DE700151C - Relaislose Einrichtung zur selbsttaetigen Spannungsregelung in Wechselstromnetzen mittels Regeltransformatoren - Google Patents

Description

• ,Relaislose Einrichtung zur selbsttätigen Spannungsregelung in Wechselstromnetzen mittels Regeltransformatoren Es sind relaislose Einrichtungen zur selbsttätigen Spannungsregelung in Wechselstromnetzen mittels Anzapftransformatorenbekannt, bei denen der Regelmotor für das Stufenschaltwerk, z. B. ein zweiphasig geschalteter Induktionsmotor, über ein spannungsabhängiges, den Motor bei einer bestimmten Sollspannung stillsetzendes Widerstandsgebilde an das zu regelnde Netz angeschlossen ist.
• Dieses Widerstandsgebilde besteht vorzugsweise aus einer Eisendrossel und einem Kondensator, die zu einem Resonanzkreis parallel 'geschaltet sind, und aus einem mit diesem als Sperrkreis für die Grundwelle bei der Sollspannung -dienenden Gebilde in Reihe geschalteten Kondensator. Bei einer Abweichung des Istwertes der zu regelnden Spannung von dem Sollwert tritt in der an dem Widerstandsgebilde liegenden Phasenwicklung des Regelmotors, je nachdem, ob eine Spannungserhöhung oder eine Spannungserniedrigung vorliegt, -ein kapazitiver oder induktiver Strom auf, der dann ein Drehmoment des Regelmotors in der einen oder anderen Richtung zur Folge hat.
• Der besondere Vorteil derartiger Regeleinrichtungen besteht in dem Fortfall empfindlicher Relais. Der Aufbau des Reglers wird daher in elektrischer Hinsicht wesentlich einfacher, und man ist bestrebt, auch den mechanischen Teil des Reglers weitgehend zu vereinfachen. Aus diesem Grunde sind z. B. bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen besondere Endausschalter, die die Aufgabe haben, beim Auftreten von Spannungsänderungen, die den Regelbereich des Reglers . überschreiten, den Motor stillzusetzen, dadurch erspart werden, daB die auf einer Schraubenspindel sitzende Verstellvorrichtung für das Stufenschaltwerk beim Erreichen der Endstellung mit der Gewindemuffe von dem Spindelgewebe abgleitet und der Motor leer _weiterläuft. Erst bei Änderung der Motordrehrichtung unter dem EinfluB einer entgegengesetzten Spannungsänderung faßt das Gewinde wieder und bewegt die Kontaktverstellvorrichtung in umgekehrter Richtung.
• Bei Regeleinrichtungen großer Leistung kann es unter Umständen vorkommen, daß einerseits der letzte Gewindegang stark beansprucht wird, wodurch nach längerer Zeit eine Sperrung des Wiedereingriffs erfolgen kann, und daß andererseits durch Klemmen des Gewindes infolge nicht genau waagerechter Lage der Verstellvorrichtung ebenfalls ein Wiedereingreifen bei Umkehrung der Drehrichtung in Frage gestellt wird. Aus diesem Grunde wird nach der Erfindung vorgeschlagen, da:, Spindelgewinde und die Gewindemuffe der Kontaktverstellvorrichtung dauernd in Einbriit zu lassen und statt dessen den Motor in den Endstellungen dadurch zum Stillstand zu bringen, daß durch die Reglerverstellvorrichtung eine solche Veränderung der elektrischen Werte der Elemente (Eisendrossel und Kondensator) des spannungsabhängigen Widerstandsbildes vorgenommen wird, daß die gleichen elektrischen Verhältnisse auftreten wie beine Erreichen der Sollspannung. Praktisch kann dies dadurch erreicht werden, daß entweder die Induktivität der Drossel oder die Kapazität des Kondensators entsprechend geändert wird, beispielsweise dadurch, daß im ersten Falle parallel oder in Reihe mit der Eisendrossel eine Luftspaltdrossel vorgesehen wird. deren Luftspalt durch die Bewegung der Reglerverstellvorrichtung mechanisch beeinilußt wird, oder auch dadurch, daß die Eisendrossel eine Bohrung erhält, in die ein passender Kern mehr oder weniger tief hineingeschoben wird. Schließlich kann man auch die Eisendrossel oder eine zu ihr parallel liegende Drossel mit Anzapfungen versehen und Windungen zu- oder abschalten.
