<Desc/Clms Page number 1>
Servomechanischer Spannungsstabilisator
Der Erfindungsgegenstand ist ein automatischer Wechsel- oder Gleichspannungsstabilisator, der zur Spannungsgleichhaltung sowohl bei Verbrauchern als auch bei Generatoren verwendet werden kann.
Zur Spannungsgleichhaltung sind eine ganze Reihe magnetischer, elektronischer und servornechanischer Stabilisatoren bekannt. Sowohl die magnetischen als auch elektronischen Stabilisatoren müssen aber in jedem Falle der Grösse der Leistung, deren Spannung gleichgehalten werden soll, angepasst werden, so dass bei grösseren Durchgangsleistungen die Abmessungendieser Stabilisatoren ziemlich gross wer- den. Die bisherigen Typen der servomechanischen Stabilisatoren weisen hingegen eine gewisse Unempfindlichkeit auf, die ungefähr 0, 5-l % der stabilisierten Spannung beträgt. Die Spannungsstabillt der elektronischen und magnetischen Stabilisatoren ist ungefähr die gleiche wie bei den servomechanischen Stabilisatoren.
Eine bessere Spannungsstabilität lässt sich zwar bei elektronischen Stabilisatoren erzielen, aber nur auf Kosten eines betrachtlich höheren Anschaffungsaufwandes. Bei magnetischen und elektronischen Stabilisatoren kann ausserdem die Grösse der stabilisierten Spannung nur in engen Grenzen variiert werden. In der Zeitschrift"Sdelovacitechnika" ("Fernmeldetechnik'*), Jhg. 1956, Nr. l, S. 20, ist ein servomechanischer Stabilisator beschrieben, bei dem die Ausgangsspannung ebenfalls nur in engen Grenzen geändert werden kann.
Der gemeinsame Vorteil aller magnetischen und elektronischen Stabilsatoren besteht in dem augenblicklichen Ansprechen dieser Geräte, die praktisch ohne etwaige Totzeit auf Spannungsschwankungen reagieren, wogegen bei den servomechanischen Stabilisatoren stets mit einer gewissen Stellzeit gerechnet werden muss.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung beseitigt die Nachteile der uneinheitlichen Ausführung der bisherigen Spannungsstabilisatoren für verschiedene Leistungen. Die Steuervorrichtung ist einheitlich für alle Spannungswerte und Stromarten und für alle Grössen der geregelten Leistungen ausgelegt. Dabei kann ein und derselbe Spannungsstabilisator entweder als sekundärer Stabilisator (d. i. zur Regelung der Spannung an einem Verbraucher) oder als primärerStabilisator (zur Regelung der Gleichstrom-oder Drehstromgeneratorenspannung) verwendet werden.
Die Spannungsgleichhaltung bei dem erfindungsgemässen Stabilisator erfolgt durch Regelung eines Regeltransformators (Booster), eines Regelwiderstandes oder der Erregung eines Gleich- bzw. Wechselstromgenerators mittels eines Servomotors, welcher von einem an sich bekannten Relais-Integrations- regler gesteuert wird. Ein solcher Relais-Integrationsregler wird von zwei elektrischen Spannungen beeinfluss, von denen die eine die Normalspannung darstellt und die zweite die zu stabilisierende Spannung bt. Ein solcher integrierender Regler besitzt daher zwei Eingangskreis. Die Steuerungseinheiten können aus typisierten Bestandteilen serienmässig hergestellt werden, wobei diese Einheiten fUr alle Leistungen, Spannungswerte und Stromarten dieselben sind.
Ausserdem ist man imstande, durch geeignete Anordnung der erfindungsgemässen Vorrichtung die Regelung der stabilisierten Spannung in weiten Grenzen zu erreichen, was bei den bisher üblichen Stabilisatoren keinesfalls möglich ist.
Gekennzeichnet ist der erfindungsgemässe Spannungsstabilisator dadurch, dass an dem ersten Eingangskreis einer an sich bekannten, später noch näher beschriebenen integrierenden Regeleinrichtung mit zwei voneinander unabhängigen Eingängen eine Hilfsnormalspannung liegt, und dem zweiten Einganga- kreis entweder die an den Ausgangsklemmen des Spannungsstabilisators auftretende stabilisierte Spannung ider die Summe aus dieser Spannung mit einer an einem Potentiometer einstellbaren zusätzlichen Spanlung zugeführt wird. Weitere Merkmale der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung an Hand ier Fig. 1-4 entnommen werden.
<Desc/Clms Page number 2>
Fig. 1 zeigt die Grundschaltung des erfindungsgemässenSpannungsstabilisators, Fig. 2 zeigt die erfin- dungsgemässe Anordnung zur Gleichhaltung einer gleichgerichteten Spannung. Fig. 3 stellt die Anwen- dung der Erfindung bei der Spannungsregelung von Gleich- oder Wechselstromgeneratoren dar, in Fig. 4 ist ein Ausfuhrungsbeispiel dargestellt, bei dem die stabilisierte Spannung nur in engen Grenzen einstell- bar sein muss.
