Relaisfreier selbsttätiger Spannungsregler. Die Erfindung bezieht sich auf relaisfreie selbsttätige Spannungsregler, und zwar auf solche, bei denen ein Regelmotor in einem spannungsabhängigen Steuerkreis aus Ohm- sehen Widerständen, Induktivitäten und Kapa zitäten an das zu regelnde Netz geschaltet ist und als auf die Spannungsänderung an sprechendes Organ selbst den Regelschalter eines Anzapftranaformators bedient. Derartige Anordnungen sind bekannt und enthalten in ihrer einfachsten Form einen Steuerkreis, der aus einem Sperrkreis aus einem Kondensator und einer Eisendrossel, sowie einem mit dem Sperrkreis in Reihe geschalteten .Kondensator besteht.
Durch diesen Kreis wird eine Phase oder die Erregung des Regelmotors gesteuert.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass es vorteilhaft ist, bei steigender Be lastung des geregelten Netzes die Konstant spannung zu erhöhen und dadurch auch die Spannungsabfälle in der Leitung vom Netz regler bis zum Verbraucher zu kompensieren. Das wird erfindungsgemäss ohne eine wesent liche Komplizierung und Verteuerung der Geräte dadurch erreicht, dass die Regelein richtung auch durch den Belastungsstrom des Netzes beeinflusst (kompoundiert) wird.
Hierzu ist erforderlich, den Regler mit steigendem Netzstrom zu einer Erhöhung des Sollwertes der Netzspannung, auf die er einregelt, zu veranlassen, indem man die an der Regel schaltung liegende Spannung U' gegenüber der Netzspannung U um einen dem Bela stungsstrom proportionalen Betrag d <I>U ver-</I> kleinert.
Es ergeben sich dann am Ende des Regelvorganges folgende Verhältnisse: <I>U' = U -</I><B>AU;</B><I>d U = c</I> # <I>Z; U'</I> = konst. <I>- U = U'</I> + d <I>U = U'</I> + <I>c</I> # <I>L</I> Einige Ausführungsbeispiele des Erfin dungsgegenstandes sind im nachstehenden anhand der auf der Zeichnung dargestellten Schaltbilder erläutert.
Bei der in Fig. 1 angegebenen Schaltung ist eine relaisfreie Regeleinrichtung einfach ster Art angenommen, bei der der Regelmotor M über einen Kondensator K und einen Sperr kreis aus dem Kondensator C und der Eisen drossel<I>X</I> an dem zu regelnden Netz<I>R</I> S liegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Zusatzspannung der Regelspannung in einfachster Weise in Form eines Spannungs abfalles am Kondensator K zugeführt, und zwar unter Benutzung eines Hilfswandlers 2v, dessen Primärwicklung von dem Belastungs strom I des geregelten Netzes durchflossen wird.
Ist dann L2 die sekundäre Induktivität des Hilfswandlers w, so muss
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sein, wobei L2 <I>-</I> m der induktive Widerstand des Hilfswandlers to und
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der kapazi- tive Widerstand des Reihenkondensators K ist.
Bei einem Übersetzungsverhältnis
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des Hilfswandlers <B>to</B> ergibt sich die Zusatz spannung zu
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wobei
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Wi derstand und j der imaginäre Faktor
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Der besondere Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass sie sich bequem bei jeder fertigen Regeleinrichtung nachträglich anbrin gen lässt, ohne die Regelcharakteristik zu verändern. Der Grad der Kompoundierung lässt sich durch Änderung des Übersetzungs verhältnisses des Hilfswandlers ohne weiteres regeln, zu welchem Zwecke an dem letzteren Wicklungsanzapfungen vorgesehen sind.
Die Phase des kompensierenden Stromes richtet sich nach der Art des Leitungswider standes. Ist dieser zum Beispiel ein vorwie gend Ohmacher, wie im Spannungsdiagramm nach Fig. 2 angenommen ist, so kann man, wenn die Spannung R S an der Regeleinrich tung liegt, den Strom der Phase J zur Kom- poundierung heranziehen.
Will man in der Phasenlage des kompen sierenden Stromes von den gegebenen Ver hältnissen unabhängig sein, so empfiehlt sich die Schaltung nach Fig. 3. Diese unterschei det sich von der nach Fig. 1 dadurch, dass der Hilfswandler tv eine doppelte Primärwick lung mit geeignetem Windungsverhältnis aufweist, der der Strom zweier Phasen zum Beispiel Jt und J, zugeführt wird. Man kann dann jede beliebige Phasenlage des kompen sierenden Stromes erzielen.
Es ist auch möglich, die Phasenlage des kompensierenden Stromes durch Parallel widerstände auf der Primärseite des Wand- lers zu beeinflussen.
Die Verwendung eines Hilfswandlers to zur Einführung eines Spannungsabfalles in den Steuerkreis des Regelmotors bietet ferner die vorteilhafte Möglichkeit, den Wandler gleichzeitig auch zur Transformation der Kon- densatorspannung zu benutzen und auf diese Weise die grösstenteils ziemlich hohe Kapa zität K wirtschaftlich zu verkleinern. Eine derartige Schaltung ist in Fig. 4 dargestellt, bei der der Hilfswandler ?v zwischen den Regelmotor M und den Sperrkreis C <I>X</I> ge schaltet ist und eine dritte Wicklung auf weist, die über den Kondensator K geschlos sen ist.
Relay-free automatic voltage regulator. The invention relates to relay-free automatic voltage regulators, specifically to those in which a regulating motor is connected to the network to be regulated in a voltage-dependent control circuit of ohmic resistors, inductances and capacities, and the regulating switch itself is connected to the voltage change on speaking organ operated by a tapping transformer. Such arrangements are known and contain in their simplest form a control circuit which consists of a trap circuit made up of a capacitor and an iron choke, as well as a capacitor connected in series with the trap circuit.
This circuit controls a phase or the excitation of the regulating motor.
The invention is based on the knowledge that it is advantageous to increase the constant voltage when the load on the regulated network increases and thereby also to compensate for the voltage drops in the line from the network regulator to the consumer. According to the invention, this is achieved without any substantial complication and increase in the cost of the devices in that the regulating device is also influenced (compounded) by the load current of the network.
To do this, it is necessary to cause the controller to increase the setpoint of the mains voltage to which it regulates as the mains current increases, by changing the voltage U 'applied to the control circuit to the mains voltage U by an amount d <I proportional to the load current > U reduces </I> smaller.
The following relationships then result at the end of the control process: <I> U '= U - </I> <B> AU; </B> <I> d U = c </I> # <I> Z; U '</I> = const. <I> - U = U' </I> + d <I> U = U '</I> + <I> c </I> # <I> L </ I> Some embodiments of the subject matter of the invention are explained below with reference to the circuit diagrams shown in the drawing.
In the circuit shown in Fig. 1, a relay-free control device is assumed to be the simplest type, in which the control motor M via a capacitor K and a blocking circuit from the capacitor C and the iron throttle <I> X </I> to be regulated Network <I> R </I> S lies. In this embodiment, the additional voltage of the control voltage is supplied in the simplest way in the form of a voltage drop across the capacitor K, using an auxiliary converter 2v, the primary winding of which is traversed by the load current I of the regulated network.
If then L2 is the secondary inductance of the auxiliary converter w, then must
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where L2 <I> - </I> m is the inductive resistance of the auxiliary converter to and
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the capacitive resistance of the series capacitor K is.
At a gear ratio
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of the auxiliary converter <B> to </B> results in the additional voltage to
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in which
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Resistance and j the imaginary factor
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The particular advantage of this arrangement is that it can easily be retrofitted to any finished control device without changing the control characteristics. The degree of compounding can be easily regulated by changing the translation ratio of the auxiliary converter, for which purpose winding taps are provided on the latter.
The phase of the compensating current depends on the type of line resistance. If this is, for example, a predominantly ohmic resistor, as is assumed in the voltage diagram according to FIG. 2, then the current of phase J can be used for compounding when the voltage R S is applied to the control device.
If one wants to be independent of the given conditions in the phase position of the compensating current, the circuit according to FIG. 3 is recommended. This differs from that of FIG. 1 in that the auxiliary converter tv has a double primary winding with a suitable turn ratio to which the current of two phases, for example Jt and J, is supplied. You can then achieve any phase position of the compensating current.
It is also possible to influence the phase position of the compensating current by means of parallel resistors on the primary side of the converter.
The use of an auxiliary converter to for introducing a voltage drop in the control circuit of the regulating motor also offers the advantageous possibility of using the converter to transform the capacitor voltage at the same time and in this way to economically reduce the largely rather high capacitance K. Such a circuit is shown in FIG. 4, in which the auxiliary converter? V is connected between the regulating motor M and the blocking circuit C and has a third winding that is closed via the capacitor K .