DE2647417C3 - Einrichtung zur Stabilisierung und Regelung einer elektrischen Spannung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Stabilisierung und Regelung einer elektrischen Spannung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen, aus der SU-PS 2 98 442 bekannten Art.
Bei der bekannten Einrichtung sind die Leistungswicklungen auf den Kernschenkeln des Transformators angeordnet. Ein Teil der Windungen der Leistungswicklungen ist in dem durch die Joche mit den Steuerwicklungen zur Gleichstrom-Vormagnetisierung der Joche begrenzten Fenster vorgesehen.

Bei der Regelung werden die Amperewindungen zwischen dem Oberjoch und dem Mitteljoch des Transformators umverteilt.

Die Ausgangsspannung der bekannten Einrichtung zur Stabilisierung und Regelung einer elektrischen Spannung gelangt über eine Gleichrichterbrücke des Vergleichers an ein Meßgerät (eine parametrische, mit Zener-Dioden bestückte Brücke). Das Signal des Meßgeräts wird vom Halbleiter-Relais-Zwischenverstärker, als welcher ein kontaktloses Relais dient, verstärkt und an den Differenzleistungsverstärker gegeben, der die Steuerwicklungen der Transformatorjoche entweder ab- oder zuschaltet. Übersteigt die Ausgangsspannung ihren Sollwert, so steigt der Strom durch die Steuerwicklung des oberen Transformator-Jochs an, der Strom durch die Steuerwicklung des Mitteljochs geht dagegen zurück. Dabei erhöht sich der magnetische Widerstand des oberen Jochs und verringert sich der des mittleren Jochs. Die Flußverkettung eines Teils der Windungen der Leistungswicklung, die in dem durch die steuerbaren Joche begrenzten Fenster angeordnet sind, wird geringer, folglich wird die elektromotorische Kraft (EMK) kleiner, die in diese Windungen induziert wird. Die Ausgangsspannung der Einrichtung zur Regelung und Stabilisierung der

bo Spannung verringert sich eben^falls. Unterschreitet die Ausgangsspannung ihren Sollwert, so wechselt das der Meßbrücke entnommene Signal seine Polarität. Die Polarität des am Differenzleistungsverstärker eingangsscitig anliegenden Ausgangssignals des Zwischenver-

b^r, stärkers wechselt auch. Der Strom in der Wicklung des Jberjochs nimmt nun ab, der in der Wicklung des Mitteljochs zu. Die magnetische Leitfähigkeit des Oberjochs beginnt zu steigen, die des Mitteljochs ?.u

fallen. Die Flußverkettung eines Teils der Wicklungen, die im durch die steuerbaren Joche begrenzten Fenster angeordnet sind, bzw. die in diese induzierte EMK. erhöht sich dabei. Folglich wird auch die Ai;sgangsspannung höher. Die Ausgangsspannung steigt immer weiter, bis sie ihren Sollwert überschreitet Danach wechselt das der Meßbrücke entnommene Signal abermals seine Polarität Die Steuerwicklung des oberen Jochs wird zu-, die des mittleren Jochs abgeschaltet usw.

Infolge der wechselweisen Zuschaltung der Steuerwicklungen der Transformatorjochs ändert sich so ihr Gleichstrom und mit ihm der Widerstand für den magnetischen Wechselfluß der steuerbaren Joche in dem Maße, daß die Sollspannung am Ausgang der Einrichtung aufrechterhalten wird.

Durch Änderung des Wertes eines dem Meßgerät vcrgeschalteten Widerstands wird eine stufenlose Regelung der Ausgangsspannung der Einrichtung zur Regelung und Stabilisierung der Spannung erreicht.

Die bekannte Einrichtung eignet sich nicht für die stufenlose Spannungsregelung bei hohen energetischen Kennzahlen und geringem Aufwand an aktiven Materialien.

Die Verwendung eines symmetrischen Dreiphasentransformator mit Jochen in Gestalt eines in sich geschlossenen Vielecks bringt bei der bekannten Einrichtung eine Vergrößerung des Klirrfaktors der Ausgangsspannung mit sich, der bei einigen Stellungen des Reglers im Leerlauf 5%, unter Last 25 bis 30% und mehr erreicht. Dies ist darauf zurückzuführen, daß bei der Gleichstromvormagnetisierung der steuerbaren Joche in Gestalt eines in sich geschlossenen Vielecks am Ausgang des Transformators gerade Harmonische erscheinen. Die geraden Harmonischen werden beim Anlegen der Transformatorlast, d. h. bei der Erhöhung der Doppelmagnetisierung der Transformatorjoche (durch das magnetische Gleich- und Wechselfeld) verstärkt.

Die Verwendung eines symmetrischen Dreiphasentransformators mit steuerbaren Jochen in Gestalt eines Sterns und in der Symmetrieachse liegenden Steuerwicklungen begrenzt den Regelbereich für die Spannung und gestattet es nicht, die Spannung phasenweise zu regeln.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Stabilisierung und Regelung einer elektrischen Spannung zu schaffen, bei der ein stufenloses Arbeiten über einen weiten Bereich ohne Unterbrechungen des Betriebsstroms und ohne Schalt-Überspannungen beim Umschalten der Regelbereiche auch bei hoher Nennleistung jedoch mit minimalem Geräteaufwand möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäOen Einrichtung erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 beschriebenen Maßnahmen gelöst.

Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 11.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Blockschaltbild einer Einrichtung zur Stabilisierung und Regelung einer Spannung,

F i g. 2 das Prinzipschaltbild der Einrichtung mit durch magnetische Kommutierung > egelbarem Transformator mit Differiinzialsteuiirung du'r Joche,

Fig. 3 das Funktionsschallbild für die Umschaltung der Anzapfung der Leistungswicklungen des Transformators mit Differentia'steuerung der Joche nach dem Spannungsregelvorrat,

Fig.4 die Konstruktion des durch magnetische Kommutierung regelbaren symmetrischen Dreiphasentransformators mit Jochen in Gestalt eines in sich geschlossenen Vielecks,

F i g. 5 die Draufsicht des Transformators nach F i g. 4.

F i g. 6 die elektrische Schaltung des durch magnetische Kommutierung regelbaren symmetrischen Dreiphasentransformators mit Jochen in Gestalt eines in sich geschlossenen Vielecks,

Fig. 7 die Konstruktion des durch magnetische Kommutierung regelbaren symmetrischen Dreiphasentratisformators mit Jochen in Gestalt eines Sterns,

F i g. 8 die Draufsicht des Transformators nach Fig.7;

F i g. 9 den Schnitt IX-IX der F i g. 7,

Fig. 10 die elektrische Schaltung eines symmetrischen Dreiphasentransformators mit magnetischer Kommutierung und mit Jochen in Gestalt eines Sterns.

