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Selbsttätige elektrische Regeleinrichtung Die Erfindung bezieht sich
auf eine selbsttätige elektrische Regeleinrichtung, bei der die zu regelnde Größe
bei Änderungen ihres Sollwertes über zwei Reglerkontakte je einen die Regelgröße
in dem einen oder anderen Regelsinn beeinflussenden Stromkreis gleichzeitig mit
einem Hilfsstromkreis einschaltet, der eine den Regeleffekt verzögernde Betätigung
der Reglerkontakte herbeiführt. Mit dem Regler können beliebige Betriebsgrößen,
wie Druck, Spannung oder Temperatur, in Abhängigkeit von einer steuernden Größe
geregelt werden. Insbesondere eignet sich der Regler für die Regelung elektrischer
Maschinen, z. B. für die Regelung des Erregerstromes von Synchronmascbinen in Abhängigkeit
von der Spannung der Synchronmaschine. Durch das geschilderte Zusammenwirken der
Reglerkontakte wird ein überschießen des Regeleffektes verhindert, trotzdem der
Regler bei einer Änderung der steuernden Größe mit großer Stärke und Geschwindigkeit
eingreift. Es sind bereits Regelanordnungen bekannt, die ein= derartiges Überschießen
des Regeleffektes durch eine den Regeleffekt verzögernde Betätigung der Reglerkontakte
ebenfalls verhindern. Jedoch benutzen die bekannten Einrichtungen zu diesem Zweck
verhältnismäßig träge und auch komplizierte mechanische Einrichtungen, wie Flüssigkeitsbremsen
oder komplizierte Anordnungen mit Kegelrädern.
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Die Erfindung besteht demgegenüber in einer Einrichtung, die die geschilderte
Regelwirkung mit verhältnismäßig einfachen Mitteln und auf rein elektrischem Wege
mit einfachen
elektrisch wirkenden Teilen herbeiführt. Erfindungsgemäß
ist in dem Hilfsstromkreis eine Magnetspule vorgesehen, die durch das Schließen
der Reglerkontakte mittels eines beweglichen Hilfskontaktes über Kontakte von Relais
erregt wird. Der Anker der Magnetspule ist dabei mit einem Hilfskontakt gekuppelt
und öffnet die Reglerkontakte. Die Relais sind mit Zeitverzögerungen ausgerüstet,
und sie schalten beim öffnen der Reglerkontakte und bei der dadurch herbeigeführten
Entregung der Relais die Magnetspule erst nach Ablauf der Verzögerung ab.
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Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Ausführungsbeispiele näher
erläutert. In Fig. i soll die Spannung des Drelistromgenerators i o durch den Regler
kanstant gehalten werden. 14 ist die Gleichstromerregerwicklung des Generators,
16. die die Erregerwicklung speisende Erregermaschine, 18 die Erregerwicklung dieser
Erregermaschine, die von einer Batterie 2o über einen regelbaren Ohmschen Widerstand
22 gespeist wird. Für die Verstellung dieses Widerstande:s 22 ist ein Gleichstrommotor
z4 vorgesehen, der durch Drehen einer Schraubenwelle den Kontakt am Widerstand 22
verschiebt. Der Gleichstrommotor a4 ist ein Reihenschlußmotor und besitzt zwei Ständerwicklungen.
Er wird von einer Hilfsbatterie gespeist. Je nachdem die Kontakte 42 oder die Kontakte
48 geschlossen sind, bekommt die eine oder die andere der beiden Reihenschlußerregerwicklungen
des Motors 24 Strom, und der Motor läuft dann in der einen oder in der anderen Richtung,
vergrößert oder verkleinert also den im Stromkreis der Erregerwicklung 18 liegenden
Widerstand 22 und vergrößert oder verkleinert also die Spannung der Maschine i o.
Die Kontakte 42 und 48 werden nun von dem gemäß der Erfindung ausgebildeten Regler
28 gesteuert.. Dieser Regler besitzt eine Spule 3o; die von der Spannung der Maschine
io gespeist -wird und die je nach der Höhe dieser Spannung einen Eisenkern entgegen
der Kraft der Feder 34 mehr oder weniger in die Spule hineinzieht und dadurch einen
Hebel verschiebt, auf dem sich der Kontakt 36 befindet. Bei richtiger Größe der
Spannung der Maschine i o ist die beschriebene Anordnung derart abgestimmt, daß
-der Kontakt 36 sich in der Mitte zwischen den beiden Kontakten L und R befindet.
