DE667480C

DE667480C - Control device for independent voltage and phase adjustment

Info

Publication number: DE667480C
Application number: DEK128851D
Authority: DE
Inventors: Franz Joseph Fischer; Dipl-Ing Hans Klemm
Original assignee: Koch and Sterzel AG
Current assignee: Koch and Sterzel AG
Priority date: 1933-02-03
Filing date: 1933-02-03
Publication date: 1938-11-12

Description

Regelvorrichtung für unabhängige Spannungs- und Phaseneinstellung Wattmetrische Meßgeräte, z. B. Zähler, werden allgemein so geprüft, daß Strompfad und Spannungspfad unabhängig voneinander gespeist werden. Um den im allgemeinen hohen Strom durch die Stromspule der Prüflinge und des Eichinstrumentes hindurchzuschicken, genügt eine verhältnismäßig niedrige Spannung, die aus dem gleichen Netze entnommen werden kann, an das die Spannungsspule angeschlossen ist. Zur Nachahmung aller in der Praxis vorkommenden Belastungsfälle muß bei der Eichung der Stromvektor gegen den Spannungsvektor beliebig verdreht und in seiner Größe bis zum Nennstrom des Prüflings verändert werden können. Dies erfolgte bisher in der Weise, daß, ein Drehregler einen Regelwiderstand in Abzweigschaltung speist, so daß vom Regelwiderstand eine von Null ansteigende Spannung entnommen werden kann. Diese regelbare Spannung wird einem Hochstromanzapftransformator zugeführt, der dann seinerseits den Prüfkreis speist. Bei diesen Einrichtungen erfolgt jedoch stets im Regelwiderstand ein Leistungsverlust, der sich: zu der sekundär dem Hochstromtransformator entnommenen Leistung hinzufügt. In anderen Fällen wird die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannungskreis durch Drosselspulen bewirkt. Hierbei muß zufolge Lastabhängigkeit der Drosselspulen bei jeder Laständerung-nachgeregelt werden. Es ist schon eine Anordnung zur Erzeugung einer Dreh- oder Wechselspannung von beliebig vorbestimmter Größe und zeitlicher Phase gegen eine Grundspannung vorgeschlagen worden, bei der zwei magnetisch voneinander getrennte Spannungserzeuger in Reihe geschaltet und mit einer an sich bekannten Regelanordnung versehen sind, mittels derer sowohl die Größe jeder der beiden erzeugten Spannungen für sich als auch unabhängig hiervon ihre gegenseitigen Phasen regelbar sind. Die beiden Spannungserzeuger können dabei zwei Transformatoren sein, bei denen die Regelung durch Stufenschaltung auf der Primär- oder Sekundärseite erfolgt und der Winkel durch Umschaltung eines der beiden Transformatoren von Stern-. in Dreieck- oder gemischte Stern-Dreieck-Schaltung oder Zick-Zack-Schaltung eingestellt wird. Ferner ist es bekannt geworden, daß man bei Zählerschaltungen bzw. Eichanlagen von der Tatsache Gebrauch machen kann, daß in einem symmetrischen Drehstromsystem die Spannung der einzelnen Phase senkrecht auf der verketteten Spannung der beiden anderen Phasen steht.Control device for independent voltage and phase adjustment Wattmetric measuring devices, e.g. B. counters are generally checked so that the current path and voltage path are fed independently of one another. To that in general to send high current through the current coil of the test objects and the calibration instrument, a relatively low voltage taken from the same network suffices to which the voltage coil is connected. To imitate everyone in Load cases occurring in practice must be compared with the current vector during calibration the voltage vector twisted arbitrarily and in its size up to the nominal current of the DUT can be changed. So far, this has been done in such a way that, a rotary control feeds a rheostat in a branch circuit, so that one of the rheostat voltage rising from zero can be taken. This adjustable voltage is fed to a high-current tap transformer, which in turn controls the test circuit feeds. With these devices, however, there is always a loss of power in the rheostat, which: adds to the secondary power drawn from the high-current transformer. In other cases the phase shift between current and voltage circuit caused by choke coils. According to this, the inductor must be dependent on the load be readjusted with every load change. It is quite an arrangement for generation a rotary or alternating voltage of any predetermined size and time Phase against a fundamental voltage has been proposed at which two are magnetically separated from each other separate voltage generator connected in series and with a known per se Control arrangement are provided, by means of which both the size of each of the two generated Tensions for themselves as well as independently of this their mutual phases can be regulated are. The two voltage generators can be two transformers in which the regulation takes place by step switching on the primary or secondary side and the angle by switching one of the two transformers from star. in triangular or mixed star-delta connection or zigzag connection is set. Furthermore, it has become known that one in counter circuits or calibration systems of can make use of the fact that in a symmetrical three-phase system the Voltage of the single phase perpendicular to the linked voltage of the other two Phases.

