DE647872C - Einrichtung zur Regelung elektrischer Spannungen, insbesondere Erregerspannungen von Wechselstrommaschinen, mit Hilfe von Entladungsgefaessen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Regelung, elektrischer Spannungen, insbesondere Erregerspannungen von Wechselstrommaschinen, mit Hilfe von Entladungsgefäßen Zur praktisch trägheitslosen Regelung von Wechselspannungen eignen sich in vorzüglicher Weise Entladungsgefäße, bei denen die Steuerung des Ionen- bzw. Elektronenstromes durch Gitter vorgenommen wird. Zue. Erzeugung veränderlicher Wechselspannungen kann man hierbei die Größe und auch die Phase der Gitterspannung gegenüber der Kathodenspannung variieren.
• Bei den hierfür bisher bekannten Schaltungen hat man die Veränderung der Gitterspannungsphase durch Anwendung von Drehtransformatorei# oder mit durch Schaltvorgänge geänderten Induktivitäten erzielt. Benutzt man die vom Entladungsgefäß erzeugte pulsierende Gleichspannung zur Erregung von Maschinen, so muß die Gitterspannung durch einen- Schnellregler iin Sinne konstanter Spannung der erregten Maschine gesteuert werden. Die vorliegende Erfindung stellt sich zur Aufgabe, die hierdurch wieder eintretende Verzögerung des Regelvorganges ebenfalls zu beseitigen und damit eine praktisch trägheitslose - Konstanthaltung der Spannung einer Maschine zu erzielen.
• Zur Regelung elektrischer Spannungen, insbesondere Erregerspannungen von Wechselstrommaschinen, mit Hilfe -von Entladungsgefäßen ist es bereits bekannt, die Entladungsgefäße mit Wechselstrom zu speisen und ihnen eine nach Größe und Phase veränderliche Gitterwechselspannung zuzuführen, welche an einer im oder parallel zu dem zu regelnden Stromkreis liegenden Reihenschaltung von Wirk- und Blindwiderständen abgenommen wird. Erfindungsgemäß werden diese Wirk- und Blindwiderstände derart bemessen, daß die an ihnen liegende Spannung durch unmittelbare (ohne Verwendung von Zwischengliedern erfolgende) Einflußnahme der zu regelnden Größe auf die Spannungsverteilung der Reihenschaltung selbsttätig ihre Phasenlage ändert. Bei der bekannten Anordnung wird dem steuernden Gitter über eine Kombination von Wirk- und Blindwiderständen eine Steuerspannung zugeführt und eine Regelung der Phasenlage dieser Spannung durch mechanische Regeluüg an einem Ohmschen Widerstand der Widerstandskombinätion erzielt. Eine derartige Anordnung ist aber gegenüber der der Erfindung, die selbsttätig ohne Zuhilfenahme eines mechanischen Reglers regelt, in den meisten Anwendungsfällen zu träge. Die selbsttätige Änderung der Spannungsverteilung bei der Anordnung nach der Erfindung kann am einfachsten durch Ausnutzung der Sättigung von Induktivitäten erzielt werden.
• In dQr Figur ist eine Ausführungsform der Erfindung dargestellt.
• Parallel zu den Klemmen einer Maschine, deren Erregung von dem Entladungsgefäß i geliefert wird, liegt der Wandler z, und zwar in Reihe mit dem Vorschaltwiderstand 3. An die Sekundärwicklung des Wandlers a ist das Gitter 4 des Entladungsgefäßes i angeschlossen. Der Wandler ist so dimensioniert, daß er bei normalem Betriebe hoch gesättigt ist. Bei zunehmender Spannung am Wandler nimmt sein Leerlaufstroin stark zu und bewirkt daher einen erheblichen Spannungsabfall im VorschaW widerstand. Die Phasenlage der Spannung der Sekundärwicklung des Wandlers gegenüber der' ' von den Maschinenklemmen gelieferten Anodenspannung des Entladungsgefäßes ändert sich somit, und es tritt der gewünschte Regelvorgang ein. Die gleichzeitige Änderung der Amplitude der Gitterspannung ist für den Regelvorgang von Vorteil.