Bei einem Sinken oder einem Steigen der Spannung Ei, der Maschine io verschiebt
sich hingegen der Kontakt 3 6 nach unten oder nach oben und kommt so mit den Kontakten
L und R in Berührung. Dadurch wird ein von der Batterie 40 gespeister Stromkreis
geschlossen, der je nachdem, mit welchem der Kontakte L und R der Kontakt 36 in
Berührung ist, das Relais R' oder L' erregt und so entweder die Kontakte 42 oder
die Kontakte 48 schließt. Der Motor ß4: kommt dann in dem einen oder anderen Sinne
zum Lauf und verschiebt den Gleitkontakt 22 in einem Sinne, in dem die Abweichung
der Spannung Ek vom Sollwert wieder rückgängig gemacht wird: Um nun eine zu lange
Berührung des Kon taktes 36 mit einem der Gegenkontakte L und R und damit ein Überschreiten
des Regeleffektes zu verhindern, wird mit dem Anlegen des Kontaktes 36 an die Kontakte
L oder R auch noch die eine der Erregerspulen 6o oder 62 der beiden Relais 56 und
58 von der Batterie 4o aus unter Strom ge-_ setzt. Durch die Erregung des einen
dieser Relais 56 und 58 wird mit Hilfe der Kontakte 70 öder 72 ein Stromkreis
geschlossen., der ebenfalls von der Batterie 4o aus die Magnetspule 54 erregt. Die
Magnetspule 54 besitzt einen Eisenkern 52, der einen Anker 5o in die dargestellte
Mittellage hineinzuziehen sucht. Dieser Anker 5o ist mit dem Hebel32 verbunden,
auf dem sich auch der Kontakt 36 befindet. Wird also die Magnetspule 5q. erregt;
so zieht sie den Anker 5o in die gezeichnete Mittellage hinein, bei der sich der
Kontakt 36 in der Mitte zwischen den Kontakten L und R befindet. Dadurch werden
die Relais L' und R' wieder stromlos gemacht, und der Gleichstrommotor 24 kommt
infolge Abfalls der Kontakte 42 und 48 zum Stillstand. Der Regeleffekt ist also
wieder unterbrochen. Weicht die Spannung El,, dann immer noch von ihem Normalwert
ab, so wird sie den Kontakt 36 wieder mit einem der Kontakte L oder R in Berührung
bringen, und das Spiel beginnt von neuem.
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Um zu verhindern, daß nach dem öffnen des Regelkontaktes 36 von einem
der Gegenkontakte L oder R diese beiden Kontakte durch die beschriebene Einrichtung
sofort wieder geschlossen werden,' besitzen die Relais 56 und 58 Verzögerungseinrich.-tungen,
so daß der Strom in der Magnetspüle 54 nach dem Öffnen des Kontaktes 36 noch-:eine
gewisse Zeit aufrechterhaltenbleibt. Die Relais 56 und 58 besitzen zu diesem Zwecke
finit dem Eisenkern der Relais durch Federn verbundene Kontakte 70 und 72. Außerdem
besitzen sie Luftbremsen, die das sofortige Herunterfallen der Eisenkerne nach dem
Aufhören der Erregung an den Relais -verzögert, so daß die Kontakte 70 und
72
unter dem Einfluß ihrer federnden Verbindung mit dem Eisenkern des Relais
noch eine gewisse Zeit den Stromschluß aufrechterhalten.
