DE975343C

DE975343C - Anordnung zur Konstanthaltung der Spannung eines elektrischen Generators bei Drehzahlaenderungen der Antriebsmaschine

Info

Publication number: DE975343C
Application number: DEL4327D
Authority: DE
Inventors: Siegfried Mochar
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1944-03-29
Filing date: 1944-03-29
Publication date: 1961-11-09

Description

Anordnung zur Konstanthaltung der Spannung eines elektrischen Generators bei Drehzahländerungen der Antriebsmaschine Bekanntlich hängt die von einem elektrischen Generator gelieferte Spannung von der Drehzahl der Antriebsmaschine ab. Wird als Antriebsmaschine ein elektrischer Motor verwendet, so ist es bekannt, die Drehzahl des Aggregates durch Fliehkraftkontaktregler konstant zu halten, so daB der Generator eine konstante Spannung liefert. Derartige Regler haben jedoch den Nachteil, daß der gesamte Reglerstrom über die Kontakte geführt wird, so daB hierdurch Kontaktschwierigkeiten auftreten. Da der Regler immer auf eine bestimmte Drehzahl eingestellt ist, ist beim Übergang auf eine andere Drehzahl des Aggregates eine Neujustierung des Reglers nötig. Infolge der Temperaturabhängigkeit derartiger Regler ist auch eine genaue Regelung nicht gewährleistet.
Es ist bekannt, um zu erreichen, daB die Spannung des elektrischen Generators konstant ist, eine Brückenschaltung zu verwenden, die in zwei benachbarten Zweigen je einen Ohmschen Widerstand und eine gesättigte Drosselspule und in den beiden anderen Zweigen je einen Kondensator enthält. Die Ohmschen Widerstände, die gesättigten Drosselspulen und Kondensatoren bilden zwei an der zu regelnden Spannung liegende, auf zwei verschiedene Spannungswerte abgestimmte Resonanzkreise. Diese Resonanzkreise werden von der Klemmenspannung gespeist, und die Höhe der Klemmenspannung ist für die Resonanz maßgebend und nicht die Frequenz. Dies ist deshalb der Fall, weil bei der bekannten Einrichtung gesättigte Drosseln Verwendung finden, die ihre Induktivität bei Änderung der Spannung ändern.
Im Gegensatz hierzu werden bei der Erfindung keine gesättigten Drosseln verwendet und dafür die Resonanzkreise über die drehzahlproportionale Spannung (Frequenz) einer besonderen Wechselstromquelle gespeist.
Erfindungsgemäß setzt sich die Differenzspannung aus den gleichgerichteten und gegeneinandergeschalteten Spannungen zusammen, die an den einzelnen Drosseln der Resonanzkreise auftreten, und es werden die Resonanzkreise durch eine besondere Wechselstromquelle gespeist, die eine der Drehzahl der Antriebsmaschine proportionale Spannung liefert.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß sowohl Wechselstrom- als auch Gleichstromgeneratoren geregelt werden können, was bei der bekannten Anordnung nicht möglich ist, weil die Resonanzkreise im Verbraucherkreis liegen.
Die Abbildungen erläutern die Erfindung näher. In der Abb. i ist der Generator i von dem Elektromotor 2 angetrieben, die Erregerwicklung des Generators ist mit 3 bezeichnet. Zur Erzeugung der von der Drehzahl des Aggregates abhängigen Wechselspannung dient eine Hilfswicklung des Motors 2, und an den Punkten UV wird die Wechselspannung abgenommen. Sie wird über den Transformator 4 den Resonanzkreisen 5 und 6 zugeführt. Die Resonanzkurven dieser beiden Kreise sind in der Abb. 2 dargestellt, und zwar gehört die Kurve 7 zum Resonanzkreis 5 und die Kurve 8 zum Resonanzkreis 6. Um eine völlige Übereinstimmung der Resonanzkreise zu erhalten, ist die Spule g des Resonanzkreises 6 abgleichbar ausgebildet, so daß Wicklungsunterschiede u. dgl. ausgeglichen werden können. Das Abgleichen der Spulen kann z. B. mit einem Eisenkern, der mehr oder weniger in die Spule eingeführt wird, erfolgen. Die beiden Kurven der Resonanzkreise sind so zum Schnitt gebracht, daß die eine Schnittlinie durch den abfallenden Ast und die andere durch den ansteigenden Ast der beiden Kurven gebildet wird. Der Schnittpunkt der beiden Kurven entspricht der Nenndrehzahl des Aggregates. Die von den Resonanzkreisen 5 und 6 gelieferten Spannungen werden über Gleichrichter io und ii gegeneinandergeschaltet, und zwar über die Widerstände 12 und 13. Die Kondensatoren 14 und 15 dienen zum Glätten der von den Resonanzkreisen gelieferten pulsierenden Gleichspannung. Die an den Widerständen abgenommene Spannung wird über eine Verstärkerröhre 16 der Hilfswicklung 17 des Generators i zugeführt. Diese Wicklung 17 ist so geschaltet, daß ihre Erregung der Drehzahländerung des Aggregates so entgegenwirkt, daß die vom Generator gelieferte Spannung konstant bleibt. Die Erregung dieser Wicklung wird also beim Absinken der Drehzahl verstärkt, während sie beim Ansteigen der Drehzahl geschwächt wird.
