DE303412C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

.- JVe 303412 KLASSE 21c. GRUPPE.- JVe 303412 CLASS 21c. GROUP

FRIEDRICH EULER in HAGEN i.W.FRIEDRICH EULER in HAGEN i.W.

Selbsttätiger Spannungsregler für Wechselstromniaschinen.Automatic voltage regulator for AC riveting machines.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. Februar 1916 ab.Patented in the German Empire on February 3, 1916.

Die im Laufe der Zeit entstandenen mannigfaltigen Bauweisen von selbsttätigen Spannungsreglern für Wechselstrommaschinen benutzen fast sämtlich elektrisch oder elektromagnetisch betätigte Hilfseinrichtungen, mit deren Hilfe die erforderlichen erheblichen Stellkräfte eingeschaltet werden, die für die Veränderung des Erregerstromes entweder zu einer Änderung des Widerstandes des Erregerstromkreises The diverse designs of automatic voltage regulators that have emerged over the course of time for AC machines almost all use electrical or electromagnetic actuated auxiliary equipment, with the help of which the necessary considerable actuating forces are switched on that are responsible for changing the excitation current either to a change in the resistance of the excitation circuit

ίο oder seiner Spannung oder zur Umlegung der Stromwege erforderlich sind. Sie sind infolge der verwickelten Bauweise im Betrieb empfindlich, wenig zuverlässig und bieten Schwierigkeiten hinsichtlich der Bedienung, so daß sie selten zur Anwendung kommen. Auch war bisher noch kein einfacher und zuverlässiger selbsttätiger Spannungsregulator für Wechselstrommaschinen bekannt.ίο or its voltage or for laying down the Current paths are required. Due to their intricate construction, they are sensitive in operation, unreliable and offer operational difficulties, so they rarely used. Neither has it been easier and more reliable up to now automatic voltage regulator for AC machines known.

Die Heranziehung des einfachen Zentrifugalpendeis, das sich sonst als eigentliches Regelorgan im Maschinenbau so bewährt hat, ist mit Elektromotorantrieb für die unmittelbare Erzeugung der Stellkraft wiederholt versucht worden.The use of the simple centrifugal alpine ice, which is otherwise the actual regulating organ Has proven so successful in mechanical engineering is with electric motor drive for the immediate Repeated attempts have been made to generate the actuating force.

Bei einer dieser bekannten Anordnungen ist für den unmittelbaren Antrieb des Zentrifugalpendels ein besonders hierfür eingerichteter Induktionsmotor mit Kurzschlußanker benutzt, der seine Treibenergie von der zu regelnden Wechselstrommaschine unvermittelt oder vermittelt erhält. Der Induktionsmotor ist bei dieser bekannten Anordnung deshalb verwendet, weil bei dem damaligen Stand der Technik Kollektormotoren wegen Funkenbildung, ungleicher und starker Abnutzung der Bürsten und des Kommutators u. dgl. vermieden werden sollten, die einen dauernd einwandfreien Antrieb des Pendels nicht gestatteten.In one of these known arrangements is for the direct drive of the centrifugal pendulum a specially designed induction motor with a short-circuit armature is used, which suddenly or mediates its driving energy from the alternating current machine to be regulated receives. The induction motor is therefore used in this known arrangement, because with the state of the art at the time, collector motors were caused by spark formation, uneven and heavy wear of the brushes and the commutator and the like should be avoided, which always flawlessly Driving the pendulum is not allowed.

