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Selbsttätiger Spannungsregler für, eine Dynamomaschine mit veränderlicher
Drehzahl. Es ist bekannt, zur selbsttätigen Regelung der Spannung einer Dynamomaschine
mit veränderlicher Drehzahl einen Vorwiderstand der Erregerwicklung der Dynamomaschine
periodisch einzuschalten und kurzzuschließen, und zwar jeweils um so länger kurzzuschließen,
je langsamer die Dynamomaschine umläuft. Es ist ferner bekannt, die Verstellung
der Regelungsorgane eines solchen Reglers von der Bewegung abhängig zu machen, die
der von der Dynamomaschine über ein Spannwerk, beispielsweise eine Feder, angetriebene-Läufereiner
Wirbelstrombremse bei Änderung seiner Drehgeschwindigkeit gegen seinen Antrieb ausführt.
Die Wirbelstrombremse kann dabei mit einem Elektromagneten ausgestattet sein, dessen
Erregerwicklung an die zu regelnde Spannung angeschlossen ist, so daß der Regler
nicht nur auf Geschwindigkeitsänderungen der Maschine, sondern auch auf Spannungsänderungen,
die andere Ursachen haben, anspricht.
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Gegenstand der Erfindung ist eine besondere Ausführung der Regelungsorgane
für einen Regler dieser bekannten Art. Sie kennzeichnet sich dadurch, daß als Regelungsorgane
zwei in Sektoren geteilte, j e durch eine Bürste an ein Ende des Vorwiderstandes
der Erregerwicklung der Dynamomaschine angeschlossene Schleifringe dienen, deren
Sektoren paarweise leitend verbunden sind, und daß von diesen Schleifringen der
eine mit dem Läufer der Wirbelstrombremse, der andere mit ihrem Antrieb verbunden
ist.
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Eine Ausführung eines solchen Reglers ist beispielsweise auf der Zeichnung
dargestellt. Abb. i zeigt den Regler im Aufriß, in der Hauptsache im Schnitt.
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Abb. 2 ist eine Stirnansicht des Reglers; zur Raumersparnis sind die
seitlich ausladenden Teile des Bremsläufers und der Grundplatte weggebrochen.
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Abb.3 zeigt schematisch den Einbau des Reglers in den Stromkreis der
Dynamomaschine.
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An der Welle i, die sich in dem Lager 2 dreht und die Welle der Dynamomaschine
sein kann, ist ein Rohrstück 3 mit Schrauben 4 befestigt. Auf dem Rohrstück sitzen
lose die aus Isoliermaterial hergestellten Scheiben 5 und 6, die an ihren Umfängen
die Schleifringe 7 und 8 tragen. Der Schleifring 7 besteht aus den beiden voneinander
isolierten halbkreisförmigen Sektoren 7Q und 7b, der Schleifring 8 aus den voneinander
isolierten Sektoren 8" und $b. Die Scheibe 5 trägt ferner die beiden Metallringe
9 und io, die Scheibe 6 die beiden Metallringe i i und 32, Diese Ringe sind mit
den Schleifringsektoren folgendermaßen verbunden: 9 mit 7b, 10 mit 7Q, i
i mit 8b, 12 mit 8a. Die Ringe 9 und i i, io und 12 berühren einander. Die Berührung
wird gesichert durch die Feder 13, die zwischen den Flansch 14 des Rohrstückes 3
und die Scheibe 5 eingesetzt ist und diese Scheibe gegen die Scheibe 6 drückt. Die
Scheibe 6 findet an dem Ring 15, der auf das Ende des Rohrstücks 3 aufgeschraubt
ist, ein Widerlager.
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Die Scheibe 5 ist längsverschieblich, aber unverdrehbar, auf dem Rohr
3 gelagert. Die Scheibe hat eine Nut 16, in die ein Stift 17 eingreift, der in das
Rohr 3 eingesetzt ist. Die Scheibe 6 kann sich auf dem Rohr 3 drehen. Sie ist für
ihren Antrieb mit dem Rohr 3 gekuppelt durch die Feder 18, die mit einem Ende in
dem Rohr an dem Stift 17 befestigt ist und mit dem anderen Ende i9, das zu einer
Schleife gebogen ist, aus dein Rohr herausragt und sich hier gegen einen Stift 2o
legt, der in ein Loch der Löcherreihe 21 in der Scheibe 6 eingesetzt ist. An dem
Ring. i5 ist eine Nase 22 befestigt als Anschlag für einen Stift 23, der in die
Scheibe 6 eingesetzt ist.
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Mit der Scheibe 6 -ist durch Schrauben 24 die Kupfer- oder Aluminiumscheibe
25 fest verbunden. Sie ragt in den Luftspalt des Elektromagneten 26, der an die
Grundplatte 27 des Reglers mittels eines Winkels 28 angeschraubt ist. Die Grundplatte
ist an dem Lager 2 der Welle i befestigt. Sie trägt auch den Bürstenbolzen 29, an
dem die Bürsten 3o, 31, voneinander isoliert, befestigt sind.
