Walsregelaar
(regelaar van Brown-Boveri)
De eerste afbeelding toont het electrisch schema van de oude slepers van de Belgische Marine (Ekster en Valcke). Zelfs in 1960 werd er nog gewerkt met een gelijkspanningsnet. In het rood het net dat de generatorspanning meet en in het blauw de onafhankelijke bekrachtiging. De dynamo heeft ook compensatiespoelen in serie met de rotor, dit is nodig om de ankerreaktie te compenseren (zie werking van de dynamo).
De regelaar van Brown Boveri ontvangt de dynamospanning en een electromagneet in de vorm van een motor verschuift min of meer een contact naargelang de spanning. Dit contact zet een kleinere of grotere deel van de weerstand in gebruikt en beperkt zo de bekrachtigingstroom. De uitleg is duidelijker met de tweede tekening. De dynamo levert 54kW op 220V (245A), er zijn twee dynamo's aan boord en een noodgenerator.
De tweede afbeelding toont hoe de walsregelaar gebruikt werd om de exciterstroom van de alternatoren in te stellen, de werking van de mechanische regelaar is identiek. Naast de walsregelaar (het regelend element) hebben we een bekrachtigingsdynamo die stroom levert aan de veldwikkeling van de alternator.
De walsregelaar bestaat uit twee sectorvormige schijven die bewegen en contact maken met vast opgestelde contactbanen (zoals de collector van een gelijkspanningsmotor). De lamellen zijn verbonden met de aftakkingen van twee weerstanden. De weerstanden doen dienst als veldregelaar voor de bekrachtigingsdynamo.
In het rood hebben we de gelijkspanning, geleverd door een dynamo (exciter dynamo). Het is een compounddynamo met seriewikkeling en shuntwikkeling waarvan de stroom ingesteld kan worden. De walsregelaar stelt de bekrachtinging in van de dynamo via de shuntwikkeling, de dynamo levert op zijn beurt vermogen voor de bekrachtiging van de alternator. De walsregelaar stabiliseert hier niet de dynamospanning maar de alternatorspanning. De dynamospanning kan veranderen naargelang de belasting van de alternator.
In rusttoestand (geen spanning) raakt sector S1 de onderste lamellen en sector S2 de bovenste lamellen. De twee weerstanden zijn dan kortgesloten. De foto toont de regelaar in rust.
De volgende regelaar onderaan de pagina (koolstofstaafregelaar) gebruikt hetzelfde principe van regelbare weerstand om de exciterstroom in te stellen.
De uitgang van de alternator zijn de blauwe leidingen (draaistroom). De spanning wordt gemeten tussen twee fasen door een meettransfo.
Als de generator draait en een spanning levert, dan krijgt de motor een spanning via de transfo. De motor heeft de neiging in wijzerszin te gaan draaien, maar wordt tegengehouden door een spiraalveer. Bij een bepaalde positie is er een evenwicht, waarbij een aantal weerstandselementen in de kring geschakeld worden (rode stippen op R1 en R2).
Als de spanning stijgt of daalt, dan heeft de motor meer of minder koppel en wordt de schijf verdraait zodat er minder of meer weerstanden in de kring opgenomen worden. De walsregelaar stabiliseert zo de uitgangsspanning. Om vonken te vermijden zijn er veel standen zodat de spanningsval tussen twee opeenvolgende contacten laag is.
Als de generatorspanning laag is, dan staat de schijf in de cyan positie en zijn alle weerstanden kortgesloten. Als de spanning stijgt dan verplaatst de schijf zich naar de magenta positie, waarbij de weerstanden in de kring worden gezet waardoor de bekrachtigingsstroom daalt.
De Brown Boveri mechanische bekrachtigingsregelaar wordt een "snelle" regelaar genoemd in vergelijking met de Tirrill regalaar die een demper heeft die gekoppeld is met het anker van de netspanning. De bewegingen van het anker worden daarom altijd vertraagd.
De Brown Boveri regelaar daartegenover heeft een elastische koppeling, waardoor een kleine verandering van de contactpositie mogelijk blijft bij een verandering van de netspanning. De demper dient enkel om pendelen te vermijden (bewegingen van grote amplitude)
Om een wrijvingsloze demping te bekomen gebruikt men een magnetische demping: een koperen of aluminium schijf beweegt in een magnetisch veld. Door de foucaultstromen wordt de schijf afgeremd.
De regelaar bestaat ook in enkelvoudige uitvoering (met slechts één schijf, contacten en weerstand. De spanningsregeling is minder nauwkeurig.
Mechanische regelaar Brown Boveri (eigen collectie)
|
|---|
De regelaar van Brow Boveri is vergelijkbaar met de Tirril regelaar, maar werkt met een nauwkeurige proportionele regelaar. De regelaar hoeft niet de bekrachtigingsspanning te meten, maar in grote installaties (electriciteitscentrales) wordt dit wel gedaan om een betere regeling mogelijk te maken.
De walsregelaar werd veelvuldig gebruikt in electriciteitscentrales vanwege zijn betrouwbaarheid. Voor mobiele toepassingen (werfgeneratoren en generatoren in vliegtuigen en dergelijke) gebruikte men liever koolstaafregelaars die beter tegen de schokken kunnen. Deze regelaars zijn echter minder nauwkeurig en moeten vaker bijgesteld worden.
| 
