DE685127C

DE685127C - Einrichtung zum Konstanthalten der Spannung eines Wechselstromnetzes

Info

Publication number: DE685127C
Application number: DEA72121D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-12-23
Filing date: 1933-12-24
Publication date: 1939-12-12

Description

Einrichtung zum Konstanthalten der Spannung eines Wechselstromnetzes Zum Konstanthalten der Spannung eines Wechselstromnetzes werden Regeltransformatoren verwendet, die gewöhnlich durch einen Motor betätigt werden. Der Motor wird seinerseits durch ein Regelrelais gesteuert, das dessen Einschaltkreis betätigt. Die Erfindung sucht nun beide Einrichtungen zu vereinigen, ohne daß hierdurch die Empfindlichkeit derAnordnung herabgesetzt wird.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Regelvorrichtung durch einen zweiphasig geschalteten Induktionsmotor mit zwei Ständerwicklungen gesteuert wird, .die von der Regelspannung derart beeinflußt werden, daß unter dem Einfluß eines im Stromkreis der einen Ständerwicklung liegenden Widerstandsgebildes der Motor ein zu seiner Bewegung ausreichendes Drehmoment nur bei Abweichung des Istwertes der Spannung vom Sollwert besitzt.
Die Erfindung benutzt die Erkenntnis, daß je nach der Größe der Gleichstromvormagnetisierung die Kennlinie einer Eisendrosselspule sich so ändert, daß sie zur Lösung verschiedener Aufgaben geeignet wird. Insbesondere schlägt die Erfindung vor, eisenhaltige Drosselspulen mit Vormagnetisierung durch Gleichstrom zur Veränderung der Phasenlage eines Wechselstromes in Abhängigkeit von der Größe der treibenden Spannung zu verwenden. Eine hierfür geeignete Anordnung ist eine von einer Wechselstromquelle gespeiste Reihenschaltung, bestehend aus einem Kondensator und einer eisenhaltigen Drosselspule. Der Kondensator kann auch parallel zur Drosselspule geschaltet werden.
Der Spannungsverlauf in Abhängigkeit vom Strom ergibt bei einer Parallelschaltung der Drosselspule und des Kondensators eine Kennlinie von folgendem Verlauf: Bei kleinen Werten der Spannung verläuft die Kennlinie so, als ob lediglich der Kondensator im Stromkreis vorhanden wäre. In dem anschließenden Bereich macht sich .der Einfluß der Drosselspule geltend. Hierbei wird ein Punkt durchlaufen, von dem an derursprünglich kapazitive Leistungsfaktor induktivwird.
Mit einer Sättigungsdrosselspule kann ein abgeänderter Verlauf ihrer ohne Gleichstromvormagnetisierung erhaltenen Magnetisierungskennlinie auch dadurch erhalten werden, daß man Kondensatoren entsprechender Kapazität in Reihe schaltet. Eine Gleichstromvormagnetisierung ist also dabei zwar nicht erforderlich, aber man erhält ausgeprägtere Oberwellen. Man kann daher die Gleichstromvormagnetisierung durch Reihenkondensatoren nur unter Inkaufnahme von Oberwellen .ganz oder teilweise ersetzen.
Ein hoher Grad der Abflachung der Kennlinie einer Drosselspule im Sättigungsbereich: macht diese zum Konstanthalten einer Spann,; nung besonders geeignet. Diese Wirkuk' kann man noch dadurch erhöhen, daß zur*= Drosselspule ein Kondensator parallel geschaltet wird, welcher den Leistungsfaktor vor- oder nacheilend - macht bei kleinen Schwankungen der Spannung, und daß man zu der Parallelschaltung einen Kondensator in Reihe schaltet, welcher die Neigung der Kennlinie einzustellen gestattet.
In Abb. i der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel .der Erfindung dargestellt. Der ,Stromkreis, dessen Spannung konstant gehalten werden soll, ist mit 25 bezeichnet. Ein Induktionsregler 26, der durch einen Motor27 angetrieben wird, dient dazu, die Spannung im Stromkreis 25 konstant zu halten. Der Motor 27 ist als Zweiphasenmotor mit Kurzschlußläufer 28 ausgebildet. Auf der Welle 29 sitzt ein Getriebe 3o, das die Verbindung mit .dem Induktionsregler 26 herstellt. Die eine Wicklung 31 des Motorständers ist unmittelbar an die Leitung 25 angeschlossen, die andere Wicklung 32 ist über eine nach Art einer Wheatstoneschen Brücke geschaltete Widerstandsanordnung zur Erzeugung der erforderlichen Phasenverschiebung ebenfalls an die Leitung 25 gelegt. Die Widerstandsanordnung besteht aus einer Drosselspule oder