PL43052B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest elektromagne¬ tyczny przyrzad regulacyjny i lacznikowy, na¬ dajacy sie w szczególnosci do stosowania w pradotwórczych urzadzeniach pradu stale¬ go z kompensacja temperaiturowa w pojazdach, zwlaszcza w pojazdach mechanicznych.Wymienione przyrzady, które zazwyczaj oznacza sie w skróceniu jako laczniki regu¬ lacyjne lub regulatory i które sa stosowane w najrozmaitszych konstrukcjach i ukladach, daja przy ogrzaniu zwiekszenie wyregulowa¬ nego napiecia, przy czym bledy temperaturo¬ we np. w regulatorach szesciowoltowych sa tego rzedu, ze ze wzrostem temperatury o 10°C nastepuje wzrost napiecia o 0,1 wolta. Ponie¬ waz, jak wiadomo, laczniki regulacyjne pod¬ czas jazdy sa narazone na silnie wahajace sie *) Wlasciciel patentu oswiadczyl, ze twórca wynalazku jest Werner Kindl. temperatury zewnetrzne, zalezne od danej po¬ ry roku i od miejsca umocowania takiego re¬ gulatora, dlatego tez wiatr, powodowany jaz¬ da, owiewajacy laczniki regulacyjne w czasie jazdy pojazdu, oddzialywa na odnosny regula¬ tor w mniejszym lub wiekszym stopniu; moga wiec wystepowac odbiegajace od nastawionej wartosci regulatora zmiany napiecia w góre lub w dól, które np. w przypadku szesciowol¬ towych laczników regulacyjnych moga wyno¬ sic 1 wolt. Takie wahania napiecia w przypad¬ ku nie zupelnie naladowanej baterii akumula¬ torów pojazdu powoduja bardzo niekorzystne wahania obciazenia maszyn pradotwórczych, pomijajac juz to, ze wskutek wahan napiecia w dól wszystkie odbiorniki pojazdu pracuja przy obnizonym napieciu.Regulator napiecia w instalacji pojazdów, niezalezny od temperatury, jest wiec niezbed¬ nym czynnikiem istotnego ulepszenia t przy-Czynia sf^ z kolei do oszczedzania maszyny pradotwórczej i lepszego ladowania baterii akumulatorów pojazdów.Jezeli w regulatorze napiecia stosuje sie Wy¬ lacznie cewke miedziana, wówczas wystepuje zmiana napiecia o 24% w przypadku zmiany temperatury o okolo 60°C, poniewaz zmiana oporu cewki miedzianej przy nie nasyconym obwodzie magnetycznym jest proporcjonalna do zmiany wyregulowanego napiecia. Taka niekorzystna zaleznosc temperaturowa moze byc w znany sposób obnizona do jednej trze¬ ciej lub do polowy przez polaczenie w szereg cewki miedzianej i opornika o znikomo ma¬ lym wspólczynniku temperaturowym, wyko¬ nanego np. z drutu konstantanowego. Ponie¬ waz i taka zaleznosc temperaturowa jest jesz¬ cze za duza, stosuje sie dodatkowa kompen¬ sacje od strony mechanicznej, a mianowicie do regulacyjnych sprezynek kotwicznych, wy¬ konanych z tasmy stalowej, dodaje sie jeszcze jedna' lub kilka sprezyn bimetalowych. Tego rodzaju srodki kompensacyjne wykazuja jed¬ nak te niedogodnosc, ze do obwodu regula¬ cyjnego zostaje wlaczony dodatkowy narzad nastawczy, przez co wypadkowe sily sprezy¬ ste zostaja zmniejszone. Oprócz tego znane jeSt stosowanie w lacznikach regulacyjnych magnetycznej kompensacji temperaturowej, która opiera sie na zaleznosci temperaturowej krzywej rozmagnesowania stopu magnesu trwalego albo przewodnosci magnetycznej w ferromagnetycznych stopach specjalnych, np. ferrytach, przy czym takie czlony kompensa¬ cyjne sa wlaczone równolegle albo w szereg do obwodów magnetycznych regulatora. Po¬ mijajac juz to, ze wlaczenie takich srodków kompensowania temperatury do regulatorów pojazdu wymaga kosztownych nakladów, nie¬ dogodnosc polega jeszcze na tym, ze musi byc zastosowany dodatkowy opór magnetyczny w obwodzie regulacyjnym, powodujacy regu¬ lacje. Pod wzgledem produkcyjnym zastosowa¬ nie takich srodków jest o tyle niekorzystne, ze wymaga bardzo