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Einrichtung zur Einstellung eines bestimmten Regelwertes bei der Feinregelung
von physikalisch-technischen Betriebsgrößen, insbesondere bei elektrischen Maschinen,
mit Hilfe von Entladungsgefäßen Es sind Anordnungen für die Regelung elektrischer
Stromkreise, insbesondere von elektrischen Maschinen, bekannt, bei denen die zu
regelnde Größe, beispielsweise die Drehzahl oder die Spannung, mit Hilfe von Elektronenröhren
geregelt wird. Bei diesen Anordnungen sind die Elektronenröhren entweder unmittelbar
oder über Hilfseinrichtungen in den Erregerstromkreis der zu regelnden Maschine
derart eingeschaltet, daß die Röhren von der zu regelnden Größe gesteuert- werden
und ihrerseits wieder das Erregerfeld beeinflussen. Im allgemeinen werden dabei
die Steuerorgane der Elektronenröhren nicht unmittelbar von der zu regelnden Größe
beeinflußt, um die Regelapparate wegen der notwendigen Beherrschung der gesamten
Regelleistung nicht zu groß veranschlagen zu müssen und die hierdurch eintretenden
Schwierigkeiten in der Einstellung der Empfindlichkeit der Regelapparate zu vermeiden.
Man benutzt vielmehr eine Differenzschaltung, bei der der Normalwert der zu regelnden
Größe durch leine Gegengröße kompensiert wird, so daß nur die Abweichungen vom Sollwert
auf die Steuerorgane der Röhren einwirken. Verhältnismäßig geringe Gitterspannungsänderungen
am Steuerorgan genügen bekanntlich schon, bedeutende Feldstromschwankungen der zu
regelnden Maschine hervorzurufen.
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In Fig. i ist beispielsweise eine der bekannten Regelvorrichtungen
mit Elektronenröhren für die Regelung einer elektrischen Gleichstrommaschine dargestellt,
bei der der Generator i durch den Feldkreis 2 erregt wird. In dem Feldkreis 2, der
durch eine Erregermaschine 3 mit zugehörigem Feld 4 gespeist wird, ist eine Elektronenröhre
5 mit einem parallel geschalteten Widerstand 6 angeordnet. Der Widerstand 6 kann
durch den Abgriff 7 verändert werden. Zwischen Gitter 8 und Kathode g der Röhre
5 ist eine V erstärkereinrichtung io eingeschaltet, die aus den beiden Elektronenröhren
ii und 12 besteht. An das Gitter 13 der Röhre 12 ist eine konstante Gegenspannung,
- beispielsweise eine Batterie 14, angeschaltet, deren anderer Pol an den Abgriffpunkt
eines zwischen den beiden Leitern des Netzes 15 liegenden Widerstandes 16 angeschlossen
ist. Der eine Anschlußpunkt des Widerstandes 16 ist außerdem mit der Kathode der
Röhre 12 verbunden; 2o und 2i sind Speisebatterien für die Röhren.
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Durch die Einfügung der Batterie 14, die
den konstanten
Anteil der Generatorspannung 15 kompensiert, wirken auf das Gitter 8 der Röhre 5
nur die Schwankungen der Generatorspannung, verstä rla durch die Rühre#2-anordnung
io, ein. Eine Schwankung des Netzes 15 beeinflußt nun das Steuergitter 8
der Röhre 5 derart, daß bei steigender Generatorspannung die Potentialdifferenz
zwischen Kathode 9 und Gitter 8 der Steuerröhre 5 kleiner, bei sinkender Gener atorspannung
größer wird, denn bei Verringerung der Gitterspannung erhöht sich der Widerstand
der Steuerröhre, wodurch die Generatorspannung sinkt, während bei Erhöhung der Gitterspannung
der Röhrenwiderstand kleiner wird und dadurch die Generatorspannung ansteigt.
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Will man die Spannung des Generators i auf einen anderen Wert einstellen,
so kann dies durch Verändern der Spannung des Anodenkreises der Steuerröhre 5 mit
Hilfe des einstellbaren Widerstandes 6 erfolgen. Hierbei ist jedoch ebenfalls eine
Nachregelung des Widerstandes 16 erforderlich, durch den die Größe des Differenzi%#ertes,
der auf das Steuergitter der Steuerröhre 5 einwirkt, festgelegt wird.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Einstellung eines
bestimmten Regelwertes bei der Feinregelung von physikalisch-technischen Betriebsgrößen,
wie Spannung, Stromstärke, Drehzahl, Temperatur, insbesondere bei elektrischen Maschinen,
mit Hilfe von Entladungsgefäßen, auf deren Steuerelektroden nur der Differenzwert
zwischen einer von der zu regelnden Größe abhängigen Spannung und einer ihrem Soll-,,vert
entsprechenden Gegenspannung einwirkt. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung zur Einstellung
eines in dem die Entladungsgefäße enthaltenden Regelkreis angeordneten, den Regelwert
bestimmenden Widerstandes mit der Vorrichtung zur Veränderung des Abgriffes der
gegen die feste Gegengröße geschalteten, zu kompensierenden elektrischen Größe gekuppelt.
Die Kupplung der betreffenden Vorrichtungen wird vorzugsweise eine mechanische sein.
In den nachfolgenden Ausführungsbeispielen ist die Anwendung des Erfindungsgegenstandes
bei der Regelung der Spannung eines elektrischen Maschinenstromkreises wiedergegeben.
