DE741725C

DE741725C - Device for expanding the control range of automatically working electrical voltage regulators

Info

Publication number: DE741725C
Application number: DEP76487D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hugo Grob; Dr Wolfgang Kehse
Original assignee: Julius Pintsch AG
Current assignee: Julius Pintsch AG
Priority date: 1937-12-29
Filing date: 1937-12-29
Publication date: 1943-11-16

Description

Vorrichtung zur Erweiterung des Regelbereiches selbsttätig arbeitender elektrischer Spannungsregler Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung der bekannten Vorrichtung zur Erweiterung des Regelbereiches selbsttätig arbeitender @elektrischer Spannungsregler mit Widerständen in Form von durch Druck regelbaren Kühlescheibehsäulen. Bei dieser Vorrichtung sind die Kohleschesbensäulen aus unter sich gleichen Elementen aufgebaut und rännen abschnittweise durch einen Magneten von der Reihen- in die -Parallelschaltung und umgekehrt umgeschaltet werden.Device for expanding the control range of automatically working electrical voltage regulator The subject of the present invention is an improvement the known device for expanding the control range automatically working @electrical voltage regulator with resistors in the form of pressure controllable Cooling disk columns. In this device, the carbon ash columns are from below are made up of the same elements and run through a magnet in sections can be switched from series to parallel connection and vice versa.

Die Umschaltung erfolgt bei der bekannten Vorrichtung durch einen Magneten, der ständig vom Säulenstrom durchflossen wird, so daß unterhalb eines bestimmten Belastungsstromes das Umschaltrelais in der der Reihenschaltung der einzelnen Säulenabschnitte entsprechenden Stellung verharrt, während bei Ansteigen des Belastungsstromes über einen bestimmten Wert durch den Magneten die Parallelschaltung vorgenommen wird.Switching takes place in the known device by a Magnet, through which the column current flows continuously, so that below a certain load current the changeover relay in the series connection of the individual Column sections corresponding position remains, while when the load current increases The parallel connection is carried out by the magnet above a certain value will.

Eine andere bekannte Ausführung der Erweiterung des Regelbereiches solcher Regler besteht darin, durch mechanische Zwischenglieder, die von dem Anker des regelnden Druckmagneten gesteuert werden, die Ein-bzw. Ausschaltung eines Nebensrhlußwiderstandes vorzunehmen, der die Spannung in der Verbraucherleitung beeinflußt.Another known embodiment of the extension of the control range such regulator consists of mechanical links attached to the armature of the regulating pressure magnet are controlled, the on or. Elimination of a shunt resistance make that affects the voltage in the consumer line.

Gegenüber diesen bekannten Einrichtungen besteht das Kennzeichen der Erfindung darin, daß die Umschaltung der Kohlensäuleabs:chnitte durch die Ankerstellung des regelnden Magneten über ein Organ bewirkt wird, das auf Impulse anspricht, wobei die Innpulse über Kontakte gegeben werden, die in den Reglerendstellungen angebracht sind. Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird also vermieden, daß dauernd vom Säulenstrom durchflossene Magnetspulen die Umschaltung bewirken, und es wird erreicht, daß durch kurze Stromstöße von geringster Dauer die notwendigen Umschaltorgane betätigt werden.Compared to these known facilities is that Characteristic of the invention is that the switching of the Kohlensäuleabs: cuts caused by the armature position of the regulating magnet via an organ that responds to pulses, the Innpulse being given via contacts that are in the Controller end positions are attached. By the arrangement according to the invention thus avoided the switching over of solenoid coils through which the column current constantly flows cause, and it is achieved that by short current surges of minimal duration the necessary switching devices are operated.

Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, daß vor Erreichen bzw. Üb.erschneiten des Widerstandsgrenzwertes des Reglers nicht erst die Abweichung der zu überwachenden elektrischen Größe vom Sollwert abgewartet zu werden braucht, sondern daß ja bereits die Stellung der den Druck auf die Kohlesäule regelnden Anordnung maßgebend für die Erreichung des Grenzwertes ist und daher unmittelbar zur Steuerung der Umschaltung benutzt werden kann.The invention is based on the idea that before reaching or If the resistance limit value of the controller is exceeded, the deviation is not the first the electrical variable to be monitored has to be waited for from the setpoint value, but that already the position of the arrangement regulating the pressure on the column of coal is decisive for reaching the limit value and therefore directly for the control the switchover can be used.

Zw eckmäßi;g wird die Umschaltung durch ein Kipprelais oder auch durch ein Schrittschaltwerk vorgenommen, letzteres besonders dann, wenn mehr als zwei Stufen vorgesehen sind.The switchover is purposefully carried out by a toggle relay or by a step switch is made, the latter especially if more than two Stages are provided.

Ein ständig vom Säulenstrom erregter Magnet beeinflußt notwendigerweise den zweiten Magneten, der die die Kohlescheihe zusammenpressende Feder steuert, in schädlicher Weise, so, daß die Genauigkeit der Regelung im Hinblick auf die Notwendigkeit des engen Zusammenbaues aller Teile beeinträchtigt wird. Durch die Erfindung w -ird erstmalig bei engstem Zusammenbau aller Teile eine-Regelgenauigkeit erreicht, die bisher nur bei weit auseinandergezogener Anordnung der Teile möglich war.A magnet constantly excited by the column current necessarily influences the second magnet that controls the spring compressing the carbon sheet, in a harmful manner, so that the accuracy of the scheme in terms of the need the tight assembly of all parts is impaired. The invention w -will For the first time, with the tightest assembly of all parts, a control accuracy achieved that was previously only possible when the parts were arranged far apart.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung äst i,n der Abb. i dargestellt. In der Abb. i ist i ein Generator, 2 eine Batterie, welche zln Pufferschaltung mit dem Generator arbeitet. 3 ist die Belastung, die in Gestalt von Glühlampen angedeutet ist, d. eine Kohlesäule, deren drei, einzelne Abschnitte nebeneinander angeordnet sind und die gemeinsam durch den Anker 5 eines Magneten zusammengedrückt werd n. Die Erregung des Magneten erfolgt durch die Spule 6, welche über einen Widerstand 7 parallel zur Belastung 3 liegt. Der Widerstand 7 kann durch einen Schalter 8 kurzgeschlossen -,xerden, wenn man die geregelte Spannung zu verändern beabsichtigt, z. B. bei Umschaltung auf Schlaflicht. Befindet sich die Spannung des Generators, bzw. der Batterie unterhalb des unteren Grenzwertes des Regelbereiches, so sind die Schalter 9, 1o und i i geschlossen. Durch 9 fand io werden die drei Abschnitte der Kohlesäule zueinander _para,flel. geschaltet. Ferner sind die Kontakte 12, 13 miteinander verbunden, was aber im Augenblick wirkungslos ist, da der betreffende Stromkreis an der Stelle i.l. unterbrochen ist. Steigt die Spannung an, so beginnt der Regler innerhalb des ersten Regelbereichs seine Tätigkeit und hält die Spannung genau 'konstant. Erreicht dabei der Magnetanker seine andere Grenzlage, so werden die Kontakte 15, 16 miteinander verbunden und dadurch ein Stromkreis über den zur Zeit geschlossenen Kontakt i i, die Relaisspule 17, die Stromquelle und den Widerstand i9 hergestellt. Das Relais 17 zieht an, wirft den Kippanker 2o um, so! daß nunmehr die Kontakte 9, io, i i unterbrochen, der Kontakt 1.1 geschlossen ist. Bei dieser Umschaltung werden gleichzeitig die Widerstandsabschnitte aus der Parallelschaltung in die Reihenschaltung übergeführt, so daß jetzt der Regler in, dem zweiten Regelabschnitt arbeitet. Ändern sich die Belastungsverhältnisse so, daß der Magnetanker wieder zurückkehrt und die Kontakte 12, 13 berührt, so erhält