Anordnung zur Regelung elektrischer Maschinen mittels gittergesteuerter
Entladungsstrecken Bekanntlich ist es vorteilhaft, die Regelung elektrischer Maschinen
mittels gittergesteuerter Entladungsstrecken, vorzugsweise unter Verwendung von
Dampf- oder Gasentladungsstrecken, durchzuführen, die den einem Wechselstromnetz
entnommenen Erregerstrom der Maschine in Abhängigkeit von einer konstant zu haltenden
elektrischen Größe durch eine phasenveränderliche Gitterwechselspannung beeinflussen.
Hierdurch wird bei sehr kleiner Steuerleistung, wie. sie für die Gitterkreise erforderlich
ist, eine bequeme und empfindliche Regelung ermöglicht. Die zur Regelung erforderliche
Phasenänderung der Gitterwechselspannung kann man in verschiedenartiger Weise durchführen,
z. B. mittels eines Drehtransformators. In vielen Fällen, beispielsweise gerade
für selbsttätige Regelung, ist es jedoch vorteilhaft,. die Phasendrehung, gegebenenfalls
rein elektrisch, mittels einer Brückenanordnung bzw. einer aus verschiedenen Scheinwiderständen
unterschiedlicher Phasenlage aufgebauten Spannungsteileranordnung durchzuführen.
Bisher war es nun üblich, nur einen Zweig der Brückenanordnung bzvv des Spannungsteilerg
veränderlich zu gestalten, den anderen dagegen aus konstanten Elementen aufzubauen.
Das bedingt im Normalfall, daß der volle theoretisch erfaßbareRegelbereich -imallgemeinen
i8o°-praktisch nicht ganz ausgenutzt werden kann, da dies eine Größenänderung des
jeweils gegebenen Scheinwiderstandes von i zu oo bedingen würde. Aber auch bei Beschränkung
auf den praktisch erfaßbaren Regelbereich bedingt die bekannte Anordnung, daß für
gleiche gewünschte Beträge der Verzögerung des Entladungseinsatzes, d. h. also für
gleiche Beträge der Phasenverschiebung der Gitterwechselspannung, ungleiche, und
zwar jeweils sehr erheblich verschiedene Änderungen des betreffenden Scheinwiderstandes
an der Brückenanordnung erforderlich sind. Dies ergibt sich daraus, daß bei gleichen
Winkeländerungen der Wechselspannung, die an der Ausgangsdiagonalen einer derartigen
Brücke abgenommen wird, die entsprechende prozentuale und absolute Änderung des
beispielswei@e zwischen Null und einem oberen Grenzwert veränderlichen Scheinwiderstandes
verschieden groß sein muß; je nachdem, ob der Absolutwert des Scheinwiderstandes
gerade klein oder groß ist, und je nach dem augenblicklichen Wert des Verhältnisses
zwischen dem veränderlichen Scheinwiderstand des einen und dem festen. Scheinwiderstand
des anderen Brückenzweiges. Dieses Verhältnis spielt insofern eine Rolle, als der
veränderliche
Scheinwiderstand zur Bestreichung des normalerweise
geforderten Regelbereiches zwischen Grenzwerten veränderlich sein muß, von denen
der eine sehr klein, der andere sehr" groß gegen den Wert des festen Scheinwider=
Standes ist; eben dadurch werden jedoch die großen Z-nterschiede in der jeweiligen
Scheinwiderstandsänderung, bezogen auf gleiche Winkeländerung der entnommenen Steuerspannung,
bedingt. Die hiermit verbundene Erschwernis der Regelvorgänge läßt sich erfindungsgetnäl:)
erheblich verringern, indem man für die Phasendrehung eine Scheinwiderstandsanordnung
nach Art einer Brücke oder eines Spamiungsteilers mit mindestens zwei Scheinwiderständen
verschiedener Phasenlage vorsieht, die beide von der zu regelnden Größe beeinllußt
werden. Diese Beeinflussung hat dabei so zu erfolgen, daß, wenn der eine Scheinwiderstand
in Abhängigkeit ,von der zu regelnden Größe größer wird, der andere einen kleineren
Wert annimmt. Da also der bei der bekannten Anordnung feste Scheinwiderstand mittmehr
große Werte aufweist, wenn der andere Scheinwiderstand sehr klein, und umgekehrt
kleine Werte, wenn der xler2 Scheinwiderstand sehr groß gegen ihn # -tr en L, sein
soll, ergibt sich eine weit geringere Spanne der von einem Scheinwiderstand ztt
durchlaufenden Absolutwerte bei gleicher Gesanitwinkeländerung der Steuerspannung,
mithin auch eine kleinere absolute und prozentuale Änderung des bzw. der Scheinwiderstände;
es wird daher mit der angegebenen Anordnung erreicht, daß die einzelnen Verstellschritte
des Regelorgans für gleiche I'liasenscliiel)ungswinkel der Gitterspannung an verschiedenen
Stellen des Regelbereiches sich weniger voneinander unterscheiden als bei der bekannten
