DE579931C - Einrichtung zum Regeln der schwankenden Spannung eines Wechselstromnetzes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der schwankenden Spannung eines Wechselstromnetzes auf einen normalen Spannungswert. Beispielsweise treten bei dem Betriebe elektrischer öfen Spannungsschwankungen auf, wobei die Spannung den Normalwert beträchtlich über- oder unterschreitet. Bei Spannungsschwankungen von kurzer Dauer ist es unerwünscht, daß der

to Spannungsregler sofort anspricht, da der Regelvorgang sehr unruhig und die Reguliereinrichtungstärk beansprucht wird. Es ist deshalb dafür zu sorgen, daß der Spannungsregler erst dann in Tätigkeit tritt, wenn die Dauer der Spannungsschwankungen einen bestimmten Wert überschreitet.

Eine Beunruhigung des Regelvorganges bei Spannungsschwankungen von kurzer Dauer wird bekanntlich dadurch vermieden, daß das

ao an der Netzspannung liegende Kontaktrelais, das den Verstellmotor des Spannungsreglers steuert, mit einer Dämpfung versehen wird.

Nach der Erfindung wird die Verzögerung in der Auswirkung der Spannungsschwankungen im Netz auf den Spannungsregler durch einen Induktionsmotor herbeigeführt, an dessen Ankerwelle ein spannungsführendes Schaltstück angeordnet ist. Beim Umlauf des Induktionsmotors, der von dem an der Netzspannung liegenden Kontaktrelais gesteuert wird, in der einen oder anderen Richtung kommt das an seiner Welle angeordnete Schaltstück mit je einem festen Schaltstück in Berührung. Dabei werden Stromkreise für Umschaltrelais geschlossen, die den Verstellmotor des Spannungsreglers steuern.

Der eine Verzögerung in der Auswirkung der Spannungsschwankungen auf den Spannungsregler herbeiführende Induktionsmotor hat gegenüber anderen Verzögerungseinrichtungen, wie beispielsweise einer am Kontaktrelais angebrachten Dämpfungspumpe, den Vorteil, daß sich die Verzögerung sehr genau einstellen läßt. Die Einstellung wird einerseits dadurch erreicht, daß erfindungsgemäß der Drehwinkel des an der Welle des Induktionsmotors angeordneten Schaltstückes durch Verstellen der festen Schaltstücke verändert wird. Andererseits wird nach der Erfindung die Spannung feinstufig geregelt, die an den mittels des Kontaktrelais gesteuerten Induktionsmotor gelegt wird. Beide Maßnahmen ermöglichen es, in einfacher Weise den Regler den jeweils herrschenden Bedingungen -55 genau anzupassen.

In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung dargestellt.

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Die Spannungsregelung eines Wechselstromnetzes mit den Leitern 2, 3 erfolgt durch einen Induktionsregler 1. Dieser besteht aus einer in die Leitung 3 eingeschalteten Spule.5 und einer parallel zu den Leitern 2, 3 geschalteten Spule 4. Die Lage der Spulen 4 und 5 zueinander wird zum Herauf- oder Herunterregulieren der Spannung geändert, und zwar wird die Spule 5 in der Spule 4 durch einen Drehstrommotor 6 hin und her gedreht. Der Drehstrommotor 6 wird mit seinen Zuleitungen 32, 33, 34 an die Leitungen 35, 36, 37 eines Drehstromhilfsnetzes in der Weise gelegt, daß durch Phasenvertauschung der Motor 6 in der einen oder der anderen Drehrichtung umlaufen kann.

Zu diesem Zweck wird die Verbindung der Zuleitungen 32 und 34 mit den Netzleitungen 35 und 37 durch Schütze 25 und 26 hergestellt. Je ein Kontakt der oberen Kontaktstellen 30 und 28 der Schütze 26 und 25 ist mit der Zuleitung 32 und je ein Kontakt der unteren Kontaktstellen 31 und 29 ist mit der Zuleitung 34 verbunden. Die vier übrigen Kontakte der oberen und unteren Kontaktstellen sind kreuzweise miteinander verbunden und stehen paarweise mit den Netzleitungen 35 und 37 in Verbindung.