dokladnej obróbki po¬ wierzchni stykowych miedzy ferromagne¬ tycznym stopem specjalnym i pozostalymi ak¬ tywnymi czesciami zelaznymi obwodu magne¬ tycznego, gdyz wszelka dodatkowa szczelina powietrzna zmienia niekorzystnie warunki prze¬ plywu calego strumienia magnetycznego. Na ogól wszelkie kompensacje temperaturowe, oparte na zasadzie mechanicznej lub magne¬ tycznej, Wykazuja te Wade, ze caly obwód ni^e&d&y liife prz^ajmniej; J^jó czesci *b^ winny byc obliczone na wiekszy strumien magnetyczny, jaki wystepuje w niskich tem¬ peraturach. W górnym zakresie temperatur, w jakim pracuje wiekszosc regulatorów, po¬ zostaje do dyspozycji tylko mniejszy struniien i z tego wzgledu taka kompensacje stosuje sie tylko jako kompensacje dodatkowa do glównej kompensacji elektrycznej. Opisane wy¬ zej temperaturowe urzadzenia kompensacyjne, pracujace na zasadzie zmiany sily sprezystej sprezynek kotwicznych lub na zasadzie zmia¬ ny oporu magnetycznego, wymagaja niezbed¬ nego i zmudnego wyregulowania takich czlo¬ nów kompensacyjnych, ze wzgledu na przyje¬ te dla nich duze pele tolerancji.Oprócz tego stwierdzono, ze w przypadku regulatorów dla wymienionych dziedzin za¬ stosowania jest bardziej celowe i korzystne, jezeli blad temperaturowy jest wyrównywany mozliwie najblizej miejsca swego powstania, a mianowicie przez utrzymanie stalosci wy¬ padkowego oporu obwodu elektrycznego, gdyz dkt kompensacji tego rodzaju nie jest wyma¬ gane mechaniczne wyregulowanie. W tym ce¬ lu w szereg ze znana cewka napieciowa, umie¬ szczona na rdzeniu zelaznym, wlacza sie opór o ujemnym wspólczynniku temperaturowym.Taki opór jest wykonywany z wegla specjal¬ nego o okreslonym ujemnym wspólczynniku temperaturowym, jednak bardzo malym w po¬ równaniu z miedzia. Wskutek tego przy okre¬ slonym zapotrzebowaniu mocy na wytworze¬ nie strumienia magnetycznego cewki napie¬ ciowej wystepuje bardzo znaczne zuzycie ener¬ gii wlasnej lacznika regulacyjnego, gdyz zu¬ zycie mocy oporu weglowego staje sie wiek¬ sze, anizeli strata mocy w cewce napieciowej w stosunku do wspólczynników temperatu¬ rowych. Zastosowanie takiego srodka kompen-, sacyjnegoi powoduje zwiekszone ogrzewanie wlasne calego lacznika regulacyjnego. Aby stworzyc korzystna kompensacje temperaturo¬ wa proponowano równiez, aby zamiast oporu weglowego stosowac termistorowy opór regu¬ lacyjny. W ten sposób jednak kompensacja temperatury jest mozliwa tylko dla dwóch temperatur, gdyz opornik tettnistorowy w funk^ cji temperatury wykazuje przebieg wyklad¬ niczy. Inny uklad kompensacji opiera sie na termistorze, do którego jest wlaczony równo¬ legle opornik ó wspólczynniku temperaturo¬ wym a prawie równym zeru, przy czym do obu wymienionych czlonów wlaczona jest w szereg miedziana cewka napieciowa. Za po¬ moca tych czlonów móznar osiagnac* do pew- - 2 -nffgtr stopnia zadowalajaca kompensacje tem¬ peraturowa w okreslonym zakresie tempera¬ tur, np. od 20 do aO°C. Dotkliwa wada takich ukladów i zastosowan jest bezwladnosc cieplna teraiistora, który jest wykonany z materialu ceramicznego. Tego rodzaju regulator przed nastawieniem powinien byc ogrzewany przez kilka minut, aby cewka miedziana i termistor byly nastawione na prawie jednakowa tem¬ perature. Dla dokladnego nastawienia regula¬ tora wymieniony material termistorowy nie jest korzystny.Wedlug wynalazku stosuje sie taka kompen¬ sacje temperaturowa laczników regulacyjnych, w której bledy temperaturowe sa równiez odbierane i wyrównywane w miejscu powsta¬ nia.Istota wynalazku polega zasadniczo na tym, ze w szereg z cewka napieciowa, znajdujaca sie na rdzeniu zelaznym