DE300953C

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Publication number: DE300953C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.\%PATENT OFFICE. \%

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung von Anlagen, in denen eine Dynamomaschine stark schwankender Drehzahl mit einer Sammlerbatterie parallel arbeitet, also insbesondere zur Regelung von elektrischen Zugbeleuchtungsanlagen. Bei diesen pflegt man die Dynamospannung mittels eines selbsttätigen Reglers konstant zu halten und einen selbsttätigen Schalter einzubauen, weleher die Dynamo mit der Batterie parallelschaltet, sobald die Spannung der Dynamo eine gewisse Höhe übersteigt. Der Schaltermagnet besitzt daher eine Wicklung, welche an der Dynamospannung liegt. Da nun durch das Schließen des Schalters ein Spannungsabfall hervorgerufen wird, so- läßt man die Wirkung der Spannungsspule des Schaltermagneten durch eine vom Dynamostrom durchflossene Stromspule verstärken. Sobald nun nach Schließung des Zuschalters die Drehzahl der Dynamo und damit ihre Spannung zu steigen beginnt, muß der Regler, der bis dahin in seiner Endstellung gestanden hat, eingreifen und durch Feldschwächung den Anstieg der Spannung verhindern. Nun kann es vorkommen, daß der Regler infolge Tem^: peratureinfluß, Abnutzung o. dgl. zu frühzeitig anspricht, nämlich bevor die für den Schluß des Schalters nötige Spannung erreicht ist, und also noch bevor der Schaltmagnet den Zuschalter geschlossen hat, und daß dann das Parallelschalten überhaupt unterbleibt. Oder die Regelung kann zwar rechtzeitig erst nach Schluß des Schalters einsetzen, aber ein Pendeln des Schalters verursachen. Denn ist die Batteriespannung gleich der Dynamomaschinenspannung, so fließt kein Strom in der Festhaltespule (h der Figur), ist sie sogar größer, so erhält die Spule Rückstrom und der Schalter öffnet. Wenn also der Regler auf etwas zu tiefe Spannung regelt, so kann der Schalter p zunächst trotzdem schließen, öffnet aber sofort wieder, sobald die Festhaltespule Rückstrom erhält; dieses Spiel (Pendeln) wiederholt sich. 'The invention relates to a method for regulating systems in which a dynamo machine with a strongly fluctuating speed works in parallel with a collector battery, that is to say in particular for regulating electrical train lighting systems. With these, the dynamo voltage is kept constant by means of an automatic regulator and an automatic switch is built in, which connects the dynamo in parallel with the battery as soon as the voltage of the dynamo exceeds a certain level. The switch magnet therefore has a winding which is connected to the dynamo voltage. Since a voltage drop is now caused by closing the switch, the effect of the voltage coil of the switch magnet is increased by a current coil through which the dynamo current flows. As soon as the speed of the dynamo and thus its voltage begins to increase after the switch has been closed, the controller, which has been in its end position until then, must intervene and prevent the voltage from rising by weakening the field. Now it may happen that the controller due ^Tem.. Peratureinfluß, wear or the like responsive to early, namely before the voltage necessary for the conclusion of the switch is reached, and thus before the solenoid has the Zuschalter closed, and that then the Parallel switching does not take place at all. Or the control can start in good time only after the switch has closed, but it can cause the switch to oscillate. Because if the battery voltage is the same as the dynamo machine voltage, no current flows in the holding coil (h in the figure), if it is even higher, the coil receives reverse current and the switch opens. So if the regulator regulates to a voltage that is a little too low, the switch p can initially close anyway, but opens again immediately as soon as the retaining coil receives reverse current; this game (pendulum) is repeated. '

Diese Nachteile kann man dadurch vermeiden, daß man den Regler unter die Kontrolle des-selbsttätigen Parallelschalters stellt. Nach der Erfindung wir,d nun beim Zuschalten des Parallelschalters entweder die Amperewindungszahl der Reglerspule verstärkt oder die Gegenkraft des Reglersystems geschwächt. Das kann z. B, durch Kurzschließen eines Vorschaltwiderstandes oder durch öffnen eines Parallelwiderstandes der Reglerspule_:geschehen. Dabei kann man die Spule des Reglers stromlos erhalten, solange der Parallelschalter offen ist und den Reglerstromkreis erst durch den Schalter mit schließen lassen, oder falls die Reglerspule durch Kurzschließen stromlos gemacht war, durch den Schalter den Kurzschluß aufheben lassen. Würde man den Erfindungsgedanken; auch trotz der zuletzt beschriebenen Maßnahmen nicht zur AnwendungThese disadvantages can be avoided by placing the controller under the control of the automatic parallel switch. According to the invention, when the parallel switch is switched on, either the number of ampere turns of the regulator coil is increased or the counterforce of the regulator system is weakened. This can be B, by short-circuiting a series resistor or by opening a parallel resistor of the regulator coil _: done. The regulator coil can be kept de-energized as long as the parallel switch is open and the regulator circuit can only be closed by the switch, or if the regulator coil was de-energized by short-circuiting, the short-circuit can be canceled by the switch. One would think of the invention; not applicable despite the measures described last