Fig. 11 die Konstruktion des symmetrischen Dreiphasentranstormators mit zu einem Stern mit Mittel schenkel angeordneten Jochen und phasenweiser Spannungsregelung,

Fig. 12 die Draufsicht des Transformators nach Pig.ll,

Fig. 13 die elektrische Schaltung eines symmetrischen Dreiphasentransformators mit magnetischer Kommutierung und phasenweiser Spannungsregelung,

F i g. 14 die elektrische Schaltung eines als Spartransformator ausgeführten Transformaiors mit magnetischer Kommutierung und Anschaltmöglichkeit des regelbaren Teils der Windungen der Wicklung an den Anzapfungen des nicht regelbaren Teils ihren Windungen und

Fig. 15 die elektrische Schaltung eines als Spartransformator ausgeführten Transformators mit magnetischer Kommutierung und mit umschaltbaren Wicklungsanzapfungen in Sternschaltung.

Die Einrichtung zur Stabilisierung und Regelung einer elektrischen Spannung enthält einen Transformator 1 (F i g. 1), an dessen Ausgang 2 der Eingang 3 eines Vergleichers 4 liegt. Der Ausgang 5 des Vergleichers 4 ist auf den Eingang 6 eines Zwischenverstärkers 7 mit invertiertem Ausgang 8 geschaltet. Am Ausgang 8 liegt der Eingang 9 eines Differenzleistungsverstärkers 10. Die Ausgänge ti und 12 des Differenzleistungsverstärkers 10 sind an Steuerwicklungen 13 bzw. 14 der Joche des Transformators 1 angeschlossen. Die Einrichtung verfügt noch über einen elektronischen Umschalter 15. Der eine Eingang 16 des elektronischen Umschalters 15 liegt am Ausgang 17 eines Regelvorratmessers 18, dessen Eingang 19 an den Ausgang 11 des Differenz.leistungsverstärkers 10 angeschlossen ist. Der andere Eingang 20 eines zweiten Regelvorratmessers 22, dessen Eingang 23 an den Ausgang 12 des Differenzleistungsverstärkers 10 angeschlossen ist. Die Ausgänge 24, 25, 26 des elektronischen Umschalters 15 führen zu einem Schalter 27 für die Anzapfungen der Leistungswicklungen, der mit den Anzapfungen der LeistungswicMungen des Transformators 1 ausgangsseitig verbunden ist. Die Steuerschaltung des Transformators 1 enthält schließlich einen Starter 28, einen Inverter 29 und eine Speisequelle 30 für die Schaltteile.

Der Vergleicher 4 weist eine mit Dioden 32,33,34,35, 36, 37 bestückte Gleichrichterbrücke 31 (F i g. 2) auf, die

mit dem einen Ausgang 38 über einen Widerstand 39 an dem einen Eingang 40 einer Brückenschaltung 41 liegt. Der andere Ausgang 42 der Gleichrichterbrücke 31 liegt am anderen Eingang 42' der Brückenschaltung 41.

Zwischen d^: ' Eingänge 40 und 42' der Brückenschaltung 41 (Fig. 2) ist ein Kondensator 43 eingeschaltet. Die Brückenschaltung 41 ist aus zwei Widerständen 44, 45 und zwei Zener-Dioden 46, 47 zusammengeschaltet. Der Ausgang der Brückenschaltung 41, der mit dem Ausgang 5 des Vergleichers 4 identisch ist, führt zum Eingang 6 des Zwischenverstärkers 7.

Der Zwischenverstärker 7 enthält einen Transistor 48, dessen Basis über einen Widerstand 49 am Ausgang 5 des Vergleichers 4 liegt. Ferner ist die Basis des Transistors 48 über Dioden 50, 51 in Gegenparallelschaltung und einen Verbindungspunkt 52 mit der Speisequelle 30, über einen Rückkopplungswiderstand 53 mit dem Kollektor eines zweiten Transistors 54 des Zwischenverstärkers verbunden. Der Kollektor des Transistors 48 liegt über einen Widerstand 55 an der Speisequelle 30 und über eine Diode 56 an der Basis des Transistors 54. Die Basis des Transistors 54 ist über einen Widerstand 57 an die Speisequelle 30 angeschlossen. Der Emitter des Transistors 54 ist ebenfalls an die Speisequelle 30 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 54 liegt über einen Widerstand 58 an der Speisequelle 30 und über eine Diode 59 an der Basis des dritten Transistors 60 der Schaltung. Die Basis des Transistors 60 ist ferner über einen Widerstand 61 mit der Speisequelle 30 verbunden. Der Emitter des Transistors 60 ist über den Verbindungspunkt 52 an die Speisequelle 30 angeschlossen. Der Kollektor des Transistors 60 ist über einen Widerstand 62 mit der Speisequelle 30 verbunden.

Der Differenzleistungsverstärker 10 enthält einen Transistor 63. dessen Basis über eine Diode 64 und einen Verbindungspunkt 65 am Emitter des gleichen Transistors 63, am Emitter des zweiten Transistors 66 und an der Speisequelle 30 liegt. Der Kollektor des Transistors 63 ist über eine Parallelschaltung von einer Diode 67, einem Widerstand 68 und der Steuerwicklung 14 für die Joche des Transformators 1 und einen Verbindungspunkt 69 mit der Speisequelie 30 verbunden. Die Basis des Transistors 66 liegt über eine Diode 70 und den Verbindungspunkt 65 am Emitter des gleichen Transistors 66. Der Kollektor des Transistors 66 ist über eine Parallelschaltung von einer Diode 71, einem Widerstand 72 und der Steuerwicklung 13 für die Joche des Transformators 1 und den Verbindungspunkt 69 an die Speisequelle 30 angeschlossen.

Der Regelvorratmesser 18 (Fig. 3) enthält einen Transistor 73, dessen Basis über einen Widerstand 74 am Ausgang 11 des Differenzleistungsverstärkers 10 liegt. Der Kollektor des Transistors 73 ist über einen Widerstand 75 an die Speisequelle 30 und über einen weiteren Widerstand 76 an einen Verbindungspunkt 77 angeschlossen. Zum gleichen Punkt 77 ist auch der eine Anschluß eines Kondensators 78 sowie der eine Anschluß einer Zener-Diode 79 geführt. An einem weiteren Verbindungspunkt 80 liegen außer dem anderen Anschluß des Kondensators 78 der Emitter des Transistors 73 und der Emitter eines zweiten Transistors 81. Die Basis des Transistors 81 liegt am anderen Anschluß 82 der Zener-Diode 79. Der Kollektor des Transistors 81 ist über einen Widerstand 83 mit der Speisequelle 30 (F i g. 1) verbunden.

Der Regelvorratmesser 22 ist analog dem Regelvorratmesser 18 aufgebaut. Der Ausgang 21 des zweiten Regelvorratmessers 22 führt zum zweiten Eingang 20 des elektronischen Umschalters 15.