Wenn schon diese Maßnahme an sich als Vorteil gelten muß, so entstanden dadurch aber andere Schwierigkeiten, die die Benutzung der Apparatur als Spannungsregler für Wechselstrom nicht einwandfrei erscheinen ließen. Denn es ist unmöglich, die Drehzahl des Induktionsmotors stets in eine nur der Spannungsänderung der zu regelnden Wechselstrommaschine entsprechende (verhältnisgleiche) Abhängigkeit zu bringen, wie es ein einwandfreier Regelvorgang erfordert. Die Drehzahl des Induktionsmotors ist bekanntlich vor allem abhängig von der Periodenzahl der Stromquelle. Eine Veränderung derselben muß daher auch bei gleichbleibender Spannung des Wechselstromes eine Regelung veranlassen, die aber gar nicht beabsichtigt wird und sofort die Spannung verändert, die doch gleichgehalten werden soll.If this measure in itself must be regarded as an advantage, it resulted from it but other difficulties involving the use of the apparatus as a voltage regulator for alternating current did not appear flawless. Because it is impossible to control the speed of the induction motor always in one only of the voltage change of the alternating current machine to be regulated to bring appropriate (proportionate) dependency, as it is an impeccable Control process required. The speed of the induction motor is known to be above all depending on the number of periods of the power source. A change in the same must therefore initiate a regulation even if the voltage of the alternating current remains the same, but the is not intended at all and immediately changes the tension, which nevertheless kept the same shall be.

Weiter ist zu beachten, daß die Drehzahl des Induktionsmotors auch bei gleichbleibender Periodenzahl dauernd nicht in genügend verhältnisgleicher Abhängigkeit von der zu regelnden Spannung steht. -Bei Leerlauf des Motors oder bei geringer Belastung bloß durch die Bewegungswiderstände des Pendels ändert sich die Drehzahl praktisch überhaupt kaum mit der Spannung. Für eine gewisse Belastung hat die Veränderung der Spannung wohl eine Änderung der Drehzahl zur Folge, aber sie ist nicht verhältnisgleich mit derselben, und selbst wenn die Verhältnisgleichheit durch eine gewisse Belastung in beschränktem Maße erreicht ist, muß die Veränderung der Belastung durch dieIt should also be noted that the speed of the induction motor also remains constant The number of periods is permanently not sufficiently proportional to the one to be regulated There is tension. -When the engine is idling or when the load is low, only due to the movement resistances of the pendulum, the speed hardly changes at all with the voltage. For a certain amount of stress the change in voltage may result in a change in speed, but it is not proportional to the same, and even if the proportional equality by a certain burden has been achieved to a limited extent, the change in exposure to the

unvermeidliche Abnutzung der aufeinander gleitenden Teile, in' den Lagern usw., durch ungleichmäßigen Zustand der Schmierung die Verhältnisgleichheit stören oder ganz aufheben. Ein selbsttätiger Spannungsregler für Wechselstrommaschinen kann sonach unter Benutzung eines Induktionsmotors zum Antrieb des Pendels nicht einwandrei arbeiten.inevitable wear of the parts sliding on each other, in the bearings, etc. uneven condition of the lubrication disturb or completely cancel the equality of relationship. An automatic voltage regulator for AC machines can therefore be used an induction motor to drive the pendulum does not work properly.

In der vorliegenden Erfindung wird nun zurIn the present invention is now to

ίο Erzeugung der Stellkräfte wieder ein Zentrifugalpendel benutzt, das aber im Gegensatz zu der erwähnten bekannten Anordnung ein Gleichstrommotor antreibt. Seine Anwendung macht nach dem heutigen Stand der Technik nicht die geringsten Schwierigkeiten, weil die neuzeitlichen Gleichstrommotor^ frei von den oben erwähnten Mängeln sind.ίο Generating the actuating forces again a centrifugal pendulum used, but in contrast to the known arrangement mentioned, it drives a DC motor. Its application does not cause the slightest difficulty with the current state of the art, because the modern DC motor ^ are free from the defects mentioned above.

Die Antriebsenergie des Pendelmotors, der Fremderregung oder Dauer- oder übersättigteThe drive energy of the pendulum motor, the external excitation or permanent or oversaturated