bringen, so könnte selbst bei solchen Anlagen, bei denen der Regler erst mit dem Schluß des Parallelschalters in Tätigkeit gesetzt wird, noch das erwähnte Pendeln des Schalters vorkommen. .bring, so could even with such systems, in which the controller only with the end of the parallel switch is put into action, the mentioned oscillation of the switch still occur. .

Die Zeichnung zeigt eine Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach der Erfindung, bei der die Amperewindungen des Reglers durch Kurzschließen eines Vorschaltwiderstandes durch den Parallelschalter beim Schließen des letzteren verstärkt werden. In der Figur bedeutet η das Netz, b die Sammlerbatterie und d die Dynamo, deren ' Feldwicklung f über den vom Regler r verstellbaren Widerstand w gespeist wird. Die Spule des Reglers ist über den Vorschaltwiderstand υ an die Dynamospannung angeschlossen, von welchem ein Teil durch den Parallelschalter p kurzgeschlossen werden kann. Der Magnet des Schalters p besitzt in bekannter Weise eine dauernd angeschlossene Spannungsspule s und eine nach erfolgter Parallelschaltung stromdurchflossene Hauptstromspule (Festhaltespule) h. The drawing shows an arrangement for carrying out the method according to the invention, in which the ampere turns of the regulator are amplified by short-circuiting a series resistor through the parallel switch when the latter is closed. In the figure, η denotes the network, b the collector battery and d the dynamo, the field winding f of which is fed via the resistor w that can be adjusted by the controller r. The coil of the regulator is connected to the dynamo voltage via the series resistor υ , part of which can be short-circuited by the parallel switch p. The magnet of the switch p has, in a known manner, a permanently connected voltage coil s and a main current coil (holding coil) h through which current flows after a parallel connection has taken place.

Die Wirkungsweise ist folgende: Bei Stillstand und Langsamlauf der Dynamo d liefert die Batterie b allein Strom ins Netz η; dabei ist die Dynamo voll erregt, und der Kontakt des Reglers r steht in seiner unteren Endstellung; der Schalter p ist geöffnet. Mit steigender Drehzahl der Dynamo erhöht sich die Spannung, bis sie die Batteriespannung um einen gewissen Wert übersteigt. In diesem Augenblick erfolgt die Anziehung des Magnetkernes durch die Spule s und somit die Schließung des Parallelschalters p, der nunmehr durch die Stromspule h in der geschlossenen Stellung gehalten wird. Die Dynamo d liefert nun den Netzstrom und -lädt zugleich die Batterie b. Gleichzeitig mit der Schließung des Parallelschalters p wird der Teil t des Vorschaltwiderstandes ν der Reglerspule r kurzgeschlossen, wodurch die Amperewindungszahl des Reglers und damit sein Feld verstärkt wird. Der Regler wird also gegebenenfalls sofort aus seiner Endstellung heraustreten und die Dynamospannung auf den richtigen Wert, d. i. auf einen niedrigeren Wert heräbregeln als derjenige war, bei dem der Schälter p geschlossen wurde. Wenn dann die Drehzahl der Dynamo weiter steigt, wird ihre Spannung vom Regler auf diesem Wert konstant gehalten. Um diese Wirkungsweise zu- erreichen, wird also der Vorschaltwiderstand des Reglers höher bemessen als der gewollten Dynamospannung entspricht, und für den Betrieb mit Dynamo wird ein Teil dieses Vorschaltwiderstandes kurzgeschlossen. Zur näheren Erläuterung der Wirkungsweise werde zu einem Zahlenbeispiel gegriffen, das sich der Einfachheit halber auf die Spannung einer einzigen Akkumulatorenzelle bezieht. Die Entladespannung dieser Zelle schwankt bekanntlich etwa zwischen 1,9 und 2,1 Volt. Damit nun sicher keine Entladung in- die Dynamo d eintritt, darf die niedrigste Spannung, bei der der Parallelschalter p schließt, nicht geringer als die höchst mögliche Entladespannung, nämlich 2,1 Volt sein; der Sicherheit halber wähle man sie im ungünstigsten Falle 2,2 Volt. Sie schwankt aber leicht infolge der Temperatur und anderer äußerer Umstände bis hinauf zu 2,6 Volt. Der Regler χ reguliere bei kurzgeschlossenem Widerstand" t auf 2,4 Volt konstant die Ladespannung der Batterie. Der Regler ist infolge des hohen Vorschaltwiderstandes von der Temperatur unabhängig.The mode of operation is as follows: When the dynamo d is at a standstill and running slowly, the battery b alone supplies power to the network η; the dynamo is fully excited and the contact of the controller r is in its lower end position; the switch p is open. As the speed of the dynamo increases, the voltage increases until it exceeds the battery voltage by a certain value. At this moment, the magnet core is attracted by the coil s and thus the parallel switch p is closed, which is now held in the closed position by the current coil h. The dynamo d now supplies the mains current and at the same time charges the battery b. Simultaneously with the closing of the parallel switch p , the part t of the series resistor ν of the regulator coil r is short-circuited, whereby the number of ampere turns of the regulator and thus its field is strengthened. If necessary, the regulator will step out of its end position immediately and regulate the dynamo voltage to the correct value, that is to say to a lower value than the one at which the switch p was closed. If the speed of the dynamo continues to increase, the regulator keeps its voltage constant at this value. In order to achieve this mode of operation, the series resistor of the controller is dimensioned higher than the desired dynamo voltage, and part of this series resistor is short-circuited for operation with a dynamo. For a more detailed explanation of the mode of operation, a numerical example will be used, which for the sake of simplicity relates to the voltage of a single accumulator cell. The discharge voltage of this cell is known to vary between 1.9 and 2.1 volts. To ensure that no discharge occurs in the dynamo d , the lowest voltage at which the parallel switch p closes must not be lower than the highest possible discharge voltage, namely 2.1 volts; to be on the safe side, choose 2.2 volts in the worst case. However, it fluctuates slightly as a result of temperature and other external circumstances up to 2.6 volts. The regulator χ regulates the charging voltage of the battery to a constant 2.4 volts when the resistor " t is short-circuited. The regulator is independent of the temperature due to the high series resistance.