• In der Zeichnung ist in Abb. i ein bekannter relaisloser Spannungsregler der in Rede stehenden Art schematisch dargestellt, an Hand dessen die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes unter Benutzung der in Abb. 2 wiedergegebenen Stromspannungskennlinien im nachstehenden näher erläutert werden soll.
• In Abb. i ist mit X die Eisendrossel und mit C der Kondensator des Resonanzkreises bezeichnet, mit dein der Kondensator K in Reihe geschaltet ist. Q11 bedeutet den zweiphasig geschalteten Regelmotor mit Kurzschlußläufer, dessen eine Triebwicklung R über den Steuerkreis an das zu regelnde Netz geschaltet ist. Die andere Triebwicklung H liegt über einem Kondensator C ebenfalls am Netz. Der Regeltransformator ist als Spartransformator in Sternschaltung ausgeführt und besteht je Phase- aus der Stammwicklung w1 und der Regelwicklung w2. Die Regelwicklung w2 ist zweigängig ausgeführt, wobei der Anschluß für die Ableitung der geregelten Spannung über einen Widerstand r in der Mitte der Regelwicklung erfolgt. Selbstverständlich kann der Anschluß auch an jeder anderen Stelle der Regelwicklung vorgesehen werden, -je nachdem, ob eine ±-Regelung oder nur eine Spannungserhöhung bzw. Spannungserniedrigung vorgenommen werden soll. Die ungeregelte Spannung wird der Regelwicklung über durch den Regelmotor.41 verstellbare Kontaktrollen zugeführt.
• Die Abb. 2 dient zur Erläuterung der Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes. In dieser bedeuten i die Magnetisierungskennlinie der normal in Betrieb befindlichen Eisendrossel nebst einer etwaigen Parallel- oder Reihendrossel, 2 die Kennlinie des Kondensators C, 3 die resultierende Kennlinie mit der Resonanzspannung Uo. ' Steigt die Spannung auf einen über dem Regelbereich liegenden Wert U1, so wird auf mechanischem Wege mittels der ReglerverstellV'orrichtung die Induktivität der Drossel bzw. der Drosselkombination durch die obenerwähnte Luftspaltänderung oder durch das Einbringen eines zusätzlichen Kerns in einen Hohlraum der Drossel oder durch Zuschaltung weiterer Windungen so erhöht, daß die Drosselspulenkennlinie sich der Kurve 4 nähert. Dem entspricht eine Resultierende 5, deren Nulldurchgang bei U1 liegt, so daß der Motor nunmehr stehenbleibt. Wird die Abschaltung des Regelmotors durch Veränderung der Kapazität C bewirkt, so kann das dadurch erfolgen, daß ein oder mehrere Parallelkondensatoren von C zu- oder abgeschaltet werden.
• Fällt dagegen die ankommende Spannung unter den unteren Grenzwert des Regelbereiches, so' muß in entsprechender Weise die Induktivität der Drosselkombination verkleinert oder die Kapazität des Kondensators vergrößert werden, so daß als Folge davon auch hier ein Stehenbleiben des Motors eintritt.
• Es ist weiterhin möglich, den Stillstand des Regelmotors auch dadurch zu bewirken, daß man dem Regelkreis X, C, !(, R eine zusätzliche Wechselspannung phasenrichtig aufdrückt, die man beispielsweise einem Spannungswandler entnehmen kann, der von der Reglerverstellvorrichtung beim Erreichen seiner Endlage an das Netz gelegt wird. Hierdurch wird die Sollspannung, auf die der Regler einspielt, so geändert, daß der Motor stehenbleibt.
