DE392013C - Selbsttaetiger Wechselstromregler - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 14. MÄRZ 1924

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d GRUPPE 49

(L55083

Walter Langdon-Davies und Alfred Soames in London.

Selbsttätiger Wechselstromregler. Patentiert im Deutschen Reiche vom 3. März 1922 ab.

Für diese Anmeldung ist gemäß dem Unionsvertrage vom 2. Juni 1911 die Priorität auf Grund der Anmeldung in England vom 11. März 1921 beansprucht.

Die Erfindung betrifft einen selbsttätigen Wechselstromregler mit zwei auf magnetisierbare Kerne gewundenen wechselseitig induktiven Spulen, von denen eine Spule und ihr Kern gegenüber der anderen eine Teildrehung ausführen können. Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die obere Begrenzung des Ausschlages dieser Spule und ihres Kernes durch einen einstellbaren Anschlag bestimmt werden kann.

Die Regelung der Anfangsstellung der beweglichen Spule und ihres Kernes bei einem derartigen Wechselstromregler ist Gegenstand von Patent 3 57519. In verschiedenen Fällen, z. B. bei der Lichtbogenschweißung, ist aber eine weniger mechanische Regelung der An-

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fangslage vorteilhafter, dafür muß aber die Bewegung der beweglichen Spule nach oben begrenzt sein.

Die Bewegung des beweglichen Gliedes aus seiner ursprünglichen Lage veranlaßt das Eintreten von Impedanz oder es regelt in anderer Weise den Strom des Arbeitsstromkreises, bis es den oberen Anschlag erreicht. In dieser Lage hat die Impedanz des Stromkreises den ίο geeigneten Wert und der Regler wird auch bei normalen Arbeitsbedingungen in oder in der Nähe dieser Lage verbleiben. Es ist klar, daß ζ. B. beim Lichtbogenschweißen die Wirkung des Reglers in seiner begrenzten Höchststellung die sein wird, daß selbst ein Kurzschluß des Stromkreises auf die Arbeit einen nur geringen schädlichen Einfluß ausüben kann. Es ist zweckmäßig, den Regler in bekannter Weise mit einer Einrichtung zu versehen, die eine zu plötzliche Bewegung derselben verhindert, z. B. einem Bremszylinder, dieser kann dann so eingerichtet werden, daß er nur in einer Richtung wirksam ist.

Um den beweglichen Teil in die Anfangslage zurückzubringen, kann eine leichte Feder benutzt werden oder ein belasteter Arm, und es ist nicht unbedingt erforderlich, daß durch deren Tätigkeit der Strom, nachdem der Regler in Tätigkeit gesetzt worden ist, konstant gehalten wird.

An Stelle von zwei in Reihe geschalteten

Windungen kann der Arbeitsstromkreis auch nur eine Windung enthalten und die andere Windung kann in sich selbst kurzgeschlossen sein.

Bei einer anderen Ausführungsform können zwei Windungen in Reihe mit dem Arbeitsstromkreis geschaltet sein, die eine ungleiche Anzahl von Windungen haben. Dies hat die Wirkung, daß unabhängig von der Stellung des Reglers ein gewisser Betrag von Drosselung oder Impedanz in dem Stromkreis hervorgerufen wird. Eine solche unabhängige Drossehvirkung kann gewünschten Falles aber auch durch Einschalten einer besonderen Impedanz in einen anderen Teil des Stromkreises eingeführt werden.

Eine Ausführungsform eines derartigen Reglers ist in
Abb. ι schaubildlich dargestellt.

Abb. 2 zeigt den Regler unter Fcrtlassung des Deckels.

Abb. 3 zeigt ein Diagramm der elektrischen Stromkreise des Reglers.

Abb. 4 zeigt ein Diagramm einer anderen Ausführungsform des Reglers.

Abb. 5 zeigt ähnlich wie Abb. 3 eine andere Anordnung der Stromkreise.