nunmehr über den Kontakt 14. die Relaisspule 18 Strom und bringt den Kippanker 2o in seine ursprüngliche Lage zurück, so daß nunmehr - die Säulenabschnitte wieder parallel geschaltet sind und der Regler im ersten Regelabschnitt arbeitet. Bisher war angenommen, daß die Kohlesäule nur zwei verschiedene Widerstandskombinationen annimmt. Man kann statt dessen aber auch eine noch weitergehende Unterteilung vornehmen, um entsprechend mehr Widerstandskombinationen erzielen zu können. Dabei genügt dann ein einfaches Kipprelais nacht mehr, sondern man wird statt dessen eines der bekannten Sclirittschaltwerke vorsehen, welches beispielsweise durch die Spule 17 in einem Sinne, durch die Spule i8 in entgegengesetztem Sinne fortgeschaltet wird. Bei jeder Fortschaltung wird stufenweise eine neue Widerstandskombination hergestellt, durch welche der Regler auf den nächsten höheren oder niederen Regelbereich umgeschaltet wird.An embodiment of the invention is shown in Fig. I. In Fig. I i is a generator, 2 a battery, which zln buffer circuit with the generator is working. 3 is the load, indicated in the form of incandescent lamps is, d. a coal column, the three individual sections of which are arranged side by side and which are pressed together by the armature 5 of a magnet n. The magnet is excited by the coil 6, which has a resistor 7 is parallel to load 3. The resistor 7 can be short-circuited by a switch 8 -, xerden, if you intend to change the regulated voltage, z. B. when switching on sleep light. Is the voltage of the generator or the battery below of the lower limit of the control range, switches 9, 1o and i i are closed. By 9 found io the three sections of the coal column become _para, flel to one another. switched. Furthermore, the contacts 12, 13 are connected to one another, but what is currently is ineffective, as the relevant circuit at the point i.l. is interrupted. If the voltage increases, the controller begins within the first control range its activity and keeps the tension exactly 'constant. Reaches the magnet armature its other limit position, the contacts 15, 16 are connected to one another and thereby a circuit via the currently closed contact i i, the relay coil 17, the power source and resistor i9 made. The relay 17 picks up, throws the tilting anchor 2o, so! that now the contacts 9, io, i i interrupted, the contact 1.1 is closed. With this switchover, the resistor sections become at the same time transferred from the parallel connection into the series connection, so that now the controller in, the second control section works. The load conditions change so that the armature returns and touches the contacts 12, 13, so receives now over the contact 14 the relay coil 18 current and brings the tilting armature 2o back to its original position, so that now - the column sections again are connected in parallel and the controller works in the first control section. Until now it was assumed that the coal column was only two different resistance combinations accepts. Instead, you can also make an even more extensive subdivision, in order to be able to achieve more resistance combinations accordingly. It is then sufficient a simple toggle relay at night, instead one becomes one of the well-known ones Provide Sclirittschaltwerke which, for example, by the coil 17 in one Sense, through the coil i8 is advanced in the opposite sense. With everyone Step by step, a new resistor combination is created through which the controller switches to the next higher or lower control range will.

Die Unterteilung in eine größere Anzahl von Einzelabschnitten erfordert eine verhältnismäßig große Zahl von Kontakten, die nach Möglichkeit :erspart werden sollten. Man kann mit weniger Kontakten auskommen, weilnman die weiteren Stufen durch einfaches Kurzschließen von äußeren Widerständen erzielt.The division into a larger number of individual sections requires a relatively large number of contacts, which if possible: are saved should. You can get by with fewer contacts because you move on to the next levels achieved by simply short-circuiting external resistors.

