DE907198C

DE907198C - Einrichtung zur selbsttaetigen Spannungsregelung

Info

Publication number: DE907198C
Application number: DEK4641D
Authority: DE
Inventors: Franz Josef Fischer
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1940-12-03
Filing date: 1941-11-21
Publication date: 1954-03-22

Description

CWiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 22. MÄRZ 1954

K 4641 VIIId 121 c

(Ges. v. 15. 7.51)

Es wurde bereits eine Einrichtung zur selbsttätigen Spannungsregelung mittels zweier Regler vorgeschlagen, von denen der eine ein Grob- oder Langsamregler, der andere ein Fein- oder Schnellregler ist. Bei dieser Einrichtung läuft der Antriebsmotor des Groboder Langsamreglers mit einer von der jeweiligen Stellung des Regelorgans des Fein- oder Schnellreglers oder von der an diesem Regler abgenommenen Spannung (bzw. einer ihr entsprechenden Spannung) abhängigen Geschwindigkeit und Drehrichtung um (vgl. Patentschrift 746 144). Der Vorteil dieser Einrichtung besteht in einer Erhöhung der Reglerleistung auch bei feinstufiger bzw. schneller Regelung, ohne daß ein Pendeln der Regler zu befürchten ist.

Die vorliegende Erfindung hat die weitere Ausbildung und Verbesserung einer derartigen Einrichtung zum Gegenstand; erfindungsgemäß besteht zwecks weiterer Vergrößerung des Regelbereiches und der Reglerleistung der Grob- und Langsamregler aus mehreren in Reihe geschalteten Einzelreglern. Diese können bei der Regelung entweder gleichzeitig in dem gleichen Regelsinne verstellt werden oder nacheinander derart verstellt werden, daß dann, wenn ein Regler seinen Regelbereich durchlaufen hat, der nächste Regler in Tätigkeit gesetzt wird. In beiden Fällen kann man für jeden der Regler einen besonderen Antriebsmotor vorsehen. Es ist aber auch möglich, zur Verstellung sämtlicher den Grobregler bildenden Regler nur einen einzigen Antriebsmotor zu verwenden. Gegebenenfalls kann man zwecks Vereinfachung der Herstellung und des Aufbaues einer Einrichtung gemäß der Erfindung für die den Grobregler bildenden

Einzelregler und den Feinregler ein und dasselbe Reglermodell verwenden; dabei wird der als Feinregler dienende Regler, der dann ja an sich ebenso grob wie die üblichen Regler regelt, in den zu regelnden Stromkreis in an sich bekannter Weise über einen Zwischentransformator mit geeignetem Übersetzungsverhältnis gelegt.

In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel für eine Einrichtung gemäß der Erfindung schaltungsmäßig dargestellt. Der Grobregler besteht hier aus drei in Reihe geschalteten, mit ihren Erregerwicklungen parallel geschalteten Regeltransformatoren 2i^a bis 2i ^c mit je zwei Kohlerollen, die auf der betreffenden Regelwicklung laufen. Zum Antrieb der drei Regeltransformatoren dienen drei Motoren 22^a bis 22", von denen jeder zwei gegenläufige Erregerwicklungen (sog. Reversierwicklungen) aufweist. Jeder der drei Regeltransformatoren ist in an sich bekannter Weise mit zwei als Umschalter ausgebildeten Endschaltern 32", 33° bzw. 32*", 33⁶ bzw. 32°, 33^s versehen, die entsprechend umgeschaltet werden, wenn der betreffende Regeltransformator seinen Regelbereich in der einen oder anderen Richtung durchlaufen hat. Der Feinregler besteht aus einem Regeltransformator 38, der ebenso wie die als Grobregler dienenden Transformatoren 2i^e bis zi^c mit zwei gegenläufig bewegten Kohlerollen 39 und 40 versehen ist und über einen Zwischentransformator 41 geeigneten Übersetzungsverhältnisses auf den zu regelnden Stromkreis arbeitet, und zwar liegt die Sekundärwicklung des Zwischentransformators 41 in Reihe mit den Regeltransformatoren 21" bis 2i^c. Mit 11 und 12 sind die Klemmen bezeichnet, mit denen die Spannungsregeleinrichtung an die ankommende schwankende Netzspannung angeschlossen ist, während an den Klemmen 13 und 14 die konstante Spannung abgenommen wird. Der Antrieb des Feinreglers 38 erfolgt beispielsweise durch einen Öldruckschnellregler 17, dessen Kraftquelle beispielsweise aus einem an ein Drehstromnetz angeschlossenen Asynchronmotor besteht und dessen spannungsempfindliches Organ an der konstanten Spannung liegt. Sowohl die vom Feinregler 38 als auch die von den Reglern 21° bis 2i^c gelieferten Spannungen können sowohl additiven als auch subtraktiven Sinn haben und wirken entsprechend als Zusatzspannung zu der ankommenden Spannung. Mit der Kohlerolle 39 des Feinreglers 38 ist eine Kohlebürste 29 mechanisch und elektrisch leitend verbunden, die auf einer aus zwei Teilen 30 und 31 bestehenden Kontaktschiene gleitet. Über die geteilte Kontaktschiene werden die gegenläufigen Erregerwicklungen der drei Motoren 22" bis 22^C gespeist, und zwar in dem Sinne, daß die Motoren sich bei Stromfluß über die Schiene 30 in der einen Richtung, bei Stromfluß über die Schiene 31 in der anderen Richtung drehen. Die Motoren sind als Hauptstrommotoren bewickelt. Die Endausschalter 32 und 33 liegen im Zuge der Verbindungen zwischen der geteilten Schleifschiene 30, 31 und den Erregerwicklungen der Motoren 22° bis 22"-. Dabei ist die Schaltungso getroffen, daß dann, wenn ein Regler, z.B. der Regler2i^ffi, seinen Regelbereich durchlaufen hat, der nächste Regler, z. B. 2i⁶, in Tätigkeit gesetzt wird. Hat dieser seinen Regelbereich durchlaufen, so wird der dritte Regler 2i^c in Bewegung gesetzt.