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Um die durch die Magnetspüle 54 herbeigeführten Intervalle zwischen
den Zeiten, in
denen durch Berührung des Kontaktes 36 mit den Kontakten
L oder R ein Regelimpuls ausgeübt wird, abzustufen, und zwar umgekehrt proportional
der Stärke, in der die Spannung Ei, von ihrem Normalwert abweicht, sind noch Mittel
vorgesehen, durch die der Strom in der Spule 54 allmählich unterbrochen.wird. Das
hat zur Folge, daß der Anker 5o von der Spüle 3o bzw. der Feder 34 nicht sofort
aus der dargestellten Mittellage herausgezogen wird, sondern erst nach Ablauf einer
gewissen Verzögerung, wobei diese Verzögerung um so kürzer ist, je weiter die Spannung
El, vom Normalwert abweicht. Um dies zu erreichen, ist mit der Magnetspule 54 ein
Ohms-cher Widerstand in Reihe geschaltet, und parallel zu dieser Reihenschaltung
liegt die Reihenschaltung des Kondensators 64 mit dem Ohmschen Widerstand 66. Wenn
die Magnetspule 54 durch Schließen der Kontakte 70 oder 72 erregt ist, so
entsteht an der Spule und am vorgeschalteten Widerstand ein Spannungsabfall, der
eine Aufladung des Kondensators 64 herbeiführt. Wird nun durch Öffnen der Kontakte
70 oder 72 der Strom in der Spule 54 unterbrochen, so entlädt sich nunmehr der Kondensator
64 über die Ohmschen Widerstände 66 und über die Magnetspule 54 und erhält so .einen
noch allmählich abklingenden Strom in der Spule aufrecht. Dies hat zur Folge, daß
der Anker 5o noch in der gezeichneten Mittellage gehalten wird, bis infolge Abklingens
des Stromes in der Spule 54 die auf den Anker 5o von dem Hebel 32 bzw. von der Spule
3o oder der Feder 34 ausgeübten Kräfte größer sind als die magnetischen Zugkräfte.
Der Kontakt 36 geht dann aus der Mittellage in eine der beiden Endlagen.
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Um eine weitere Verzögerung im Abklingen des magnetischen Flusses
in dem Eisen 52 herbeizuführen, ist 'auf dem Eisen 52 der Spule 54 noch ein koaxialer
leitender Zylinder 74 vorgesehen. Bei einer Änderung des Flusses entstellen in diesem
Zylinder Wirbelströme, die - bestrebt sind, ein zu rasches Abklingen des Flusses
zu verhindern.
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Bei der Anordnung nach Fig. 2 steuern .die Kontakte 36 und L bzw.
36 und R nicht wie in Fig. i unmittelbar den Erregerstrom für die Relais 56 und
58. Die Anordnung ist vielmehr derart, daß diese beiden Kontakte erst Hilfskontakte
76 und 78 zum Schließen bringen, die ihrerseits den Erregerstrom für ein Zeitrelais
56' steuern. Zu diesem Zweck sind die beweglichen Teile der Kontakte 42 und 48 unmittelbar
mit denen der Kontakte 76 und 78 verbunden und werden durch dieselben Erregerspulen
gesteuert. Das Zeitrelais 56' ist ebenso ausgebildet und übt auch dieselbe Funktion
aus wie die Zeitrelais 56 und 58 der Fig. i. Die Wirkungsweise der Anordnung ist
im übrigen dieselbe- wie die der Fig. i.
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In manchen Fällen ist die Anordnung der Zeitrelais 56 und 58 bzw.
56' der Fig. i oder z nicht erforderlich. Es erweist sich dann eine Anordnung gemäß
der Fig.3 als zweckmäßig, bei der die Kontakte 76 und 78, die von den Kontakten
36 und L bzw. 36 und R gesteuert werden, unmittelbar den Strom für die Magnetspule
54 ein- oder ausschalten.
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Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß die speziellen Mittel
zur Vermeidung eines überregelns bei dem beschriebenen Regler in keiner Weise die
Empfindlichkeit herabsetzen. Die beschriebenen Mittel sind ferner einfach und verursachen
keine Änderung der Reglereinstellung. Die Anordnung wirkt derart, daß bei großen
Abweichungen der regelnden Größe (Spannung E1,) von ihrem Sollwert die Kontakte
der Regelvorrichtung 28 ständig geschlossen bleiben, so daß die Regelvorrichtung
22 bei ihrer Regeltätigkeit nicht unterbrochen wird. Sobald jedoch die Abweichung
der regelnden Größe von ihrem Sollwert nicht mehr sehr groß wird, tritt die Anordnung
nach der Erfindung in Tätigkeit, welche bewirkt, daß der Widerstand an der Regelvorrichtung
22 absatzweise in die Endstellung gebracht wird.