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Regelanordnung zur selbsttätigen Konstanthaltung einer Größe auf einer
beliebig einstellbaren Stufe Es tritt häufig die Aufgabe auf, eine Größe, beispielsweise
eine Spannung, ,einen Strom oder .eine Drehzahl, in sehr weiten Grenzen zu regeln
und trotzdem auf jeder @eingestellten Stufe durch einen selbsttätigen Regler mit
großer Genauigkeit konstant zu halten. Die Erfindung löst diese Aufgabe für den
Fall, daß zur selbsttätigen Konstanthaltung ein Röhrenfeinregler verwendet wird.
Solche Feinregler haben zwar eine außerordentlich hohe Regelempfindlichkeit, können
jedoch nur einen sehr geringen Regelbereich überstreichen. Man muß deshalb, wenn
ein größerer Regelbereich beherrscht werden soll, einen zusätzlichen Regler zur
Grobregelung vorsehen. Es ist bekannt, daß bei gleichzeitiger Verwendung eines Röhrenfeinreglers
und eines zusätzlichen Reglers die Einstellung des Eingangskreises des Röhrenfeinreglers
geändert werden muß, wenn der zusätzliche Regler verstellt wird. Das ist nötig,-
da anderenfalls der Röhrenfeinregler bestrebt wäre, die durch den zusätzlichen Regler
bewirkte Änderung der zu regelnden Größe wieder auszugleichen, und daher wegen seines
engen Regelbereiches ständig in der einen oder anderen Grenzregelung arbeiten würde.
Eine bekannte Einrichtung, bei der der zusätzliche Regler durch einen Parallelwiderstand
zu der Endröhre eines Röhrenreglers gebildet wird, ist deshalb so ausgebildet, daß
zwangsläufig mit einer Verstellung dieses Widerstandes auch der Spannungsteiler,
an dem die Eingangsspannung für den Röhrenfeinregler abgegriffen wird, eine entsprechende
Verstellung erfährt. Diese zwangsläufige Kupplung ist jedoch sehr schwierig durchzuführen,
da sie eine ganz bestimmte Gesetzmäßigkeit erfordert,
die wegen
der Empfindlichkeit des Röhrenfeinreglers außerordentlich genau innegehalten werden
muß. Die Erfindung vermeidet die Notwendigkeit dieser Kupplung in der' Weise, daß
die Verstellung des zusätzlicher Reglers in Abhängigkeit von dem Ausgangs= Strom
des Röhrenfeinreglers selbsttätig erfolgt, solange letzterer außerhalb seines normalen
Regelbereiches arbeitet. Es sei darauf hingewiesen, daß die Anwendung des der Erfindung
zugrundeliegenden Prinzips bereits für den Fall vorgeschlagen worden ist, daß es
sich bei den Feinreglern um einen mechanischen, durch Öldruck betätigten Regler
handelt.
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Will man bei der Regelanordnung nach der Erfindung auf eine andere
Stufe der zu regelnden 'Größe übergehen, so verändert man zunächst allein den Eingangskreis
des Feinreglers in der Weise, daß dem Feinregler ein von dem gerade vorhandenen
Betrag der zu regelnden Größe abweichender Wert vorgetäuscht wird. Der Feinregler
versucht nun, die in seinem Eingangskreis erfolgte Strom- bzw. Spannungsänderung
wieder auszuregeln, wird dabei jedoch bis weit über seine Regelgrenzen beansprucht.
Sobald dies der Fall ist, setzt sich selbsttätig der zusätzliche Regler in Bewegung
und verändert nun seinerseits die zu regelnde Größe so lange, bis die in dem Eingangskreis
des Feinreglers vorhandene Abweichung wieder innerhalb des Regelbereiches des Feinreglers
liegt. Den Rest der Regelung übernimmt dann der Feinregler selbst. Um zu verhindern,
daß der zusätzliche Regler bereits wieder stillgesetzt wird, wenn erst die Grenze
des 'Regelbereiches des Feinreglers wieder erreicht ist, wobei der letztere dann
nur nach einer Seite regeln könnte, ist es zweckmäßig, die Wiederausschaltung des
Antriebes für den zusätzlichen Regler mit einer gewissen Zeitverzögerung vorzunehmen.
In vielen Fällen wird jedoch bereits die Bewegungsenergie des Antriebes ausreichen,
um den Regler noch bis etwa in die Mitte des Regelbereiches des Feinreglers zu verstellen.
Um das mit Sicherheit zu erreichen, kann man zusätzliche Bremsen vorsehen, die den
Antrieb des zusätzlichen Reglers bei Erreichung eines ganz bestimmten `Regelzustandes
stil.lsetzen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiiel der Erfindung dargestellt,
und zwar handelt es sich dort um die Regelung eines Stromrichters, beispielsweise
zu dem Zweck, Spannungsschwankungen des Drehstromnetzes, die sich anderenfalls unvermindert
auf das Gleichstromnetz übertragen würden, auszuregeln. Die Stromrichteranlage besteht
im wesentlichen aus dem gittergesteuerten Entladungsgefäß q., das über den Transformator
2 an das Drehstrdmnetz i angeschlossen ist. Die Kathode des Str omrichtergefäßes
q. bildet den Pluspol, der Nullpunkt der Saugdrosselspule 3 den Minuspol des Gleichstrom-
| .;Petzes 5. |
| :j :Die Steuergitter des Entladungsgefäßes q. |
'erhalten ihre Zündimpulse aus :einem Steuersatz g, während die negative Sperrspannung
von der Batterie 6 geliefert wird. Der Steuersatz g - .eine Einrichtung zur Erzeugung
kurzzeitiger Spannungsimpulse - wird seinerseits über die zur Phasenverdrehung dienenden
Regeldrosseln 7 aus einem Hilfsdrehstromnetz 8 gespeist.
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An das Gleichstromnetz 5 ist. nun eine Spannungsteileranordnung 13
angeschlossen, an der ein einstellbarer Teilbetrag der Gleichspannung abgegriffen
und dem Eingangskreis eines Röhrenfeinreglers zugeführt wird. Der Spannungsteiler
13 besteht zweckmäßig aus zwei verschieden gestuften Teilen, von denen der eine
zur Fein-, der andere zur Grobeinstellung dient. Der an dem Spannungsteiler abgegriffenen
Spannung E" wirkt die Spannung E'v der Batterie 14 entgegen, so daß an dem Steuergitter
der Eingangsröhre 15 des Röhrenreglers die Spaiulung E,t-£U liegt. Der Röhrenregler
ist dabei immer bestrebt, die Steuerung des Stromrichters so zu ändern, daß diese
Differenzspannung stets einen Wert von etwa - 2 V annimmt.
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In dem Anodenkreis der Ausgangsröhre 16 des Röhrenfeinreglers liegen
die in Reihe -geschalteten Vormagnetisierungswicklungen 12 der obengenannten, zur
Phasenverdrehung dienenden Drosselspulen 7. Außer diesen Vormagnetisierungswicklungen
sind auf den Drosseln noch Vormagnetisierungswicklungen io angeordnet, die von einem
konstanten einstellbaren Gleichstrom durchflossen werden. Die Induktivität der Arbeitswicklungen
i i hängt mithin von der Differenz zwischen den Strömen in den Wicklungen io und
12 ab. Jeder Änderung des Anodenstromes des Ausgangsrohres 16 entspricht also eine
ganz bestimmte Änderung der Phasenlage der Gitterspannungen.
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Weiterhin liegt in dem Ausgangskreis des Röhrenreglers noch das Relais
17, das, solange der Röhrenregler noch innerhalb seines normalen Regelbereiches
arbeitet, in seiner Mittelstellung verharrt, jedoch seinen oberen oder unteren Kontakt
schließt, sobald der Strom in dem Ausgangskreis des Röhrenreglers die seinem Regelbereich
entsprechenden Stromgrenzen über- bzw. unterschreitet. Dabei schaltet das Relais
entweder das Schütz 18 oder das Schütz i 9 ein, was wiederum eine Einschaltung des
Motors 2o in dem einen oder dem anderen Drehsinn zur Folge hat. Der Motor 2o treibt
über ein Getriebe 21 einen Drehregler 23 an, der ebenfalls in der
Zuleitung
zu dem Steuersatz 9 liegt und somit eine zusätzliche Phasenverdrehung der Gitterspannungen
hervorruft. Sobald also der Röhrenregler bei einer Verstellung des Spannungsteiles
13 über die Grenzen seines Belastungsbereiches herausgekommen ist, beginnt der Motor
2o den Drehregler so lange zu verstellen, bis das Relais 17 wieder in seine Mittellage
zurückkehrt, was dann der Fall ist, wenn der Ausgangsstrom des Röhrenreglers wieder
in seine normale Grenzen zurückgekehrt ist. Wenn beide Schütze 18 und i 9 abgefallen
sind, ist der Anker des Verstellmotors 2o kurzgeschlossen, so daß er wirkungsvoll
gebremst wird. Die Zeitverzögerung, die, wie oben erwähnt, unter Umständen für das
Wiederstillsetzen des Drehreglers 23 erforderlich ist, kann man dabei gegehenenfalls
durch die Einschaltung von Bremswiderständen oder auch dadurch erreichen, daß man
den Abfall. des Relais 17 verzögert.
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Die erfindungsgemäße Regelanordnung kann auch dazu benutzt werden,
um das Netz, dessen Spannung geregelt wird, hochzufahren. Der bei dem Ausführungsbeispiel
dargestellte Spannungsteiler braucht praktisch keine Leistung zu schalten und kann
daher sehr klein ausgeführt werden. Infolgedessen ist auch eine sehr feinstufige
Unterteilung möglich, insbesondere kann die einstellbare Stufenzahl bei Verwendung
eines Grob- und eines Feinreglers erheblich .erhöht werden, da sie ja dann gleich
dem Projekt aus den Stufenzahlen beider Teile ist. Wenn die Erfindung auch von besonderer
Bedeutung für elektrische Regler ist, so kann das in ihr verkörperte Regelprinzip
auch in anderen Fällen, in denen es sich um andere nicht elektrische Reglerarten
handelt, mit Vorteil angewendet werden.