Die. Erfindung betrifft nun eine Regelvorrichtung für unabhängige Spannungs- und Phaseneinstellung, vorzugsweise für Prüfeinrichtungen, wie Zählereicheinrichtungen. Erfindungsgemäß, besteht sie aus zwei in Scottschaltung zusammengeschalteten, an einem Drehströinnetz liegenden Einphasentransformatoren, deren als Regelwicklungen ausgebildete Abnahmewicklungen so geschaltet sind, Jag ihre Spannungsvektoren einen rechten Wir miteinander einschließen und daß die Abna einer beliebig phasenverschobenen und beliebig veränderlichen Spannung an unabhängig voneinander verschiebbaren Stromabnehmern erfolgt, von denen der eine von einem im Abnahmestromkreis liegenden Relais in Abhängigkeit von einer konstant zu haltenden elektrischen Größe (z. B. Strom) gesteuert wird. Die Erfindung hat gegenüber den bekannten bzw. vorgeschlagenen Anordnungen den Vorteil, daß man nur einen Stromabnehmer von Hand zu regulieren braucht und trotzdem eine Verstellung beider Stromabnehmer erzielt.The. The invention now relates to a control device for independent voltage and phase setting, preferably for test devices such as counter range devices. According to the invention, it consists of two interconnected in Scott circuit, lying at a Drehströinnetz single-phase transformers, which formed as a control windings decrease windings are connected such Jag their voltage vectors form a right We each other and that the Abna carried out an arbitrary phase shifted and arbitrarily varying voltage to independently displaceable pantographs , one of which is controlled by a relay located in the pick-up circuit as a function of an electrical variable to be kept constant (e.g. current). The invention has the advantage over the known or proposed arrangements that you only need to regulate one pantograph by hand and still achieve an adjustment of both pantographs.

In den Abbildungen sind Ausführungsbeispiele für Regelvorrichtungen gemäß der Erfindung dargestellt.The figures show exemplary embodiments for regulating devices shown according to the invention.

Nach Abb. i sind die Primärwicklungen 1i und 12 zweier Einphasentransformatoren in Scottschaltung an ein Drehstromnetz angeschlossen. Die Sekundärwicklungen 13 und 14 der beiden Transformatoren sind hintereinandergeschaltet. Auf ihnen werden Stromabnehmer 16 und 17 verschoben, mit denen die Abnahmeklemmen 18 und 1g verbunden sind. Es ist auch möglich, die Abnehmer 16,17 miteinander und die Enden der Wicklungen 13, 14 mit den Klemmen =8, 1g zu verbinden. Der Stromabnehmer 17 der Wicklung r4 wird durch einen Motor 27 angetrieben, welcher durch ein Relais 28 gesteuert wird, so daß in dem die zu regelnde Einrichtung (Verbraucher) V enthaltenden Abnahmestromkreis 29 eine elektrische Größe, beispielsweise der Strom, auf einen konstanten Wert einreguliert wird. Der andere Stromabnehmer 16 auf der «Wicklung 13 kann dann zur Einstellung einer anderen elektrischen Größe, z. B. der Phase desjenigen Stromkreises dienen, in dem das Relais den Strom seiner Größe nach bestimmt.According to Fig. I, the primary windings 1i and 12 of two single-phase transformers in a Scott circuit are connected to a three-phase network. The secondary windings 13 and 14 of the two transformers are connected in series. Current collectors 16 and 17 are moved on them, with which the acceptance terminals 18 and 1g are connected. It is also possible to connect the consumers 16, 17 to one another and to connect the ends of the windings 13, 14 to the terminals = 8, 1g. The current collector 17 of the winding r4 is driven by a motor 27 which is controlled by a relay 28 so that an electrical variable, for example the current, is regulated to a constant value in the acceptance circuit 29 containing the device (consumer) V to be controlled . The other current collector 16 on the winding 13 can then be used to set a different electrical variable, e.g. B. serve the phase of that circuit in which the relay determines the current according to its size.

Wird mit dem zweiten Stromabnehmer reguliert, so verändert sich die konstant zu haltende Spannung bzw. der Strom, und das Relais reguliert nach, und dies wechselweise, bis die gewünschte Vektorgröße und Lage erzielt ist.If the second pantograph is used for regulation, this changes Voltage or current to be kept constant and the relay regulates according to, and this alternately until the desired vector size and position is achieved.

