DE1613680A1 - Feinstellvorrichtung fuer Spannungsregler - Google Patents

Description

Dr. Erharf Ziegler "^Wt^Mftc -

Frankfurf/Mai« 1 * ^Fran^//Maln f 1 61 3680

p_n««_n4, μη Postfach 3011

Poslfach 3OtI

7O3-5D-285t

General Electric Company, 1 River Road, Schenectady, N-.Y. ,USA

Feinstellvorrichtung für Spannungsregler

Die Erfindung bezieht sich auf Spannungsregler und insbesondere auf Feinstellvorrichtungen für Spannungsregler.

Spannungsregler werden bekanntlich dazu verwendet, entweder eine Spannung auf einem vorgewählten Wert zu halten oder verschiedenartige Einrichtungen mit geregelten Spannungen zu versorgen, die über einen weiten BEreichhrerändert werden können. Im letzteren Fall,.z.B. bei Bearbeitungsmaschinen, ist es häufig erwünscht, die Spannungen in sehr kleinen, konstanten Inkrementen zuzuführen. In anderen Fällen ist es dagegen erwünscht» die angelegten Spannungen schnell auf einen kleineren oder größeren Wert zu ändern. Hierfür müssen die Spannungsregler mit Einrichtungen versehen sein, die das Anlegen von Spannungen ermöglichen, die über große Inkremente variabel sind. Im allgemeinen werden Stufenwicklungen (Wicklungen mit mehreren Abgriffen) verwendet. Spannungsregler weisen außerdem im allgemeinen eine Feinstellvorrichtung auf, mit deren Hilfe imierhaXb jeder Stufe der StufenwIcMung mehrere inkrementale,. Spannimgsänderungen, einstellbar sind. Eine solche Fein-Stellvorrichtung"kann aus einer welterea STufenwIcklung oder auch

aus einem induktionsregler bestehen. Es sind Grobstellvorrichtungen erwünscht, mit denen mittels der Stufenwicklung große Spannungsänderungen erzeugt werden können. Zur Vermeidung von Bogenbildungen an den Kontakten ist außerdem eine Einrichtung erwünscht, durch die die Grobstellvorrichtung über die Stufenwicklung betätigt wird, während die verschiedenen.Kontakte einen Laststrom von Null aufweisen. Dies macht normalerweise erforderlich, daß die Feinstellvorrichtung durch ihre Stufen geführt wird, damit sich an den verschiedenen Kontakten der Grobstellvorrichtung ein verschwindender Laststrom ergibt, bevor die Grobstellvorrichtung betätigt wird.

Es gibt viele Arten von Feinstellvorrichtungen für Spannungsregler, jedoch weisen alle irgendwelche Nachteile , z.B. Kompliziertheit oder hoher Preis, auf. Es sind jedoch Spannungsregler erwünscht, die wirtschaftlich sind und einen einfachen Aufbau besitzen, der eine nur geringe Wartung erforderlich macht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Spannungsregler mit Grob«- und Feineinstellung zu schaffen, der einfache Kontakt- und Verstelleinrichtungen aufweist.

Bei einem Ausführungsbeispiel nach der Erfindung besitzt ein Spannungsregler eine Wicklung mit einer Anzahl von Abgriff abschnitten zum Ändern der vom Spannungsregler abgegebenen Spannung. An jedem Abgriffabschnitt sind Abgriffe vorgesehen;'Zur Grobeinstellung dient eine Vorrichtung zum "Metern de# Abgriffabschnitts. Sie be-

009812Π056

steht aus zwei drehbaren Kontaktfingern und ist derart geschaltet, daß jeder Kontaktfinger jeweils nur mit jedem zweiten Abgriff elektrisch verbunden werden kann. Zur Feineinstellung dient ein Spartransformator mit mehreren Abgriffen, der direkt mit den drehbaren .Kontaktfingern der Grobstellvorrichtung verbunden ist. Die Last, die geregelt werden soll, ist mit drehbaren Kontaktfingern der Feinstellvorrichtung verbunden.

Die Erfindung wird nun auch in Verbindung mit den beiliegenden Abbildungen anhand bevorzugter. Ausführungsbeispiele näher beschrieben.

Die Fig. 1 zeigt eine Grobstellvorrichtung in Verbindung'mit einer Ausf uhrungsform einer Feinstellvorrichtung nach der Erfindung, und

die . ■ ' - : _. ■■■'"■■...'■ ■■■-./-■.■-..■■.".■

Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform für die Feinstellvorrichtung.

