Tirrill regelaar

Tirrill regelaar

• een blauwe kring die de netspanning (wisselspanning) meet door middel van een transfo.

• een orange kring die de bekrachtigingsspanning (gelijkspanning) meet.

• een paarse regelkring die de bekrachtiging van de dynamo bijstelt door een serieweerstand al dan niet kort te sluiten.

De Tirrill regelaar bestaat uit twee electromagneten, de ene (Sp1) krijgt de bekrachtigingspanning van de alternator en de tweede (Sp2) de netspanning (eventueel verlaagd tot een geschikte spanning).

Het anker van de electromagneet van de netspanning (Sp2) kantelt in wijzerszin als de netspanning te laag is en in tegenwijzerszin als de spannint te hoog is. Een demper vertraagt de beweging van het anker. Door de hoge zelfinductie van de bekrachtigingswikkeling van de alternator verandert de bekrachtingingsstroom slechts langzaam en dus ook de opgewekte spanning van de alternator.

De electromagneet van de bekrachtiging reageert sneller, want de kleinere bekrachtigingsspoel van de dynamo heeft een kleinere zelfinductie. De door de dynamo opgewekte spanning verandert dus sneller. Het ankel is licht opgesteld en reageert snel op de spanningsveranderingen van de bekrachtiging.

De regeling gebeurt door het sluiten en openen van het contact, waardoor de weerstand Rv kortgesloten wordt en de bekrachtiging sterker wordt. Zou de regeling enkel bestaan uit de electromagneet Sp2, dan zou de regeling heel slecht zijn: de regeling zou pas werken pas als er een voldoende grote fout aanwezig is, waardoor de uitgangsspanning continu zou pendelen tuwwen twee waarden.

Maar bij het sluiten en openen van het contact verandert de bekrachtigingsstroom voldoende om Sp1 snel te openen en te sluiten zodat een goede regeling mogelijk is. De relaiscontacten schakelen tot 10 keer per seconde, daarom dat deze regelaar soms ook trilregelaar genoemd wordt. Door de hoge zelfinductie van de bekrachtigingswikkeling van de alternator verandert de bekrachtiging nauwelijks. De uitgangsspaning heeft niet de tijd om te veranderen.

De regeling gebeurt eigenlijk door een verandering van de puls-pause verhouding van het contact. De Tirrill regelaar (of trilregelaar) is gebaseerd op het feit dat de bekrachtigingspanning sneller reageert dan de uitgangspanning.

De demper voor de electromagneet van de netspanning wordt gevuld met een speciale olie met een welbepaalde viscositeit (op m'n werk wordt echt niets weggegooid). Daardoor reageert de regelaar minder snel op spanningsvariaties.

Dit basissysteem heeft als nadeel dat die traag reageert op een verandering van de belasting (en dus een verandering van de opgewekte wisselspanning). Een verbeterde versie gebruikt naast een spanningstransformator ook een stroomtransformator om sneller te reageren op de belastingsveranderingen (die veroorzaken kort daarna een spanningsverandering).

Het volgend systeem gebruikt een extra relais om de zwakke contacten van de triller te beschermen en langer te laten meegaan, maar de werking is nagenoeg identiek. Er bestaan ook regelaars waar de kleine stroom door de relaiscontacten versterkt wordt door een amplidyne (dwarsveldgenerator) of een amplistat (magnetische versterker).

Zolang de spanning te laag is, is het hoofdcontact open. Het relais krijgt daardoor stroom en trekt aan waardoor de rheostaat kortgesloten wordt. Van zodra de netspanning de netspanning bereikt gaat het hoofdcontact dicht. Het relais krijgt daardoor een tweede spanning aangeboden (spanning in tegengestelde richting) waardoor het relais afschakelt en de rheostaat wordt niet meer kortgesloten. De bekrachtigingspanning daalt, het hoofdcontact sluit en de cyclus kan herbeginnen.

De relais heeft een condensator over zijn contacten om inbranden te vermijden. Met dit systeem kan een spanningsstabilisatie van 1% gehaald worden.

Blijkbaar wodt dit systeem nog toegepast in Afrika en Indië want ik heb twee youtube video's gevonden die het systeem in gebrekkig engels proberen uit te leggen.

In de tijd werd de regelaar gebruikt in vast opgestelde stroomgroepen voor een klein tot gemiddeld vermogen.

De electromagneet die de netspanning krijgt doet het anker draaien zoals in een analoge aanwijzer. Als de netspanning te laag is, dan is die in wijzerszin gedraaid (de electromagneet trekt het anker naar boven).

De electromagneet die de excitersspanning ontvangt trilt zoals de spanning die gemeten wordt. Ten gevolge van de zelfinductie van de exciterspoel van de dynamo verandert de stroom minder snel. De gemiddelde stroom hangt af van de generatorspanning (netspanning).

De dynamo levert een spanning die een beeld is van zijn exciterspanning. De curve "exciter voltage" is de exciterstroom van de dynamo, maar ook de dynamospanning en dus de exciterspanning van de alternator.

De bekrachtigingsspoel van de alternator heeft een zeer hoge zelfinductie en de stroom veranderd zeer weinig (minder dan 1%). De spanning die de alternator levert verandert dus niet, ondanks dat de exciterspanning oscilleert rond een gemiddelde waarde.