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Regeleinrichtung Die modernen Drehstromgeneratoren erfordern zur günstigen
Ausnutzung der Baustoffe und aus Gründen der Kurzschlußsicherheit erheblich höhere
Erregerspannungsbereiche als bisher. Während bei den älteren Generatoren das Verhältnis
der Erregerspannung bei Leerlauf des Generators zur Erregerspannung bei Vollast
etwa i : 3 war (z. B. Leerlauferregerspannung El - 6o Volt, Vollasterregerspannung
E" = i8o Volt) muß heute dieses Verhältnis auf etwa i : 5 Besteigert werden. Durch
diese Erhöhung des Verhältnisses El : E,, treten bei der Spannungsregelung
mit Schnellreglern, die etwa nach dem Tirrillprinzip arbeiten, gewisse Schwierigkeiten
auf. Um bei Leerlauf noch ein regelmäßiges Arbeiten des Schnellreglers zu erreichen,
muß der Nebenschlußregler so weit eingeschaltet werden, daß die Erregerspannung
bei geöffneten Kontakten etwa auf die Hälfte von Et abfallen kann. Erfahrungsgemäß
würde der Schnellregler bei einer solchen Einstellung des Nebenschlußreglers bei
Vollast des Generators mit zu geringer Schwingungszahl und infolgedessen nicht mehr
regelmäßig arbeiten. Die Verhältnisse können in bekannter Weise dadurch verbessert
werden, daß man zwei Stellungen am Nebenschlußregler vorsieht, wobei die eine für
geringe Maschinenbelastung und die zweite für den oberen Belastungsbereich des Generators
bestimmt ist. Die je nach der Belastung erforderliche Umschaltung kann von Hand,
etwa durch den Maschinisten, oder durch Relais erfolgen. In beiden Fällen ist die
Umschaltung stoßweise, was für den Reglerbetrieb keineswegs günstig ist.
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Die sehr erheblichen Nachteile der bekannten Einrichtungen werden
nach der Erfindung in einfacher Weise dadurch beseitigt, daß das Zusatzrelais, das
den Ohmwert des periodisch kurzgeschlossenen Widerstandes verändert, von den periodisch
arbeitenden Kontakten des Reglers gesteuert wird, und zwar entweder von den Hauptkontakten
oder den Kontakten des Hilfsrelais. Hierdurch wird erreicht, daß die Einschaltung
des Zusatzrelais impulsweise erfolgt und sich der Übergang von der einen Betriebsstellung
des Nebenschlußreglers in die andere infolgedessen sanfter vollzieht.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Abb. r zeigt eine erfindungsgemäße Anordnung, bei welcher das Zusatzrelais von den
Kontakten des Zwischenrelais gesteuert wird, und Abb. 2 eine Anordnung, bei welcher
das Zusatzrelais in Serie mit dem Differentialrelais geschaltet ist und von den
Hauptstromkontakten gesteuert wird.
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In den Zeichnungen bezeichnet i däs Drehstromsystem, auf welches der
Generator 2
arbeitet, 3 die Erregermaschine mit dem Regulierwiderstand
q., 5. Der Teil 4 des Erregerwiderstandes ist nur bei Leerlauf und geringer Belastung
des Generators in den Erregerkreis der Erregermaschine geschaltet, während er bei
Vollbelastung des Generators kurzgeschlossen werden soll. Das Tirrillsvstem 6, das
in an sich bekannter Weise einerseits von der Netzspannung und andererseits von
der Erregerspannung erregt wird, steuert, wie üblich, zunächst das Differentialrelais
7. Die Veränderung des Ohmwertes des periodisch vom Differentialrelais kurzgeschlossenen
Widerstandes .4, 5 bzw. die Überbrückung des Widerstandes 4. erfolgt durch das Zusatzrelais
8, das noch mit einer Zeitverzögerung ausgestattet sein kann. Dieses Zusatzrelais
8 liegt bei der Anordnung nach Abb. i in Reihe mit einem Widerstand io, parallel
zum Erregerspannungsmagneten 9 an der Erregerspannung. Das Zusatzrelais ist so eingerichtet,
daß es gegen den Zug einer Feder i i bei genügender Erregung seinen Anker 12 anzieht,
der bei 13 drehbar gelagert ist. Bei ungenügender Erregung liegt der Anker an einem
Anschlag 14 an. An dem anderen Ende des hebelförmigen Ankers 12 befindet sich ein
Kontakt 15, der mit einem Kontakt 16 so zusammenarbeitet, daß bei dem Anziehen des
Ankers durch den Magneten des Zusatzrelais 8 die Kontakte geschlossen werden. Hierdurch
wird der Widerstand q. kurzgeschlossen. Ein zu den Kontakten 15, 16 parallel geschalteter
Kondensator dient dazu, etwa auftretende Funken zwischen den Kontakten 15 und 16
zu löschen. Ein Teil des Widerstandes io kann durch die Kontakte:2o, 21, die von
dem Differentialrelais 7 gesteuert sind, kurzgeschlossen werden. Die übrigen Teile
des Tirrillreglers sind, da für die Erfindung unwichtig, nicht besonders bezeichnet.