Die Wirkungsweise der Resonanzkreise wird an Hand der Abb. 2 erläutert. Wie bereits ausgeführt, entspricht der Schnittpunkt der beiden Resonanzkurven 7 und 8 der Nenndrehzahl no. Wird nun angenommen, daß die Drehzahl ansteigt, und zwar auf den Wert n1, so wird an den Widerständen 12, 13 eine Differenzspannung abgenommen, die dem zwischen den Kurven 7 und 8 liegenden Teil 18 entspricht. Diese Spannung gelangt auf das Gitter der Verstärkerröhre i6 und bewirkt hier eine Verstärkung des der Wicklung 17 zugeführten Stromes. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die den Resonanzkreisen zugeführte Wechselspannung einer besonderen Hilfswicklung des Motors entnommen wird, sondern sie kann auch durch einen besonderen kleinen Hilfsgenerator erzeugt werden, wenn z. B. als Antriebsmaschine ein Explosionsmotor Verwendung findet. Die Spulen der Resonanzkreise 5 und 6 sind mit Anzapfungen versehen, die entsprechend der Drehzahl des Aggregates und damit der Frequenz des Wechselstromes durch einen Umschalter eingeschaltet werden, so daß die Resonanzkreise immer der jeweiligen Frequenz entsprechen. Um dabei auftretende kleine Wicklungsunterschiede ausgleichen zu können, ist eine zusätzliche Kondensatoranordnung ig vorgesehen, durch die zu dem Kondensator des einen Resonanzkreises Zusatzkondensatoren kleiner Größe parallel geschaltet werden. Durch den Umschalter werden zugleich die beiden Resonanzkreise und auch die Kondensatoranordnung umgeschaltet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel dient die an den Klemmen U und V abgenommene Wechselspannung zugleich zur Speisung der Verstärkerröhre 16, und zwar über den Transformator ¢ und die Gleichrichterröhre 2o. Durch die erfindungsgemäße Regelanordnung ist erreicht, daß keinerlei bewegliche Kontakte zum Konstanthalten der Drehzahl bzw. der Spannung notwendig sind. Während ein Fliehkraftkontaktregler auf die Maschine, bei der er Verwendung finden soll, abgeglichen werden muß, ist ein derartiges Anpassen und Abgleichen auf eine bestimmte Maschine bei der erfindungsgemäßen Anordnung nicht notwendig. Durch die beschriebene Regeleinrichtung ist eine stetige Regelung gewährleistet im Gegensatz zu einem Fliehkraftkontaktregler, bei dem infolge des dauernden Öffnens und Schließens des Kontaktes sehr leicht Störspannungen auftreten.
Um zu erreichen, daß auch bei schwankender Last des Generators eine entsprechende Spannungsregulierung mittels der Hilfserregerwicklung erfolgt, kann in Reihe mit den Widerständen 12 und 13 ein weiterer Widerstand geschaltet werden, der in Abhängigkeit von dem Strom des Generators gespeist wird. Die an der Reihenschaltung der gesamten Widerstände abgenommene Spannung ist für die Erregung der Hilfswicklung maßgebend.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Konstanthaltung der Spannung eines elektrischen Generators bei Drehzahländerung der Antriebsmaschine unter Benutzung der Differenzspannung zweier verschieden abgestimmter Resonanzkreise, die nach Verstärkung einer Zusatzerregerwicklung des Generators zugeführt wird, die der durch eine Drehzahländerung hervorgerufenen Spannungsänderung entgegenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzspannung sich aus den gleichgerichteten und gegeneinandergeschalteten Spannungen zusammensetzt, die an den einzelnen Drosseln der Resonanzkreise auftreten, und die Resonanzkreise durch eine besondere Wechselstromquelle gespeist werden, die eine der Drehzahl der Antriebsmaschine proportionale Spannung liefert.
2. Anordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurven der Resonanzkreise derart zum Schnitt gebracht sind, daß die eine Schnittlinie durch den abfallenden Ast und die andere durch den ansteigenden Ast der beiden Kurven gebildet ist.
3. Anordnung nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule des einen Resonanzkreises abstimmbar ist. q..
Anordnung" nach Anspruch r bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die von den Resonanzkreisen gelieferte Spannung zur Aussteuerung einer Verstärkerröhre dient.
5. Anordnung nach Anspruch z bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die von den Resonanzkreisen gelieferte Spannung über Gleichrichter gegeneinandergeschaltet ist.
6. Anordnung nach Anspruch z bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen der Resonanzkreise mit Anzapfungen versehen sind, so daß dieselben für verschiedene Frequenzen eingestellt werden können.
7. Anordnung nach Anspruch z bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zugleich mit der Umschaltung der Spulen der Resonanzkreise zu dem Kondensator eines Resonanzkreises Zusatzkondensatoren parallel geschaltet werden. B. Anordnung nach Anspruch z bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der den Resonanzkreisen entnommenen Spannung eine weitere, vom G eneratorstrom abhängige Spannung geschaltet ist und daß die so erhaltene Gesamtspannung zur Regelung dient. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 7o6 8q.2.