DE628562C

DE628562C - Regelbarer Kohlewiderstand

Info

Publication number: DE628562C
Application number: DEA73974D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-08-30
Filing date: 1934-08-30
Publication date: 1936-04-07

Description

Regelbarer Kohlewiderstand Es ist bekannt, Regelwiderstände aus einzelnen zusammendrückbaren K.ohleelementen oderplatten aufzubauen. Dadurch erreicht man, daß der Widerstand einer solchen Anordnung von dem auf sie ausgeübten Druck abhängig wird, so daß man also den wirksamen Widerstand durch den Druck verändern kann. Der Widerstandsbereich eines solchen Regelwiderstandes ist jedoch sehr gering. Während der geringste Widerstand bei vollem Druck stabile Verhältnisse aufweist, ist das bei dem bei geringen Drücken auftretenden hohen Widerstand nicht der Fall. Die Anordnung ist hier sehr empfindlich gegen Erschütterungen und lichtbogenbildende Vorgänge zwischen den Platten.
So ist es bei allen bekannten Anordnungen notwendig, stets einen ziemlich hohen Mindestdruck auszuüben, was zur Folge hat, daß der größtmöglichste Widerstand wesentlich begrenzt ist. Diesen Nachteil beseitigt die Erfindung und schafft so einen Widerstandsbereich, der wesentlich größer ist als der mit den bekannten Kohlewiderständen erreichbare.
Es ist weiterhin bekannt, leitende Zwischenschichten zwischen den Kohleelementen anzuordnen. Der damit verfolgte und allein errteichte Zweck besteht darin, daß bei Druckentlastung die einzelnen Elemente sich voneinander entfernen, und daß eine günstigere Wärmeableitung erreicht wird.
Auch nach der vorliegenden Erfindung sind zwischen den einzelnen Kohleelementen leitende Schichten angeordnet, jedoch derart, daß ein bestimmter Teil der Kohleelemente nur durch sie in leitende Verbindung kommen kann, während die übrigen Teile sich unmittelbar berühren können. Dadurch ist es möglich, den regelbaren Widerstand auch im Bereich hoher Widerstände stabil zu machen. Es hat sich erwiesen, daß als Werkstoff für die leitenden Zwischenschichten am besten nichtrostende Metalle oder Legierungen verwandt werden. Weiterhin ist es günstig, einen Teil der Kohleelemente an den Stellen, an denen sie nicht mit den leitenden Schichten in Berührung kommen, gutleitend auszuführen, wodurch es möglich ist, den Widerstand von Null bis zu den höchsten Werten zu regeln. Außerdem ist es möglich, die Kohleelemente gewölbt auszuführen, so daß sie beim Aufeinanderpressen eine Wälzbewegung ausführen. Um den Widerstandsbezeich noch zu erhöhen, können nach einer 'yvefei=eii@Äüsäe'@fäl?tung der Erfindung die leitenden Schichten aus einem Werkstoff mit hohem spezifischem elektrischem Widerstand bestehen. Es ist fernerhin möglich, durch eine bestimmte Verteilung der Beteiligung der Kohleelemente und Zwischenschichten an der Stromführung zu erreichen, daß der Widerstandstemperaturkoeffizient Null, positiv oder negativ wird, was sich in manchen Fällen als vorteilhaft ..erweist.
An Hand von in den Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen soll die Wirkungsweise dargestellt werden. Abb. i zeigt eine beispielsweise Anordnung von Köhleelementen und leitenden Zwischenschichten, Abb.2 einen Schnitt -durch diesen Aufbau. Abb.3 zeigt ein gewöhnliches, in der Anordnung verwendetes Kohleelement und Abb.5 eine besondere Ausführungsart desselben. Abb. 4 stellt eine beispielsweise Ausbildung der leitenden Zwischenschicht dar. In Abb.6 ist ein Beispiel der Anwendung des regelbaren Kohlewi@derstandes zur-Regelung der Erregerspannung einer Erregermaschine eines Wechselstromgenerators dargestellt.