Die Schütze 25 und 26 werden entsprechend der jeweils erforderlichen Drehrichtung des Motors 6 zum Herauf- oder Herunterregulieren der Spannung abwechselnd eingeschaltet, und zwar werden die Kontaktstellen 28 und 29 des Schützes 25 bzw. die Kontaktstellen 30 und 31 des Schützes 26 geschlossen, wenn durch die Berührung des spannungsführenden beweglichen Schaltstükkes 22 mit dem festen Schaltstück 23 oder 24 die Spulen der Schütze 25 oder 26 an Spannung gelegt werden. Dabei ist dann der Stromkreis vom Netzleiter 36 aus über Leitung 38 und 42, Schaltstück 22 und 23, Leitung 43, Schützspule 25, Begrenzungsschalter 44, Leitung 41 zurück zum Netzleiter 35 geschlossen. Andernfalls ist der Stromkreis vom Netzleiter 36 aus über Leitung 38 und 42, Schaltstück 22 und 24, Schützspule 26, Begrenzungsschalter 44, Leitung 41 zurück zum Netzleiter 35 geschlossen. Das Schaltstück 22 sitzt auf der Achse des Ankers 21 des als Induktionsmotor ausgebildeten Zeitrelais 9 und wird durch die Drehung des Ankers 21 in der einen oder anderen Richtung aus seiner Mittelstellung zwischen den festen Schaltstücken 23 und 24 in Berührung mit dem einen oder dem anderen Schaltstück gebracht. Das Relais 9 besteht aus einem äußeren Ring 50 aus magnetisierbarem Material mit Schenkeln 51, 52 und 53, von denen die Schenkel 52 und 53 dem Schenkel 51 gegenüber angeordnet sind. Zwischen den Stirnseiten der Schenkel 51, 52, 53 ist der Anker 21 in Form einer Scheibe aus Kupfer oder anderem geeignetem Material drehbar gelagert.

Der Schenkel 51 trägt zwei Wicklungen 18 und 19, die entgegengesetzt gewickelt sind und mit der Wicklung 20 auf den Schenkeln 52 und S3 in Verbindung stehen. Die Wicklungen 18 und 19 sind mit Leitungen 55 und 59 an das eine Ende der Sekundärwicklungen 54 und 58 zweier Transformatoren 8 und 7 angeschlossen, während die Spule 20 durch die Leitung 57 mit dem anderen Ende der Sekundärspulen 54 und 58 in Verbindung steht. Das eine Ende der Primärwicklungen der Transformatoren 8 und 7 ist über die Leitungen 40 und 45, Begrenzungsschalter 44, Leitung 41 mit dem Netzleiter 35 verbunden. Das andere Ende der Primärwicklungen der Transformatoren 8 und. 7 steht mit Schaltstücken 16 und 17 in Verbindung.

Der im Drehpunkt 13 drehbar gelagerte Hebel 12 eines Kontaktvoltmeters 60 trägt auf der einen Seite des Drehpunktes 13 ein Schaltstück 14, auf der anderen Seite des Drehpunktes ein Schaltstück 15. Der Drehpunkt des Kontaktvoltmeters 60 ist durch die Leitung 38 an den Netzleiter 36 angeschlossen. Bei normaler Spannung im Netz 2, 3 wird der Hebel 12 durch einen Elektromagneten 10, dessen Kern an dem einen Ende des Hebels 12 angelenkt ist und dessen Spule über einen Transformator 11 an die Netzleiter 2 und 3 gelegt ist, in waagerechter Lage gehalten, so daß sich die Schaltstücke 16 und 14 bzw. 17 und 15 nicht berühren.

Die Wirkungsweise -der Regeleinrichtung ist folgende:

Wenn die Spannung im Netz mit den Leitern 2 und 3 unter ihren normalen Wert sinkt, so wird auch die Speisung des Elektromagneten id geringer. Dabei bewegt sich der Kern , desselben abwärts und dreht den Hebel 12 so, daß die Schaltstücke 14 und 16 miteinander in Berührung kommen. Hierdurch wird der Stromkreis vom Netzleiter 36 aus über Leitung 38, Drehpunkt 13, Hebel 12, Schalt- . stücke 14 und 16, Primärwicklung des Transformators 8, Leitung 40, Begrenzungsschalter 44, Leitung 41 zurück zum Leiter 35 geschlossen.. Infolgedessen fließt von der Sekundärspule 54 des Transformators 8 aus ein Strom über Leitung 55, Relaisspulen 18 und 20, über Leitung 57 ' zurück zur Sekundärwicklung 54.

Die Ankerscheibe 21 des Relais 9 setzt sich dann in Bewegung und bringt nach einer bestimmten Drehbewegung das Schaltstück 22 mit dem Schaltstück 23 in Berührung. Es wird dann ein Stromkreis geschlossen vom Netzleiter 36 aus über Leitung 38 und 42,

Schaltstück 22 und 23, Leitung 43, Schützspule 25, Begrenzungsschalter 44, Leitung 41 zurück zum Netzleiter 35. Schütz 25 spricht an und schließt die Kontaktstellen 28, 29. Damit ist der Motor 6 mit seinen Zuleitungen 32, 33, 34 an die Netzleiter 37,36, 35 gelegt und dreht die Spule 5 in der Spule 4 des Induktionsreglers ι in der zum Heraufregulieren der Spannung erforderlichen Richtung herum.