Die in Abb.2 gezeichneten Spannungsvektoren I und 1I der Wicklungen 13, 14 bilden einen rechten Winkel. Durch Bewegen der Abnehmer 16,17 können die Spannungsvektoren in ihrer Größe beliebig verändert werden, so daß man zwischen den Abnehmern einen gegen die Primärspannung phasenverschobenen Vektor 2o erhält. `'Wie aus- dem Diagramm ersichtlich ist, kann man auf diese Weise die Phasenlage der abgenommenen Spannung beliebig zwischen o und go ° an den beiden.Stromabnehmern einsteilen. Die Abb.3 zeigt nur Abnahmestromkreise. Die Wicklung 13 mit dem Abnehmer 16 ist unverändert geblieben, während die Wicklung 14 ,Uer einen Polumschalter 21 mit der Wicklung 13 .', "- in. Reihe liegt. Man erhält dann ein Vektordiag#,'#mm nach Abb.4 mit einem Phasenregelbereich von o bis -#- go °. Die Polumschaltung selbst ist bei ringförmig ausgebildeten Reglern bereits bekannt.The voltage vectors I and 1I of the windings shown in Fig 13, 14 form a right angle. By moving the customers 16,17 can Stress vectors can be changed arbitrarily in size, so that one between receives a vector 2o phase-shifted with respect to the primary voltage. As can be seen from the diagram, you can determine the phase position in this way the voltage taken anywhere between o and go ° at the two pantographs schedule. Figure 3 only shows acceptance circuits. The winding 13 with the consumer 16 has remained unchanged, while the winding 14, Uer a pole-changing switch 21 with the winding 13. ', "- is in. row. A vector diagram #,' # mm. is then obtained according to Fig. 4 with a phase control range from o to - # - go °. The pole change itself is already known in the case of regulators designed in the form of a ring.

In Abb. 5 ist die Mitte 22 der «Wicklung 13 mit der Mitte 23 der Wicklung 14 verbunden, so das ein Vektordiagramm nach Abb. 6 mit einem Phasenregelbereich von o bis 36o' entsteht. Dadurch wird aber der Spannungsbereich auf die Hälfte herabgesetzt. Wird der Umschalter entsprechend der Abb.3 wieder eingefügt, so daß die Wicklungen 13 und 14 im --und -l,- -Bereich jeweils voll ausgenutzt werden können, dann ist die Vektorgröße wie in Abb. i und 2, aber in vier Quadranten verlegbar. Einer der Stromabnehmer 16 oder 17 wird bei den Ausführungsbeispielen der Abb. 3 und 5 wieder, wie in Abb. i, von einem Relais gesteuert. .In Fig. 5 the center 22 of the winding 13 is with the center 23 of the winding 14 connected, so that is a vector diagram according to Fig. 6 with a phase control range from o to 36o '. However, this reduces the voltage range by half. If the changeover switch is inserted again according to Fig.3, so that the windings 13 and 14 in the - and -l, - range can each be fully utilized, then is the vector size as in Fig. i and 2, but can be laid out in four quadrants. One of Current collector 16 or 17 is again used in the exemplary embodiments in FIGS. 3 and 5, as in Fig. i, controlled by a relay. .

Bei dem in Abb. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist an die Klemmen 18, 1g die Primärwicklung eines Hochstromtransformators 3o angeschlossen, an dessen Sekundärwicklung der Abnahmestromkreis 29 liegt, in welchen das Relais 28 über einen Wandler 31 eingeschaltet ist. Diese Anordnung hat den Zweck, die erforderlichen Strom- und Spannungswerte im Prüfkreis zu erzielen.In the embodiment shown in Fig. 7, the terminals 18, 1g, the primary winding of a high-current transformer 3o connected to its Secondary winding of the acceptance circuit 29 is in which the relay 28 via a Converter 31 is switched on. The purpose of this arrangement is to make the necessary Achieve current and voltage values in the test circuit.

Die Stromabnehmer 16, 17 in den verschiedenen Ausführungsbeispielen brauchen nicht auf den «'Wicklungen selbst zu schleifen, sondern können auch, wenn die Erregung nicht so fein zu sein braucht, über Anzapfkontakte geführt werden. Hat das Relais 28 z. B. den Strom eingestellt und wird die Phasenlage durch Einstellung des Abnehmers 16 von Hand geändert; so ändert sich auch -die Vektorgröße an den Klemmen 18, 1g. Demzufolge muß über das Relais 28 der Abnehmer 17 nachgestellt werden. Mit einer Änderung der Vektorgröße ändert sich also zwangläufig die Vektorlage.The current collectors 16, 17 in the various exemplary embodiments do not need to grind on the windings themselves, but can, if the excitation does not need to be so fine to be conducted via tap contacts. Has the relay 28 z. B. the current is set and the phase position is set by setting of the pickup 16 changed by hand; this also changes the vector size on the Terminals 18, 1g. Accordingly, the consumer 17 must be readjusted via the relay 28. With a change in the vector size, the vector position inevitably changes.