Wie aus Abb. i ersichtlich, sind die Kohleelemente und leitenden Zwischenschichten in - einem Gestell angeordnet, das durch zwei Platten i und Distanzstangen 2 dargestellt wird. In den Platten i sind Bohrungen angebracht, durch die Isolierstan= gen 3 führen, die zum Tragen der Kohleelemente 4 und leitenden Zwischenschichten 5 bestimmt sind. Am unteren Ende der Köhleelemente 4 sind leitende Teile 17 angeordnet,' die etwa durch Platinierung mit Silber hergestellt werden. An beiden Enden der durch die Kohleelemente und leitenden Zwischenschichten gebildeten Säule sind Platten 8 aus leitendem Material angeordnet, denen über die Stromführungen g @ der Strom für die Säule zugeführt wird. Außerhalb dieser Platten befinden sich Isolierplatten io, auf die am oberen Ende durch Federn i i ein gegebener Druck ausgeübt wird, der den auf die Säule wirkenden Mindestdruck darstellt. Auf den unteren Teil der Platten io wird durch einen Hebelmechanismus 12, 13, 14, 15 vermittels durch die Gestellp:latten i gieführder .Stifte 16 lein veränderlicher Druck ausgeübt. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: .
Wenn sich die -Stange r4 in ihrer oberen Stellung befindet, wird auf die Säule vermittels der Stifte i6 der geringste-Druck, ausgeübt. Der Strom nimmt seinen Weg über den oberen Teil der Anordnung durch die Kohleelemente .4 und die leitenden Zwischenschichten 5. Infolge des hier .herrschenden durch die Federn i i ausgeübten geringen Druckes und des hohen Übergangswiderstandes zwischen Kohleelementen 4 und leitenden Schichten 5 findet der Strom einen sehr hohen Widerstand, der ganz wesentlich über den bisher mit den bekannten Anordnungen erreichten Werten liegt. Wird nun die Stange 14 nach unten bewegt, so steigt der von den Stiften 16 ausgeübte Druck allmählich an. Dadurch kommen immer größere Flächen der Kohleelemente 4 in unmittelbare Berührung, und infolge des erhöhten Druckes sinkt der Widerstand. Allmählich kommen auch die unteren gutleitenden Teile 1 7 in Berührung, so daß schließlich der Widerstand über sie kurzgeschlossen wird. Der Übergang vom hohen Widerstand zum Kurzschluß läßt sich durch eine Form der Kohleelemente, wie sie in der Abb. 5 dargestellt ist, noch wesentlich verbessern. Denn durch die unter Druck ausgeführte Walzbewegung ist es möglich, zunächst die nicht gutleitenden Teile miteinander in Berührung zu bringen.
In Abb. 6 ist ein Anwendungsbeispiel für den beschriebenen Regelwiderstand dargestellt. Der aus zwei Säulen a4 und 25 bestehende Regelwiderstand ist im Erregerkreis 23 der Erregermaschine 22 eines Wechselstromgenerators 19 mit dessen Erregerwicklung 2i angeordnet. Der Druck auf die Säulen wird über eine Anordnung ausgeübt, die im wesentlichen der eines Drehmagnetsystems entspricht. Die Erregung dieses Systems geschieht über einen regelbaren Vorschaltwiderständ 38 und einen Gleichrichter 37. Der gleichgerichtete Strom wird einer Spule 33 zugeführt, die einen magnetischen Fluß über die Schenkel 32 und den Drehmagnet 31 hervorruft. Die dadurch hervorgerufene Verdrehung des Magneten 31- bewirkt über die Welle 3o, den auf ihr fest angeordneten gekröpften Hebel 29, ein in der Länge regulierbares Gestänge 28 und über einen um eine im Gestel127 angeordnete Achse drehbaren Hebel26. die Druckändrungen auf die Säulen 24 und 25: Auf der» Welle 30 ist außerdem eine Spiralfeder 34, die der Verdrehung des Magneten 31 entgegenwirkt, und weiterhin ein Hebel, der über eine Blattfeder 36 zu einer Bremseinrichtung 35 führt, um Schwingungen des Systems zu unterbinden, angeordnet. .Bei steigender Spannung des Generators 19 wird der Magnet 31, von der Feder 34 aus gesehen, gegen denUhrzeigersinn verdreht, wodurch der von dem Hebel 26 auf die Säulen 25 und 24 ausgeübte Druck fällt und damit der Widerstand der Säulen steigt. Durch entsprechende Beteiligung der in den Säulen 24 und 25 möglichen Stromwege an der gesamten Stromführung und entsprechende Ausbildung der Stromwege kann man eine von der Temperatur unabhängige Widerstandsregelung erhalten oder aber auch unter Umständen eine Über- oder Untererregung am Generator i9 ermöglichen, was noch einen weiteren. Vorteil der Erfindung bedeutet.