Selbsttätiger elektrischer Regler. Es sind selbsttätige elektrische Regler bekannt, welche die Regulierung der Span nung, des Stromes oder der Leistung elek trischer Maschinen durch abwechselndes Ein schalten und Kurzschliessen eines Wider standes im Erregerkreise der Maschine be sorgen. Die Erregerspannung oder der Er regerstrom wirken zweckmässigerweise (siehe Patentschrift Nr. 77698) durch eine Flüssig keitsrückführung auf einen die Einschaltung und Kurzschliessung des Widerstandes be sorgenden Kontakt ein und versetzen die sen in Schwingung. Diese Rückführung ist bei einem schnellregulierenden Regler an gezeigt, wenn die zu regulierende Maschine eine grössere magnetische Trägheit besitzt.
Bei ganz kleinen Maschinen, wie solche für Kleinbeleuchtungsanlagen aller Art, zum Beispiel Zugs- und Automobilbeleuchtungen, zur Anwendung kommen, ist indessen die magnetische Trägheit der Maschine so ge ring, dass die Regulierung mit einfacheren Mitteln durchführbar ist. Derselbe Fall trifft zu, wenn der Regler zur Steuerung kleiner Hilfsmotoren dient oder überhaupt nicht mehr auf eine Maschine wirkt, sondern direkt zur Regulierung beliebiger anderer Apparate, zum Beispiel Glühlampen, ver wendet wird. Endlich liegen auch bei grö sseren Maschinen die Verhältnisse vielfach so, dass wegen der geringen Belastungs schwankungen ein etwas langsamerer und dadurch einfacherer Regler Verwendung finden kann.
Es sind verschiedene Regler bekannt ge worden, welche das Regulierproblem in die sen vereinfachten Fällen ztr bewältigen be stimmt sind, indem sie das Einschalten und Kurzschliessen des Regulier\viderstandes un abhängig von der Änderung des Erreger stromes oder der Erregerspannung bewirken durch einen unabhängigen motorischen An trieb.
Den Erfindungsgegenstand bildet nun auch ein Regler, welcher durch abwechseln des Einschalten und Kurzschliessen eines unveränderlichen Widerstandes wirkt, indem mindestens ein Schaltkontakt durch einen von den Schwankungen der zu regelnden Grösse unabhängigen Antrieb in schwingende Bewegung versetzt wird. Erfindungsgemäss ist der Gegenkontakt durch eine nicht starre Kupplung mit dem Anker eines der zu re gelnden Grösse proportional erregten Elektro magnetes verbunden.
Infolge der Nach giebigkeit der Verbindung von Gegenkontakt und Magnetanker kann der erstere mehr oder weniger durchfedern, ohne dass der Magnet anker mit seiner bedeutend grösseren Masse der schwingenden Bewegung zu folgen braucht.
Auf der Zeichnung sind fünf Ausfüh rungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes schematisch veranschaulicht.
In Fig. 1 bedeutet a den Anker eines zu regulierenden Generators, b dessen Feld- wieklung. Der Erregerwiderstand w wird durch den schwingenden Kontakt k und sei nen Gegenkontakt h, welch letzterer durch die Feder r mit dem Anker p des in den Stromkreis des Ankers a eingeschalteten Elektromagnetes s verbunden ist, abwech selnd kurzgeschlossen und wieder eingeschal tet. Durch den Kondensator c wird Funken bildung verhindert. Der Kontakt k wird durch den Kurbelzapfen y in schwingende Bewegung versetzt. Die am Anker p an greifende, dem magnetischen Zug entgegen wirkende Druekfeder f sucht den Gegen kontakt h mit dem schwingenden Kontakt k in Berührung zu bringen.
Nimmt die Span nung des Generators ab, so wird der mittlere Abstand beider Kontakte ebenfalls ab- und die Dauer ihrer gegenseitigen Berührung zunehmen, so dass infolge verlängerter Kurz schliessung des Widerstandes w die Er regung und damit die regulierte Spannung wieder steigt. Bei zunehmender Spannung findet das Umgekehrte statt, das heisst der Widerstand 2r bleibt längere Zeit ein geschaltet.
