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Vorrichtung zum Regeln von elektrischen Leistungen oder anderen Betriebsgrößen
Zusatz zum Patent 657 107
Im Hauptpatent ist eine Vorrichtung zum Regeln von
elektrischen Leistungen oder anderen Betriebsgrößen mit Hilfe einer Vergleichsanordnung
beschrieben, bei der die Geschwindigkeiten zweier Glieder (Vergleichsglieder) verglichen
werden und bei Abweichungen der beiden Geschwindigkeiten voneinander in dem einen
oder anderen Sinne einer von zwei Kontakten geschlossen und die zu regelnde Größe
im Sinne einer Verkleinerung der Differenz zwischen Ist- und Sollwert beeinflußt
wird. Das eine der Vergleichsglieder wird bei der Anordnung nach dem Hauptpatent
schrittweise durch Impulse angetrieben, deren Häufigkeit von dem augenblicklichen
Wert der Betriebsgröße abhängt und die von einem Meßgerät für die zu regelnde Größe
geliefert werden.
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Gemäß der Erfindung wird gleichzeitig mit jeder Regelbewegung die
Geschwindigkeit eines der beiden Vergleichsglieder vorübergehend so verändert, daß
die die Regelbewegung auslösende gegenseitige Lage der beiden Glieder wieder aufgehoben
wird. Es ist für Anordnungen, bei welchen stetig bewegte Vergleichsglieder- in ihrer
Lage zueinander verglichen werden, bekannt, nach dem Ansprechen des Reglers die
Geschwindigkeit des einen Gliedes zu verändern, um ein Überregeln zu vermeiden.
Beim Gegenstand der vorliegenden Erfindung hat die Veränderung der Geschwindigkeit
eines der Vergleichsglieder einen besonderen Zweck, nämlich eine durch die ruckweise
Weiterbewegung der Vergleichsglieder möglicherweise eintretende mehrmalige unmittelbar
hintereinander folgende Kontaktgabe zu verhindern.
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Ein Ausführungsbeispiel ist in den Abb. z und 2 dargestellt. Als Beispiel
ist eine Einrichtung gewählt, durch welche die Frequenz einer Wechselstromleitung
25 auf einer bestimmten Höhe gehalten werden soll, und zwar durch Verstellung des
Ventils :2 (Abb. 2) für die Antriebsmaschine eines zusätzlichen Stromerzeugers.
Ein Synchronmotor 71 läuft mit einer .der Frequenz in Leitung 25 entsprechenden
Geschwindigkeit und treibt einen Kommutator 27 an, der in die Leitung 28 abwechselnd
positive und negative Stromstöße aus der Stromquelle i29 sendet. Diese Stromstöße
erregen zwei Spulen 29 und 3o; die mit gekreuzten Achsen angeordnet sind, und in
deren Feld ein Z-Anker 3 i drehbar angeordnet ist, wie dies vom Antriebsmechanismus
der Nebenuhren her bekannt ist. Bei jedem Stromstoß macht der Z-Anker eine Viertelumdrehung,
und zwar immer in derselben Drehrichtung. Er treibt über die
Schnecke
32 und das Schneckenrad 33 das Zwischenglied 34 an. Dieses ist in Abb. 2 vergrößert
und in axialer Richtung gesehen dargestellt. Es besteht aus einem gegabelten Arm,
der mit zwei Kontaktschrauben 35 und-36 ausgerüstet ist. Diese sind mit dem positiven
und negativen Pol der Stromquelle i2@ verbunden. Zwischen den Kontakten 35 und 36
spielt ein Kontakt 37, der an einem umlaufenden Arm 38 befestigt ist. Dieser Arm,
der hier Vergleichsglied genannt wird, wird von einem Z-Anker 39 über die Schnecke
4o und das Schneckenrad 41 angetrieben (Abb. i). Dieser Z-Anker macht seine schrittweisen
Umdrehungen im Felde der kreuzweise gelagerten Spulen 42 und 43. Zur Erzeugung der
Stromstöße für diese Spulen dient ein Gleichstromzähler q:4, der von der Stromquelle
129 angetrieben wird, und zwar über einen Regelwiderstand 45; die Erregerwicklung
des Zählers ist mit 46 bezeichnet. Die Wirbelstrombremse 47 ist nicht - wie gewöhnlich
- ein permanenter Magnet, sondern ein Elektromagnet, dessen Erregung von der Spannung
der Stromquelle 129 abhängig ist, damit der Geschwindigkeitsverlust infolge Nachlassens
der Spannung der Stromquelle nach - Möglichkeit ausgeglichen wird. Der Regelwiderstand
45 ist sowohl von Hand durch einen Kontakthebel 77 einstellbar als auch von einem
gesteuerten Kontakthebel 78.
