetization curve M of the machine. To initiate the agitation, it requires a trigger current which, in order to excite the machine to the point i of the characteristic curve M, which may represent the voltage for the no-load excitation of the alternator. For the excitation at full load, according to point 2, an impulse current zA i v is sufficient. In order to make the properties of the astatic generator useful for the present purpose, it is provided with an impulse winding e. The regulation of the alternating voltage Eu- should take place under the condition that a deviation d Ew from the nominal value is permissible. However, since the deviation permissible for the present application is so small that it is not sufficient to change the voltage of the exciter generator within as wide limits as is necessary to cover the voltage drop in the alternator, so According to the invention, the impulse winding is fed via a bridge circuit which is arranged as follows: A transformer f, which has two secondary windings ä and h, is connected to the terminals of the alternating current generator. The alternating voltages of these windings are rectified via dry rectifiers i and k . The current source 1, which generates a constant voltage e counteracting the rectifier voltage, is located in the direct current circuit of the rectifier i. A generator or a battery can be used for this. Furthermore, a setting resistor is arranged in this circuit. In the circuit of the rectifier Je there is an iron hydrogen resistance n, which keeps the current constant over a certain voltage range. This circuit can also be excited by a current source with constant voltage and a fixed ohmic resistance. The trigger winding e is connected to the connection points o and P of the two circuits.
Zur besseren Übersicht ist die Brückenanordnung in Fig. 2 schematisch
dargestellt. Es ergibt sich aus diesem Schema, daß der in der Anstoßwicklung fließende
Strom i = i2 - il ist, wobei mit i2 der über den Eisenwasserstoffwiderstand fließende
Strom bezeichnet ist, während der Strom il über die Gegenstromquelle I und
den Widerstand in fließt. Die Wirkungsweise der Brückenanordnung ist durch das Diagramm
Fig. q. veranschaulicht. Der Strom i2 wird durch den Eisenwasserstoffwiderstand
über einen größeren Bereich der Wechselspannung E4, konstant gehalten, während die
Kennlinie des Stromes il durch den Einfluß der konstanten Gegenspannung e9 eine
Verschiebung des Nullpunktes erfährt und steil ansteigt. Der in der Anstoßwicklung
fließende Differenzstrom i ändert sich deshalb bei verhältnismäßig kleinen Abweichungen
d Eie der Wechselspannung in weiten Grenzen. Durch geeignete Wahl der einzelnen
Elemente der Brückenanordnung kann.man erreichen, daß die bei Leerlauf und Belastung
des Wechselstromgenerators hervorgerufenen Anstoßströme i"" und avel ausreichen,
um den astätischen Erregergenerator in den erforderlichen Grenzen zu erregen.For a better overview, the bridge arrangement is shown schematically in FIG. 2. It follows from this scheme that the current i = i2 - il flowing in the impulse winding, i2 denoting the current flowing through the ferrous hydrogen resistor, while the current il flows through the countercurrent source I and the resistor in. The mode of operation of the bridge arrangement is shown in the diagram in Fig. Q. illustrated. The current i2 is kept constant over a larger range of the alternating voltage E4 by the ferric hydrogen resistance, while the characteristic curve of the current il experiences a shift in the zero point and rises steeply due to the influence of the constant counter voltage e9. The differential current i flowing in the impulse winding therefore changes within wide limits in the case of relatively small deviations d Eie in the alternating voltage. By suitable choice of the individual elements of the bridge arrangement, it can be achieved that the impulse currents i "" and avel caused by idling and loading of the alternator are sufficient to excite the astatic exciter generator within the required limits.