Die Wirkungsweise der dargestellten Einrichtung ist kurz folgende: Die Regler 2i^& und 2i^c befinden sich in ihrer einen Endstellung, während der Regler 2i^a sich aus dieser Endstellung in die gezeichnete Stellung bewegt hat, nachdem die Kohlerollen des Feinreglers 38 aus der Mittelstellung in die gezeichnete Stellung gelangt sind. Der Motor 22" dreht sich um so schneller, je weiter die Kohlerollen 39 und 40 sich in dem angegebenen Sinne aus der Mittelstellung entfernen. Die Kohlerollen des Reglers 2 i^a bewegen sich dabei in dem Sinne, daß die von dem Grobregler gelieferte Zusatzspannung dieselbe Richtung aufweist wie die an den Kohlerollen 39 und 40 abgenommene und über den Zwischentransformator 41 in den zu regelnden Stromkreis eingeführte Zusatzspannung. Wenn die auszuregelnde Spannungsänderung so groß ist, daß die Kohlerollen des Reglers 2i^a bis in ihre Endstellung bewegt werden, dann wird beim Erreichen dieser Endstellung der Endschalter 33^a umgeschaltet. Dies hat zur Folge, daß der Motor 22^a ausgeschaltet und damit der Regler 2i^a stillgesetzt wird. Außerdem wird der Motor 22 ^b in demselben Drehrichtungssinne, in dem bisher der Motor 22° gelaufen ist, eingeschaltet, denn sein Stromkreis verläuft über die Arbeitskontakte des Endschalters 33^a. Infolgedessen werden die Kohlerollen des Reglers 21* aus ihrer gezeichneten einen Endstellung in Bewegung gesetzt so lange, bis sie (unter der Voraussetzung, daß die Spannungsänderung nicht schon vorher ausgeregelt worden ist) in ihre andere Endstellung gelangen, in welcher der Endschalter 33 ^ umgeschaltet wird. Diese Umschaltung hat zur Folge, daß der Motor 22 ^b stillgesetzt und der Motor 22^C in Bewegung gesetzt wird. Infolgedessen bewegen sich die Kohlerollen des Reglers 21 ^c aus ihrer einen in der Abbildung gezeichneten Endstellung in Richtung ihrer anderen Endstellung. Nach einiger Zeit wird die eingetretene Spannungsänderung ausgeregelt sein, so daß der Schnellregler 17 die Kohlerollen 39 und 40 in die Mittelstellung bringen wird. Dies hat zur Folge, daß die vom Feinregler 38 gelieferte Spannung zu Null wird, der Motor 22^c also in der erreichten Stellung stehenbleibt. Wenn sich jetzt die ankommende Spannung im umgekehrten Sinne ändert wie vorher, wird der Schnellregler 17 die Kohlerollen 39 und 40 aus der Mittelstellung im umgekehrten Sinne verstellen, so daß die Bürste 29 auf den Schleifschienenteil 31 gelangt. Dies hat zur Folge, daß der Motor 22° im umgekehrten Sinne zu laufen beginnt, da nunmehr über den Endschalter 32 ° in seiner Ruhestellung die andere Erregerwicklung des Motors 22^c eingeschaltet ist. Die Kohlerollen des Reglers 2i^c werden sich also im umgekehrten Sinne wie vorher bewegen, bis sie in die in der Abbildung gezeichnete Endstellung gelangen, in der der Endschalter 32° in die in der Abbildung gezeichnete Stellung umgelegt wird. Dies hat zur Folge, daß der Motor 22^c abgeschaltet und der Motor 22^ eingeschaltet wird, und zwar im umgekehrten Drehrichtungssinne wie vorher. Die Kohlerollen des Reglers 2i⁶ werden daher aus der einen Endstellung in die in der Abbildung gezeichnete andere EndsteUung zurückverstellt. Beim Erreichen

