DE649765C - Anordnung zur Vergroesserung des Regelbereichs von Reglern elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Vergrößerung des Regelbereichs von Reglern elektrischer Maschinen Die Erfindung betrifft eine Anordnung, die zur Regelung von Strömen in Erregerwicklungen elektrischer Maschinen oder ähnlichen Stromkreisen dient.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einem Regelwiderstand von verhältnismäßig kleinem Bereich seiner Ohmwerte eine Regelung des Stromes in weiten Grenzen zu erreichen. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erzielt, daß der Feldwicklung der Maschine oder einem ähnlichen Stromkreis, in dem der Strom geregelt werden soll, ein spannungsabhängiger, seinem Ohmwert mit steigender Spannung mit kleiner Zeitkonstante erhöhender Widerstand parallel geschaltet ist, so daß der Regler mit der Wicklung und diesem Widerstand in Reihe liegt. Als spannungsabhängiger Widerstand kommen z. B. Metallfadenglühlampen oder Eisendrahtwiderstände in Betracht. Wesentlich ist nur, daß die Zeitkonstante ihrer- Widerstandsänderung klein ist.
• Der Regelwiderstand kann nun bei Anwendung der erfindungsgemäßen Anordnung bei Erzielung des gleichen Regelbereichs für einen viel kleineren maximalen Ohmwert bemessen werden, als es ohne den Parallelwiderstand der Fall sein müßte. Dies hat fürviele Fälle besondere Vorteile.
• Diese Wirkung sei an Hand der Fig. i bis 3 erläutert. Fig. i zeigt eine normale Regelschaltung, wobei a eine Wicklung bedeutet, in der der Strom geregelt werden soll, beispielsweise die Erregerwicklung einer Maschine, und R den mit dieser Wicklung in Reihe liegenden Regelwiderstand. An dem Widerstand R liegt die Spannung u. Der aufgenommene Strom ist mit i bezeichnet.
• Fig. z zeigt in Gegenüberstellung die Schaltung nach der Erfindung. Der Erregerwicklung a der zu regelnden, in der Zeichnung jedoch nicht dargestellten elektrischen Maschine liegt der Eisendrahtwiderstand w parallel, dessen Widerstandswert sich mit steigender Spannung etwa proportional der Spannung erhöht, so daß er im ganzen Spannungsbereich einen konstanten Strom i, aufnimmt. Die Erregerwicklung a, ist von dem Strom i durchflossen. Der Regelwiderstand, dessen Ohmwerte für die Erzielung gleicher Erregerströme i sich nun gegenüber der Schaltung nach Fig. i geändert haben, ist mit r bezeichnet. Dieser ist von dem Summenstrom i + ip durchflossen.
• In dem Schaubild (Fig.3) sind nun die Werte von ip, u, r und .R in Abhängigkeit vom Erregerstrom i, der die Wicklung a durchfließt, aufgetragen. Die Erregerspannung der Maschine ist mit U bezeichnet. Die an dem Regelwiderstand liegende Spannung ist durch die Kurve ti dargestellt. Der den Eisendralitwiderstanl w durchfließende Strom ip ist bei allen Spannungswerten, also auch bei allen Erregerströmen i (von einem gewissen kleinen Stromwert an) konstant.