ao Magnete erhält, wird von einem Wechselstrom-Gleichstrom-Einankerumformer geliefert. Dieser ist unmittelbar oder mittelbar (durch Transformator) an die zu. regelnde Wechelstrommaschine angeschlossen und überträgt somit die veränderliche Wechselstromspannung als veränderliche, aber verhältnisgleiche Gleichstromspannung auf den Pendelmotor. Da bei unveränderter Feldstärke und der hier als unveränderlich anzusehenden Belastung zwischen Drehzahl des Gleichstrommotors und aufgedrückter Spannung auch Verhältnisgleichheit besteht, so ist auch diese zwischen Pendelausschlag und Änderung der Wechselstromspannung vorhanden. Die Bedingung für einen brauchbaren Regelvorgang ist also gegeben, zumal auch die Periodenzahl des Wechselstromes ganz ohne Einfluß auf die Drehzahl des Gleichstrommotors ist.ao magnets is obtained from an AC-DC single armature converter delivered. This is directly or indirectly (through transformer) to the. regulating alternating current machine connected and thus transmits the variable AC voltage as variable but proportional direct current voltage to the pendulum motor. Included unchanged field strength and the load to be seen here as unchangeable between The speed of the DC motor and the voltage applied also have the same ratio exists, this is also between the swing of the pendulum and the change in the alternating current voltage available. The condition for a usable control process is therefore given, especially the number of periods of the alternating current without any influence on the speed of the DC motor is.

In der Anwendung eines Gleichstrommotors in Verbindung mit dem Einankerumformer besteht das Neue und besonders Kennzeichnende des selbsttätigen Spannungsreglers nach der vorliegenden Erfindung.In the application of a DC motor in connection with the single armature converter there is the new and particularly characteristic of the automatic voltage regulator of the present invention.

Nach der Zeichnung besteht der selbsttätige Spannungsregler aus dem Regulierwiderstand W, . der entweder in den Erregerstromkreis der Wechselstrommaschine oder auch in den der erregenden- Maschine eingeschaltet und von einer hydraulisch oder sonstwie betätigten Hilfsmaschine S verstellt wird. Diese steht unter Einwirkung des Zentrifugalpendels P, dessen Regelgestänge auch in bekannter Weise durch eine Rück- oder Nachführung mit ihr verbunden sein kann. Das Pendel wird von dem Gleichstrommotor M angetrieben. U ist der erwähnte Einanker-Wechselstrom-Gleichstromumformer. According to the drawing, the automatic voltage regulator consists of the regulating resistor W,. which is switched on either in the excitation circuit of the alternating current machine or in that of the excitation machine and is adjusted by an auxiliary machine S operated hydraulically or in some other way. This is under the action of the centrifugal pendulum P, the control linkage of which can also be connected to it in a known manner by a return or tracking. The pendulum is driven by the DC motor M. U is the aforementioned single armature AC / DC converter.

Der Widerstand W kann auch unter Weglassung der Hilfsmaschine 5 unmittelbar von dem Pendel P betätigt werden. Dann ist aber eine Regelung der Spannung der Wechselstrommaschine nur innerhalb der Grenzen möglich, die durch den Ungleichförmigkeitsgrad des Pendels gezogen sind. Die Einschaltung der Hilfsmaschine gibt beliebig große Verstellungskräfte für die Betätigung des Regulierwiderstandes und gestattet zugleich Einregeln nicht nur auf gleichbleibende Wechselstromspannung, sondern auch auf eine mit der Belastung der Wechselstrommaschine zunehmende Spannung zum Ausgleich des Spannungsverlustes in den Leitungen. An Stelle des metallischen Regulierwiderstandes kann naturgemäß auch ein Flüssigkeitswiderstand treten.The resistor W can also be actuated directly by the pendulum P with the auxiliary machine 5 omitted. Then, however, the voltage of the alternating current machine can only be regulated within the limits drawn by the degree of irregularity of the pendulum. The activation of the auxiliary machine gives arbitrarily large adjustment forces for the actuation of the regulating resistor and at the same time allows adjustment not only to a constant alternating current voltage, but also to a voltage that increases with the load on the alternating current machine to compensate for the voltage loss in the lines. Instead of the metallic regulating resistor, a liquid resistor can naturally also occur.

Claims

Patent claim:

Automatic voltage regulator for single and multi-phase AC machines, thereby characterized in that to drive one of the actuating forces emitting or triggering Centrifugal pendulum a direct current motor is used, which is interposed from a single armature AC / DC converter in its speed is brought only in accordance with the AC voltage to be regulated.

1 sheet of drawings.