Die
Bürsten 3o, 3 i sind mit den Enden. des Vorwiderstandes 32 der Erregerwicklung 33
der Dynamomaschine verbunden. Dieser Erregerstromzweig liegt im Nebenschluß zu den
Lampen 34 an den Kollektorbürsten 35, 36 der Dynamo. Die Erregerwicklung 37 des
Elektromagneten 26 ist als Spannungswicklung ausgeführt und dem Erregerstromzweig
der Dynamo parallel geschaltet.
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Der Regler wirkt in folgender Weise: Bei Stillstand der Maschine liegen
die Teilungsfugen der Schleifringe 7 und 8 nebeneinander in derselben Flucht, wie
Abb.3 es zeigt. Dabei ist der Vorwiderstand 32 kurzgeschlossen, weil die Bürsten
3o und 31 durch den Regler miteinander leitend verbunden sind. Die Verbindung wird
bei der gezeichneten Stellung durch die Teile 7a, 10, 12, 8a und ihre Verbindungsleitungen
hergestellt. Wird die Welle i langsam gedreht, so bleibt die gezeichnete Relativlage
der Schleifringe 7 und 8 erhalten, und die Bürsten 3o und 31 bleiben dauernd miteinander
in Verbindung_ Der Vorwiderstand 32 bleibt unter dieser Voraussetzung dauernd kurzgeschlossen.
Wird aber die Drehgeschwindigkeit der Welle i gesteigert - die Welle möge sich gegen
den Uhrzeigersinn in Abb.2 drehen -, so wird der Schleifring 8 durch die Bremsscheibe
25 zurückgehalten und gegen den Schleifring 7 im Uhrzeigersinn (Abb. 2) verdreht
unter Spannung der Feder 18. Infolge dieser Verdrehung wird die leitende Verbindung
der Bürsten 3o und 31 zeitweilig aufgehoben mit der Folge einer Einschaltung des
Vorwiderstandes. Ist der Schleifring 8 gegen den Schleifring 7 um den Winkel ä verdreht,
so verhält sich die Einschaltzeit des Vorwiderstandes zu seiner Kurzschlußzeit wie
a: (i8o°-a); der Vorwiderstand wird zweimal während jeder Umdrehung der Welle i
eingeschaltet. Der Winkel a ist der Drehgeschwindigkeit der Welle i proportional,
solange das Feld im Luftspalt des Bremsmagneten 26 unveränderlich ist und die Feder
18 nicht vorgespannt ist. Die Verdrehung a wächst mit der Drehgeschwindigkeit der
Welle i. Infolgedessen wird der Vorwiderstand der Erregerwicklung der Dynamo jeweils
um so länger eingeschaltet, die Erregung der Dynamo also jeweils um so länger geschwächt,
je schneller die Dynamo umläuft. Die Schwächung der Erregung wirkt einer Spannungssteigerung
durch Erhöhung der Drehzahl entgegen. Bei-richtiger Abstimmung der Verhältnisse
erreicht man eine praktisch unveränderliche Klemmspannung der Dynamo und damit auch
eine praktisch unveränderliche Stärke des Bremsmagneten 26, der von der Memmspannung
der Dynamo erregt wird.
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Man kann die Wirbelstrombremse auch mit einem Dauermagneten ausrüsten.
Auch kann man einen Dauermagneten neben einem an die Dynamo angeschlossenen Elektromagneten
benutzen, um die Spannung der Dynamo in bestimmter Weise von ihrer Drehzahl abhängig
zu machen. Zu demselben 'Zwecke kann man der Feder 18 eine Vorspannung geben, um
die Beziehung zwischen dem Verdrehungswinkel a und der Umlaufsgeschwindigkeit der
Bremsscheibe zu beeinflussen. Die Spannung der Feder 18 kann in einfacher Weise
dadurch geändert werden, daß der Stift 20 in ein anderes Loch der Löcherreihe 21
eingesetzt wird. Um den Regler für beide Drehrichtungen brauchbar zu machen, macht
man den Stift 23 herausnehmbar, so daß er nach einer kleinen Drehung der Scheibe
6 links von dem Anschlag 22 (Abb. 2) wieder eingesetzt werden kann.
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Die Verbindung der Schleifringe 7 und 8 durch die Ringpaare 9, 11
und i o, 12 ist kein wesentlicher Bestandteil der Vorrichtung. Diese Verbindung
kann auch anders ausgeführt werden, beispielsweise durch zwei Spiralfedern, von
denen die eine die Sektoren 7" und 8, die andere die Sektoren 7L und 8b leitend
.fest miteinander -verbindet.