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Einrichtung zum selbsttätigen Regeln der Spannung elektrischer Stromkreise.
Zum selbsttätigen Regeln der Erregerstromkreise elektricher Maschinen und liberhaupt in Fällen, wo die Stromstärke von einer bestimmten Wirkung gesetzmässig abhängig gemacht worden soll, sind früher häussg rolaisartige Einrichtungen versucht worden, beispielsweise auf Spannung gewickelte Elektromagnete, die unmittelbar eine Reihe von Kontakten zum Aus-und Einschalten von Widerstünden betätigen. Für derartige Relais ergaben sich aber bei den in der Starkstromtechnik üblichen Stromstärken sehr grosse Abmessungen und daraus wieder zu träge Wirkung, da die Schwingungen der erheblichen Massen gedämpft werden mussten. An Stelle solcher, auch sehr teueren Relais mit unmittelbarer Wirkung verwendet man seither kleinere Relais, die nur einen Hilfsmotor, ein Klinkwerk oder dgl. zum Verstellen des Kontaktapparates beherrschen.
Diese mittelbar wirkenden Relaiseinrichtungon versagen indessen bei Stromstössen, da sie, ähnlich wie die erstgenannten Relais mit unmittelbarer Wirkung, zu langsam, beispielsweise auf Spannungsänderungen im Netze, ansprechen oder wegen der Massenwirkungen über das Ziel hinausschiessen.
Nachfolgend ist nun eine neue Einrichtung beschrieben, die im besonderen zum schnellen selbsttätigen Regeln von Stromkreisen bestimmt ist und die im wesentlichen in der Anwendung eines Hauptrelais besteht, das eine Reihe kleiner Kontakte betätigt, durch die ebesoviele Unterrelais eingeschaltet oder ausgeschaltet werden und dabei ihrerseits Kontakte zum Ein-und Ausschalten von Widerständen oder anderen Regelungsorganen schliessen und öffnen.
Die neue Einrichtung ist in der Fig. 1 schematisch dargestellt für eine Drehstromanlage, deren Spannung selbsttätig zu regeln ist. Darin bedeutet 9 den Drehstromgenerator mit den anschliessenden Netzleitungen n und dem durch positiv"und"negativ"gekenn- zeichneten Erregerstromkreise. Mit den Klemmen des Generators ist das Relais 1-ver- bunden, das hier in Form eines Drehstrommotores ausgeführt gedacht ist, dessen Stator der Netzspannung entsprechend gewickelt ist, und dessen Kurzschlussanker die Kontaktlatte l trägt.
Bei normaler Spannung des Generators 9 möge die Kontaktlatte unter Wirkung des Drehmomentes des Relaismotores r und einer entgegenwirkenden Feder oder eines gleichwertigen Organes die in der Figur bezeichnete mittlere Stellung einnehmen. Links und rechts von der Kontaktlatte sind zwei Reihen federnder Kontakte cl und c2 so angeordnet, dass sie beim Ausschlage der Latte nach links oder rechts nacheinander berührt werden. Bei dem in der Figur angegebenen Stromlaufe im Gleichstromkreise werden durch die Berührung der Kontakte c1 bzw. c2 mit der Kontaktlatte l mehr oder weniger die Unterrelais kl bzw. k2 erregt.
Die Unterrelais k, schalten bei ihrer Erregung je einen der Widerstände w1 aus, die Unterrelais k2 die zugehörigen Widerstäde tl-'2 ein. Diese Widerstände liegen parallel dem unveränderlichen Widerstande to im Erregerstromkreise, ihr Ausschalten bzw. Einschalten hat also eine Schwächung bzw. Verstärkung des Erregerstromes zur Folge.
Die beschriebene Einrichtung wirkt also innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen als statischer Regler der Netzspannung. Bei dem Regelungsvorgange treten aber immer nur geringe Massenwirkungen auf, da die Relais und und k2 ganz geringe Stromstärken erfordern, die Kontakte cl und C2 also sehr leicht sind, und der Stellweg des Hauptrelais t'klein ist.
Die fast augenblickliche Einstellung der ganzen Relaiseinrichtung auf die jeweilig erforderliche Stromstärke verhindert das lästige Überregulioren. Da der gesamte Erregerstrom auf eine grössere Zahl von Stromwegcn verteilt ist, so können mit der beschriebenen Ein- richtung beträchtliche Stromstärken bei schneller Wirkung geregelt werden, wenn auch die einzelnen Relais nur geringe Stromstärken dauernd zu führen vermögen.
In manchen Fällen macht sich jedoch der Umstand störend geltend, dass an jedem der Kontakte, durch die das Uauptrolais die Unterrelais mit Strom versorgt, wie auch an den von den Unterrelais selbst betätigten Kontakten, wenn solche verwendet werden, schnell aufeinander folgendes Öffnen und Schliessen des Stromes eintreten kann. Wenn nämlich durch Ausschalten oder Einschalten eines der Unterrelais eine stärkere Änderung des
Stromkreises eintreten würde, als dem augenblicklichen Regelungszustande des Systemes entspricht, so wird das Hauptrelais sofort wieder nach der anderen Seite ausschlagen, dann von neuen den Strom schliessen usw., und das periodische Öffnen und Schliessen kann längere Zeit anhalten.