Der elektronische Umschalter 15 weist ein Flipflop 84 auf, dessen einer Eingang 85 über einen Verbindungspunkt 86 an dem Eingang 16 des elektronischen Umschalters 15 und dem einen Eingang 87 eines NOR-Gatters 88 liegt. Auf den anderen Eingang 89 des Flipflops 84 ist über einen Zusammenschaltungspunkt 90 der Ausgang 91 eines Inverters 92 geschaltet, auf

ίο dessen Eingang 93 der Ausgang 94 eines zweiten NOR-Gatters 95 arbeitet. Der eine Ausgang 96 des Flipflops 84 führt zu dem einen Eingang 97 eines NAND-Gatters 98. Der andere Ausgang 99 des Flipflops 84 führt über einen Verbindungspunkt 100 zu dem einen Eingang 101 eines zweiten NAND-Gatters 102 und dem einen Eingang 103 des dritten NAND-Gatters 104.

Der elektronische Umschalter 15 enthält ein zweites Flipflop 105. Der eine Eingang 106 des zweiten Flipflops 105 liegt über einen Verbindungspunkt 107 am zweiten Eingang 20 des elektronischen Umschalters 15 und dem einen Eingang 108 des NOR-Gatters 95. Auf den anderen Eingang 108' des zweiten Flipflops 105 ist über einen Verbindungspunkt 109 der Ausgang 110 eines zweiten Inverters 111 geschaltet, auf dessen Eingang 112 der Ausgang 113 des NOR-Gatters 88 arbeitet. Der eine Ausgang 114 des zweiten Flipflops 105 führt zu dem anderen Eingang 115 des dritten NAND-Gatters 104. Der andere Ausgang 116 des zweiten Flipflops 105 führt über einen Verbindungspunkt 117 zu dem anderen Eingang 118 des NAND-Gatters 102 und dem anderen Eingang 119 des NAND-Gatters98.

Der Ausgang 120 des NAND-Gatters 98 liegt über einen Verbindungspunkt 121 am Eingang 122 eines Verzögerungsglieds 123. Der Ausgang 124 des Verzögerungsglieds 123 ist über einen weiteren Inverter 125 mit dem anderen Eingang 126 des NOR-Gatters 88 gekoppelt. Der Ausgang 127 des NAND-Gatters 104 liegt über einen Verbindungspunkt 128 am Eingang 129 eines zweiten Verzögerungsglieds 130. Der Ausgang

131 des Verzögerungsglieds 130 ist über einen Inverter

132 mit dem anderen Eingang 133 des NOR-Gatters 95 gekoppelt. Der Ausgang 120 des NAND-Gatters 98 liegt über den Verbindungspunkt 121 weiter am Ausgang 24 des elektronischen Umschalters 15 und Schalter 27 für die Anzapfungen der Leistungswicklungen. Der Ausgang 127 des NAND-Gatters 104 liegt über den Verbindungspunkt 128 noch am Ausgang 26 des elektronischen Umschalters 15 und Schalter 27 für die

so Anzapfungen der Leistungswicklungen. Das NAND-Gatter 102 ist über den Ausgang 25 des elektronischen Umschalters 15 mit dem Schalter 27 für die Anzapfungen der Leistungswicklungen verbunden.

Der Starter 28 enthält einen Transistor 134, dessen Basis über einen Widerstand 135, einen Verbindungspunkt 136 und eine Diode 137 an seinen Emitter und an die Speisequelle 30 angeschlossen ist Ein Kondensator 138 liegt über einen Verbindungspunkt 139 an dem einen Anschluß eines zweiten Widerstands 140. Am anderen Anschluß des Widerstands 140 liegen die Diode 137 und der Emitter des Transistors 134. Am anderen Anschluß des Kondensators 138 liegen über den Verbindungspunkt 136 die Diode 137 und der Widerstand 135. Der Kollektor des Transistors 134 ist über einen weiteren Verbindungspunkt 141, den dritten Widerstand 142 und den Verbindungspunkt 139 mit der Speisequelle 30 verbunden. Eine zweite Diode 143 ist mit dem zum Verbindungspunkt 141 geführten einen

Anschluß an den Kollektor des Transistors 134 und mit dem anderen Anschluß an den zweiten Eingang 89 des Flipflops 84 angeschlossen. Die dritte Diode 144 ist mit dem einen Anschluß an den Kollektor des Transistors 134 und mit dem andern Anschluß an den Eingang 106 des zweiten Flipflops 105 angeschlossen.

Der Inverter 29 enthält einen Transistor 145, dessen Emitter an die Speisenquelle 30 angeschlossen ist. Die Basis des Transistors 145 ist wie der eine Anschluß eines Kondensators 147 und der eine Anschluß eines Widerstands 148 zu einem Verbindungpunkt 146 geführt. Der andere Anschluß des Kondensators 147 ist wie der eine Anschluß eines zweiten Widerstands 150, der eine Anschluß einer Diode 151 und der eine Anschluß einer Diode 152 zu einem anderen Verbindungspunkt 149 geführt. Der andere Anschluß des Widerstands 150 ist über einen Verbindungspunkt 153 mit der Speisequelle 30 verbunden. Am Verbindungspunkt 153 liegt auch der andere Anschluß des Widerstands 148. Der Kollektor des Transistors 145 ist über den dritten Widerstand 154 und Verbindungspunkt 153 an die Speisequelle 30 und über die dritte Diode 155 an den Eingang 6 des Zwischenverstärkers 7 angeschlossen. Der andere Anschluß der Diode 151 ist über den Verbindungspunkt 109 an den Ausgang 110 des Inverters 111 geführt. Der andere Anschluß der Diode 152 ist an den Ausgang 17 des Regelvorratmessers 18 geführt.

Das Verzögerungsglied 123 enthält einen Widerstand 156, dessen einer Anschluß am Ausgang 122 des Verzögerungsglieds 123 liegt. Der andere Anschluß des Widerstands 156 liegt über einen Kondensator 157 an der Speisequelle 30 und über eine Zener-Diode 158 am Inverter 125 des elektronischen Umschalters 15. Das Verzögerungsglied 130 ist analog aufgebaut. j5

Der Transformator 1 (F i g. 4 und 5) weist drei immer über 120° aufeinanderfolgende Kernschenkel 159 auf. In den von den Kernschenkeln 159 umgrenzten Innenraum des Eisenkörpers sind ein Unterjoch 160, ein Mitteljoch 161 und ein Oberjoch 162, jeweils in Gestalt eines in sich <to geschlossenen Vielecks, eingebracht. Das Unterjoch 160 ist nicht steuerbar, das Mittel-161 und das Oberjoch 162 sind steuerbar. In dem vom Unterjoch 160, Mitteljoch 161 und einem Teil der Kernschenkel 159 umgrenzten unteren Fenster des Eisenkörpers ist ein Teil 163 der Windungen der Sekundärwicklung und die Primärwicklung (in Fig.4 weggelassen) angeordnet. Der andere Teil 164 der Windungen der Sekundärwicklung ist in dem durch das Mittel-161 und Oberjoch 162 begrenzten oberen Fenster des Eisenkörpers angeordnet. Die Windungen der beiden Teile 163 und 164 der Sekundärwicklung sind hintereinander geschaltet. Das mittlere 161 und obere Joch 162 bilden unabhängige in sich geschlossene magnetische Kreise. Die Kerne der steuerbaren Joche, des Mitteljochs 161 und des Oberjochs 162, sind in zwei Teile aufgespalten. Das Mitteljoch 161 und das Oberjoch 162 tragen ihre Steuerwicklungen 13 bzw. 14. Jede der beiden Steuerwicklungen 13, 14 besteht aus sechs Spulen: je drei Spulen auf jedem abgespaltenen Teil der Joche 161, 162.