Der Übersichtlichkeit wegen sei zuerst auf Abb. 3 verwiesen, die zwei magnetisierbare Kerne A und B zeigt, die wie ein Ständer und i Läufer eines Induktionsmotors mit Windun- ! gen C und D versehen sind.

Auf der Welle B¹ (Abb. 2) des Läufers B ist ein Zahnrad E befestigt, dessen Zähne mit einem Zahnradabschnitt F in Eingriff stehen, ' welcher um den Zapfen F¹ eines festen Armes G drehbar ist. An dem freien Ende des Zahnradabschnittes F ist eine Verbindungsstange H angelenkt, die am unteren Ende mit dem Kolben / des Bremszylinders J¹ verbunden ist.

Die Anfangslage des Reglers ist durch den ■ Anschlag K (Abb. 1 und 3) bestimmt, gegen den sich der an der Welle B^x befestigte Arm L infolge seines Eigengewichtes anlegt. In Abb. 3 ist der Anschlag K in einer solchen : Lage dargestellt, daß der Läufer B und seine ; Windung D dem Ständer und seiner Wick-I lung etwas voraus sind, so daß während der

Tätigkeit des Reglers der Läufer das Be- : streben hat, sich im entgegengesetzten Sinne . des Uhrzeigers zu drehen. Den Betrag der ' anfänglichen Verschiebung kann man durch i Bewegen des Anschlages K verändern. Dieser I kann, wie Abb. 1 zeigt, ein Schraubenbolzen I sein, welcher in einer KurveiW¹ des DeckelsM ¹ verschieden eingestellt werden kann. Wie ί Abb. ι und 2 zeigen, ist nur eine verhältnis- '· mäßig leichte regelnde Kraft nötig. Für diesen Zweck ist eine Feder N vorgesehen, die mit ihrem einen Ende am Gehäuse befestigt ist und mit ihrem anderen Ende an einer kleinen Rolle B² der Läuferwelle B¹ angreift.

Die obere Begrenzung des Ausschlages des Läufers wird durch einen Anschlag O bestimmt, dessen Lage gemäß der Erfindung verändert werden kann, wie z. B. die drei Stellungen des Anschlages in Abb. 3 zeigen. In der praktischen Ausführung besteht der Anschlag gewöhnlich aus einem Schraubenbolzen mit einer gerändelten Mutter, welche, wie Abb. 1 zeigt, in jede gewünschte Lage der Kurve JIi¹ gebracht werden kann.

Wie Abb. 3 zeigt, sind die beiden Wicklungen C und D in den Arbeitsstromkreis in Reihe geschaltet, der z. B. für elektrische Lichtbogenschweißung dient. In der Anfangslage ist der Betrag der Impedanz oder Drossehvirkung leicht, denn die durch die eine Spule hervorgerufene Magnetisierung des Eisenstromkreises wird praktisch durch den anderen Stromkreis aufgehoben, und wenn die Anzahl der Windungen in den zwei Spulen gleich ist, so ist der einzige wirkende Stromfluß durch die leichte Abschiebung hervorgerufen, welche man dem Läufer gegeben hat. Wenn der Strom eingeschaltet ist, dreht sich der Läufer im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers, wobei eine zu plötzliche Bewegung in bekannter Weise durch den Brems-

zylinder I¹ verhindert wird. In dem Maße wie der Läufer sich dreht, vergrößert sich allmählich die Drosselwirkung, bis der Arm L mit dem Anschlag O in Berührung kommt, dessen Lage so gewählt ist, daß die Drosselwirkung in dieser Stellung die Bedingungen, unter welchen der Regler wirkt, am besten erfüllt.

