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Schaltanordnung zur Erregung eines Wechselstromgenerators
Der Betrieb von Geräten und Maschinen, (die für den Anschluss an das Wechselstromnetz gebaut sind) mit kleinen Wechselstromgeneratoren, stellt bestimmte Anforderungen an diese Generatoren, die mit den bisherigen Konstruktionen nicht restlos erfüllt werden. Mit Rücksicht auf den Betrieb von elektronischen
Geräten -insbesondere von Funkgeräten-muss in diesen Wechselstrom generatoren jede Störquelle vermie- den werden. Eine der unangenehmsten Störquellen ist der Kollektor, der normalerweise zur Erzeugung des
Gleichstroms für die Erregerwicklung notwendig ist. Die Verwendung permanenter Magnete ist mit Nach- teilen durch Alterung und schwierige Spannungsregelung verbunden, so dass die Speisung der Magnetwick- lung über Gleichrichter aus der Generatorwicklung die gegebene Lösung ist.
Allerdings ist für das Anlassen besondere Vorsorge zu treffen, weil der Resonanzmagnetismus nach einer gewissen Stehzeit der Maschine liber unmittelbar an die Erregerwicklung angeschaltete Gleichrichter nicht ausreicht.
Es liegen Vorschläge vor, durch Blindwiderstände (deutsche Patentschrift Nr. 706650) nichtlineare Wider- stände (deutsche Patentschrift Nr. 942700), temperaturabhängige Widerstände (deutsche Patentschrift
Nr. 692969) oder Kondensatoren, in einem besonderen Fall durch Schalteinrichtungen. die vorübergehend wirk- sam gemacht werden (deutsche Patentschrift Nr. 733557) die Anpassung des Erregerstromkreises an den inneren Widerstand dei untererregten Maschine zu erreichen. Da jedoch bei Kurzschlüssen eine fast vollständige Ent- magnetisierung auftreten kann, sind solche Schaltungen nicht ausreichend.
Es wird deshalb für solcheFälle das kurzzeitige Anschalten einer Batterie zum Einleiten des Erregungsvorganges vorgeschlagen.
Erfindungsgemäss wird auch bei Vorliegen einer besonders kleinen Remanenz ohne äussere Stromquellen für das Anlassen über einen Übertrager ein Kondensator aufgeladen und in geladenem Zustand an die Erregerwicklung geschaltet. Der Stromstoss der Kondensatorenladung leitet dann die Wechselwirkung zwischen Erregerfeld und Wechselspannung ein, der dann zum Normalzustand fahrt. Um auch bei sehr kleiner Remanenz noch entsprechende Sicherheit zu haben, wird erfindungsgemäss ein auf die Netzfrequenz abgestimmter Schwingkreis angewendet, um die Wechselspannungen so weit aufzuschaukeln, dass die volle Kpndensatorladung erreicht wird.
Die Vermeidung von Betriebsstörungen durch Spannungsschwankungen wird erfindungsgemäss durch eine Kompensation der inneren Spannungsabfälle des Generators über einen Stromwandler erreicht, der über einen Gleichrichter den Erregerstrom mit der Belastung erhöht. Durch einen stromabhängigen Widerstand wird eine entsprechende Regelkurve erreicht.
Die erfindungsgemässe Anordnung wird nach den beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Nach der in Fig. 1 dargestellten grundsätzlichen Schaltung liefert die Generatorwicklung 1 über den Gleichrichter 7 den Erregerstrom für die Magnetwicklung 2. Durch den Stromwandler 4 und den Gleichrichter 6 wird der zur Kompensation des inneren Spannungsabfalles notwendige Erregerstrom geliefert. Für das Anlassen ist mit dem Übertrager 5 und Gleichrichter 8 eine Ladeschaltung für den Kondensator 9 vorgesehen, der über den Kontakt 10 an die Magnetwicklung 2 gelegt wird.