Die Spulen der Steuerwicklungen 13, 14 (Fig.6) für die Joche liegen immer in Gegenreihenschaltung miteinander, so daß die durch den Gleichstrom in den abgespaltenen Teilen hervorgerufenen magnetischen Felder immer gegeneinander gerichtet sind. Die Primärwicklung 165 des Transformators 1 ist demnach in dem unteren Fenster angeordnet, das das untere Joch

160 (Fig. 4), das mittlere Joch 161 und ein Teil der Kernschenkel 159 umgrenzen. Unmittelbar auf den Kernschenkeln 159 des Transformators 1 sind die Speisewicklungen für die Schaltteile der Steuerschaltung untergebracht, wobei ein Teil 166 (Fig. 6) der Windungen der Speisewicklung in dem von dem Unterjoch 160 (F i g. 4, 5), Mitteljoch 161 und einem Teil der Kernschenkel 159 umgrenzten unteren Fenster des Eisenkörpers liegt. Der andere Teil 167 (Fig. 6) der Windungen der Speisewicklung befindet sich in dem durch das Mitteljoch 161 und Oberjoch 162 begrenzten oberen Fenster.

Bei dem Transformator 1 nach F i g. 7 und 8 haben die in den von den Kernschenkeln umgrenzten Raum eingeführten Joche, das Unterjoch 160, das Mitteijoch

161 und das Oberjoch 162, die Gestalt eines Sterns. Die Sekundärwicklung ist in zwei Teile aufgespalten. Der eine Teil 163 der Windungen der Sekundärwicklung befindet sich im durch das Unterjoch 160 und Mitteljoch 161 begrenzten unteren, ihr anderer Teil 164 in dem durch das Mitteljoch 161 und Oberjoch 162 begrenzten oberen Fenster des Transformators 1.

Die Primärwicklung 165 (Fig.9) liegt ganz in dem durch das Unterjoch 160 (Fig. 7) und Mitteljoch 161 begrenzten unteren Fenster.

Die Steuerwicklung 13 (F i g. 10) für das mittlere Joch 161 ist aus sechs immer in Gegenreihenschaltung miteinander liegenden Einzelspulen auf seinen Halbjochen aufgebaut. Die Steuerwicklung 14 für das obere Joch 162 liegt in den Magnetkörperfenstern in der Symmetrieachse des Transformators 1 (F i g. 7).

Der Transformator 1 nach F i g. 11 weist drei (immer über 120° aufeinanderfolgend) symmetrisch zueinander liegende Kernschenkel 159 auf. In dem von den Schenkeln umgrenzten Raum befinden sich drei zu einem Stern angeordnete Joche 160, 161, 162 und ein Mittelschenkel 168 (Fig. 12). Die Konstruktion des Transformators 1 nach F i g. 11 unterscheidet sich von den vorstehend behandelten Ausführungen des Transformators 1 dadurch, daß die Steuerwicklung 14 für das obere Joch 162, so wie die Steuerwicklung 13 für das mittlere Joch 161, aus je drei Spulenpaaren 14', 14", 14'" bzw. 13', 13", 13'" (Fig. 13) auf ihren Halbjochen bestehen. Dabei sind die Spulenpaare 13' und 14', 13" und 14", 13'" und 14'" des mittleren Jochs 161 einerseits und des oberen Jochs 162 andererseits für die einzelnen Phasen A, B. C immer in Reihe untereinander verbunden. Für die unabhängige Steuerung gebraucht man drei ähnliche Schaltungen wie die nach F i g. 2.

Überall dort, wo die Ausgangsspannung und die Netzspannung galvanisch voneinander riicni geireniii zu sein brauchen, werden das Gewicht der aktiven Materialien und der Arbeitsaufwand bei der Herstellung geringer, falls man sich für eine Spartransformatorschaltung mit magnetischer Kommutierung für den Transformator 1 (s. F i g. 14) entscheidet.

Bei einem Spartransformator als Transformator 1 wird der andere Teil 164 der Windungen der Sekundärwicklung, der sich in dem durch das Mitteljoch 161 (F i g. 11) und Oberjoch 162 begrenzten Eisenkörperfenster befindet, durch die Kontakte 169, 170, 171 von Magnetanlassem an die Anzapfungen des ersten Teils 163 (F ig. 14) der Sekundärwicklung, der sich in dem von dem Unterjoch 160 (F i g. 11), Mitteljoch 161 und einem Teil der Kernschenkel 159 umgrenzten unteren Eisenkörperfenster befindet, gelegt Weitere Kontakte 172 des Magnetanlassers sowie Widerstände 173 werden als Abhilfe für die Stromunterbrechungen beim

Umschalten der einzelnen Bereiche verwendet, innerhalb welcher stufenlos geregelt wird.

Bei dem ebenfalls als Spartransformator ausgeführten Transformator 1 nach Fig. 15, der für die Fälle einer geringen Regelungstiefe sowie einer ausschließlichen Stabilisierung bestimmt ist, liegt der andere Teil 164 der Windungen der Sekundärwicklung stationär an bestimmten Punkten η des ersten Teils 163 der Windungen der Sekundärwicklung, der im unteren Fenster angeordnet ist. Der Schalter 27 für die Anzapfungen der Leistungswicklungen ist beispielsweise mit Thyristoren 174, 175, 176, 177, 178, 179 bestückt. Die Thyristoren 174, 175, 176 und die Thyristoren 177, 178, 179 sind jeweils in Reihe untereinander zu Dreiecken verbunden, an deren jeden Eckpunkt 180,181, 182,183,184, 185 die Anzapfungen der Leistungswicklungen angeschlossen sind. Die Pfeile zeigen in der Richtung des vom elektronischen Umschalter 15 (Fig. 1) am Schalter 27 (Fig. 15) für die Anzapfungen der Leistungswicklungen ankommenden Signals. Mit U\ und U₁ sind in Fig. 14 und 15 die Netz- bzw. die Ausgangsspannung bezeichnet.