Ein Beispiel hierfür zeigt schematisch die Abb.2, welche sich nur auf die Kahlesäule und die Umschaltkontakte des Regelkreises bezieht. 9 und io sind die der Abb. i entsprechenden Umschaltkontakte der Säulenabschnitte. 21 ist ein vorgeschalteter Widerstand, 22 ein Schalter, der beim Erreichen der einen Grenzlage des Reglers geöffnet werden kann, so daß der Widerstand 21 auch noch in den. Reglerkreis eingeschaltet ist. Die Anordnung kann aber auch so getroffen werden, daß zuerst mit Parallelschaltung der Säulenabschnitte gearbeitet wird, sodann der Widerstand 21 J en parallel geschalteten Abschnitten vorgeschaltet wird, im dritten Abschnitt die Säulenabschnitte unter Kurzs,chhtß des Widerstandes 21 in Reihe geschaltet werden und im vierten Abschnitt der,Wmderstand 21 der Reihenschaltung der Säulenabschnitte vorgeschaltet wird. Schließlich ist noch ein Schalter 23 vorgesehen, durch -den bei Erreichen des unteren Grenzwertes des Reglers die ganze Säule kurzgeschlossen werden kann, um auch den Restspannungsabfall der zusammengedrückten Säule für den Belastungskreis aufzuheben. In letzterem Fall ist allerdings, um Pendelungen zu vermeiden, erforderlich, daß gleichzeitig die Ampereiiindung:en der Spule 6 (Abt. i) so verändert werden, etwa durch Ändern der Windungszahl oder des Vorsrhaltwiderstandes, daß nach dem KuTzschiuß wieder Gleichgewicht bei einer entsprechend höheren Spannung innerhalb des Reglermechanis:mus besteht.An example of this is shown schematically in Fig.2, which is only refers to the Kahlesäule and the changeover contacts of the control circuit. 9 and io are the changeover contacts of the column sections corresponding to Fig. i. 21 is a upstream resistor, 22 a switch that when reached the one limit position of the controller can be opened, so that the resistor 21 also still in the. Control circuit is switched on. However, the arrangement can also be made in this way be that first you work with parallel connection of the column sections, then the resistor 21 is connected upstream of sections connected in parallel, in third section the column sections under short, chhtß of the resistor 21 in Are connected in series and in the fourth section of the, Wmderstand 21 of the series connection the column sections is connected upstream. Finally, a switch 23 is also provided, by short-circuiting the entire column when the lower limit value of the controller is reached can also be used to reduce the residual stress drop of the compressed column for the Lift the burden circle. In the latter case, however, it is in order to oscillate Avoid, necessary that the ampere connection: en of the coil 6 (Dept. i) can be changed in this way, for example by changing the number of turns or the pre-load resistance, that after the shot again equilibrium with a correspondingly higher voltage within the control mechanism: mus exists.

Schließlich ist es auch möglich, die Betätigung der Schalter 22 - und 23 auch durch Strom- oder Spannungsrelais, z. B. Stromrelais 2q., außerhalb des Reglers zu betätigen, so daß also die Umschaltungen bei Über- und Unterschreiten einer bestimmten Belastungsstromstärke :oder eines Spannungswertes erfolgen.Finally, it is also possible to activate the switch 22 - and 23 also by current or voltage relays, e.g. B. Current relay 2q., Outside of the controller, so that the switchover occurs when the value is exceeded or not reached a certain load current strength: or a voltage value.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for expanding the control area automatic electric voltage regulator using pressure adjustable resistances from a carbon disc made up of identical elements; column, which by means of a magnet in sections from the series to the parallel connection and vice versa, characterized in that the switching of the Kohlesäwlenabschnitbe by the armature position of the regulating magnet via a responding to impulses Organ is effected, the impulses being applied over in the R, eglerendstellen Contacts are given .. z. Apparatus according to claim. i, characterized by that the switchover from the series connection to the parallel connection and vice versa by means of a lever mechanism (20) which alternately switches the switches (9, io, i i resp. 1q.) And controlled by two pulse coils (17 or 18), the Pulses alternately via the contacts (15, 16 or 12, respectively, controlled by the armature (5)) 13) are given.