lacznika regulacyjne¬ go, jest wlaczony opór o wspólczynniku tem¬ peraturowym a , najlepiej prawie równym ze¬ ru, a ponizej lub powyzej cewki napieciowej jest wlaczona równolegle do niej i do opor¬ nika cewka, uzwojona najlepiej przeciwstaw¬ nie wzgledem cewki napieciowej, przy czym przekroje drutów obu cewek miedzianych I wielkosc oporu sa tak dobrane, ze w kaz¬ dej temperaturze istnieje w obwodzie mag¬ netycznym pozadana sila magnetomotoryczna.Przy zastosowaniu czlonów wedlug wynalaz¬ ku, po odpowiednim ich obliczeniu i polacze¬ niu w uklad wedlug wynalazku, uzyskuje sie mozliwosc wykonania odpowiedniego dla kaz¬ dego celu lacznika regulacyjnego, w którym w kazdym przypadku umozliwiona zostaje doskonala kompensacja temperaturowa, tzn. jednakowa w duzyni zmiennym zakresie tem¬ peratur.W porównaniu ze znanymi czlonami i ukla¬ dami kompensacji temperaturowej laczników regulacyjnych wynalazek posiada te powazna zalete, ze cala konstrukcja lacznika regulacyj¬ nego dla wymienionej dziedziny zastosowania jest nieskomplikowana i prosta w produkcji, przy czym staje sie zbedne specjalne lub do¬ datkowe mechaniczne ewentualnie elektryczne wyrównywanie czlonów kompensacyjnych.Na rysunku fig. 1 przedstawia wykres kilku przykladów kompensacji temperaturowej, a fig. 2 — uklad zastepczy lacznika regulacyj¬ nego, przeznaczonego do pojazdów mechanicz¬ nych, w którym srodki kompensacji tempera¬ tury i sposób wlaczenia do ukladu uwydatnio¬ no grubsza kreska.Cewka napieciowa t umieszczona na rdze¬ niu- zelaznym lacznika regulacyjnego, posiada uzwojenie z drutu o srednicy np. 0,55 mm.W konstrukcji mechanicznej okreslonego lacz¬ nika regulacyjnego otrzymuje sie srednia dlu¬ gosc zwoju 0,05 m* W tej cewce zastosowano 12 warstw o liczbie zwojów, ogólem 360. Opór tej cewki wynosi 1,41 fi,. Gdy wlaczy sie opór 2 o opornosci 4,8 fi w szereg z cewka napieciowa I, to opór wypadkowy obu czlo¬ nów 1 \ 2 wynosi 6,12 fi . Po przelozeniu na^ piecia 8 V do obu czlonów 1 i 2 ustala sie sila. magnetomotoryczna, wynoszaca 470 am- perozwojów. Jezeli w tym laczniku regula¬ cyjnym temperatura wzrosnie z 20°C do 80°C, to opór wypadkowy wzrosnie do 6,45 fi . Sila magnetomotoryczna, jaka teraz sie ustala, wy¬ nosi 446 amperozwojów, tak iz w ten sposób nastepuje zmiana o 24 amperozwoje. Gdy do czlonów 1 i 2 przylacza sie równolegle cewke 3 o odwrotnym kierunku uzwojenia, tak iz obydwie sily magnetomotoryczne sa skierowa¬ ne przeciwnie i gdy srednica drutu cewki 3 wynosi 0,15 mm przy liczbie zwojów 500, co daje srednia dlugosc zwoju 0,065 m, to epór tej cewki wyniesie 32,2 fi. W ten sposób przy napieciu 8 V ustala sie w temperaturze 20°C sila magnetomotoryczna 124 amperozwojów.W temperaturze 80°C natomiast opór wynosi 40 fi , a sila magnetomotoryczna 100 ampero¬ zwojów. Zmiana napiecia magnetycznego przy zmianie temperatury z 20°C do 80°C wynosi wiec 24 amperozwoje. Wypadkowa sila mag¬ netomotoryczna przy 20°C wynosi 470 — 124 = = 346 amperozwojów, a przy 80°C wynosi 446 — 100 = 346 amperozwojów. Z powyzsze¬ go wynika, ze otrzymuje sie calkowicie linio¬ wa charakterystyke zaleznosci napiecia mag¬ netycznego od temperatury wedlug linii I na fig, 1 w zakresie zmiany temperatur od np. 20 do 80°C, a sila magnetomotoryczna jest jednakowa w kazdej temperaturze. Przez zmiane przekroju drutu cewek 1 i 3 oraz wiel¬ kosci oporu 2 mozna otrzymac charakterysty¬ ki II i III. W ten sposób mozna otrzymac do¬ wolny kat nachylenia charakterystyk zalez¬ nosci napiecia magnetycznego od temperatury, przy czym jednak charakterystyki II i III wszedzie maja przebieg liniowy.Oprócz