Die stufenlose Regelung und Stabilisierung der Spannung geht wie folgt vor sich. Die Ausgangsspannung des Transformators 1 wird dem Eingang 3 des Vergleichers 4 zugeleitet. Vom Ausgang 5 des Vergleichers 4 wird dem Eingang 6 des Zwischenverstärkers 7 ein Regelabweichungssignal zugeführt, dessen Größe und Polarität von der Abweichung der Ausgangsspannung von der Sollspannung abhängen. Von dem Zwischenverstärker 7 wird das Regelabweichungssignal verstärkt und an den Eingang 9 des Differenzleistungsverstärkers 10 gegeben. Der Differenzleistungsverstärker 10 erhöht den Strom in einer der Steuerwicklungen 13, 14 und erniedrigt den in der anderen Steuerwicklung so, daß die Abweichung der Ausgangsspannung von der Sollspannung verschwindet. Gleichzeitig wird von den Ausgängen 11 und 12 des Differenzleistungsverstärkers 10 ein Signal auf die Eingänge 19, 23 der Regelvorratmesser 18, 22 gegeben. Erweist es sich, daß der Regelvorrat für die Spannung erschöpft ist, d. h. eine Erhöhung oder Erniedrigung der Spannung im gegebenen Bereich nicht mehr möglich ist, so empfängt der elektronische Umschalter 15 ein Signal vom Regelvorratmesser 18 bzw. 22. Der elektronische Umschalter 15 liefert ein Kommando an den Schalter 27 für die Anzapfungen der Leistungswicklungen des Transformators 1. Der Schalter 27 für die Anzapfungen der Leistungswicklungen schaltet die Leistungswicklungen des Transformators 1 so, daß die Einrichtung zur Regelung und Stabilisierung der Spannung die Erhaltung der Sollspannung gewährleistet.

Der Starter 28 dient dazu, daß die Sollspannung sich bei Einschaltung des Transformators 1 bei dem Minimalwert, und nicht bei einem beliebigen oder gar beim Maximalwert beginnend einstellt.

Die Ausgangsspannung des Transformators 1 (F i g. 2) wird von der Gleichrichterbrücke 31 mit den Dioden 32 bis 37 gleichgerichtet und gelangt über den Widerstand 39 zu der einen Diagonale 40—42' der Brückenschaltung 41. Der anderen Diagonale 5—52 der Brückenschaltung 41 wird das Regelabweichungssignal für die Sollspannung entnommen, dessen Größe und Polarität von der Abweichung der Ausgangsspannung von ihrem Sollwert abhängen. Dieses Signal kommt am Zwischenverstärker 7 an. Für den Zwischenverstärker 7 ist ein kontaktloses Relais eingesetzL Das Schaltverhalten des Zwischenverstärkers 7 kommt auf Grund einer Mitkopplung des Kollektors des Transistors 54 über den Widerstand 53 mit der Basis des Transistors 48 zustande. Der Widerstand 49 und die Dioden 50, 51 dienen als Überspannungsschutz bei Einschwingvorgängen für den Transistor 48. Der Transistor 60 invertiert das Signal des Transistors 54. Das an den Kollektoren der Transistoren 54 und 60 des Zwischenverstärkers 7 abgenommene Signal wird an den Eingang 9 des Differenzleistungsverstärkers 10 gegeben.

ίο Je nach Polarität des an seinem Eingang 9 ankommenden Signals bewirkt der Differenzleistungsverstärker 10 durch die Transistoren 63 und 66 eine Abschaltung oder Zuschaltung der Steuerwicklungen 13, 14 für das Mittel- und das Oberjoch 161, 162 (F i g. 4) des Transformators 1.

Unterschreitet die Spannung den Sollwert, so wird der Eingang 6 (Fig. 2) des Zwischenverstärkers 7 mit einem positiven Signal beaufschlagt. Dann ist der Transistor 48 gesperrt, der Transistor 54 geöffnet, der Transistor 60 gesperrt. Bei dem Schaltzustand führt die Basis des Transistros 63 ein positives, die des Transistors 66 ein negatives Signal. Da der Zwischenverstärker 7 ein Schaltverhalten zeigt, arbeiten die Transistoren 63 und 66 im Schalterbetrieb.

Bei obiger Polarität des Eingangssignals des Differenzleistungsverstärkers 10 wird der Transistor 63 in den gesperrten, der Transistor 66 in den leitenden Zustand versetzt. Der Strom durch die Steuerwicklung 13 für das Mitteljoch 161 nimmt zu, der durch die Steuerwicklung 14 für das Oberjoch 162 nimmt ab. Entsprechend wird der magnetische Widerstand des Mitteljochs 161 größer, der magnetische Widerstand des Oberjochs 162 aber kleiner. Es vergrößert sich derjenige Teil des magnetischen Flusses, der durch das obere Joch 162 geht und den anderen Teil 164 der Windungen der Sekundärwicklung erfaßt, der sich im oberen Fenster befindet. Die Flußverkettung und somit die EMK des anderen Teils 164 der Windungen der Sekundärwicklung, der sich im oberen Fenster befindet, vergrößert sich also ebenfalls. Die Ausgangsspannung des Transformators 1 steigt, bis sie ihren Sollwert übersteigt. In diesem Fall wird am Eingang 6 des Zwischenverstärkers 7 ein negatives Signal wirksam. Der Transistor 48 wird leitend, der Transistor 54 gesperrt, der Transistor 60 leitend. Die Basis des Transistors 66 führt ein positives, die des Transistors 63 ein negatives Signal. Der Transistor 66 wird gesperrt, der Transistor 63 durchgesteuert. Der Strom durch die Steuerwicklung 14 für das obere Joch 162 nimmt nun zu, der Strom durch die Steuerwicklung 13 für das mittlere Joch 161 geht zurück. Der magnetische Widerstand des Mitteljochs 161 wird dabei niedriger, der magnetische Widerstand des oberen Jochs 162 wird höher.

Derjenige Teil des Magnetflusses, der sich über das obere Joch 162 schloß, wird geringer, mit ihm verringert sich auch die Flußverkettung und also die EMK des anderen Teils 164 der Windungen der Sekundärwicklung, der sich im oberen Fenster befindet. Die Ausgangsspannung des Transformators 1 fällt immer weiter, bis sie unter dem Sollwert liegt In diesem Augenblick wechselt das von der Brückenschaltung 41 kommende Signal seine Polarität.

Die eine oder die andere Steuerwicklung 13 bzw. 14 je nach Richtungssinn der Abweichung der Ausgangs- von der Sollspannung abwechselnd zuschaltend erreicht man eine konstante Spannung des Transformators 1. Die Vorgabe der Ausgangsspannung erfolgt durch Änderung des Wertes des Widerstandes 39.