Der Spannungsregler nach der Erfindung besitzt eine verbesserte Feinstellvorrichtung, die an sich in vielen Typen von Spannungsreglern verwendet werden kann, die jedoch insbesondere in Verbindung mit einer bereits vorgeschlagenen Grobstellvorrichtung geeignet ist. Diese Grobstellvorrichtung ist in der Fig. 1 gezeigt und gemäß der Fig. 1 mit einem Transformator 10 mit mehreren Wicklungsstufen bzw. einer Wicklung 12 mit mehreren Abgriffabschnitten verbunden. Die Wicklung 12 ist durch Abgriffe 14^16,18, 20, 22, 24, 26 und 28 in acht gleiche Abgriffabschnitte unterteilt. Die

0098 12/10 5G

""Abgriffe, sind abwechselnd mit kreisförmig angeordneten Kontaktgliedern verbunden, die ebenfalls mit den Bezugszeichen 14 - 28 versehen sind. Gemäß der Fig. 1 sind zwei Schalter 30 und 32 mit kreisförmig angeordneten Kontaktgliedern vorgesehen. Dem Shalter 30 ist ein Kontaktfinger 31 zugeordnet, der zwischen vier Kontaktgliedern 14,18,22 und 26 bewegt werden kann, und dem Schalter 32 ist ein Kontaktfinger 33 zugeordnet, der zwischen den Kontaktgliedern 16,20, 24 und 28 bewegt werden kann. Jedes der Kontaktglieder 14-28 ist mit dem gleich numerierten Abgriff verbunden, so daß die aufeinanderfolgenden Abgriffe, wie in der Fig. 1 gezeigt ist, abwechselnd mit den Kontaktgliedern der Schalter 30 und 32 verbunden sind. Die Kontaktglieder, die Zwischenräume zwischen ihnen und die drehbaren KontaWfinger 31 und 33 sind derart dimensioniert, daß immer einer der KOntaktfinger elektrisch mit einem der Kontaktglieder verbunden ist. Wie in der Fig. 1 angedeutet ist, sind die bewegbaren Kontaktfinger 31 und 33 miteinander verbunden und werden gemeinsam gedreht. Dabei können, wie bereits an anderer Stelle vorgeschlagen ist, entweder die Kontaktfinger entsprechend der Fig. 1 nebeneinander angeordnet oder die Kontaktglieder der beiden Schalter 30 und 32 auf einer gemeinsamen, drehbaren Welle angebracht sein.

In der Fig. 1 ist außerdem eine erfindungsgemäße Feinstellvorrichtung gezeigt, die einen Spartransformator 34 mit einer Wicklung 36 mit mehreren Abgriffen enthält. Die beiden Enden der Wicklung 36 sind mittels Leitungen'38 und 39 direkt mit den bewegbaren Kon-

009812/1056

taktfingern 3Λ und 33 verbunden, so daß am Spartransformator 34 die Spannung zwischen den Kontaktfingern 31 und 33 liegt. In der Fig. 1 liegt gerade^die Spannung zwischen den Kontaktgliedern 14 und 16 bzw. zwischen den Abgriffen 14 und16 der Wicklung 12 an der Wicklung 36.

Die. Wicklung 36 ist in mehrere gleiche Abgriffabschnitte unterteilt. In der Fig. 1 sind fünf Abgriffabschnitte gezeigt, die durch Abgriffe 40,42,44,46,48 und 50 hergestellt sind. JTeder Abgriff ist mit einem gleich numerierten Kontakglied meines Schalters 51 verbun-. den. Der Schalter 51 enthält bewegliche Kontaktfinger 52und 54, die derart angeschlossen und angeordnet sind, daß sie mit jedem einzelnen Kontaktglied elektrisch verbunden werden können oder jedes Paar benachbarter Kontaktglieder überbrücken können. Die Kontaktfinger 52 und 54 werden derart gemeinsam bewgtj daß immer zwischen einem der Kontaktfinger und einem der Kontakglieder eine■ elektrische Verbindung besteht. In der Fig. 1 überbrücken die Kontaktfinger 52 und 54 die Kontaktglieder 44 und 46. Mittels zweier Leitungen 56 und 58 sind die beiden Kontaktfinger 52 und 54 mit den Enden einer.strombegrenzenden Drossel 60 verbunden, die einen Mittelabgriff aufweist. Eine Last 62 ist einerseits mit dem Mittelabgriff der Drossel 60 und andererseits über eine Leitung mit dem einen Ende der Wicklung .12 verbunden. . \ ..