• Bei den vorstehend beschriebenen Anordnungen kann die Änderung der Resonanz-bzw. der Sollspannung nicht nur durch -unmittelbare Änderung der Daten der Elemente des spannungsabhängigen Widerstandsgebildes selbst, sondern auch durch eine sinngemäße Zu- bzw. Abschaltung von entsprechend angeordneten Ohmschen Parallel- oder Reihenwiderständen erfolgen.
• Bei nicht gleichmäßiger, sondern sprunghafter Änderung der Daten der Elemente des Resonanzkreises, wie dies z. B. bei der Zu-bzw. Abschaltung von Zusatzkondensatoren oder Drosselwindungen der Fall ist, kann die Änderung der Sollspannung so groß werden, daß nicht nur ein Stillstand, sondern sogar eine Umkehiung der Drehrichtung des Motors erfolgt. In diesem Falle pendeln die Kontaktrollen zwischen zwei Grenzwerten hin und her, was unter Umständen für Sonderzwecke von Vorteil sein könnte.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Relaislose Einrichtung zur selbsttätigen Spannungsregelung in Wechselstromnetzen mittels Regeltransformatoren, bei welcher der Regelmotor, der über ein spannungsabhängiges, den Motor bei einer bestimmten Sollspannung stillsetzendes Widerstandsgebilde an das zu regelnde Netz angeschlossen ist, bei Spannungsänderungen, die den Regelbereich der Einrichtung überschreiten, zum Stillstand gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Reglerverstellvorrichtung (Anzapfschalter) in den Endstellungen eine solche Veränderung der elektrischen Werte der Elemente des spannungsabhängigen Widerstandsgebildes vorgenommen wird, daß die gleichen elektrischen Verhältnisse auftreten wie beim Erreichen der Sollspannung.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i mit einem Resonanzkreis aus Eisendrossel und Parallelkondensator als spannungsabhängiges Widerstandsgebilde für den Regelmotor, dadurch gekennzeichnet, daß der bei Spannungsänderungen infolge des dadurch gestörten Gleichgewichts am Resonanzkreis in Gang gesetzte Regelmotor beim Erreichen einer Endstellung der Reglerverstellvörrichtung dadurch zum Stillstand gebracht wird, daß die elektrischen Verhältnisse am Resonanzkreis derart geändert werden, daß wieder Resonanz auftritt. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiederherstellung der Resonanz am Resonanzkreis beim Erreichen einer Endstellung der Reglerverstellvorrichtung durch Veränderung der Induktivität der Eisendrossel (X) erfolgt. q.. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß parallel oder in Reihe mit der Eisendrossel (X) des Resonanzkreises eine Luftspaltdrossel vorgesehen ist, deren Luftspalt durch die Reglerverstellvorrichtung verändert werden kann. 5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisendrossel (X) des Resonanzkreises mit einer Bohrung und einem darin verschiebbaren Kern versehen ist, dessen Bewegung durch die Reglerverstellvorrichtung gesteuert wird. 6. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisendrossel (X) oder eine zu ihr parallel liegende Drossel mit Schaltwindungen versehen ist, die durch die Reglerverstellvorrichtung zu- oder abgeschaltet werden.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zum Kondensator (C) des Resonanzkreises ein oder mehrere zu- und abschaltbare Kondensatoren vorgesehen sind, die durch die Reglerverstellvorrichtung geschaltet werden. B. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem spannungsabhängigen Widerstandsgebilde liegenden Triebwicklung des Regelmotors in den Endstellungen der Reglerverstellvorrichtung z. B. über einen Spannungswandler eine zusätzliche Wechselspannung derart phasenrichtig aufgedrückt wird, daß der Regelmotor stehenbleibt. g. Einrichtung nach Anspruch i bis dadurch gekennzeichnet, daß die Veränderung der elektrischen Werte der Elemente des spannungsabhängigen Widerstandsgebildes durch mit diesem parallel oder in Reihe geschaltete regelbare Ohmsche Widerstände erfolgt.