Nach Fig. 2 sind die Kontakte h, k an einseitig fest angespannten Federn r, r' befestigst. Der Kontakt k legt sich auf einen Antriebsexzenter g und wird durch diesen in schwingende Bewegung versetzt. Der Ge genkontakt h legt sich im Ruhezustande auf einen seinen freien Hub begrenzenden An- schlag u, der mit dem Anker p starr ver bunden ist. Im übrigen ist die Anordnung ähnlich wie nach Fig. 1. Wesentlich ist in beiden Fällen, dass der Kontakt h nicht starr mit dem Magnetkerne p verbunden ist.
In Fig. 3 ist ein Regler mit zweiphasi- gem Dop pelunterbrecher dargestellt.
Es bedeuten h1, k1 und h', k2 die beiden Kontaktpaare, g eine Kurbelwelle mit zwei um 180 versetzten Kurbeln, die durch eine beliebige motorische Kraft angetrieben wird. Die Gegenkontakte h', h2, deren Kontakt druck durch die Federn r1, r2 erzeugt wird, werden durch den Anker p der Regulier spule s beeinflusst. w1, w2 sind zwei gleiche Regulierteilwiderstände, c1, c2 Kondensatoren zur Unterdrückung der Funkenbildung.
Die Kontaktschliessungen erfolgen zweimal in der Zeit einer Umdrehung der Antriebs welle, ebenso die Öffnungen, wobei jeweils nur der halbe Regulierwiderstand geschaltet wird. Bei höherer Lage des Ankers p zerlegt sieh diese Zeit in zwei Abschnitte, wä hren-1 welcher einer der Teilwiderstände kurz geschlossen und der andere eingeschaltet ist und zwei Abschnitte, während wel cher beide Teilwiderstände eingeschaltet sind; im allgemeinen ist die Dauer der zwei.
zuerst erwähnten Zeitabschnitte verschieden von der Dauer der zuletzt erwähnten Ab schnitte (es gibt jedoch eine ausgezeichnete Lage des Ankers p, bei welcher alle vier Abschnitte gleiche Dauer haben). Bei tie ferer Lage des Ankers p treten an Stelle der zwei letzterwähnten Abschnitte solche, wäh rend welcher beide Teilwiderstände kurz geschlossen sind (auch hier gibt es eine aus gezeichnete Ankerlage, bei welcher alle vier Abschnitte gleiche Dauer haben). Die Puls zahl ist somit die doppelte, die Amplituden der Pulse dagegen sind die halben.
Die Ver mehrung .der Pulszahl ohne Vermehrung der Umdrehungszahl der Maschinenwelle hat bei Beleuchtungsanlagen den Vorteil, das Flim mern des Lichtes zu verringern. Daneben verringert die Unterteilung des Öffnungs funkens durch Anwendung mehrerer Kon taktpaare die Funkenbildung. Fig. 4 zeigt einen Stromregler, welcher den Strom im Lampenkreis l reguliert. Die beiden Teilwiderstände<I>w',</I> w2 sind in Reihe geschaltet; die Spule s ist von dem zu re gulierenden Strome durchflossen. Die Be tätigung der Kontaktpaare h', k1, h2, k2 kann wie nach Fig. 3 erfolgen; gleiches gilt für den Fall von Fig. 5.
Nach Fig. 5 wird die Feldwicklung b eines Gleichstromgenerators in zwei paral lelen Teilen reguliert. Ausser der Erhöhung der Pulszahl und der Verringerung der Am plituden der Pulsationen wird eine Vermin derung des Stromes der Schaltkontakte auf die Hälfte erzielt.
Die Kombinationen der Reihen- und Parallelschaltung, sowie die Anwendung mehrphasiger Unterbrecher ist nach den gleichen Gesichtspunkten beliebig durch führbar.
Es kann auch der schwingende Schalt kontakt mit seinem Antriebe federnd ver bunden sein, natürlich so, dass die elastische Federkraft die aus der schwingenden Be wegung resultierende Trägheitskraft über wiegt, damit der Kontakt der Bewegung zu folgen vermag.
Automatic electric regulator. There are automatic electrical regulators known, which provide the regulation of the voltage, the current or the power of electrical machines by alternately switching on and short-circuiting a resistance in the excitation circuits of the machine be. The excitation voltage or the excitation current expediently act (see patent specification no. 77698) by means of a liquid return to a contact providing the switching on and short-circuiting of the resistor and set the sen in oscillation. This feedback is shown in a fast regulating controller when the machine to be regulated has a greater magnetic inertia.