Zum Beschreiben der Wirkungsweise des ,Spannungsreglers nach der Fig. 1 sei angenommen, daß die KOntaktfpger 3| und 33 den ,Abgriffabschnitt zwischen den Abgriffen 14 und 16 überbrücken bzw. daß die

zwischen diesen Abgriffen liegende Spannung an die Stufenwicklung 36 gelegt ist. In Übereinstimmung mit der Fig. 1 befindet sich dabei der Abgriff 40 auf dem gleichen Potential wie der Abgriff 16 und der Abgriff 50 auf dem gleichen Potential wie der Abgriff 14. Durch Verstellung der KOntaktfinger 52 und 54 längs den Abgriffen 40 bis 50 wird das Potential am Mittelabgriff der Drossel 60 zwischen den Grenzpotentialen der Abgriffe 14 und 16 in kleinen Inkrementen erhöht oder erniedrigt.Wenn man annimmt, daß das Potential an der Wicklung 12 vom Abgriff 14 zum ABgriff 28 hin abnimmt, dann nimmt das Potential vom Abgriff 14 zum Abgriff 16 hin ab, wenn man die KOntaktfinger 52 und 54 vom ABgriff 50 zum Abgriff 40 bewegt. Wenn beide Kontaktfinger am Abgriff 401iegen, dann fließt der gesamte Laststrom vom Abgriff 16 durch den Kontaktfinger 33, die Leitung 39, das Kontaktglied 40 und dann durch die KOntaktfinger 52 und 54 und die Leitungen 56 und 58 zum Mittelabgriff der Drossel 60. Die KOntaktfinger 31 und 33 können nun derart bewegt werden, daß der Kontaktfinger 33 über das Kontaktglied 16 schleift, während der Kontaktfinger 31 das Kontaktglied 14 verläßt und zum Kontaktglied 18 übergeht. Dies kann geschehen, ohne daß zwischen den Kontakten wesentliche Bogenbildungen staltfinden,

■;.·■ ".-.-■■■.- ,-ft ίϊΑ . *

da nur die Erregerströme des Spartransformators 34 und der Drossel 60 in Kontaktfinger 31 fließen.

Wenn der Kontaktfinger 31 mit dem Kontaktglied 18 elektrisch in Verbindung ist, dann ist die Polarität der Spannung an der Wicklung 36 umgekehrt. In diesem Falle kann das am Mittelabgriff der Drossel 60 erscheinende Potential zwischen den Grenzpotentialen

009812/10 56

an den Abgriffen 16 und 18 in abfallender Richtung verändert werden, indem man die KÖntaktfinger 52 und 54 in entgegengesetzter Richtung bewegt, so daß sie der Reihe nach vom Abgriff 40 über die Abgriffe 42,44,46 und 48 mit dem ABgriff 50 in Beruhrung kommen, wobei die an der Last 62 liegende Spannung in kleinen Inkrementen verringert wird. DAs Verfahren kann durch alle Abgriffe der Wicklung 12 forgesetzt werden* Um einen Spannungsanstieg zu bewirken, müssen die KOntaktfinger ersichtlich in entgegengesetzter Richtung sowohl hinsichtlich der Wicklung 36 als auch hinsichtlich der Wicklung 12 bewegt werden.

Aus der obigen Beschreib-ung ergibt sieh, daß man durch direktes Anschließen eines einzigen Spartransformators an die KOntaktfinger der Grobstellvorrichtung eine Feineinstellung vornehmen kann, ohne daß eine strombegrenzende Drossel zwischen den KOntaktfingern und dem Spartransformator notwendig ist. Die Wicklung des Spartransformators ist dabei durch die Spannung erregt, die mittels der Abgriffe der GrobesHstellvorrichtung an sie gelegt ist. Der Spartransformator der Feinstellvorrichtung kann daher je nach Bedarf dimensioniert werden. Bei vielen bekannten Einrichtungen dieser Art ist die Wicklung der Feinsteilvorrichtung um den Hauptkern des Spannungsreglers gewickelt, was die Dimenionierungsfreiheit einschränkt.

Im Bedarfsfall kann der mit Abgriffen versehene Abschnitt des Spartransformators verkleinert werden, indem man gemäß der Fig. 2 einen mit einem Mittelabgriff versehenen primärenAbschnitt des