Die Dioden 67, 71 dienen zur Aufrechterhaltung eines lückenlosen Stromes in den Steuerwicklungen 13, 14 für die Joche 161 und 162 des Transformators 1 und zur Absicherung der Transistoren 66 und 63 gegen Überspannungen bei Einschwingvorgängen. Die Widerstände 68, 72 dienen zur Unterdrückung von hochfrequenten Harmonischen.

Wenden wir uns jetzt der Betrachtung der Funktion des Regelvorratmessers 18 (Fig. 3) zu. Der Transistor 73 invertiert das vom Differenzleistungsverstärker 10 ankommende Signal. Befindet sich der Transistor 73 im gesperrten Zustand, so lädt sich der Kondensator 78 über die Widerstände 75 und 76 auf. Leitet der Transistor 73 Strom, so entlädt sich der Kondensator 78 über die Emitter-Kollektor-Strecke des Transistors 73 und den Widerstand 76. Die Aufladezeitkonstante des Kondensators 78 übertrifft seine Entladezeitkonstante wesentlich, weil der Wert des Widerstands 75 um einige Größenordnungen höher liegt als der gesamte Widerstandswert von Widerstand 76 und Emitter-Kollektor-Strecke des stromführenden Transistors 73.

Die Werte der Widerstände 75,76 sind so ausgewählt, daß die Spannung, auf welche sich der Kondensator 78 im Ablauf der stufenlosen Regelung bzw. der Stabilisierung der Spannung aufladen kann, stets unterhalb der Stabilisierungsspannung der Zener-Diode 79 bleibt.

Während der Transistor 73 offen bleibt, entlädt sich der Kondensator 78 gänzlich. Auf dem Kondensator 78 werden daher keine Ladungen gespeichert, es fließt kein Strom durch die Zener-Diode 79 und der Transistor 81 3u ist gesperrt. Sobald aber der Regelvorrat für die Spannung erschöpft ist, lädt sich der Kondensator 78 auf eine Spannung auf, die die Durchschlagsspannung der Zener-Diode 79 übersteigt. Hierbei wird der Transistor 81 in den leitenden Zustand versetzt und gibt ein Signal a an den elektronischen Umschalter 15 ab. Der elektronische Umschalter 15 stellt eine Einrichtung mit mehreren stabilen Zuständen dar, deren Zahl gleich derjenigen der Regelbereiche der Spannung des Transformators 1 ist. Die Funktion des elektronischen Umschalters 15 basiert auf der Wirkungsweise der zwei Flipflops 84 und 105.

Die Ausgänge 96, 99, 114, 116 der Flipflops 84, 105 sind auf die NAND-Gatter 98, 102, 104 geschaltet. Die NAND-Gatter 98, 102, 104 liefern Kommandos an den Schalter 27 für die Anzapfungen der Leistungswicklungen. Gleichzeitig erscheint das Signal vom Ausgang 120 des NAND-Gatters 98 am Eingang 122 des Verzögerungsglieds 123. Das Verzögerungsglied 123 dient dazu, einen Übergang vom ersten Regelbereich über den zweiten hinweg gleich zum dritten auszuschließen. Zur Verhinderung der Einschaltung eines beliebigen Regelbereichs außer dem ersten dient der Starter 28. Bei der Einschaltung der Einrichtung zur stufenlosen Spannungsregelung und -stabilisierung lädt sich der Kondensator 138 über den Widerstand 135 und die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 134 auf. Über den Zeitraum der Aufladung des Kondensators 138 bleibt der Transistor 134 leitend. Vom Kollektor des Transistors 134 aus erreicht das Nullpotential über die Dioden 143 und 144 einmal den einen Eingang 85 des Flipflops 84, zum anderen den Eingang 106 des zweiten Flipflops 105. Die Flipflops 84,105 nehmen Zustände an, bei welchen negative Signale an den beiden Eingängen 97, 119 des NAND-Gatters 98 erscheinen. Das NAND-Gatter 98 liefert ein Signal an den Schalter 27 für die Anzapfungen der Leistungswicklungen des Transformators 1. Das Schalten der Anzapfungen der Leistungswicklungen des Transformators 1 können die Kontakte von Magnetanlassern, Thyristoren oder auch beliebige andere Schaltgeräte übernehmen. Im vorliegenden Fall werden diejenigen Anzapfungen der Leistungswicklungen angeschaltet, welchen die kleinste Ausgangsspannung entspricht. 1st der Regelvorrat bei diesem Bereich erschöpft, so kommt vom Kegelvorratsmesser 18 am Eingang 85 des Flipflops 84 ein Nullsignal an. Das Flipflop 84 kippt um. Bei dem neuen Zustand des Flipflops 84 treten die beiden negativen Signale an den Eingängen 101, 118des NAND-Gatters 102 auf. Beiden NAND-Gattern 98 und 104 dagegen führt mindestens jeweils ein Eingang das positive Signal. Das NAND-Gatter 102 gibt ein Signal an den Schalter 27 für die Anzapfungen der Leistungswicklungen ab, auf welches hiii andere Anzapfungen der Leistungswicklungen des Transformators 1 angeschaltet werden.

Gleichzeitig wird das Signal vom Ausgang 17 des Regelvorratsmessers 18 am Eingang 87 des NOR-Gatters 88 wirksam. Das NOR-Gatter 88 wechselt dennoch seinen Zustand nicht, weil sein vorheriger Zustand durch das Signal vom Inverter 125 aufrechterhalten wird. Der Inverter 125 wechselt seinen Zustand nach dem Umschalten des Flipflops 84. Dies bewirkt das vom NAND-Gatter 98 ankommende Signal und geschieht nach Ablauf einer Haltezeit, deren Dauer größer ist als die für das Umschalten der Anzapfungen der Leistungswicklungen des Transformators 1 zu beanspruchende Zeit.

Geht die Sollspannung auch über den zweiten Regelbereich nicht gleich hinaus, so setzt der Prozeß der stufenlosen Regelung und Stabilisierung der Spannung ein, und das den Verbrauch des Regelvorrats signalisierende Nullpotential verschwindet am Eingang 87 des NOR-Gatters 88.1st aber die Sollspannung immer noch höher als die größtmögliche Spannung aus dem zweiten Bereich, so führt der Eingang 87 des NOR-Gatters 88 nach wie vor das Nullpotential. Nach einiger Zeit, deren Dauer vom Verzögerungsglied 123 abhängt, erscheint das Nullpotential nach dem Inverter 125 auch am anderen Eingang 126 des NOR-Gatters 88. Das NOR-Gatter 88 wechselt seinen Zustand, und das Nullpotential tritt nach dem Inverter 111 am Eingang 108' des zweiten Flipflops 105 auf. Das zweite Flipflop 105 wird umgesetzt. Den anderen Zustand nehmen auch die NAND-Gatter 102, 104 an. Hierbei führen die beiden Eingänge 103, 115 des NAND-Gatters 104 die negativen Signale. Zum Schalter 27 für die Anzapfungen der Leistungswicklungen des Transformators 1 wird ein Kommando zum Einschalten des dritten Spannungsbereichs geschickt, in dem stufenlos geregelt wird.