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Regelbarer Kohlewiderstand aus mehreren ihren Widerstand unter Druck verändernden Kohleelementen oder Platten mit dazwischenliegenden leitenden Schichten, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schichten derart angeordnet sind, daß die Kohleelemente (4.) sowohl unmittelbar als auch mittelbar über diese Schichten (5) miteinander in leitende Verbindung gebracht wenden können. -z. Regelbarer Kohlewiderstand nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Zwischenschichten nur einen Teil der Kontaktfläche der Kohleelemente bedecken. 3. Regelbarer Kohlewiderstand nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Zwischenschichten aus einem anderen Werkstoff als die Kohleelemente bestehen. Regelbarer Kohlewiderstand nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Zwischenschichten aus einem nichtrostenden Metall oder einer ebensolchen Legierung bestehen. 5. Regelbarer Kohlewiderstand nach Anspruch i bis.., dadurch gekennzeichnet, daß die Kohleelemente an den Stellen, an denen sie nicht mit leitenden Zwischenschichten in Berührung kommen, teilweise gutleitend sind. 6. .Regelbarer Kohlewiderstand nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gutleitende Teil (17) der Kohleelemente an dem den leitenden Zwischenschichten gegenüberliegenden Ende der Kohleelemente angeordnet ist. 7. Regelbarer Kohlewiderstand nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohleelemente eine gewölbte Form besitzen, so daß sie beim Aufeinanderpressen eine Wälzbewegung ausführen (Abb.5). B. Regelbarer Kohlewiderstand nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelflächen konvex ausgebildet sind. 9.# Regelbarer Kohlewiderstand nach Anspruch i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Halte- und Regeleinrichtung für die Kohleelemente und leitenden Zwischenschichten derart ausgebildet ist, daß auf den Teil des Kohlewiderstandes, in dem die Zwischenschichten angeordnet sind, ein gegebener Druck und auf den anderenTeil, wo die Kohleelemente in unmittelbare Berührung kommen können, ein veränderlicher Druck ausgeübt wird. io. Regelbarer Kohlewiderstand nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß elastische Einrichtungen den Druck auf den Teil des Kohlewiderstandes, in dem die Zwischenschichten angeordnet sind, ausüben und auf den anderen Teil durch eine verstellbare Vorrichtung ein regelbarer Druck einwirkt. ii. Regelbarer Kohlewiderstand nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Schichten aus einem Werkstoff mit hohem spezifischem elektrischem Widerstand bestehen. 12. Regelbarer Kohlewiderstand nach Anspruch i bis i i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohleelemente und leitenden Zwischenschichten derart verteilt und ausgeführt sind, daß der Widerstandstemperaturkoeffizient Null wird. 13. Regelbarer Kohlewiderstand nach Anspruch i bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandstemperatürkoeffizient durch Wahl und Ausbildung der Werkstoffe für die Kohleelemente und leitenden Zwischenschichten einstellbar ist.