^: 00981271056 ■ V

Spartransformator verendet. In der Fig. 2 sind lediglich der Spartransformator und die Feinstellvorrichtung gezeigt« Dabei ist der Spartransformator mit einer Primärwicklung 36a und mit einer mit mehreren Abgriffen versehenen Sekundärwicklung 36b versehen. Die Primärwicklung 36a des Transformators 34a der Feinstellvorrichtung ist direkt mit den Schaltern 30 und 32 bzw. den Sätzen 30 und 32 von Kontaktgliedern des Transformators der Grobstellvorrichtung verbunden, wie durch die Pfeile "zu 30" und "zu 32" angedeutet ist* Der ait Abgriffen versehene Abschnitt des Spartransformators 34a weist die Abgriffe 4Oa₄ 42a, 44a, 46a, 48a und 50a auf. Gemäß der Fig. 2 sind die Abgriffe 40a und 50a mit einem Umpolschalter 74 verbunden, der an den Mittelabgriff der Primärwicklung 36a des Spartransformators 34a angeschlossen ist. Die mit Abgriffen versehene Sekundärwicklung 36b bedeckt daher jeweils nur die HAIfte einer Stufe jedes Abgriffabschnitts der Wicklung 12. Dadurch liefert die Wicklung 36b die Potentialdifferenz zwischen dem ABgriff 16 und der Mitte zwischen den Abgriffen 16 und 14, wenn die KOntaktfinger der Schalter 30 und 32 an den Abgriffen 14 und Ί6 der Wicklung 12 (Fig. 1) liegen. Der Umpolschalter 74 kann dann umgelegt werden, wobei man eine zusätzliche Stufe nämlich die Potentialdifferenz zwischen der Mitte zwischen den Abgriffen 16 und 14 und dem Abgriff 14 erhält. In ähnlicher WEise kann man dies jedoch auch dadurch erreichen, daß man die Schalter 30 und 32 und die Feinstellvorrichtung in entgegengesetzter Richtung betätigt, um eine Abnahme in Spannung?stufen zu erhlalten.

009812/1056

Die KOntaktfinger 52 und 54 des Schalters 51 sind genau so angeordnet, wie es in Verbindung mit der Eig> 1 beschrieben ist, und zwischen den Kontakt gliedern 40a und SQa bewegbar. Sie sind außerdem mit der Drossel 60 mit Mittelabgriff verbunden. Der Mittelabgriff und; eine mit dem anderen Ende der Wicklung 12 verbundene Leitung 64 sind an die Last 62 angeschlossen. Mit Hilfe der Primärwicklung 36a und des Umpolschalters 74 kann die Anzahl der Feinr stellschritte in Jedem Abgriffabschnitt der Wicklung 12 der Grobstellvorr;ichtung verdoppelt werden, ohne daß die Anzahl der Kontaktglieder des Schalters 51 erhöht wird* Es versteht sich, daß die KVA-Kapazität des Spartransförmatocrsh 34a größer als die des Spartransformators 3* ist.

Claims (4)

1. Ansprüche

   Feinstellvorrichtung für einen Spannungsregler, der eine induktive Einrichtung, deren Wicklung durch Abgriffe in mehrere gleich große Abgriffabschnitte unterteilt ist, und zwei Schalter mit kreisförmig angeordneten Kontaktgliedern enthält, die mit den aufeinanderfolgenden Abgriffen der Wicklung abwechselnd verbunden sind, wobei de beiden Schalter je einen bewegbaren Kontaktfinger besitzen, die beide mit jedem Kontaktglied des zugehörigen Schalters in Berührung gebracht werden können und derart angeordnet sind, daß immer mindestens einer der beiden gemeinsam bewegbaren KOntaktfinger mit einem der Kontaktglieder in Berührung ist, g e k e η η ζ e i c h η et du rc h eine» Spartransformator (34) mit einer mit Abgriffen versehenen Wicklung (36) und einen weiteren Schalter (51) mit mehreren: kreis*· f örmig angeordneten Kontaktgliedern (40 - 50), die mit je einem Abgriff der Wicklung (36) verbunden sind, wobei der weitere Schalter (51) zwei bewegbaren Kontaktfinger (52,54) aufweist, die mit jedem der Kontaktglieder (40- SO) in BErührung gebracht werden können, und wobei der Spartransformator (34) direkt mit den beiden der induktiven Einrichtung (10) zugeordneten Schaltern (30,32) verbunden ist.
2. 2. Feinstellvorrichtung nach Anspruch T, dadurch gek e η η ζ e ich η e t, daß der Spartransformator mit einem Umschalter ausgestattet ist, der.eine fortlaufende Bewegung des Schalters in der gleichen Richtung ermöglicht.

   009812/105 6

   1813680
3. 3. Feinstellvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, g β lc e η n- z -e i c h η e t d u'f c h einen Spartrans forma toimit einer Primärwicklung C36a), die direkt mit den beidenschaltern (30,32) verbunden ist, und mit einer Sekundärwicklung (36b) deren eines Ende über einen ümpolschalter (74) mit einem Mittelabgriff der Primärwicklung (36a) verbünden ist. ,
4. 4. Feinstellvorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 3, da d u r c h g e k en η z; e i c h η e t , daß der Spartransformator aus einer einzigen Wicklung (36) besteht, deren eines Ende (40) mit dem Kontaktfinger (33) eines der beiden Schalter (30,32) und deren anderes Ende (50) mit dem Kontaktfinger des anderen dieser beiden Schalter verbunden ist, wodurch die Pdarität der Spannung am Spartransformator umgekehrt wird, wenn einer der beiden Kontaktfinger (31,33) von einem Kontaktglied auf das nächste Kontaktglied übergeht.

   009812/10S6