Anordnung, wodurch eine unter Uniständen sehr bedeutende und wesentliche Verbesserung
der Steuerung, insbesondere einer selbsttätigen Steuerung, erzielt wird.Arrangement for the regulation of electrical machines by means of grid-controlled
Discharge paths As is well known, it is advantageous to regulate electrical machines
by means of grid-controlled discharge paths, preferably using
Vapor or gas discharge paths to be carried out that correspond to an alternating current network
excitation current drawn from the machine depending on a constant to be kept
influence electrical quantity by a phase-changeable grid alternating voltage.
As a result, if the control power is very small, such as. they are required for the grid circles
is, enables a comfortable and sensitive regulation. The one required for regulation
Phase change of the alternating grid voltage can be carried out in different ways,
z. B. by means of a rotary transformer. In many cases, for example right now
for self-regulation, however, it is beneficial. the phase shift, if necessary
purely electrical, by means of a bridge arrangement or one of various apparent resistances
to carry out voltage divider arrangement built up in different phase positions.
Up until now it was common to use only one branch of the bridge arrangement or the voltage divider
to make it changeable, but to build the other out of constant elements.
Normally, this means that the full theoretically detectable control range - in general
i8o ° cannot be fully utilized in practice, as this would result in a change in size of the
the given impedance from i to oo. But also with restrictions
on the practically detectable control range requires the known arrangement that for
same desired amounts of delay in unloading operation, d. H. so for
equal amounts of the phase shift of the alternating grid voltage, unequal, and
although in each case very considerably different changes in the impedance in question
are required on the bridge arrangement. This results from the fact that with the same
Angular changes in the alternating voltage that occur on the output diagonal of such a
Bridge is removed, the corresponding percentage and absolute change in
for example between zero and an upper limit value of variable impedance
must be of different sizes; depending on whether the absolute value of the impedance
is just small or large, and according to the instantaneous value of the proportion
between the variable impedance of the one and the fixed one. Impedance
of the other branch of the bridge. This relationship plays a role insofar as the
changeable
Impedance to sweep the normally
required control range must be variable between limit values, of which
one very small, the other very "large" compared to the value of the fixed reflector =
State is; However, it is precisely because of this that the major Z differences in the respective
Change in impedance, based on the same change in angle of the control voltage drawn,
conditional. The associated difficulty of the control processes can be invented :)
significantly by using an impedance arrangement for phase rotation
like a bridge or a spam divider with at least two apparent resistances
provides different phase position, both of which is influenced by the variable to be controlled
will. This influencing has to be done in such a way that, if the one impedance
depending on the size to be controlled becomes larger, the other a smaller one
Assumes value. Since the fixed impedance in the known arrangement is midway
has large values when the other impedance is very small, and vice versa
small values, if the xler2 impedance is very large against him # -tr en L, be
is, there is a much smaller range of an impedance ztt
continuous absolute values with the same overall angle change of the control voltage,
consequently also a smaller absolute and percentage change in the apparent resistance (s);
it is therefore achieved with the specified arrangement that the individual adjustment steps
of the regulating organ for the same angle of lattice tension at different
Positions of the control range differ less from one another than in the case of the known one
Arrangement, which is a very significant and substantial improvement among university stands
the control, in particular an automatic control, is achieved.
