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Einrichtung zur Schnellregelung elektrischer Maschinen.
Bei Schnellreglern zur Konstanthaltung der Spannung, Drehzahl od. dgl. einer elektrischen Maschine, die Widerstände im Feldkreis (Erregerkreis) ein-und ausschalten (z. B. Tirrillregler, Zentrifugalregler), wird es als unangenehm empfunden, dass mit steigender Stromstärke bzw. Spannung die schaltenden Kontakte einer sehr starken Abnutzung ausgesetzt sind. Eine Vergrösserung der Kontakte verbietet sich im allgemeinen, da damit eine Vergrösserung der Trägheit des Reglers verbunden ist, die dem Regelvorgang abträglich ist. Es ist bereits versucht worden, durch Parallelanordnung mehrerer solcher Regler die Beanspruchung herabzusetzen, aber diese Möglichkeit lässt sich nur in beschränktem Masse anwenden. Es ist auch weiterhin vorgeschlagen worden, gittergesteuerte Elektronenröhren an Stelle der Kontakte zu verwenden.
Diese Röhren können aber nur für verhältnismässig kleine Stromstärken gebaut werden, und die Parallelschaltung mehrerer solcher Entladungsgefässe bringt auch keine wesentliche Besserung, denn zur Erreichung derselben Erregungsverhältnisse wie bei grösseren Stromstärken müsste man die Windungszahl der betreffenden Spule vergrössern, was eine beträchtliche Erhöhung der Induktivität zur Folge hat und für den Regelvorgang schädlich ist. Oder man müsste zur Erlangung grosser Stromstärken als Anodenspannung ausserordentlich hohe Gleichspannungen verwenden.
Man hat auch schon gittergesteuerte Dampfentladungsgefässe verwendet. Diese Dampfentladungsgefässe haben vor den reinen Elektronenröhren den Vorteil, dass man mit ihnen bei wesentlich niederer Anodenspannung einen wesentlich höheren Strom erhalten kann. In vielen Fällen ist jedoch der Regelbereich dieser Entladungsgefässe nicht ausreichend, insbesondere ist es schwierig, die nötige Reserve, beispielsweise für Stosserregung, zu schaffen.
Erfindungsgemäss werden die von einer Wechselspannung gespeisten, gittergesteuerten Dampfentladungsgefässe in einer Schaltung verwendet, in der diese Nachteile beseitigt sind. Hiebei wird die den Entladungsgefässen entnommene veränderbare Gleichspannung bzw. der entsprechende Gleichstrom einer im wesentlichen konstanten Gleichspannung bzw. einem entsprechenden Gleichstrom in dem zu regelnden Stromkreis überlagert. Bei einer solchen Anordnung dienen die Dampfentladungsgefässe im wesentlichen nur dazu, die für die Erregung erforderlichen kleinen Änderungen der Spannung oder des Stromes in dem zu regelnden Stromkreis zu übernehmen. Auf diese Weise wird gleichzeitig an Entladungsgefässen gespart, und es wird vermieden, dass während der Zeiten, in denen der Strom der Entladungsgefässe unterbrochen ist, die Erregung der zu regelnden Maschine auf Null herabsinkt.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Anker einer selbst-oder fremderregten Hilfserregermaschine speist über einen Widerstand 4 das Feld 2 der Haupterregermaschine 3.
Der Anker 3 der Haupterregermaschine möge dem Feldkreis der zu regelnden Maschine Spannung liefern.
In bisher bekannten Schaltungen, z. B. beim Tirrillregler, schaltet der vom Regler betätigte Schalter 5 den Widerstand direkt ein und aus. Bei dem Ausführungsbeispiel wird je nach der Stellung des von einer Einrichtung nach Art eines Tirrillreglers betätigten Schalters 5 aus dem Wechselstromnetz 9 mittels des Transformators 10 und der gittergesteuerten Entladungsgefässe 7 und 8 eine zusätzliche Gleichspannung dem Stromkreis 1-2-4 zugeführt oder nicht. Im allgemeinen wird die der Gleichrichteranordnung entnommene Gleichspannung gleichsinnig sein mit der vom Anker 1 gelieferten Spannung, d. h. beide Spannungen addieren sich im Verbraucherkreis. Es kann aber auch gelegentlich zweckmässig sein, beide . Spannungen im Verbraucherkreis gegeneinander zu schalten.
Sollen beide Schaltmöglichkeiten, beispiel, -
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weise zur Vergrösserung des Regelbereiches, wahlweise ausgenutzt werden, wird man zweckmässig solche Schaltungen mit gittergesteuerten Entladungsgefässen verwenden, die dem Verbraucher Gleichstrom verschiedener Richtung und Grösse zuführen können.
Ein weiterer Vorteil des angegebenen Ausführungsbeispiels besteht darin, dass der Schalter für die kleinen Sehaltleistungen in den Gitterkreisen sehr klein gehalten und infolgedessen die Trägheit der Regelanordnung sehr verringert werden kann. Selbstverständlich kann auch an Stelle des Ankers I der Hilfserregermaschine eine andere geeignete Gleichspannungsquelle, z. B. Batterie, Gleichrichteranordnung, treten.
In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei dem die beiden Spannungsquellen parallel geschaltet an der Feldspule 2 liegen und gleichsinnig miteinander geschaltet sind. Es werde angenommen, dass zunächst die Entladungsgefässe 7 und 8, die in an sich bekannter Weise gesteuert werden, stromundurchlässig sind und langsam beginnen zu arbeiten. Ist die von ihnen gelieferte Gleichspannung dann gross genug, so werden die Entladungsröhren 7 und 8 die Erregung übernehmen und der Anker 1 entlastet. Dieses Ausführungsbeispiel ist besonders geeignet, einer elektrischen Maschine im Überlastungsfalle eine Stosserregung zu erteilen. Man braucht in einem solchen Falle nicht, wie sonst üblich, die Maschine. 2 überzudimensionieren.
Statt gleichsinnig können die beiden Stromquellen auch gegensinnig geschaltet sein.
Es besteht selbstverständlich die Möglichkeit, die Ausführungsarten beider Beispiele zusammen bei einer einzigen Anordnung anzuwenden. Auch kann die Gittersteuerung in mannigfaltiger Weise ausgeführt werden, z. B. durch Kommutatoren, Gittertransformatoren, Drehfeldmagneten usw. Ebenso kann davon Gebrauch gemacht werden, mehrere Entladungsgefässe in einem Entladungsgefäss mit gemeinsamer Kathode zusammenzufassen, z. B. die Entladungsgefässe 7, 8 und 11 in Fig. 2. Weiterhin können auch zur Verhinderung von Rückstrom Ventile H, wie in Fig. 2 gezeigt, in Reihe mit dem Widerstand 4 geschaltet werden. Will man einen möglichst grossen Regelbereich erhalten, so kann man auch die konstante Gleichspannung durch Regelorgane beeinflussen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Schnellregelung elektrischer Maschinen mittels gittergesteuerter Entladunggefässe, dadurch gekennzeichnet, dass einer im wesentlichen konstanten Gleichspannung in dem zu regelnden Stromkreis eine von den Regelorganen (5) gesteuerte und einer Wechselstromquelle (9) über gittergesteuerte Dampfentladungsgefässe (7, 8) entnommene veränderbare Gleichspannung bzw. Gleichstrom überlagert wird (Fig. 1).