Gemäss Fig. 1 sind die Netzzuleitungen l, 2 mit der Wicklung des Regeltransformators 3 verbunden, der mit dem Schieber 4 versehen Ist. Als Regeltransformator kann, insbesondere zur Gleichhaltung der
Drehstromspannung, auch ein Booster verwendet werden. Die stabilisierte Ausgangsspannung wird den
Klemmen 17, 18 entnommen. Die Bewegung des Schiebers 4 oder die Drehung des Booster-Rotors wird von dem Servomotor 5 über das Übersetzungsgetriebe 6. besorgt. Der Servomotor 5, der fUr beide Drehrichtungen ausgelegt ist, wird von einem Integrationsregler 7 gesteuert, welcher, wie vorstehend erwähnt, zwei Eingänge aufweist.
An einem Eingang liegt die Bezugsspannung (Normalspannung) En. die einer durch einen Stabilisator
20 stabilisierten Spannungsquelle 19 entnommen wird, am andern Eingang wird die zu vergleichende Spannung angelegt, welche erfindungsgemäss vorzugsweise aus der Summe zweier Einzelspannungen Es und Ep besteht, von denen die eine (Es) dem geregelten Ausgang entnommen ist und die andere (Ep) an einem Potentiometer 16 abgegriffen wird, das an die Normalspannungsquelle angeschaltet ist.
Diese, mit
7 bezeichnete, an sich bekannte integrierende Relais-Regeleinrichtung, deren Eingänge die beiden zu vergleichenden Spannungen, Wie vorstehend beschrieben, zugefuhrt werden, besitzt zwei gleichartig aufgebaute Integrationsschaltungen, von denen jede ein integrierendes RC-Glied aufweist, dessen Kondensator am Steuergitter einer als Ventil arbeitenden Elektronenröhre liegt.
Die Kondensatoren werden durch abwechselnd schliessbare Kontakte eines Relais überbrückt, das jeweils einer Relaisanordnung im Anodenstromkreis einer der beiden Röhren angehört. Die Relaisanordnungen werden von den Elektronenröhren derart gesteuert, dass beim Auslösen der Regelung in einer Richtung die Auslösung in der andern Richtung gesperrt ist bzw. beim Erreichen einer bestimmten Spannung an den Kondensatoren der Integrationschaltungen der Regelzyklus unterbrochen wird. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen integrierenden Regeleinrichtung ist beispielsweise in der österr. Patentschrift Nr. 204134 ausfuhrlich dargestellt.
Es können aber auch andere integrierende Regeleinrichtungen mit zwei voneinander unabhängigen Eingängen verwendet werden ; die in den Fig. 1-4 gezeigten AusfUhrungsbeispiele beziehen sich jedoch auf die in der vorgenannten österr. Patentschrift beschriebene Regeleinrichtung, von der in den Zeichnungen nur die beiden Eingänge mit den integrierenden RC-Elementen (Widerstände 11, 12 und Kondensatoren 8,9) dargestellt sind.
Der Integrat1onskondensator 9 liegt über den Widerstand 11 dauernd an der Normalspannung En, woge- gen der Kondensator 8 über den Widerstand 10 mit der Summe aus der geregelten Spannung Es und einer am Potentiometer 16 eingestellten Teilspannung Ep der Normalspannung En beaufschlagt wird. Bei einer Änderung der an den Ausgangsklemmen 17, 18 auftretenden Spannung ändert sich daher auch die Spannung am Kondensator 8 nach einem Exponentialgesetz. Wird der Schaltwert des einen Eingangskreises der Einrichtung 7 erreicht, dann wird entsprechend der Richtung der Spannungsabweichung vom Sollwert der das Einstellorgan 4 einer Regeleinrichtung 3 verstellende Servomotor 5 in der einen oder in der andern Drehrichtung in Gang gesetzt. Nach Erreichung des Schaltwertes des zweiten Eingangskreises wird die Regelung eingestellt.
Sinn und Dauer der Regelung bestimmt lediglich die Tatsache, dass allein das Auftreten eines Unterschiedes zwischen beiden Integrationsspannungen genügt, um die Regeleinrichtung in Gang zu setzen, welcher Umstand im wesentlichen die hohe Empfindlichkeit der Regeleinrichtung ergibt. Soll eine Wechselspannung stabilisiert werden, so muss diese Spannung erst mittels des Gleichrichters 12 gleichgerichtet und mit einem RC-oder LC-Filter geglättet werden. Das Filter besteht aus dem Kondensator 14 und einem Widerstand oder einer Drosselspule 13. Über den Widerstand 15 kann die Ladung des Kondensators 14 beim Absinken der Ausgangsspannung abfliessen. Die Servo-Regeleinrichtung 7 beharrt in dem Ruhezustand so lange, als beideandenEingangskIemmenderEinrichtung liegendenspan- nungen gleich sind.
Eine Änderung der Spannung an einem Eingangskreis, z. B. wenn sich die an den Klemmen 1. 2 liegende. Netzspannung ändert oder das Potentiometer 16 absichtlich verstellt wird, hat zur Folge, dass durch die auftretende Spannungsdifferenz an den Integrationskreisen die eine oder die an-
EMI2.1
welches den Servomotor 5 in der erforderlichen Drehrichtung zum Nachstellen des Regelorganes 3, 4in Gang setzt. Ist der Sollwert an den Klemmen 17, 18 wieder erreicht worden, dann herrscht an den Eingängen der integrierenden Regeleinrichtung Spannungsgleichheit, und der Regeivorgang wird wieder eingestellt.
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1