Diese Erscheinung des sogenannten Zittetkontaktes kann im übrigen, soweit der Regelungsvorgang in Betracht kommt, an sich erwünscht sein, da auf diese
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Unterteilung der Widerstände usw., also unter Anwendung einer grossen Zahl von Unterrotais erreicht werden könnte. Da aber die Zitterkontakte einer besonderen sorgfältigen und eigenartigen Ausführung bedürfen, um ihre vorzeitige Abnutzung zu vermeiden, so wurde die Ausführung der vorher beschriebenen Einrichtung unter Umständen sehr verteuert werden. Diesen Übelstand zu vermeiden, ist der Zweck der nachfolgend beschriebenen Ausführungsform, bei der dafür gesorgt ist, dass nur einer der Kontakte des Hauptrelais als Zitterkontakt ausgeführt zu werden braucht.
In der Fig. 2 ist die neue Einrichtung schematisch in ähnlicher Form und unter Wahl ähnlicher Bezugzeichen dargestellt, wie die eingangs beschriebene Einrichtung. Darin bedeutet wieder 9 einen Generator (hier Drehstromgenerator), dessen Erregerstromkreis
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und k2, die von dem Hauptrolais r abhängig sind. Dessen Kontaktstücke cl sind hier nicht federnd, wie bei bei der ersten Anordnung angenommen, sondern als stufenweise versetzte, feststehende Stücke, die nacheinander von dem Gleitstücke s berührt werden. Dieses Gleit- stück s, das in seiner Bahn geeignet geführt angenommen wird, ist nicht fest mit der
Zunge l des Relais l'verbunden, sondern wird von diesem nur unter Spielraum mit- genommen durch die Anschlagstifte und t2, zwischen denen die Zunge frei schwingen kann.
Der Anschlagstift t2 ist gleichzeitig ein von dem Gleitstücke s isolierter Kontakt- stift und mit dem Unterrelais k2 leitend verbunden.
Beim Anschlage der Relaiszunge l nach links wird deshalb zunächst der Stromkreis des Relais k2 geschlossen. Sollte nun bei dem zeitigen Regelungszustande des Systemes das
Ausschalten des Widerstandes w2 eine zu starke Änderung des Erregerstromkreises von 9 bewirken, so wird bei dem Kontaktstücke t2 und in geringerem Masse auch an dem Kontakte des Widerstandes ein fortwährendes Unterbrechungsfeuer eintreten.
Wenn aber bei einem anderen Zustande des Systemes das Gleitstück s, das nach Befinden noch mit einer besonderen Dämpfung versehen sein kann, schon auf die Kontaktreihe cl gelangt ist, auf der es mit einiger Reibung festgehalten wird, so wird, sofern auch hier die Bedingung für einen Zitterkontakt vorliegen, das sich wiederholende Unterbrechungsfeuer nur zwischen der Relaiszunge l und dem Kontaktstifte t2 bzw. an dem Kontakte des Widerstandes fC2 auftreten, nicht aber an den anderen Kontakten. Denn bei zurückgehende Relaiszunge l wird zunächst immer der Kontakl bei t2 geöffnet, und erst, wenn durch das Hauptrelais eine ausgiebigere Regelung des Erregerstromkreises eingeleitet wird, erfolgt das Mitnehmen des Gleitstückes s auf der Kontaktreihe cl.
In der beschriebenen Weise wird also in der Tat der Zweck erreicht, das vielfache
Unterbrechungsfeuer auf einen Kontakt des Hauptrelais zu beschränken, und wenn die
Unterrelais ebenfalls, wie in der Fig. 2 angenommen, durch Öffnen und Schliessen von
Kontakten wirken, so wird auch nur einer aus dieser Kontaktreihe mit Rücksicht auf die häufigen Unterbrechungen als Zitterkontakt auszuführen sein.
Unter Umständen kann auch der zweite Anschlagstift des Gleitstückes s als
Kontaktstift ausgeführt werden und durch ihn ein zweites, gesondertes Relais wie k2 betätigt werden, das auf den Stromkreis in entgegengesetztem Sinne. wie das erste wirkt.
Wie die Grundform der zuerst beschriebenen Einrichtung, kann auch diese besondere
Form sowohl für andere Zwecke, als den hier als Beispiel angenommenen, benutzt werden und in den Einzelheiten verschiedene Ausgestaltung erfahren.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Einrichtung zum selbsttätigen Regeln der Spannung elektrischer Stromkreise mittels Relais, gekennzeichnet durch die Anordnung eines Hauptrelais (1') zum Betätigen oinf's Stufenschalters (I) bei Anderung der Spannung, wobei durch den Stufenschalter eine
Anzahl an diesen angeschlossener Unterrelais (1. erregt werden, die ihrerseits je eine
Widerstandsstufe oder ein anderes regelndes Organ aus-oder einschalten, zu dem Zwecke, ein schnelles Regeln der Spannung des Stromkreises zu erzielen und ein Überregulieren zu vermeiden.