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Durch die beiden Z-Anker 31 und 39 werden das Zwischenglied 34 und
das Vergleichsglied 38 schrittweise angetrieben. Der Spielraum des Kontaktes 37
zwischen seinen Gegenkontakten kann durch Verdrehung der Schrauben 35 und 36 eingestellt
werden, um die Empfindlichkeit der Regelung zu beeinflussen. Der Spielraum muß auf
alle Fälle genügend groß sein, um nicht schon dadurch einen Kontäktschluß herbeizuführen,
daß die Schritte der Z-Anker nicht gleichzeitig erfolgen. Solange die durch diese
Schritte erzielten mittleren Geschwindigkeiten des Zwischengliedes 34 und des Vergleichsgliedes
38 dieselben- bleiben-, soll kein Kontaktschlußeintreten. Wenn aber die Frequenz
in 25 beispielsweise zu groß wird, erfolgen die Schritte des Z-Ankers 31 zu häufig,
die mittlere Geschwindigkeit des Zwischengliedes 34 wächst; so daß sein Kontakt
35 den Kontakt 37 des Vergleichsgliedes 38 einholt. Dadurch erhält ein Motor 15
(Abb. 2) Strom und treibt über die Schnecke 16 das Schneckenrad 17 an. Dieses ist
mit einem Anschlagstift 18 versehen, der bei jedem Umlauf das Schaltrad i9 uni einen
seiner Schaltarme 81 weiterschiebt. Dieses greift in das Zahnsegment 2o ein, durch
welches das Ventil :2 weiter geschlossen wird. In der Bahn der Schaltarme 81 des
Schaltrades i9 liegt aber außerdem der Anschlagstift 79 des zweiarmigen Hebels 78,
der auf dem Regelwiderstand 45 gleitet (Abb. i). Durch die Bewegung des Kontaktarmes
78, die durch das Schaltrad z9 hervorgerufen wird, wird der Regelwiderstand 45 verringert,
die Geschwindigkeit des Zählers 44 also vergrößert. Infolgedessen werden vorübergehend
die Schritte des Z-Ankers 39 beschleunigt, und damit wächst die mittlere Geschwindigkeit
des Vergleichsgliedes 38, so daß der Kontakt zwischen beiden Gliedern wieder aufgehoben
wird. Der Kontaktarm 78 wird, nachdem das Schaltrad i9 seinen Schritt beendet hat,
von den Federn 8o wieder in seine Mittellage gezogen, so daß der Zähler 44 und damit
auch das Vergleichsglied 38 ihre normalen Geschwindigkeiten wieder annehmen.
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Ist umgekehrt die Frequenz in 25 zu gering, so wird der Kontakt
36 des Zwischengliedes vom Kontakt 37 des Vergleichsgliedes eingeholt, der Motor
15 erhält Strom in umgekehrter Richtung und verstellt das Dampfventil 2 im Sinne
größerer öffnung. Auch der Kontaktarm 78 wird dabei vorübergehend verstellt, diesmal
aber nach der anderen Seite, so daß die Geschwindigkeit des Zählers 44 und des Vergleichsgliedes
38 vorübergehend verringert wird, um dadurch den Kontakt 36 und 37 wieder aufzuheben.