Abb. 4 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Reglers, bei welchem ein Anfangsbetrag von Impedanz dadurch erhalten wird, daß man den Läufer mit einer größeren Anzahl Windungen D¹ versieht als den Ständer. Der Läufer hat nämlich fünf Windungen D¹, während der Ständer nur vier Windungen C¹ hat. In einem solchen Falle ist die anfängliche induktive Wirkung proportional dem Unterschied zwischen der Anzahl der Windungen an dem festen und dem beweglichen Teil, während bei der Drehung des beweglichen Teiles die induktive Wirkung danach strebt, einen Wert proportional der Summe der Windungen zu erreichen. Die besondere Form der in Abb. 4 dargestellten magnetischen Stromkreise hat keine Bedeutung und soll nur den Unterschied der Anzahl Windungen besser zeigen. In der praktischen Ausführung wird man vorziehen, den magnetischen Stromkreis, wie in Abk 3 dargestellt, auszuführen.

Abb. 5 zeigt eine andere Anordnung, bei welcher die Windung C² des Ständers in den Arbeitsstromkreis geschaltet ist, während die Windung D² in sich selbst kurzgeschlossen ist. Um die Sache klarer zu gestalten, ist die letzte Spule nur mit einer Windung versehen dargestellt, sie kann aber natürlich in jedem gewünschten Verhältnis zu den Windungen C² des Ständers stehen.

In Abb. 4 und 5 sind die Anschläge für die Anfangs- und Endstellungen nicht dargestellt, aber sie können so, wie in Abb. 1, 2 und 3 veranschaulicht, angeordnet werden. Außer diesen hier beschriebenen Anordnungen können die Windungen auch als Primär- und Sekundärwindungen eines Transformators angebracht werden, wobei die mit der Hauptleitung verbundene Ständerleitung als die Primär- und die Läuferwindungen als die Sekundärwindung in den Arbeitsstromkreis in Reihe geschaltet ist. Diese Anordnung ist auf der Zeichnung nicht ersichtlich, kann aber, ähnlich wie bei Patent 357519, ausgeführt werden. Es ist zuweilen erwünscht, die Rückkehrbewegung des Rotorgliedes so frei wie möglich zu machen. Dies kann dadurch geschehen, daß man in den Kolben/ des

Bremszylinders irgendein Ventil/² einfügt, wie es schematisch in Abb. 2 angedeutet ist.

Claims (5)

Patent- Ansprüche:

1. Selbsttätiger Wechselstromregler mit zwei auf magnetisierbare Kerne gewundenen wechselseitig induktiven Spulen, von denen eine Spule und ihr Kern relativ zu der anderen eine Teildrehung ausführen können, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Begrenzung des Ausschlages der beweglichen Spule (D) und ihres Kernes (B) durch einen verstellbaren Anschlag (O) bestimmt wird, so daß die bewegliche Spule in einer Stellung festgehalten wird, in der die induktive Wirkung für das normale Arbeiten am besten zur Geltung kommt.

2. Regler nach Anspruch 1, bei welchem das bewegliche Glied mit einem Bremszylinder versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Bremszylinder nur dann in Tätigkeit tritt, wenn das bewegliche Glied sich gegen den oberen Anschlag (O) hin bawegt, während die Bewegung in entgegengesetzter Richtung durch ein in dem Bremskolben vorgesehenes Ventil (/²) o. dgl. verhältnismäßig ungehindert ist.

3. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei wechselseitig induktive Spulen (C und D) so angeordnet sind, daß in ihrer Anfangslage die Impe- go danz oder Drosselung in dem Stromkreis klein ist, während sie sich allmählich nach Maßgate der Bewegung der beweglichen Spule vergrößert und dann beim Erreichen des Anschlages (0) einen vorher bestimmten Wert annimmt und konstant bleibt.

4. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine der wechselseitig induktiven Spulen (D²) kurzgeschlossen ist.

5. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei in Reihe geschalteten, wechselseitig induktiven Spulen (C¹ und D¹) eine ungleiche Anzahl von Windungen haben, so daß anfänglich die induktive Wirkung oder Drosselung proportional dem Unterschied der Anzahl Windungen der festen und der beweglichen Spule ist, während bei der Bewegung der beweglichen Spule die induktive Wirkung danach strebt, einen Wert proportional der Summe der Windungen anzunehmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.