Es sei jedoch betont, daß der Erfindungsgegenstand nicht nur hierfür, sondern auch
zur Regelung von andersgearteten Betriebsgrößen eines Maschinenstromkreises, z.
B. der Stromstärke oder Drehzahl, außerdem -aber auch zur Regelung von Betriebsgrößen
anderer Stromkreise, z. B. der Temperatur von elektrischen Heizeinrichtungen, verwendet
werden kann.
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In Fig.2 ist die Einrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise wiedergegeben;
und zwar besitzen die der Fig. i entsprechenden Teile die gleichen Bezugszeichen.
In der Regeleinrichtung nach Fig.2 ist jedoch die Vorrichtung 7 zur Veränderung
des den Regelwert bestimmenden Widerstandes 6, der in diesem Ausführungsbeispiel
der im Feldkreis der zu regelnden Maschine liegenden Steuerröhre ebenso wie in Fig.
i parallel geschaltet ist, mit der Vorrichtung 17 zur Veränderung des Abgriffes
des Widerstandes 16 durch die Vorrichtung i9 mechanisch gekuppelt. Wird beispielsweise
der Widerstand 6 verringert, so wird die Anodenspannung der Röhre 5 kleiner, und
es genügt eine geringere Differenzgröße zur Veränderung des Stromdurchganges der
Röhre. Um eine weitere Feineinstellung der auf das Gitter 8 der Steuerröhre 5 einwirkenden
Differenzgröße und damit eine weitere Feineinstellungsmöglichkeit einer elektrischen
Größe, z. B. der Spannung des zu regelnden Netzes, zu gewinnen, ist in dieser Schaltung
noch ein veränderlicher Widerstand 18 zwischen dem Abgriffpunkt 17 des Widerstandes
16 und der Batterie 1q. eingeschaltet. Eine derartige Feineinstellung der Regeleinrichtung
kann während des Betriebes beispielsweise durch Erwärmung der Widerstände, Alterung
der Röhren usw. notwendig sein.
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Anstatt den Widerstand 6 der Steuerröhre 5 parallel und dadurch in
den Ankerkreis der Erregermaschine 3 zu schalten, kann er auch in dem Feldkreis
der Erregermaschine 3 angeordnet sein.
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Anstatt Elektronenröhren, also Röhren mit stetiger Steuerung, können
in der Schaltung auch Röhren mit unstetiger Steuerung verwendet werden, wenn die
Erregermaschine 3 eine Wechselstrommaschine ist. In diesem Falle wirken die Röhren
als Gleichrichter, und es ist zweckmäßig, mehrere Gefäße zu nehmen, die mehrere
Halbwellenphasen benutzen.
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In Fig.3 ist eine Einrichtung zur Spannungsregelung eines Mehrphasennetzes
dargestellt, bei der ebenfalls wieder das obengenannte Regelprinzip angewendet wird.
In dieser Anordnung wird durch Zusatzmaschinen die Spannung jeder einzelnen Phase
des Mehrphasennetzes geregelt, und zwar geschieht dies in der Weise, daß die über
einen Zusatzgenerator gespeisten Feldwicklungen der einzelnen Zusatzmaschinen je
von Entladungsgefäßen beeinflußt werden, die in ähnlicher Weise, wie in Fig.2 dargestellt,
geschaltet sind. Es wird hier' von einem Hilfsnetz über einen Transformator eine
Spannungsteileranordnung gespeist, deren bewegliche Kontakte mit den Endklemmen
von Transformatorwicklungen verbunden sind, wobei die anderen Klemmen der Transformatorwicklungen
an
die festen Anschlußklemmen des Spannungsteilers angeschlossen sind.
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Diese Transformatoren speisen auf ihrer Ausgangsseite eine Gleichrichtüngs-
und Sieb=' Schaltung, durch die dem Steuergitterkreis der Entladungsgefäße das entsprechende
Potential zugeführt wird. Parallel zum Entladungsgefäß liegt wiederum der veränderliche
Widerstand 6, und gemäß der Erfindung wird die Verstellvorrichtung dieses Widerstandes
mit den beweglichen Klemmen der Spannungsteileranordnung gekuppelt. Zwischen die
beweglichen Klemmen des Spannungsteilers und die Endklemmen der mit letzteren verbundenen
Transformatorwicklungen werden vorteilhaft weitere Spannungsteiler geschaltet und
diese mit den beweglichen Hauptspannungsteilerklemmen in Verbindung gebracht. Hierdurch
wird eine besonders gute Feinregelung des den Steuerkreisen der Entladungsgefäße
zugeführten Spannungswertes und damit eine besonders vollkommene Feinregelung der
in den Hauptphasenleitungen liegenden Zusatzmaschinen erzielt. , Die Anordnung gemäß
der Erfindung kann ferner vorteilhaft so ausgebildet werden, daß sie selbsttätig
arbeitet. Die zu regelnde elektrische Größe kann beispielsweise dadurch selbsttätig
auf einen bestimmten Wert eingestellt werden, daß in dem zu regelnden Stromkreis
ein Regelorgan angebracht ist, das auf die miteinander gekuppelten Verstellvorrichtungen
7 und r7 der beiden Widerstände 6 und 16 einwirkt. Das Regelorgan selbst wird in
Abhängigkeit von einer Betriebsgröße des zu regelnden- Stromkreises beeinflußt.