Fig. 2 zeigt ein Beispiel für den Einbau eines stromregelnden Widerstandes 11 in die Kompensationsschaltung, wobei die Magneterregung über eine zusätzliche Wicklung 12 erfolgt.
In Fig. 3 ist die Verwendung eines Resonanzkreises in der Anlassschaltung dargestellt. Die durch das Remanenzfeld in der Generatorwicklung 1 erzeugte verhältnismässig schwache Spannung führt in dem aus dem Kondensator 13 und der Spule 14 gebildeten Schwingkreis 5 zu Schwingungen, die mit entsprechender Anpassung an die Impedanzen über den Gleichrichter 8 eine fortschreitende Aufladung des Kondensators 9 bewirken. Durch den Schalter 10 kann von Hand aus oder durch ein bei Erreichen der wirksamen Ladespannung ansprechendes Relais ein Spannungsstoss auf die Magnetwicklung gegeben werden, der die Generatorwirkung einleitet.
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Switching arrangement for exciting an alternator
The operation of devices and machines (which are built for connection to the alternating current network) with small alternating current generators places certain requirements on these generators, which are not completely met with the previous designs. With regard to the operation of electronic
Devices - especially radio devices - must be prevented from any source of interference in these alternating current generators. One of the most unpleasant sources of interference is the collector, which is normally used to generate the
Direct current is necessary for the excitation winding. The use of permanent magnets is associated with disadvantages due to aging and difficult voltage regulation, so that the supply of the magnet winding via rectifiers from the generator winding is the given solution.
However, special precautions have to be taken for starting, because the resonance magnetism is not sufficient after a certain idle time of the machine via rectifiers connected directly to the excitation winding.
There are proposals to use reactive resistors (German patent specification No. 706650) non-linear resistances (German patent specification No. 942700), temperature-dependent resistances (German patent specification
No. 692969) or capacitors, in a special case by switching devices. which are temporarily made effective (German Patent No. 733557) to adapt the excitation circuit to the internal resistance of the underexcited machine. Since, however, almost complete demagnetization can occur in the event of short circuits, such circuits are not sufficient.
In such cases, it is therefore suggested to switch on a battery for a short time to initiate the excitation process.
According to the invention, even when there is a particularly small remanence without external power sources, a capacitor is charged via a transformer for starting and connected to the exciter winding in the charged state. The surge in the capacitor charge then initiates the interaction between the excitation field and the alternating voltage, which then returns to normal. In order to still have appropriate security even with a very small remanence, an oscillating circuit tuned to the network frequency is used according to the invention in order to rock the alternating voltages so far that the full capacitor charge is achieved.
The avoidance of malfunctions due to voltage fluctuations is achieved according to the invention by compensating for the internal voltage drops in the generator via a current transformer which, via a rectifier, increases the excitation current with the load. A corresponding control curve is achieved through a current-dependent resistor.
The arrangement according to the invention is explained in more detail according to the accompanying drawings.
According to the basic circuit shown in FIG. 1, the generator winding 1 supplies the excitation current for the magnet winding 2 via the rectifier 7. The current converter 4 and the rectifier 6 supply the excitation current necessary to compensate for the internal voltage drop. For starting a charging circuit for the capacitor 9 is provided with the transformer 5 and rectifier 8, which is connected to the magnet winding 2 via the contact 10.
FIG. 2 shows an example of the installation of a current-regulating resistor 11 in the compensation circuit, the magnet excitation taking place via an additional winding 12.
In Fig. 3 the use of a resonance circuit is shown in the starting circuit. The relatively weak voltage generated by the remanence field in the generator winding 1 leads to oscillations in the resonant circuit 5 formed by the capacitor 13 and the coil 14, which, with appropriate adaptation to the impedances via the rectifier 8, cause the capacitor 9 to charge progressively. By means of the switch 10, a voltage surge can be given to the magnet winding by hand or by a relay that responds when the effective charging voltage is reached, which initiates the generator effect.