dieser in der Abbildung gezeichneten Endstellung wird der Endschalter 32* in die gezeichnete Lage umgeschaltet und dadurch der Motor 22 ^h stillgesetzt und der Motor 22" im umgekehrten Drehrichtungssinne wie vorher eingeschaltet. Dieser verstellt nun die Kohlerolle des Reglers 2i^a aus der einen Endstellung in Richtung der anderen Endstellung so lange, bis die Spannungsänderung ausgeregelt und die Kohlerollen des Feinreglers 38 in die Mittelstellung gelangt sind

ίο bzw. bis die Kohlerollen des Reglers 21" die Endstellung erreicht haben, in der der Endschalter 32" betätigt und der Motor 22" ausgeschaltet wird. Im letzteren Falle wäre die auszuregelnde Spannungsänderung so groß, daß auch der Grobregler sie nicht mehr zu bewältigen vermag.

Bei dem in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiel ist für jeden der den Grobregler bildenden Regler 21" bis 2i^c ein besonderer Antriebsmotor vorgesehen. Man kann aber auch mit einem einzigen Antriebsmotor für diese drei Regler auskommen; dann muß die Anordnung so getroffen werden, daß durch die Endschalter entsprechende Kupplungen zwischen dem Antriebsmotor und den einzelnen Reglern in der richtigen Weise gesteuert werden.

Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß die drei den Grobregler bildenden Regler 21™ bis 2i^c gleichzeitig und nicht wie in der Abbildung nacheinander verstellt werden. Der Regelbereich bleibt dabei der gleiche, aber die Regelung wird steiler als bei dem in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiel, was in manchen Fällen erwünscht sein kann. In diesem Falle wird man zweckmäßig nur einen einzigen Antriebsmotor vorsehen. Auch benötigt man dann nur an einem einzigen der drei Regler Endausschalter.

Die Schaltung des Antriebsmotors mit den Reversierwicklungen und den beiden Endabschaltern kann dann die gleiche sein wie bei dem in Abb. 4 des Patentes 746 144 dargestellten Ausführungsbeispiel.

An Stelle der in dem Ausführungsbeispiel benutzten Einphasenmotoren können zum Antrieb der den Grobregler bildenden Regler auch Drehstrommotoren in entsprechend abgeänderter Schaltung verwendet werden. Der Feinregler 38 kann, wenn eine selbsttätige Regelung nicht benötigt wird, gegebenenfalls von Hand betätigt werden, wobei dann der in der Abbildung mit 17 bezeichnete Öldruckschnellregler in Fortfall kommt. In vielen Fällen, z. B. bei Ofentransformatoren und Hochspannungsprüfanlagen, wird eine je nach Bedarf von Null an regelbare Spannung benötigt; auch hier kann der Feinregler 38 von Hand betätigt und so die jeweils notwendige Spannung schneller oder langsamer eingestellt werden.

Die den Grobregler bildenden Einzelregler können statt direkt, wie in dem dargestellten Ausführungsbeispiel, auch über einen oder mehrere Zusatztrans- formatoren in den zu regelnden Stromkreis eingeschaltet werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur selbsttätigen Spannungsregelung mittels zweier Regler, von denen der eine ein Grob- oder Langsamregler, der andere ein Feinoder Schnellregler ist, wobei der Antriebsmotor des Grob- oder Langsamreglers mit einer von der jeweiligen Stellung des Regelorgans des Fein- oder Schnellreglers oder von der an diesem Regler abgenommenen Spannung (bzw. einer ihr entsprechenden Spannung) abhängigen Geschwindigkeit und Drehrichtung umläuft, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung des Regelbereiches und der Reglerleistung der Grob- und Langsamregler aus mehreren in Reihe geschalteten Einzelreglern besteht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Grobregler bildenden Regler gleichzeitig in dem gleichen Regelsinne verstellt werden.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Grobregler bildenden Regler nacheinander derart verstellt werden, daß dann, wenn ein Regler seinen Regelbereich durchlaufen hat, der nächste Regler in Tätigkeit gesetzt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verstellung sämtlicher den Grobregler bildenden Regler ein einziger Antriebsmotor vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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