Der Übergang vom dritten Regelbereich zum zweiten und vom zweiten zum ersten erfolgt wie oben, nur daß der Regelvorratsmesser 22 dem elektronischen Umschalter 15 den Verbrauch des Regelvorrats der Spannung signalisiert.

Der Übergang zu einem Bereich mit höheren Spannungswerten zieht eine kurzzeitige Spannungsspit ze nach sich, deren Höhe mit der Regelungstiefe bei dem Regelbereich zusammenfällt. Ursache dieser Erscheinung ist die Vormagnetisierung des Mitteljochs 161 (Fig.4) des Transformators 1 im Zeitpunkt der Umschaltung der Anzapfungen der Leistungswicklun gen des Transformators 1, was dem Durchfahren der höchsten Spannung des gegebenen Bereichs gleichkommt. Zur Unterdrückung dieser Spannungsspitze wird ein negatives Signal vom Kollektor des Transistors 145 (F i g. 3) auf den Eingang 6 (F i g. 1) des Zvischenverstärkers 7 gegeben.

Beim Eintreffen des negativen Signals am Zwischenverstärker 7 (Fig. 2) wird die Steuerwicklung 13 des mittleren Jochs 161 (Fig.4) des Transformators 1 abgeschaltet, weshalb sich die Ausgangsspannung erniedrigt. Der Transistor 145 (Fig.3) wird von dem vom Ausgang 17 des Regelvorratsmessers 18 und Ausgang 113 des NOR-Gatters 88 ankommendem positiven Signal an seiner Basis gesperrt, d. h. gerade dann, wenn der Regelvorrat der Spannung verbraucht ist und auf den nächsthöheren Spannungsbereich umgeschaltet werden muß.

Der andere Regelvorratsmesser 22 arbeitet in genau gleicher Weise wie der Regelvorratsmesser 18.

So erhält man durch Kombination von stufenloser Regelung in einem kleineren Bereich mit automatischer Umschaltung der einzelnen Regelbereiche eine Einrichtung zur stufenlosen Spannungsregelung mit hohen energetischen Daten bei geringem Aufwand an aktiven Materialien.

In der Einrichtung zur Spannungsregelung und -stabilisierung kann als durch Vormagnetisierung der Joche regelbarer Transformator 1 (Fig.4) sowohl ein Ein-, als auch ein Dreiphasentransformator eingesetzt werden. Zur Vermeidung einer Unsymmetrie der Phasenspannungen gegeneinander werden der symmetrische Dreiphasentransformator 1 mit immer über 120° aufeinanderfolgenden Kernschenkeln 159 und in den von den Schenkeln umgrenzten Raum eingebrachte Jochen 160,161,162 verwendet. Bei dem symmetrischen Dreiphasentransformator 1 sind das Mitteljoch 161 und das Oberjoch i62, die steuerbar sind und die Gestalt eines in sich geschlossenen Vielecks haben, jeweils in zwei Teile aufgespalten. Jeder abgespaltene Teil der Joche 161 und 162 trägt die Spulen der Steuerschaltungen 13 und 14 (Fig. 6). Diese Spulen sind so untereinander verbunden, daß die durch den Gleichstrom erzeugten magnetischen Felder in den abgespaltenen Teilen der steuerbaren Joche 161 und 162 immer gegeneinander gerichtet sind. Hierdurch gleichen sich die infolge der Gleichstromvormagnetisierung der Joche 161 und 162 entstehenden geraden Harmonischen gegenseitig aus. Dabei gleichen sich auch die EMK's der Grundwelle in den Steuerwicklungen 13 und 14 gegenseitig aus. Eine solche Konstruktion des durch Vormagnetisierung der Joche 161, 162 regelbaren symmetrischen Dreiphasentransformators 1 (Fig. 4, 5) gestattet es, den Klirrfaktor bei der Einrichtung zur Spannungsregelung und -stabilisierung bis auf Wert? von unter 5% herabzusetzen.

Bei der Einrichtung zur Regelung und Stabilisierung der Spannung kann auch der symmetrische Dreiphasentransformator 1 (F i g. 7, 8,9) verwendet werden, dessen Joche 161 und 162 die Gestalt eines Sterns haben. Da die Steuerleistung bei dem oberen Joch 162 des Transformators 1, die zur Verdrängung cies Leerlaufflusses verbraucht wird, wesentlich kleiner als die Steuerleistung bei dem mittleren Joch 161 ist, wird das Joch 162 mit einer in der Symmetrieachse des Transformators 1 liegenden Steuerwicklung 14 versehen. Diese Steuerwicklung 14 magnetisiert das obere Joch 162 in Gestalt eines Sterns. Die Steuerwicklung 13 für das mittlere Joch 161 ist mit Einzelspulen aufgebaut. Die Spulen weiden auf den Halbjochen jedes Sternstrahls (Fig. 7, 9) angeordnet und immer in Reihe (F ig. 10) untereinander verbunden. Eine solche Konstruktion des Transformators 1 (Fig. 7) erlaubt eine stufenlose Spannungsregelung mit einem niedrigen Klirrfaktor (von nicht über 5%) im vorgegebenen Spannungsbereich. Doch diese Konstruktion des Dreiphasentransformators 1 erlaubt es nicht, die Spannung bei Bedarf phasenweise zu regeln. Um dem abzuhelfen, wird bei der Einrichtung zur Spannungsregelung und -stabilisierung der durch Vormagnetisierung der sternförmigen Joche 161, 162 regelbare symmetrische Dreiphasentransformator 1 nach Fig. 11, 12 verwendet Dieser unterscheidet sich vom Transformator nach F i g. 7 bis 9 dadurch, daß er noch einen Mittelschenkel 168 (Fig. 12) hat und die Steuerwicklungen 13, 14 (Fig. 13) aus je drei Spulenpaaren 13', 13", 13'" bzw. 14', 14", 14'" auf den Halbjochen aufgebaut sind. Die Spulenpaare 13' und 14', 13" und 14", 13'" und 14'" der beiden Steuerwicklungen 13,14, die den einzelnen Phasen A, B. Czugeordnet sind.

sind jeweils in Reihe miteinander verbunden und an eigene Steuerschaltungen angeschlossen. Jede dieser Schaltungen ist identisch mit der nach F i g. 2. Die Änderung des Steuerstroms durch die beiden Paare zum Beispiel 13' und 14' erfolgt dii: Regelung der einschlägigen Phase. Der Mittelschenkel 168 (Fig. 12) dient zur Verminderung des Einflusses einer Phase auf die anderen bei Last- oder Netzunsymmetrien.