Ein Ausfiilirungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt,
und zwar zeigt die Abbildung einen Regler, welcher zur I#,-onstatitliziltung der
Spannung eines Generators dient. I i ist ein Gleichstromgenerator, welcher über
die Leitungen io einen Verbraucher 12 speist. 13 ist die Erregerwicklung des Generators.
Der Strom für die Erregung wird über gittergesteuerte Dampf-oder Gasentladungsstrecken
16. 17 und einen Transformator 15 dein Wechselstromnetz 14 entnommen. Die Wechselspannung
zurr Steuern der Gitter der Gefäße 16 und 17 ist über einen Transformator 2o dein
gleichen Wechselstromnetz 1I entnommen. Zwischen die Sekundärkletnnien des Transformators
20 sind in Reihe eine Drosselspule ie und ein Kohledruckwiderstand ig geschaltet.
Die llittenanzapfung der Sekundärwicklung des Transformators 20 ist über einen Transformator
2.I mit der Verbindungsleitung zwischen der Drosselspule 18 und dem Widerstand i
g verbunden. Die Drosselspule 18 besitzt einen Eisenkern 21, welcher an einer Stelle
einen .''IttSSClinitt 22 aufweist. 27 ist eine über den einstellbaren Widerstand
28 von der konstant zu haltenden Spannung gespeiste Spule, welche mittels eines
Eisenkerns und eines Kipphebels auf den Kohledruckwiderstand ig einwirkt. An dein
Eisenkern ist ferner ein Eisenstück 23 befestigt, welches so bemessen ist, daß es
genau in den Ausschnitt 22 des Drosselspulenkernes 21 hineinpaßt. 29 ist eine Dämpfungseinrichtung,
welche ein Pendeln des Regelsystems verhindert. -Mit den Klemmen der Sekundärwicklung
des Transformators 24 sind über Widert, und 26 die Gitter der Entladungss iii(le
25
strecken 16 und 17 verbunden, während die Mittenanzapfungen der Sekundärwicklung
dieses Transformators finit den Kathoden der Entladungsstrecken verbunden sind.An exemplary embodiment of the invention is shown in the figure, namely the figure shows a regulator which is used to switch on the voltage of a generator. I i is a direct current generator which feeds a load 12 via lines io. 13 is the excitation winding of the generator. The current for the excitation is drawn from the alternating current network 14 via grid-controlled steam or gas discharge paths 16, 17 and a transformer 15. The alternating voltage for controlling the grids of the vessels 16 and 17 is taken from the same alternating current network 1I via a transformer 2o. A choke coil ie and a carbon pressure resistor ig are connected in series between the secondary terminals of the transformer 20. The center tap of the secondary winding of the transformer 20 is connected via a transformer 2.I to the connection line between the choke coil 18 and the resistor i g. The choke coil 18 has an iron core 21 which has an “IttSSClinitt 22” at one point. 27 is a coil fed by the voltage to be kept constant via the adjustable resistor 28, which coil acts on the carbon pressure resistor ig by means of an iron core and a rocker arm. An iron piece 23 is also attached to your iron core, which is dimensioned so that it fits exactly into the cutout 22 of the choke coil core 21. 29 is a damping device which prevents the control system from swinging. -With the terminals of the secondary winding of the transformer 24 are connected via Widert, and 26 the grid of the discharge iii (le 25 lines 16 and 17, while the center taps of the secondary winding of this transformer are finitely connected to the cathodes of the discharge lines.