In the case of very small machines, such as those for small lighting systems of all kinds, for example train and automobile lighting, the magnetic inertia of the machine is so low that regulation can be carried out using simpler means. The same case applies if the controller is used to control small auxiliary motors or no longer acts on a machine at all, but is used directly to regulate any other apparatus, such as light bulbs. Finally, even with larger machines, the situation is often such that a somewhat slower and therefore simpler controller can be used due to the low load fluctuations.
Various regulators have become known which are intended to cope with the regulation problem in these simplified cases by switching on and short-circuiting the regulating resistor independently of the change in the excitation current or the excitation voltage by means of an independent motor drive .
The subject of the invention is now also a controller which works by alternately switching on and short-circuiting an invariable resistor, in that at least one switching contact is set in oscillating motion by a drive that is independent of the fluctuations in the variable to be controlled. According to the invention, the mating contact is connected by a non-rigid coupling to the armature of one of the size to be regulated proportionally excited electric magnet.
As a result of the flexibility of the connection between the mating contact and the magnet armature, the former can more or less deflect without the magnet armature having to follow the oscillating movement with its significantly larger mass.
In the drawing, five exemplary embodiments of the subject matter of the invention are illustrated schematically.
In Fig. 1, a denotes the armature of a generator to be regulated, b its field weight. The excitation resistance w is alternately short-circuited and switched on again by the oscillating contact k and its counter-contact h, the latter being connected by the spring r to the armature p of the electromagnet s connected to the circuit of the armature a. The capacitor c prevents the formation of sparks. The contact k is set in an oscillating motion by the crank pin y. The pressure spring f, which acts on the armature p and counteracts the magnetic train, seeks to bring the counter contact h into contact with the oscillating contact k.
If the voltage of the generator decreases, the mean distance between the two contacts will also decrease and the duration of their mutual contact will increase, so that the excitation and thus the regulated voltage increases again as a result of the prolonged short circuit of the resistor w. When the voltage increases, the reverse takes place, i.e. the resistor 2r remains switched on for a longer period of time.
According to FIG. 2, the contacts h, k are attached to springs r, r 'which are firmly clamped on one side. The contact k rests on a drive eccentric g and is set in oscillating motion by this. The counter-contact h rests in the idle state on a stop u which limits its free stroke and which is rigidly connected to the armature p. Otherwise, the arrangement is similar to that of FIG. 1. In both cases, it is essential that the contact h is not rigidly connected to the magnetic core p.
3 shows a controller with a two-phase double breaker.
It denotes h1, k1 and h ', k2 the two pairs of contacts, g a crankshaft with two cranks offset by 180, which is driven by any motor power. The mating contacts h ', h2, whose contact pressure is generated by the springs r1, r2, are influenced by the armature p of the regulating coil s. w1, w2 are two equal regulating resistors, c1, c2 capacitors for suppressing spark formation.
The contact closings take place twice in the time of one revolution of the drive shaft, as do the openings, whereby only half the regulating resistance is switched. At a higher position of the armature p, see this time divided into two sections, while-1 which one of the partial resistances is short-circuited and the other is switched on and two sections, during which both partial resistances are switched on; generally the duration is the two.
The first-mentioned time segments differ from the duration of the last-mentioned segments (however, there is an excellent position of the anchor p, in which all four segments have the same duration). With deeper position of the armature p, instead of the two last-mentioned sections, those, during which both partial resistances are short-circuited (here, too, there is an armature position drawn out in which all four sections have the same duration). The number of pulses is thus twice that, the amplitudes of the pulses, on the other hand, are half that.
The increase in the number of pulses without increasing the number of revolutions of the machine shaft has the advantage of reducing the flickering of the light in lighting systems. In addition, the subdivision of the opening spark by using several contact pairs reduces the spark formation. 4 shows a current regulator which regulates the current in the lamp circuit l. The two partial resistors <I> w ', </I> w2 are connected in series; the current to be regulated flows through the coil s. The actuation of the contact pairs h ', k1, h2, k2 can be done as shown in FIG. 3; the same applies to the case of FIG. 5.
According to Fig. 5, the field winding b of a DC generator is regulated in two paral lelen parts. In addition to increasing the number of pulses and reducing the amplitudes of the pulsations, a reduction in the current of the switching contacts by half is achieved.
The combinations of series and parallel connections, as well as the use of multi-phase circuit breakers, can be carried out according to the same criteria.
The oscillating switch contact can also be resiliently connected to its drives, of course so that the elastic spring force outweighs the inertia force resulting from the oscillating movement, so that the contact can follow the movement.