Überall dor wo die Ausgangsspannung und die Netzspannung galvanisch nicht voneinander getrennt zu sein brauchen, werden Gewicht der aktiver Materialien und Arbeitsaufwand bei der Herstellung det Einrichtung zur Regelung und Stabilisierung der Spannung geringer, falls man für den Transformator 1 (Fig. 14) eine Spartransformatorschaltung wählt. In Fig. 14 ist eine Spartransformatorschaltung für der Transformator 1 (Fig. 14) gezeigt, die es gestattet, die Ausgangsspannung in drei Stufen ohne Unterbrechungen des Betriebsstroms praktisch bis auf Null stufenlos (innerhalb der einzelnen Stufen) herunterzuregulieren Der nichtlückende Betriebsstrom wird bei Übergänger von einer Anzapfung auf die andere bei dem einen Tel 163 der Windungen der Sekundärwicklung im unterer Fenster mit Hilfe der Kontakte 172 eines Magnetanlassers und der Widerstände 173 aufrechterhalten.

Für die Fälle einer geringen Regelungstiefe oder gai ausschließlichen Stabilisierung der Spannung ist dei andere Teil 164(Fig. 15)der Windungen der Sekundär wicklung im oberen Fenster an einen bestimmten Punki η des ersten Teils 163 der Windungen der Sekundär wicklung im unteren Fenster stationär angeschlossen Der Schalter 27 für die Anzapfungen der Leistungswick lungen, aufgebaut aus Thyristoren 174 bis 179, ändert die Windungszahl, indem er die Anzapfungen des einer Teils 163 der Windungen der Sekundärwicklung irr unteren Fenster zu einem Stern miteinander verbindet Vom elektrischen Umschalter 15 (Fig. 3) werder Signale an die Steuerelektroden der Thyristoren 174 175, 176 bzw. 177 geliefert. Bei geöffneten Thyristorer 174, 175, 176 sind die Eckpunkte 180, 181, 182 in Sterr geschaltet. Dabei steigen die Spannung je Windung unc die Ausgangsspannung Lh an. Normalerweise sind di( Thyristoren 174, 175, 176 dann geöffnet, wenn da: Mitteljoch 161 (Fig. 12) vormagnetisiert und di( Netzspannung U\ niedrig ist. Ein Teil 163' dei Windungen der Sekundärwicklung im unteren Fenste; arbeitet bei geöffneten Thyristoren 174, 175, 176 nicht Bei geöffneten Thyristoren 177, 178, 179 sind di( Eckpunkte 183, 184, 185 in Stern geschaltet. Di< Netzspannung U\ ist an alle Windungen der Wicklunj im unteren Fenster angelegt. Die Spannung je Windunj fällt ab. Die Ausgangsspannung I/2 erniedrigt sich auch Das Signal, auf welches hin die Thyristoren 177,178,17< öffnen, kommt vom elektronischen Umschalter 1!

(F i g. 3) normalerweise dann an, wenn das obere Joch 162 (F i g. 12) vormagnetisiert und die Netzspannung L/i hoch ist. Die Schalter 27 für die Anzapfungen der Leistungswicklungen können mit Magnetanlassern, Thyristoren oder auch anderen Schaltgeräten realisiert werden.

Hierzu 9 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Stabilisierung und Regelung einer elektrischen Spannung, bestehend aus einem Transformator mit Gleichstrom-Vormagnetisierung, einem Anzapfungsschalter für die Leistungswicklungen des Transformators und einem Regelkreis aus Vergleicher, Zwischenverstärker und einem an die Steuerwicklungen der Transformatorjoche angeschalteten Differenzleistungsverstärker, wobei eine Speisequelle für die Bauelemente des Regelkreises vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzleistungsverstärker (10) mit seinen Ausgängen (11, 12) an den Eingängen (19, 23) von Regelvorratsmessern (18, 22) liegt, deren Ausgänge (17,21) an einem elektronischen Umscha'ter (15) aus Flipflops (84, 105), NAND- (98, 102, 104) und NOR-Gattern (95, 88), Invertern (92, 111, 125, 132) und Verzögerungsgliedern (123, 130) liegen, wobei der elektronische Umschalter (15) mit seinen Ausgängen (24, 25,26) dem Anzapfungsschalter (27) des Transformators (1) vorgeschaltet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen Starter (28) enthält, der am elektronischen Umschalter (15) liegt und aus einem Transistor (134), Kondensator (138) und seiner Lade- und Entladekette zusammengeschaltet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Inverter (29) enthält, dessen Eingang über einen Kondensator (147) an einem Eingang (16) des elektronischen Umschalters (15) und dessen Ausgang über einer Diode (155) am Eingang (6) des Zwischenverstärkers (7) liegt.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (1) als symmetrischer Dreiphasentransformator ausgeführt ist, dessen Schenkel (159) mit 120° aufeinanderfolgen und in dessen von den Schenkeln umgrenzten Innenraum ein Unterjoch (160), ein Mittdjoch (161) und ein Oberjoch (162) eingebracht sind, wobei von allen drei Jochen das Unterjoch (160) nicht steuerbar, dagegen das Mitteljoch (161) und Oberjoch (162) steuerbar sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitteljoch (161) und das Oberjoch (162) in Gestalt eines Sterns ausgebildet sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwicklung (14) des Oberjochs (162) in der Symmetrieachse des symmetrischen dreiphasigen Transformators (1) liegt und die Steuerwicklung (13) des Mitteljochs (161) aus in Gegenreihenschaltung miteinander liegenden Einzelspulen auf den Halbjochen ausgeführt ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelschenkel (168) bei dem symmetrischen dreiphasigen Transformator (1) eingeführt ist, dessen Steuerwicklungen (13, 14) für das Mitteljoch (161) und Oberjoch (162) aus je drei Spulenpaaren (13', 13", 13'" bzw. 14', 14", 14'") auf den Halbjochen ausgeführt sind, wobei die Spulenpaare (13' bzw. 14', 13" bzw. 14", IT" bzw. 14'") der beiden Steuerwicklungen (13, 14), die den einzelnen Phasen zugeordnet sind, immer in Gegenreihenschaltung initeinander liegen und eine eigene Steuerschaltung zur Verfügung haben.

8. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Mitteljoch (161) und das Oberjoch

(162) des symmetrischen dreiphasigen Transformators (1) in Gestalt eines in sich geschlossenen Vielecks ausgeführt sind, wobei ein solches Vieleck jeweils in zwei Teile aufgespalten ist, die jeweils in Gegenreihenschaltung miteinander liegende Spulen der Steuerwicklung (13 bzw. 14) tragen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Speisewicklungen (166, 167) für die Schaltteile der Steuerschaltung unmittelbar auf den Kernschenkeln (159) des Transformators (1) angeordnet sind.

10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß em Teil der Windungen der Speisewicklungen (166, 167) für die Schaltteile der Steuerschaltung in das durch das Mitteljoch (161) und das Oberjoch (162) begrenzte Fenster verlagert ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (1) als Spartransformator ausgeführt ist.