Die oben erwähnte Regelungsweise bezieht sich auf den Fall, wo der Parallelschalter pzufolge besonderer Umstände erst dann schließt und gegebenenfalls den Regler in Tätigkeit treten läßt, wenn die Dynamo 2,6VoIt Spannung gibt. In diesem Falle wird nämlich der Regler r sofort aus seiner Endstellung heraustreten und sofort auf 2,4 Volt herunterregeln. Aber trotzdem öffnet der ■ Schalter p nicht wieder, da seine untere Ansprechgrenze 2,2 Volt beträgt. Beträgt aber die Dynamospannung, bei der der Schalter p schließt, nur 2,2 Volt, so verharrt der Regler so lange in seiner Endstellung, bis infolge der ,Drehzahlzunahme der Dynamo deren Spannung den Wert von 2,4 Volt überschritten hat. Von diesem Wert ab beginnt dann der Regler die Spannung konstant zu halten.The regulation method mentioned above relates to the case where the parallel switch p , due to special circumstances, only closes and, if necessary, allows the regulator to come into operation when the dynamo is 2.6VoIt. In this case the regulator r will step out of its end position immediately and regulate it down to 2.4 volts immediately. But in spite of this, the ■ switch p does not open again, since its lower response limit is 2.2 volts. If, however, the dynamo voltage at which switch p closes is only 2.2 volts, the controller remains in its end position until, as a result of the increase in speed of the dynamo, its voltage has exceeded 2.4 volts. From this value onwards, the regulator begins to keep the voltage constant.

Auf welche weitere Arten diese Wirkungsweise noch erreicht werden kann, ist oben bereits erläutert worden.In which other ways this mode of action can be achieved is above has already been explained.

Claims

Patent Claims:

i. Process for regulating systems, in which a dynamo machine fluctuates greatly from a certain speed Voltage automatically switched in parallel with a collector battery and at an almost constant voltage: regulated is, the controller acting fully or partially under the control of the automatic the parallel switch is set, characterized in that iie in front of the parallel switch the dynamo with the battery ver ^ the number of ampere turns of the regulator coil reduces or the counterforce of the controller is increased, and only at the same time with the closing of the parallel switch a stronger one required for normal regulation Number of ampere-turns of the regulator established or a weakening of the opposing force the same is caused, for the purpose of an early response of the controller to avoid this possibly due to external circumstances, such as the influence of temperature,

Wear and tear ο. Like. Caused and the parallel connection of the dynamo with the Battery could prevent.

2. The method according to claim i, characterized in that simultaneously with the Closing the parallel switch also only turns on the regulator coil.

3. A device for performing the method according to claims 1 and 2, characterized in that the parallel switch on; the resistor (t) connected upstream of the regulator coil (r) is short-circuited or a resistance circuit connected in parallel to it is opened.

1 sheet of drawings.