einem Spartransformator 33 mit einer Mittenanzapfung 34. Ein Widerstand 35 in Reihe mit einem Sättigungskreis ist parallel zu dem Spartransformator 33 geschaltet. Der Sättigungskreis besteht aus einem Kondensator 36 und einer Drosselspule 37, deren Gleichstromerregerwicklung 38 über eine Gleichrichteranordnung 39 an die Leitung25 angeschlossen ist. Um die Empfindlichkeit der Anordnung zu erhöhen, ist zwischen die Gleichrichteranordnung 39 und das Netz 25 die Parallelschaltung eines Kondensators 41 und einer eisenhaltigen Drosselspule 42 hoher Sättigung gelegt. Die Mittenanzäpfung 34 und der Verbindungspunkt 4o des Widerstandes 35 mit dem Sättigungskreis 36, 37 sind an die Ständerwicklung 32 des Motors 27 angeschlossen.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Die Kapazität des Kondensators 36 sei so gewählt, daß sie sich mit der Induktivität der Drosselspule 37 bei der .gewünschten Spannung (Sollwert) des Netzes 25 in Resonanz befindet. Unter dieser . Voraussetzung ist die Spannung zwischen den Punkten 34 und 40, .sofern sie infolge der Bemessung der übrigen Widerstände der Brückenschaltung überhaupt einen endlichen Wert besitzt, was für einen ordnungsgemäßen Betrieb der Schaltung erforderlich ist, in Phase mit der Spannung des Stromkreises 25 entsprechend dem Vektor ca in Abb. z. Bei ;rnwachsender Spannung des Stromkreises 25 mmt der Vektor der Spannung zwischen ' Punkten 34 und -Io'die La-en b, c, d, e e n el @äri. Nimmt die Spannung des Stromkreises 25 ab, dann nimmt der Vektor der Spannung zwischen den Punkten 34 und 4o die Lagen f, g und h an. Die Vektoren c und ä sind um 9o ° gegenüber der Spannung des Stromkreises 25 verschoben und liefern die günstigste Phasenspannung für die i@Iotorständerwicklung 32. Die Drehung des Motors 27 wird demnach je nach der Lage des Vektors der Spannung zwischen den Punkten 34 und 4o nach der einen oder anderen Richtung erfolgen. Dadurch- wird der Induktionsregler 26 so verstellt, daß er die Spannung im Netz 25 konstant hält.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Konstanthalten der Spannung eines Wechselstromnetzes mit Hilfe eines durch eine Regelvorrichtung geregelten Transformators, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelvorrichtung durch einen zweiphasig geschalteten Induktionsmotor (27) mit zwei Ständerwicklungen (31, 32) gesteuert ist, die von der zu regelnden Spannung so beeinflußt werden, daß unter dem Einfluß eines im Stromkreis der einen Wicklung (32) liegenden Widerstandsgebildes (33 bis 37) der Motor (27) ein zu seiner Bewegung ausreichendes Drehmoment nur bei Abweichung des Istwertes der zu regelnden Spannung vom Sollwert besitzt (:,#,bb. i).
2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Widerstandsgebilde aus eisenhaltigen Drosselspulen (37) und unveränderlichen Kondensatoren oder Drosselspulen in einer solchen Bemesung und Schaltung besteht, daß beim Absinken bzw. Ansteigen der Wechselspannung unter bzw. über den Sollwert eine Phasenverdrehung des in der einen Ständerwicklung (32) wirksamen Stromes gegenüber dem Strom in der anderen Ständerwicklung (31) in der einen bzw. anderen Richtung erzeugt wird.
3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die eisenhaltige Drosselspule (37) beim Sollwert der zu regelnden Spannung mit einem Kondensator (36) in Resonanz befindet.
4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem aus Drosselspule und Kondensator aufgebauten Widerstandsgebilde eine stark spannungsabhängige Kennlinie dadurch verliehen wird, das zu einer eisenhaltigen, gegebenenfalls gleichstromvormagnetisierten Drosselspule ein Kondensator parallel und zu diesem Gebilde ein weiterer Kondensator in Reihe geschaltet wird. $.
Einrichtung nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eisenhaltige Drosselspule (37) des Widerstandsgebildes vormagnetisiert ist und die Stromänderung in der einen Ständerwicklung (32) durch die Vormagnetisierung gesteuert wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Stromkreis der Vormagnetisierung die Parallelschaltung einer Eisendrosselspule (q.2) und eines Kondensators (4t) angeordnet ist.