137476. lajstromszámú szabadalom • Önműködő feszültségnövelő
Megjelent: 1962. november 15. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 137.476 SZÁM 21. d2 . 42-44. OSZTÁLY — G-9687. ALAPSZÁM önműködő feszültségnövelő Ganz és társa, Villamossági-, Gép-, Waggon- és Hajógyár Részvénytársaság Budapest A bejelentés napja: 1943. március 18. Ismeretesek feszültségszabályozó berendezések, melyek váltóáramú hálózatok feszültségét állandó * jellegű értéken tartják. E feszültségszabályozók működtethetők a feszültség változására érzékeny szerv által, de lehet a feszültségszabályozás mértékét a terhelési áram erősségétől is függővé tenni. A szabályozás történhét igen rövid idő alatt, amikor gyorsszabályozóval dolgozunk, lehet azonban a berendezést időkésleltetéssel is ellátni. A következőkben leírt találmány szerinti feszültségszabályozó, melyhez semmiféle kapcsolószerkezet vagy relé-berendezés nem szükséges, a szabályozási határok között a terhelési áram növekedésével növekvő feszültséget szolgáltat és a szabályozást gyakorlatilag időkésés nélkül, gyorsszabályozóként végzi. Az 1. ábrán elvi kapcsolási vázlatban feltüntetett szabályozó berendezés lényegileg ún. indukciós szabályozó, amely például csúsztatógyűrűs aszinkronmotorból vagy hasonló indukciós készülékből azáltal keletkezik, hogy az álló- és forgórészi gombolyításokat fázisonként sorba kapcsoljuk. A 2. ábra a találmány szerinti feszültségszabályozás vektordiagramját, a 3. ábra a szabályozó egy célszerű tartozékát, végül a 4. ábra a szabályozó egy tökéletesített változatának kapcsolási vázlatát mutatja. Az 1. ábra szerint a hálózat R—S—T fázisait az indukciós szabályozó U—V—W kapcsaira kötjük és a fogyasztót a forgórész előtti u—v—w kapcsokról tápláljuk. A forgórész a csapágysúrlódástól eltekintve, mechanikailag szabadon elfordulhat, s előző egyensúlyi helyzetéből való elfordulása a terhelési áramerősség változása folytán következik be, amikor a feszültség az u—v—w kapcsokon az áramerősség változásával egyértelműen változik (pl. az áramerősség növekedése esetén növekszik). A jelenség jobb megértése céljából vizsgáljuk előbb azt az esetet, amikor az u—v—w pontokra villamos terhelést még nem kapcsoltunk, de az U—V—W kapcsok már a hálózati feszültség alatt állnak. A forgórész a legkisebb mágneses ellenállásnak megfelelően egészen meghatározott nyugalmi vagy alaphelyzetben van, melyben az álló-és forgórészi tekercselések tengelyei fázisonként összeesnek. A forgórészt e helyzetből erőszakkal kiiorgatva s újból szabadon engedve ide magától visszafordul; tehát az álló- és forgórész között ún. szinkronozó erő létesül. Feltéve, hogy az U—V—W hálózati feszültség, vagyis pl. az U—O fázisfeszültség állandó, az álló- és forgórészi tekercselések által fázisonként felvett feszültségek összege a forgórész minden állásában az állandó teljes fázisfeszültséget, tehát pl. az U—u és u—o feszültségek összege mindenkor az U—O állandó feszültséget adja. Amíg a forgórész alaphelyzetben van, addig az U—u és u—O feszültségek, tekercseik egyező mágneses tengelye folytán, egymás közt a 2. ábra szerint fázisban vannak. Ha viszont a forgórészt az alaphelyzetből a szöggel erőszakkal kifordítjuk, akkor az ••' U—u és u—O feszültségek fázisai egymástól ugyancsak x szöggel különbözni fognak, s egyúttal a 2. ábra szexinti vektordiagramból következő módon úgy az U—u, mint az u—O fázisfeszültség, tehát az u—v—w feszültség is megnő. .Ha az u—v—w pontokra villamos terhelést teszünk, akkor a forgórész a terhelőáram wattöszszetevőjének hatására alaphelyzetéből magától is új egyensúlyi helyzetbe - fordul el. Minthogy ugyanis ekkor a forgórészben folyó áramnak is lesz wattösszetevője, amely a forgó mágnesmezővel együtt hajtó nyomatékot hoz létre, ez a hajtónyomaték a forgórészt mindaddig elfordítja, amíg e visszahúzó szinkronozó nyomatékkal egyensúlyba nem kerub Eközben az u—v—w feszültség — ugyanazon okból, mint a terhelés nélküli szándékos elforgatás esetében — megnövekszik. A leírt önműködő feszültségnövelőnek ilyen legegyszerűbb kiviteli alakjában két gyakorlati fogyatékossága van, . melyek egyike abban áll, hogy a feszültségemelkedés mértéke a terhelési áramerősséggel nem arányos. E hátrányt azáltal küszöbölhetjük ki, hogy az eddigiek szerint szabadon hagyott forgórész tengelyére a szinkronozó nyomaték irányában rugóerővel létesített külső nyomatékot működtetünk.