tego mozna otrzymac dla okreslo¬ nych przypadków charakterystyke o przebiegu na poczatku nieliniowym, wzrastajaca lub opa¬ dajaca wedlug krzywych IV lub V, gdy zalozy sie znacznie rózniace sie miedzy soba rozgrze¬ wanie cewek 1 i 3, przy czym np. cewka 3 - 3 -jest nawinieta bezposrednio na zelaznym rdze¬ niu wylacznika regulacyjnego, a miedzy cew¬ ka 2 i 3 jest wlaczona warstwa izolacji ciepl¬ nej o okreslonej grubosci.W konstrukcyjnym rozwiazaniu laczników regulacyjnych wedlug wynalazku mozna zasto¬ sowac liczne odmiany. A wiec np. cewka 3 moze byc nawinieta w tym samym kierunku, co cewka napieciowa 2, jednak moze byc przylaczona biegunami odwrotnie. W wielu przypadkach jest poza tym korzystnie wla¬ czyc w szereg z cewka 3 opór o odpowiednio obliczonej opornosci. Taki opór sluzy do wy¬ równania zdarzajacych sie odchylek cewki 3.Poza tym mozna umiescic opór 2 oraz opór 4 regulacji wzbudzenia wspólnie na jednej ob¬ sadzie izolacyjnej, umieszczonej w znany spo¬ sób pod plytka podstawowa opornika regula¬ cyjnego. Poza tym opór 2 moze byc nawiniety na rdzeniu zelaznym wspólnie z cewka na¬ pieciowa 2.W przypadku wielu typów regulatorów mo¬ ze byc korzystne umieszczenie oporu 2 na oddzielnej obsadzie izolacyjnej wewnatrz lub na zewnatrz regulatora. PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Elektromagnetyczny przyrzad regulacyjny i lacznikowy w szczególnosci do urzadzen pradotwórczych pradu stalego, z kompen¬ sacja temperaturowa, w pojazdach, zwlasz¬ cza w pojazdach mechanicznych, przy czym blad temperaturowy zostaje pochwycony i wyrównany bezposrednio w miejscu jego powstania, znamienny tym, ze w szereg z cewka napieciowa (1), znajdujaca sie na rdzeniu zelaznym lacznika regulacyjnego, jest wlaczony opornik (2) o wspólczynniku temperaturowym a, najlepiej prawie rów¬ nym zeru, a powyzej lub ponizej cewki napieciowej jest wlaczona równolegle do niej i do opornika cewka (3), najlepiej na¬ winieta odwrotnie niz cewka napieciowa, przy czym przekroje drutów obu cewek miedzianych i wielkosc opornika sa tak dobrane, iz w kazdej temperaturze istnieje w obwodzie magnetycznym pozadana w danej chwili sila magnetomotoryczna.

2. Elektromagnetyczny przyrzad regulacyjny i lacznikowy wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze cewka (3), wlaczona równolegle do cewki napieciowej (1) oraz opornika (2) i nawinieta w tym samym kierunku, co i cewka napieciowa (1), jest przylaczona biegunami odwrotnie niz cewka napiecio¬ wa (1).

3. Elektromagnetyczny przyrzad regulacyjny i lacznikowy wedlug zastrz. 112, znamien¬ ny tym, ze w szereg z cewka (3) jest wla¬ czony opornik wyrównawczy.

4. Elektromagnetyczny przyrzad regulacyjny i lacznikowy wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze opornik regulacyjny (4) wzbudze¬ nia maszyny pradotwórczej i opornik (2), wlaczany w szereg z cewka napieciowa (2) sa umieszczone wspólnie na jednej obsadzie izolacyjnej, 5. Elektromagnetyczny przyrzad regulacyjny i lacznikowy wedlug zastrz. 1 i 2, znamien¬ ny tym, ze opornik (2), polaczony w szereg z cewka napieciowa (1), jest wraz z cewka miedziana (3) nawiniety na rdzeniu zelaz¬ nym. 6. Elektromagnetyczny przyrzad regulacyjny i lacznikowy wedlug zastrz. 1, 3 i 4, zna^ mienny tym, ze opornik (2) jest umieszczo¬ ny na oddzielnej obsadzie izolacyjnej we¬ wnatrz lub zzewnatrz lacznika regulacyj¬ nego. VEB Fahrzeugelektrik Karl-Marx-Stadt Zastepca: inz. Józef Felkner, rzecznik patentowyDo opisu patentowego nr 43Ó5Z F.,1 /'KsS~_-^=r=m -2 10 20 JO 4o 50 60 JO * n ' ^r 60 70 iO » ¦ i i 1 $0 rat tsS. R,2 182. RSW „Plrasa"; Kielcd PL