• Es sollen nun die für eine bestimmte Erregung i benötigten Regelwiderstände R bzw. r für die Schaltung (Fig. i bzw. 2) berechnet werden. Um dies im Schaubild (Fig.3) in einfachster Weise darzustellen, werden die Ströme i und ip, welche die Widerstände R bzw. r durchfließen, als Funktion des Stromes i in das Schaubild eingetragen. Die Funktion i = i ist durch eine unter d.5° geneigte Gerade dargestellt, i. -1- i, ist eine dazu parallele Gerade. Ferner ist it - LT - i. # a. wobei für a der Wert i eingesetzt ist. Man kann nun in übersichtlicher Weise die Werte und bilden und die Funk- tionen r - f (i.) und R - f (i) eintragen. Man sieht, daß bei den niedrigen Spannungen rt die Widerstandswerte R und r sich wesentlich voneinander entfernen; für die Erzielung desselben kleinen Erregerstromes bei der Schaltung gemäß Fig. :2 ist ein viel kleinerer Widerstand i- erforderlich, denn der konstant bleibende Parallelstrom i.p ist bei diesen niedrigen Spannungen verhältnismäßig groß, erzeugt also einen hohen Spannungsabfall in r, so daß auf die Erregerwicklung a nur noch eine kleine Spannung entfällt. Man sieht ferner, daß sich mit wachsendem Erregerstrom i. die Werte R und r einander nähern, was daraus erhellt, daß mit wachsendem i der Einfluß von i, immer mehr zurücktritt. Bei den hohen Erregungen ist also bei der Schaltung nach Fig. 2 eine wesentliche Schwächung des Erregerstromes i durch den Parallelwiderstand-,v nicht vorhanden.
• Insbesondere ist die erfindungsgemäße Anordnung für elektrische Schnellregler mit Tippwiderständen nach dem Tirrillprinzip geeignet, da bei solchen Reglern ein Widerstand von hohem Ohmwert, der über einer gewissen Höchstgrenze liegt, unzulässig ist, wenn die Regelung auch bei hohen Erregerspanungswerten noch möglich sein soll. Dies hat bekanntlich seine Ursache in der bei solchen hohen Widerständen unbrauchbar hohen Taktzahl des Tipprelais und der hohen Funkenspamiung an den Tippkontakten. Man hat deshalb für derartige Schnellregler an Maschinen mit großem Erregerspannungsbereich schon verschiedene Vorschläge gemacht, um den Ohmwert des Tippwiderstandes für die Regelung im hohen Spannungsbereich .die Beispielsweise schlug man 'vöi-,, einen Teil des Tippwiderstandes bei i4berschreiten einer bestimmten Erregerspannung durch ein Relais kurzzuschließen, ferner wärme- und spannungsabhängige Tippwiderstände zu verwenden. Diese Anordnungen haben jedoch Nachteile. Der Nachteil der erstgenannten Anordnung besteht in der sprunghaften Änderung des Widerstandes, welche bei der Regelung Störungen verursachen kann. Der Nachteil der zweiten Anordnung besteht darin, daß infolge des Verlaufs der Regelcharakteristik selbsterregter elektrischer :Maschinen einem bestimmten Spannungs- bzw. Wärmewert des Regelwiderstandes immer zwei Ohmwerte zugeordnet sind, weshalb eine eindeutige Regelung nur bei Beschränkung des Regelbereichs möglich ist. Durdli die erfindungsgemäße Anordnung erhält nian dagegen eine kontinuierliche Regelung des Erregerstromes in den gewünschten weiten Grenzen mit einem Regelwiderstand r, dessen Ohmwert verhältnismäßig gering ist, so daß der Tippwiderstand auch bei hohen Erregerspannungen einwandfrei verändert werden kann.
• Eine andere Anwendungsmöglichkeit der erfindungsgemäßen Anordnung besteht bei Kohlensäuredruckreglern, deren Ohmzahl beschränkt ist. Man kann sie mit Hilfe der Anordnung für Maschinen verwenden, die eine wesentlich höhere Ohmzahl für die Regelung erfordern wurden, als sie der Kohlensäuledruckregler besitzt. Ferner kann man durch die erfindungsgemäße Anordnung auch . vorhandene zu geringolimige Regelwiderstände nachträglich für einen größeren Spannungsregelbereich brauchbar machen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Vergrößerung des Regelbereichs von Reglern elektrischer Maschinen, insbesondere Schnellreglern, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerwicklung der Maschine ein spannungsabhängiger, seinen Ohmwert bei steigender Spannung mit kleiner Zeitkonstante erhöhender Widerstand parallel geschaltet ist und mit dein Regler in Reihe liegt.