• In dem normalen Betriebsbereich ist der `Tandler gesättigt. Sinkt die zu regelnde Netzspannung unter eine gewisse Grenze, so nimmt die vom Spannungs-,vandler gelieferte Gitterspannung stark ab. Es besteht die Gefahr, daß dann die Zündspannung des Entladungsgefäßes nicht mehr ausreicht und die Erregung der Maschine verschwindet. Dies kann man dadurch vermeiden, daß man durch ein an den Klemmen der Maschine liegendes Spannungsrelais bei Unterschreiten einer gewissen Klemmenspannung eine zusätzliche Gittervorspannung zur Wirksamkeit bringt.
• Abgesehen von der geringen Induktivität des Wandlers, muß die Regelung praktisch trägheitslos arbeiten. Bei empfindlichen Maschinen kann die völlig trägheitslose Regelung infolge der Gefahr von Schwingungserscheinungen unerwünscht sein. In diesem Falle kann man eine künstliche Dämpfung im Regelstromkreis beispielsweise durch zusätzliche Impedanzen im Gitterkreis in der aus der Röhrentechnik bekannten Weise erzielen. Die Stabilität des Regelvorganges läßt sich offenbar auf Kosten der Schnelligkeit der Ausregelung durch die in bekannter Weise vorgenommene Vergrößerung der Dämpfung des Schwingungskreises, der bei Regelvorgängen angeregt werden kann, vergrößern.
• Bei Maschinen, deren Spannung durch eine Schaltung gemäß der Erfindung konstant gehalten werden soll, kann man die Regelung entweder in der eigentlichen Maschinenerregung oder auch in der Erregung einer besonderen Erregermaschine vornehmen.
• Statt die veränderliche Sättigung des Stromwandlers der Figur zur Änderung der Phasenlage der am Wandler liegenden Spannung zu benutzen, kann man auch an Stelle des festen Widerstandes veränderliche Vorschaltwiderstänge benutzen, z. B. Kohlenwiderstände oder auch Eisenwiderstände, die einen hohen -Temperaturkoeffizienten besitzen. Macht man den zur Änderung der Phasenlage dienenden Vorschaltwiderstand einstellbar, so kann man ihn gleichzeitig zur willkürlichen Veränderung des Regelwertes benutzen. In diesem Sinne kann man auch Regelvorgänge z. B. für Zwecke der Wirk- oder Blindlastverteilung auf den Vorschaltwiderstand einwirken lassen. Durch ge--:,eignete Wahl der Phasenverschiebungscharakristiken können die Regelvorgänge selbsttätig unterstützt werden.
• Im Ausführungsbeispiel der Figur ist eine Schaltung für die Erregung von Maschinen dargestellt. Die neuen Einrichtungen lassen sich jedoch mit Erfolg auch für andere Regelungszwecke verwenden, beispielsweise zur beschleunigten Steuerung eines veränderliche Spannung erzeugenden Schubtransformators.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Regelung elektrischer Spannungen, insbesondere Erregerspannungen von Wechselstrommaschinen, mit Hilfe von Entladungsgefäßen, die mit Wechselstrom gespeist werden und denen eine nach Größe und Phase veränderliche Gitterwechselspannung zugeführt wird, welche an einer im oder parallel zum zu regelnden. Stromkreis liegenden Reihenschaltung von Wirk- und Blindwiderständen abgenommen wird, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Wirk- und Blindwiderstände, daß die an ihnen liegende Spannung durch unmittelbare (ohne Verwendung von Zwischengliedern erfolgende) Einflußnahme der zu regelnden Größe auf die Spannungsverteilung der Reihenschaltung selbsttätig ihre Phasenlage ändert.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Verwendung eines stark gesättigten Wandlers als Blindwiderstand.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Wirkwiderstände mit hphem Temperaturkoeffizienten.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Herbeiführung einer Phasenverschiebung benutzter Vorschaltwiderstand gleichzeitig zwecks willkürlicher Änderung des Regelwertes einstellbar ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirk- bzw. Blindlastverteilung .zwischen parallel arbeitenden .Maschinen durch Veränderung der Phasenverschiebungscharakteristik mittels selbsttätiger Verstellung des Gittervorschaltwiderstandes geändert wird.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 2 bis 5, gekennzeichnet durch ein Spannungsrelais, das beim Absinken der Maschinenspannung unter einen bestimmten Wert eine zusätzliche Gitterspannung zur Wirksamkeit bringt.