Die Wirkungsweise des beschriebenen Reglers ist folgende: Es sei zunächst
angenommen. claß die Spannung des Gleichstromnetzes io ihren normalen Wert hat und
claß die :Magnetspule 27 die Werte des induktiven Widerstandes 18 und des Kohledruckwiderstandes
i9 so eingestellt hat, daß die den Gittern der Entladungsstrecken 16 und 17 zugeführte
Wechselspannung eine solche Phasenlage zur Anodenspannung der Entladungsstrecken
hat, daß der in der Erregerwicklung 13 fließende Erregerstrom gerade genügt, um
die Spannung des Netzes io auf ihrem Normalwert zu halten. Wenn nun infolge einer
Belastungszunahme oder aus einem arideren Grunde die Spannung des Netzes io sinkt,
dann bewegt sich der Eisenkern der Spule 27 nach unten, so daß gleichzeitig der
Luftspalt der Drosselspule 18 vergrößert, d.11. ihr induktiver Widerstand verkleinert
und der Druck auf den Kohlewiderstand i9 verringert, d. h. der Widerstandswert der
Kohlesäule vergrößert wird. Infolge dieser Widerstandsänderungen wird die den Gittern
der Entladungsstrecken 16 und 17 zugeführte Wechselspannung in voreilendem Sinne
in der Phase verschoben, so daß die Zündungen der Entladungsstrecken bei jeder Halbwelle
in einem früheren Zeitpunkt erfolgen und infolgedessen der der Erregerwicklung 13
zugeführte Gleichstrom verstärkt wird. Infolge der verstärkten Erregung steigt die
Spannung des Generators . i i an und erreicht wieder ihren normalen Wert. In ähnlicher
Weise arbeitet der Regler, wenn die Spannung des Netzes
io über
den konstanten Wert ansteigt. Der beschriebene Regler hält also die Spannung des
Netzes io konstant.The mode of operation of the controller described is as follows: Let it be done first
accepted. claß the voltage of the direct current network io has its normal value and
claß die: solenoid 27 the values of the inductive resistance 18 and the carbon pressure resistance
i9 has set so that the grids of the discharge paths 16 and 17 fed
AC voltage such a phase relation to the anode voltage of the discharge paths
has that the excitation current flowing in the excitation winding 13 is just enough to
to keep the voltage of the network io at its normal value. If now as a result of a
Load increase or for some other reason the voltage of the network io drops,
then the iron core of the coil 27 moves downwards, so that at the same time the
Air gap of the choke coil 18 enlarged, d.11. their inductive resistance is reduced
and the pressure on the carbon resistor i9 is reduced, d. H. the resistance value of the
Coal column is enlarged. As a result of these changes in resistance, the grids
the discharge paths 16 and 17 supplied alternating voltage in a leading sense
shifted in phase, so that the ignitions of the discharge paths at each half-wave
take place at an earlier point in time and consequently that of the field winding 13
supplied direct current is amplified. As a result of the increased arousal, the
Generator voltage. i i and returns to its normal value. In a similar way
Way, the regulator works when the voltage of the network
io about
the constant value increases. The regulator described holds the voltage of the
Network OK constant.
Bei dem Ausführungsbeispiel dient der Regler dazu, die Spannung eines
Gleichströmgenerators konstant zu halten. Der Regler kann aber natürlich auch bei
Wechselstrommaschinen Anwendung finden und zur Konstanthaltung anderer Größen als
der Spannung dienen. Ferner kann die Regelung der Widerstandswerte des induktiven
und des Ohmschen Widerstandes auf andere Weise als bei dem Ausführungsbeispiel dargestellt
vorgenommen werden. So kann man z. B. die Induktiv ität der Drosselspule auch ändern,
indem man den Kern der Drosselspule durch eine Gleichstromwicklung vormagnetisiert,
vor welche ein durch die Magnetspule 27 gesteuerter Kohledruckwiderstand
geschaltet ist. Statt eines induktiven Widerstandes kann man auch mehrere parallel
geschaltete Induktiv itäten benutzen, von denen dann eine oder mehrere in der oben
beschriebenen Weise gesteuert werden.In the exemplary embodiment, the regulator serves to keep the voltage of a direct current generator constant. The controller can of course also be used in AC machines and can be used to keep variables other than voltage constant. Furthermore, the regulation of the resistance values of the inductive and the ohmic resistance can be carried out in a different way than shown in the exemplary embodiment. So you can z. B. also change the inductivity of the choke coil by pre-magnetizing the core of the choke coil by a direct current winding, in front of which a carbon pressure resistor controlled by the solenoid 27 is connected. Instead of an inductive resistor, several inductive units connected in parallel can be used, one or more of which are then controlled in the manner described above.