Um eine Änderung der Vektorlage bei Änderung der Vektorgröße herbeizuführen, kann eine zwangläufige mechanische Ausgleichsvorrichtung eingefügt werden, wie, sie z. B. in der Abb. 8 durch ein verschiebbares Treibrad 33 dargestellt wird. Steht das Treibrad in der Mitte der Achse des Reglers I, -so dreht sich das Rad 34 und somit der Stromabnehmer 16 nicht; jedoch drehen sich die beiden im Eingriff befindlichen Zahnräder 35, 36, so daß nur der Abnehmer 17 verstellt wird. Der Vektor I bleibt somit stehen, während der Vektor II lediglich eine Größe bei gleichbleibender Vektorlage der bei 18, 1g abgenommenen Spannung ändert. Befindet sich das Treibrad 33 auf der Mitte des Reglers 1I, so bleibt dieser in Ruhe, und die abgenommene Vektorgröße und -lage wird nur durch den Regler I bestimmt: Steht das Treibrad 33 in der Mitte zwischen den beiden Achsen, so drehen sich beide gleich schnell, so daß der Winkel der Abnahmegröße an den beiden Klemmen 18, zg 45 'wird. Dies ist ohne weiteres aus dem Vektordiagramm der Abb. 2 ersichtlich; denn wenn die Regler I und II in gleichem Maße verstellt werden, dann liegt der zwischen ihnen abgenommene Vektor immer unter 45'.In order to bring about a change in the vector position when the vector size changes, an inevitable mechanical compensation device can be inserted, such as, e.g. B. is shown in Fig. 8 by a displaceable drive wheel 33. If the drive wheel is in the middle of the axis of the controller I, the wheel 34 and thus the current collector 16 do not rotate; however, the two meshed gears 35, 36 rotate so that only the pickup 17 is adjusted. The vector I thus remains standing, while the vector II only changes one variable with the vector position of the voltage removed at 18, 1g remaining the same. If the drive wheel 33 is in the middle of the controller 1I, it remains at rest, and the acquired vector size and position is only determined by the controller I: If the drive wheel 33 is in the middle between the two axes, both of them rotate in the same way quickly, so that the angle of the acceptance size on the two clamps 18, zg 45 ' . This can readily be seen from the vector diagram in FIG. 2; because if the controllers I and II are adjusted to the same extent, then the vector taken between them is always below 45 '.

So kann durch das von Hand oder einem Motor oder dgl. bewirkte Verstellen des Triebrades 33, d. h. also durch verschiedene Umdrehungsgeschwindigkeiten der Regler zueinander, ein beliebiger Vektorwinkel eingestellt und während der Vektorgrößenveränderung beibehalten werden. Soll in vier Quadranten gearbeitet werden, so ist eine Richtungsumkehrung eines Stromabnehmers notwendig, wenn der andere in der gleichen Richtung weiterläuft. Hierzu ist mit dem Zahnrad 35 noch das Zahnrad 36 in Eingriff, auf welches das Treibrad 33 gegebenenfalls gezogen werden kann. Der Antrieb des als Kupplungsteil anzusprechenden verstellbaren Treibrades 33 erfolgt unmittelbar über. eine bewegliche Achse von einem Verstellmotor 27 aus.So can be effected by hand or a motor or the like. Adjustment of the drive wheel 33, d. H. so by different speeds of rotation of the Regulator to each other, any vector angle set and during the vector size change to be kept. If you want to work in four quadrants, the direction is reversed of a pantograph is necessary if the other continues to run in the same direction. For this purpose, the gearwheel 36, on which the drive wheel is engaged, is still in engagement with the gearwheel 35 33 can be drawn if necessary. The drive to be addressed as a coupling part adjustable drive wheel 33 takes place directly over. a movable axis of an adjusting motor 27.

Claims

PATENT CLAIM: Z. control device for independent voltage and Phase adjustment, preferably for test equipment, such as counter range equipment, characterized in that it consists of two interconnected in a Scott circuit, single-phase transformers connected to a three-phase network exist, as regulating windings trained take-off windings are connected so that their voltage vectors a include right angles with each other, and that the decrease of any phase-shifted and any variable voltage on independently movable pantographs takes place, one of which is dependent on a relay in the acceptance circuit is controlled by an electrical variable (e.g. current) that is to be kept constant.

2. Device according to claim r, characterized in that the other current collector to set a different electrical variable (e.g. phase) of that circuit serves, in which the relay determines the current according to its size.

3. Establishment according to claim 2, characterized in that the other current collector by a adjustable device coupled to the consumer adjusted by the relay is.

4. Device according to claim 3, characterized in that the adjustable Coupling part is rotated by the adjusting motor itself.

5. Device according to claim z to 4, characterized in that the centers of the control windings with each other are connected or the middle of one winding to one end of the other winding.

6. Device according to claim z to 5, characterized in that the control windings polarity can be reversed. ,