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Die Wirkungsweise der Anordnung nach Abb. i ist folgende: Bei geringer
Erregerspannung sind die Arbeitskontakte des Relais 8 geöffnet, wodurch der gesamte
Widerstand q. und- 5 am Nebenschlußregler eingeschaltet ist, entsprechend der Regelung
für die geringe Generatorbelastung. Ein Kurzschließen eines Teiles des Widerstandes
io durch die Kontakte 2o, 21 reicht dabei noch nicht aus, um das Relais 8 so zu
erregen, daß es seinen Anker anziehen kann. Steigt nun die Belastung des Generators
:2 an, so muß der Schnellregler eine höhere Erregerspannung einstellen. Bei einer
bestimmten, durch die Zugfeder ii wahlweise einstellbaren Höhe der Erregerspannung
beginnt der Anker 12 des Zusatzrelais durch das periodische Kurzschließen. des Widerstandes
io im gleichen Takt zu arbeiten wie das Differentialrelais 7. Hierdurch wird während
einer kurzen Übergangsperiode ein periodisches Offnen und Schließen der Kontakte
15, 16 und damit ein impulsartiges Einundausschalten der Widerstandsgruppe q. des
Nebenschlußreglers bewirkt. Wenn die Erregerspannung noch höher ansteigt, schließen
sich die Kontakte 15 und 16 für dauernd, da dann das Relais 8 unabhängig von dem
Spiel der Kontakte 2o, a1 seinen Anker T2 anzieht, wodurch die Widerstandsgruppe
4 vollständig kurzgeschlossen wird, so daß also der Generator 2 die für die hohe
Belastung richtige Erregerspannung zugeführt erhält.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb.2, welches ebenfalls nur eine
schematische Darstellung einer Tirrillregleranordnung wiedergibt, erhält das Zusatzrelais
8 zwei Wicklungen 17 und 18, wobei die Wicklung 18 dauernd von einem Strom durchflossen
wird, dessen Höhe abhängig von der Erregerspannung ist. Die Wicklung 18 liegt in
Reihe mit der Wicklung i9 des Differential- oder Arbeitsrelais 7. Im Stromkreis
der Wicklung 17 liegen die Hauptkontakte des Tirrillsystems 6, so daß die Wicklung
17 entsprechend den Schwingungen der Hauptkontakte periodisch ein- und ausgeschaltet
wird. Die beiden Wicklungen 17 und 18 sind so angeordnet, daß sich ihre magnetischen
Wirkungen addieren. Auch bei dieser Anordnung sind bei geringer Erregerspannung
die Kontakte 15 und 16 des Zusatzrelais 8 geöffnet, da die Zugkraft der Feder i
i die Zugkraft der Wicklungen 17 und 18 überwiegt. Beim Ansteigen der Erregerspannung
wird nun der Fall eintreten, daß die Zugkraft der Feder i i zwar noch immer die
Zugkraft der bei geöffneten Hauptkontakten allein eingeschalteten Wicklung i 8 überwiegt,
daß aber bei dem vorübergehenden Schließen der Tirrillhauptkontakte, also bei eingeschalteter
Wicklung 17, die gemeinsame Zugkraft der beiden Wicklungen 17 und 18 die Gegenkraft
der Zugleder ii überwiegt. Hierdurch werden die Kontakte 15 und 16 geschlossen,
wodurch die Widerstandsgruppe q. des Nebenschlußreglers kurzgeschlossen wird. Während
einer bestimmten Zeit des Ansteigens der Belastung werden die Kontakte 15 und 16
entsprechend dem Rhythmus der Tirrillhauptkontakte, aber mit einer gewissen, z.
B. an dem Zusatzrelais einstellbaren Verzögerung geöffnet und geschlossen. Steigt
aber die Erregerspannung so weit an, daß die Zugkraft der Wicklung 18 allein genügt,
um den Anker 12 fest anzuziehen und damit die Kontakte 15 und 16 zu schließen, so
hört das periodische Arbeiten des Zusatzrelais auf, und das Tirrillsystem 6 schließt
jetzt über das Differentialrelais 7 nur so viel Widerstand vom Nebenschlußregler
kurz,
wie es für ein regelmäßiges rasches Arbeiten des Reglers bei Vollast erforderlich
ist.
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Bei sinkender Belastung des Generators .2 fällt die Erregerspannung
ab, und der für beide Anordnungen beschriebene Vorgang wird sich in umgekehrter
Reihenfolge abspielen. Statt bei zunehmender Belastung einen Teil des Regulierwiderstandes
kurzzuschließen, kann selbstverständlich die Widerstandsverminderung dadurch erzielt
werden, daß zu dem insgesamt eingeschalteten Regulierwiderstand für den Leerlauf
bei zunehmender Belastung ein Parallelwiderstand geschaltet wird. Außerdem ist es
nach der Erfindung auch noch möglich, das zeitliche Zusammenarbeiten zwischen dem
Ansprechen des Hauptrelais und dem Zusatzrelais bzw. dem Differentialrelais so abzustimmen,
daß nicht beim Schließen, sondern beim öffnen dieser Kontaktvorrichtungen das Zusatzrelais
eingeschaltet wird. Dieses muß selbstverständlich dann so erfolgen, daß bei sich
eben öffnenden Tirrillkontakten und sich ändernden Belastungen der Regulierwiderstand
wie oben beschrieben verändert wird.
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Gleichzeitig mit dem Ein- und Ausschalten des Regulierwiderstandes
kann durch die Zusatzeinrichtung das Arbeiten des Tirrillreglers noch dadurch verbessert
werden, daß die mechanischen und magnetischen Zugkräfte des Differential- oder Arbeitsrelais
z. B. durch Einschalten von Vorwiderständen so verändert werden, daß diese Relais
sich genau in den Takt der schwingenden Systeme einfügen.