Hat die Spannung im Netz 2, 3 ihren Normalwert erreicht, so wird durch den Magneten 10 der Hebel 12 des Kontaktvoltmeters 60 wieder in die waagerechte Lage gebracht. Dadurch wird durch Öffnen der Schaltstücke 14 und 16 der Stromkreis für die Primärwicklung des Transformators 8 unterbrochen, und es fließt kein Strom mehr in der Sekundärwicklung 54 des Transformators, so daß die Drehbewegung der Scheibe 21 des Relais 9 aufhört. Durch eine Rückstellfeder wird die Scheibe 21 des Relais 9 so weit zurückgedreht, daß sich das Schaltstück 22 wieder in seiner Mittelstellung zwischen den festen Schaltstücken 23 und 24 befindet. Damit ist auch der Stromkreis für die Schützspule 25 unterbrochen. Das Schütz 25 fällt ab, und Motor 6 wird stillgesetzt.

Überschreitet die Spannung im Netz 2, 3 den Normalwert, so wird der Hebel 12 durch den Elektromagneten 10 im entgegengesetzten Sinn gedreht und dadurch die Schaltstücke 15 und 17 in Berührung miteinander gebracht. Die Primärspule des Transformators 7 wird an Spannung gelegt, und der Strom der Sekundärspule 58, der den Schenkel 51 des Zeitrelais 9 in der Spule 19 im entgegengesetzten Sinn umfließt, um dann durch Spule 20 und Leitung 57 zur Sekundärwicklung 58 zurückzufließen, veranlaßt die Ankerscheibe 21, sich in der anderen Richtung herumzudrehen, so daß das Schaltstück 22 mit dem festen Schaltstück 24 in Berührung kommt. Dadurch wird der Stromkreis für die Schützspule 26 geschlossen. Schütz 26 zieht an und verbindet über'die Kontaktstellen 30 und 31 die Zuleitungen 32 und 34 des Motors 6 mit den Netzleitern 35 und 37. Der Motor 6 läuft dann im anderen Sinne um und bewegt zum Herunterregulieren der Spannung die Spule S in der Spule 4 des Induktionsreglers 1 im entgegengesetzten Sinn wie .beim Heraufregulieren.

Wird beim Drehen der Spule S in der Spule 4 in der einen oder der anderen Richtung die Endlage erreicht, so wird der ent- SS sprechende Kontakthebel des Begrenzung^ schalters 44 von einer Vorrichtung auf der Welle des Motors 6 aus zwangsläufig geöffnet und damit der Motor 6 abgeschaltet.

Zur Beeinflussung der Zeitverzögerung des Relais 9 werden die Transformatoren 7 und 8 zweckmäßig als Anzapftransformatoren ausgebildet, so daß die Spannung an den Relaisspulen 18 und 20 bzw. 19 und 20 und damit die Drehgeschwindigkeit der Ankerscheibe 21 geändert werden kann. Die Zeitverzögerung des Relais 9 kann auch dadurch geändert werden, daß die Lage der festen Schaltstücke und 24 zu dem beweglichen Schaltstück 22 und damit die zur Berührung der Schaltstücke erforderliche Drehbewegung der Ankerscheibe 21 geändert wird.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln der schwankenden Spannung eines Wechselstromnetzes, bei der der Netzspannungsregler erst verstellt wird, wenn die Dauer der Spannungsschwankungen einen bestimmten Wert überschreitet, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung in der Auswirkung der Spannungsschwankungen auf den Spannungsregler durch einen Induktionsmotor mit einem spannungsführenden Schaltstück an seiner Ankerwelle herbeigeführt wird, das beim Umlauf des von einem an der Netzspannung liegenden Kontaktrelais gesteuerten Induktionsmotors in der einen oder der anderen Richtung mit je einem festen Schaltstück zur Steuerung des Verstellmotors für den Spannungsregler in Berührung kommt.

2. Regeleinrichtung nach- Anspruch Ί, dadurch gekennzeichnet, daß die festen Schaltstücke auf einen Kreisbogen verstellbar angeordnet sind.

3. Regeleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung, die an den durch das Kontaktrelais gesteuerten Induktionsmotor gelegt wird, regelbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen