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Selbsttätige elektrische Regelanordnung Die Erfindung bezieht sich
auf eine kochempfindliche selbsttätige Regelanordnung, bei der der Widerstand eines
Steuerstromkreises durch eine für die Regelung maßgebende Spannung verändert wird.
Die erfindungsgemäße Regelanordnung zeichnet sich dadurch aus, daß sie auf rein
_ elektrischem Wege mit einem äußerst geringen Aufwand 'an Schaltungsteilen eine
sehr hohe und keinerlei Schwankungen durch Alterung, Temperaturänderung u. dgl.
unterworfene Empfindlichkeit besitzt. Sie ist von Bedeutung für die selbsttätige
Spannungsregelung bzw. -konstanthaltung, insbesondere für gittergesteuerte Stromrichter.
Mit Vorteil kann von der Erfindung auch Gebrauch gemacht werden bei der Spannungsregelung
oder Drehzahlkonstanthaltung elektrischer Maschinen, vor allem wenn diese durch
Entladungsstrecken gespeist bzw. erregt werden. In diesem Falle kann man dann den
erfindungsgemäßen Regler auf die Steuerung der Entladungsstrecken _ einwirken lassen.
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Gemäß der Erfindung wird als veränderlicher Widerstand in einem wechselstromführendenTeil
des Steuerstromkreises der Scheinwiderstand eines Schwingungskreises benutzt, dessen
Induktivität zumindest zum Teil durch eine regelbare Drosselspule gebildet wird,
auf deren Gleichstromvorerregung die für die Regelung maßgebende Spannung einwirkt.
Die Verwendung von Schwingungskreisen zur Durchführung selbsttätiger Regelungen
ist an sich bekannt. Bei den bekannten Anordnungen handelt es sich jedoch um frequenzabhängige
Regelungen, bei denen im Gegensatz zum Erfindungsgegenstand der Schwingungskreis
selbst unverändert bleibt und mit einer veränderlichen Frequenz gespeist wird. Eine
wichtige Eigenschaft der Erfindung besteht
darin, daß dem Ausgangskreis
des Reglers bei entsprechender Bemessung des Schwingungskreises verhältnismäßig
große Ströme entnommen «-erden können so daß man damit beispielsweise unmittelbar
auf die Vormagnetisierung eines zur Erzeugung von stoßartig verlaufenden Gitterspannungen
für einen Stromrichter dienenden Gitter transfol-mators einwirken kann.
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In Fig. i der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Es handelt sich dort um die selbsttätige Konstanthaltung der Spannung
in den Gleichstromkreis 3 eines gittergesteuerten Quecksilberdampfgleichrichters
i, der über -den Transformator 2 an ein nicht dargestelltes Drehstromnetz angeschlossen
ist. Auf die eigentliche Regelanordnung wirkt nur ein Bruchteil der Gleichspannung
des Gleichrichters ein; welcher an dem Spannungsteiler 4. abgegriffen wird. Der
Spannungsteiler d. dient dabei also als Sollwerteinsteller. Die an dem Spannungsteiler
.I abgegriffene Spannung E wirkt nun auf den Strom in der Vormagnetisierungswicklung
6 einer regelbaren Drosselspule 5 ein.
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Die Arbeitswicklung 7 dieser Regeldrossel 5 bildet zusammen mit dein
Kondensator 9 einen Schwingungskreis, dessen Dämpfung durch den Widerstand 8 eingestellt
werden kann. Die Abstimmung des Schwingungskreises hängt somit von der jeweiligen
Größe des Stromes in der Vormagnetisierungswicklung 6 ab. je größer der Vormagnetisierungsstrom
ist, desto geringer ist die in dem Schwingungskreis vorhandene Induktivität.
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Der Schwingungskreis liegt als veränderlicher Widerstand vor der Sekundärwicklung
des Transformators 17, der beispielsweise an ein Hilfsdrebstromnetz angeschlossen
sein kann. Da die von dem Transformator 17 gelieferte Frequenz konstant bleibt,
so hängt der den Schwingungskreis durchfließende Strom nur von der Induktivität
der Wicklung 7, d. h. also von dem Vormagnetisierungsstrom in-der Wicklung 6, ab.
Der Strom durchfließt die Primärwicklung eines übertragers io, in dessen Sekundärwicklung
also ein entsprechender Strom entsteht. Dieser Sekundärstrom wird durch den Hilfsgleichrichter
i i in Gleichstrom verwandelt und dein regelbaren Widerstand 12 zugeführt. ?n den
Klemmen dieses Widerstandes 12 wird dann die Spannung für die Vormagnetisierungs-Wicklungen
15 der Gittertransformatoren 1I abgegriffen. Die Gittertransformatoren 1I dienen
in bekannter Weise dazu, um den Steuergittern des Gleichrichters i stoßartig verlaufende
Zündimpulse einstellbarer Phasenlage zuzuführen. jeder Gittertransforinator besitzt
zu diesem Zweck außer der an das Gitter angeschlossenen induzierten Wicklung 2o
eine aus dem Transformator 22 gespeiste Wechselstromwicklung i9, die ihn bis weit
über die Sättigungsgrenze hinaus erregt. Eine Flußänderung tritt in ihm infolgedessen
nur noch im Augenblick des Nulldurchganges der resultierenden Erregung ein. Bei
gleichbleibender Wechselstromerregung hängt dieser Nulldurchgang der resultierenden
Erregung ab von der zusätzlichen Gleichstromerregung. Letztere setzt sich zusammen
aus der Erregung, die von der an die Regelanordnung angeschlossenen Wicklung 15
herrührt, und der von der Wicklung 16 gelieferten Erregung. Die Wicklung 16 wird
über den Gleichrichter 18 aus dem Transformator 17 mit konstantem Strom gespeist
und liefert eine Erregung die der Erregung der Wicklung 15 entgegengesetzt gerichtet-
ist. je größer also der Erregerstrom der Wicklung 15 wird, um so kleiner wird die
Gleichstromkomponente der in dem Transformator 14 wirkenden Gesamterregung. Zweckmäßig
wird die Anordnung so getroffen, daß mit sinkender Gleichstromerregung die von der
Wicklung 2o gelieferten Spannungsimpulse mehr und mehr verzögert werden und die
Aussteuerung des Stromrichters eine Absenkung erfährt. Die negative Sperrspannung
wird von dem Hilfsgleichrichter 21 geliefert.
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In dein Eingangskreis des Reglers ist nan nicht allein die an dem
Spannungsteiler abgegriffene Spannung E wirksam, vielmehr wird diesem Stromkreis
noch eine weitere der Spannung E entgegengesetzte Spannung F_' eingeführt, deren
Größe von dem jeweiligen Widerstand des Schwingungskreises abhängt. Diese Spannung
E' wird durch den Spannungsabfall gebildet, den in dem Widerstand 25 und
der mit ihm in Reihe geschalteten Drosselspule 26 ein Strom erzeugt, welcher
der Sekundärwicklung des Übertragers io über einen Anpassungstransformator 23 entilommen
und durch den Hilfsgleichrichter 2d. gleichgerichtet wird. Die Drosselspule 26 erfüllt
hierbei einen doppelten Zweck. Zunächst einmal dient sie zur Glättung des von dem
Gleichrichter 24 gelieferten Stromes, sodann aber läßt sich mit ihrer Hilfe die
Zeitkonstante des Stromkreises für die Spannung E' einstellen. Das ist zur Vermeidung
von Pendelungserscbeinüngen bei der Regelung von .großer Bedeutung. Zweckmäßig wird
die Zeitkonstante dieses Stromkreises etwa genau so groß gewählt, wie die Zeitkonstante
des die Gittertransformatorwicklungen 15 umfassenden Steuerkreises, die ihrerseits
durch die Drosselspule 13 eingestellt werden kann. Die Einführung der mit der Größe
des Stromes in dein Steuerkreis
linear veränderlichen SpannungE'
an Stelle der sonst üblichen konstanten Vergleichsspannung hat zunächst die Wirkung,
daß die Kosinusform der Kennlinie, nach welcher die Gleichspannung des Gleichrichters
i von der Zündpunktverschiebung abhängt, auf den Regelvorgang keine Rolle mehr spielt.
Vor allem .aber erlaubt die elastische Gegenspannung, daß beliebige Sollwerte eingestellt
werden können, da sie sich jedem Sollwert selbsttätig anpaßt.
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Der Arbeitspunkt des Schwingungskreises wird zweckmäßig in einen Bereich
gelegt, in dem der Scheinwiderstand des Schwingungskreises mit steigender Induktivität
der Regeldrossel zunimmt. Diese Verhältnisse sind kurvenmäßig in Fig.2 dargestellt.
Dort ist zwar nicht die Abhängigkeit des Scheinwiderstandes von der Induktivität
L, sondern vielmehr die Abhängigkeit des den Schwingungskreis durchfließenden Stromes
i von co # L
dargestellt. Man erkennt, daß der Strom i mit wachsender Induktivität
zunächst ziemlich linear steil abfällt, dann. aber allmählich in die horizontale
Richtung umlenkt und schließlich wieder ansteigt. Die Tatsache, daß der Strom i
nach Erreichung eines Minimums wieder ansteigt, kann bei geeigneter Bemessung der
Regeldrossel keinen ungünstigen Einfluß auf den Regelvorgang ausüben. Man braucht
nur dafür zu sorgen, da.ß das Maximum der Induktivität der Drosselspule, d. h. also
der Zustand ihrer- vollen Entsättigung, noch unterhalb desjenigen Induktivitätswertes
liegt, bei dem der Strom durch den Schwingungskreis sein Minimum erreicht. Dann
kann selbst eine noch so große plötzliche Änderung der Gleichrichterspannung den
Regler nicht 'so weit beinflussen, daß sich etwa ein Regeleinfluß im umgekehrten
Sinne geltend machen könnte. An sich wäre es bei entsprechender Wahl der Vorzeichen
auch möglich, auf dem steigenden Ast der Resonanzkennlinie zu arbeiten. Dieser Ast
hat jedoch eine geringere Neigung als der fallende Ast, so daß die. Verstärkung
geringer wäre. Außerdem mßten dann wegen der erforderlichen höheren Induktivität
die Regeldrosseln größer bemessen werden.
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Man kann mit dem erfindungsgemäßen Regler auch ohne weiteres. eine
Kompoundwirkung erzielen. Hierzu kann man beispielsweise in bekannter Weise Vordrosseln
verwenden, die von dem Strom beeinflußt werden, oder aber man kann in den Indikatorkreis
in Reihe mit den Spannungen E und E' eine weitere stromabhängige Spannung einführen,
die beispielsweise von einem Widerstand geliefert wird, der von einem dem Betriebsstrom
proportionalen Gleichstrom durchflossen ist.