Stroomgroepen
Index bekrachtiging
Electriciteit

De regelaar van Thury is één van de eerste spanningsregelaars die gebruikt werden, zowel voor dynamo's als alternatoren.
-

-

We zitten op het einde van de XIXe eeuw en de eerste electriciteitsnetten worden geplaatst. Men gebruikt traagdraaiende dynamo's die door een stoommachine aangedreven worden. Electriciteit werd toen vooral gebruikt voor de verlichting (gloeilampen en booglampen). Vaak werd de stroomproductie overdag stilgelegd. De netspanning was toen niet gestandardiseerd en kon variëren van 50 tot 200V naargelang de streek.

De dynamo's waren toen nog niet gecompenseerd en moesten op een constante belasting aangesloten worden. De borstels werden ingesteld om zo weinig mogelijk vonken te trekken bij de normale belasting. De lampen werden direct om de dynamo aangesloten zodat deze niet onbelast moest draaien.

Het was toen al mogelijk om een relatief stabiele spanning te bekomen met een goed ontworpen compound wikkeling, maar in sommige gevallen was een spanningsregeling toch nodig, bijvoorbeeld om snelheidsvariaties van de stoommachine op te vangen. Bij een eenvoudig systeem had men een electromagneet gevoed via de draden A en B die een anker min of meer aantrok. De beweging van het anker werd overgedragen op twee ringen. Als de spanning niet correct was, werd één van de twee ringen aangedreven en verplaatste een contactor, die min of meerdere weerstanden in serie plaatste op de veldwikkeling.

De spanningsregelaar van Thury

De mechanische regalaar van Thury is één van de eerste commerciële spanningsregalaars die gebruikt werden om de uitgangspanning van generatoren te stabiliseren. In de folders uit die tijd schreef men: "le régulateur de Thury peut avantageusement remplacer l'employé de service qui doit continuellement observer l'aiguille du voltmètre".

Men had toen zowel gelijkspanningsnetten als wisselspanningsnetten. Thury ligt aan de basis van een seriegeschakelde gelijkspanningsnet met constante stroom om vermogen te kunnen overbrengen over een lange afstand. De regelaar kon zowel gebruikt worden met alternatoren als met dynamo's.

De bedoeling van de regelaar is de uitgangspanning constant te houden ongeacht de belasting, door de bekrachtigingstroom te veranderen. Een dynamo werd gebruikt om stroom te leveren aan een buurt. Alternatoren hadden een bekrachtigingsdynamo en konden stroom leveren aan een volledige regio. Bij alternatoren werd de veldstroom van de bekrachtigingsdynamo ingesteld; die leverde de bekrachtiging van de alternator.

De meting van de spanning gebeurt met de spoel F (de netspanning wordt indien nodig verlaagd). De spoel B bestaat uit dikke draad en wordt gevoed door een deel van de bekrachtigingstroom van de dynamo. Deze tweede spoel heeft een kleiner invloed en zorgt voor de stabiliteit van de regeling door sneller te reageren dan de uitgangspanning.

De regelaar wordt gevormd door een soort weegschaal: een electromagneet bedient een hefboom E met op het einde een dubbele stop C. Een wip D zit in permanente beweging, aangedreven door een kleine hulpmotor. Naargelang de positie van de stop wordt een kliksysteem aangedreven, K-I of K'-I' die het wiel H aandrijf in de ene of andere richting. Als de netspanning gelijk is aan de gevraagde spanning dan staat de hefboom halverwege en word de ratel niet aangedreven. Het wiel drijft een hendel aan die contact maakt met één van de toetsen op de schaal. Zo worden er minder of meer weerstanden in serie met de bekrachtigingspoel gezet.

De hulpmotor veroorzaakt twee klikken per seconde. Het wiel heeft 40 bruikbare tanden en gaat van de ene uiterste positie naar de andere in 20 seconden, wat voldoende is. Er zijn evenveel tanden (vaste posities) als er contacten zijn.

Verschillende elementen zijn nodig om het systeem stabiel te laten werken. Er is een droopregeling door de overbrenging M die door de wiel aangedreven wordt. De overbrenging werkt in op de veren A en R (R via een oliedemper N). De bedoeling is dat de spanning niet absoluut constant blijft ongeacht de belasting, maar heel beperkt kan variëren zonder dat de regelaar ingrijpt.

Met deze mechanische regelaar kan men een spanning stabiliseren, maar men kan eigenlijk om het even welke natuurkundige grootheid stabiliseren. Me kan bijvoorbeeld de druk in een hydraulisch systeem stabiliseren door de motorsnelheid van de compressor te regelen.

Maar de regelaar heeft ook een nadeel, en dat is de vaste stapgrootte en snelheid, die afhankelijk is van de hulpmotor. De bedoeling van hulpmotor is dat een kleine wijziging van de netspanning reeds voldoende is om de regeling te doen werken.

In een meer slimme regeling vermindert de regelsnelheid als de gemeten waarde dichter bij de setwaarde komt, zodat er geen overshoot is zie eerste voorbeeld). Bij de Thury regelaar wordt ook de bekrachtigingstroom gebruikt in de regalaar. Door de zelfinductie van de spoelen reageert de netspanning met vertraging op de bekrachtigingsstroom. Door de bekrachtigingsstroom te meten kan men de evolutie van de netspanning enigzinds voorspellen. De Tirrill regelaar is eveneens op dit principe gebaseerd. De walsregelaar (Brown Bovery) is gebaseerd op de Thury regelaar maar gebruikt niet de bekrachtigingstroom en heeft geen hulpmotor nodig.

Publicités - Reklame

-