DE762272C

DE762272C - Regeltransformator mit unter Last zu schaltendem, motorisch angetriebenem Grob- und Feinstufenregelwerk

Info

Publication number: DE762272C
Application number: DES110280D
Authority: DE
Inventors: Max Schwaiger
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1933-07-22
Filing date: 1933-07-22
Publication date: 1954-08-23

Description

Regeltransformator mit unter Last zu schaltendem, motorisch angetriebenem Grob- und Feinstufenregelwerk Zwecks Verringerung der Anzapfstellen kann man die Reguliertransformatoren nach bekannten Vorschlägen mit Grob- und Feinreglern ausführen. Es ist ferner bekannt, bei derartigen Transformatoren zur Sicherung einer fortlaufenden, sprungfreien und feinstufigen Regelung eine zwangläufige Abhängigkeit der Betätigung des Grobstufenregelwerks von dem Feinstufenregelwerksantrieb herzustellen. Dadurch wird das Grobstufenregelwerk praktisch frei von Abnutzung durch Schaltlichtbogen. Solche Einrichtungen leiden an dem Mangel, daß bei Einstellung einer bestimmten Spannung stets die Reglerstufen schrittweise durchlaufen werden müssen, die Spannung also immer nur von Feinstufe zu Feinstufe geändert werden kann. Wenn bis zur gewünschten Spannung ein großer Regelbereich zurückzulegen ist, so beansprucht dies viel Zeit. Man hat, um eine größere Freizügigkeit in der Wahl der Regelgeschwindigkeit zu erreichen, eine besondere Ausbildung der Feinreglerkontaktbahn und auswechselbare Übersetzungen zwischen Antrieb und Feinregler vorgeschlagen. Stets bleibt jedoch mit Rücksicht auf die möglichst lichtbogenfreie Betätigung der Grobstufenschalter die mögliche Regelgeschwindigkeit durch den Feinregler begrenzt. Weiterhin sind Einrichtungen bekanntgeworden, bei denen. das Grob- und Feinstufenregelwerk vollkommen unabhängig voneinander betätigt werden können. So wird zwar die erwünschte Beweglichkeit in der @t'ahl der Regelgeschwindigkeit erreicht, da man zu schneller Regelung allein mit dem Grobregler arbeiten kann und den Feinregler erst dann benutzt, wenn man mit dem Grohregler den gewünschten Wert annähernd erreicht hat; aber es muß in diesem Fall in Kauf genommen werden, daß am Grobstufenregelwerk stets, auch wenn geringe Regelgeschwindigkeit erwünscht ist, erhebliche Schaltbeanspruchungen und dementsprechend ein großer Verschleiß durch Lichthosen auftritt.
Die Erfindung hat die Aufgabe; die Vorteile der bekannten Grob- und Feinstufenregelwerke weitgehend zu v eieinigen, derart, daß, je nach den gestellten Anforderungen, geringer Verschleiß an den Grobstufenkontakten oder höchstmögliche Regelgeschwindigkeit erzielt werden kann. Erfindungsgemäß wird dies durch ein unter Last schaltbares, motorisch angetriebenes Grob- und Feinstufenregelwerk für Regelung in einer Vielzahl kleiner Stufen, deren fortlaufend gleichsinnige Aufeinanderfolge durch eine zwangläufige Abhängigkeit des Grobstufenregelwerks von dem Feinstufenregelwerksantrieb gewährleistet ist, erreicht, wobei diese zwangläufige Abhängigkeit aufgehoben, das Feinstufenregelwerk außer Wirksamkeit gesetzt und das Grobstufenregelwerk allein in unmittelbarer Folge über die einzelnen Grobstufen bewegt werden kann.
Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden.
In Fig. i ist die Transformatorwicklung i mit Anzapfungen versehen. an der die Grobstufenwähler i i, 12 entlang geschaltet werden können. Die Wähler werden in bekannter Weise abwechselnd durch einen Lastschalter io mit Überschaltdrosseln 13, 1:I stromlos gemacht. Der bewegliche Kontakt ioo des Lastschalters ist mit dem Kontakt 30 eines Umschalters 3 verbunden, dessen beweglicher Kontakt an die eine Lastleitung .4 angeschlossen ist. Die andere Lastleitung 5 ist mit einem Ende der Wicklung i verbunden.
Der Lastschalter io ist mit den Kontakten ioi und io2 an die Grobstufenwähler i i, 12 angeschlossen. Zwischen den Kontakten io2 und 103 liegt die Überschaltdrossel 1.4, zwischen den Kontakten ioi und iod. die Überschaltdrossel 13. Die Drosseln 13 und 1.4 sind mit Anzapfungen versehen, die an die Kontaktreihe 2o des Feinstufenreglers 2 angeschlossen sind. Dieser hat zwei Wählerkontakte 21, 22, die in derselben Weise wie die Grobstufenwähler mit einem Lastschalter 200 verbunden sind; der Lastschalter ist an den Kontakt 31 des Umschalters 3 angeschlossen und mit Überschaltwiderständen -23 versehen. Die @Wäliler i i und 12 sind mit dem Lastschalter ioo, die Wähler 21, 22 mit dem Lastschalter aoo in der üblichen Weise derart mechanisch gekuppelt, daß jeder Wähler vor dein Übergang auf die nächste Stufe durch den Lastschalter stromlos gemacht wird. Da derartige Kupplungsgetriebe bekannt sind. erübrigt sich eine nähere Beschreibung.
Der Grobregler und der Feinregler können einen gemeinsamen Antrieb haben. So kann z. B. nach einem bekannten Vorschlag der Feinregler über ein Malteserkreuzgetriebe mit dem Grobregler gekuppelt sein in der Weise, daß der Grobregler jeweils nach dein Durchlaufen der Kontaktreihe 2o des Feinreglers um eine Stufe weitergeschaltet wird. Auch solche Verbindungsgetriebe sind bekannt und sollen hier nicht näher erläutert «-erden. Erfindungsgemäß ist jedoch dieses Verbindungsgetriebe mit einer ausrückbaren Kupplung versehen, die es gestattet, den Feinregler vom Grobregler abzukuppeln. Die Betätigungsvorrichtung für diese Kupplung wird am besten mit dem Umschalter 3 verbunden, so daß durch Umlegen dieses Schalters von Fein- auf Grobreglerbetrieb und- umgekehrt übergegangen werden kann. Dieser Übergang ist bei jeder Stellung des Feinreglers möglich, wenn der Umschalter 3, ähnlich wie der Schalter Zoo, als Lastschalter ausgebildet ist. Die Anordnung kann aber auch so getroffen «-erden, daß ein Gesperre die Umlegung des Schalters 3 von dem Kontakt 31 auf den Kontakt 30 so lange verhütet, bis der Feinregler in der gezeichneten -Nullstellung steht. In diesem Fall braucht der Umschalter 3 nicht als Lastschalter ausgeführt zu sein, sondern es genügt, wenn seine Kontakte so angeordnet sind, daß eine Unterbrechung während der Umschaltung vermieden wird.
Zur Erläuterung der Wirkungsweise des Grob- und Feinstufenregelwerks bei feinstufiger Regelung sind in den Fig. 2 bis 6 die verschiedenen Schaltstellungen dargestellt, die kurz vor und nach der U mschaltung einer Grobstufe eingenommen werden. Der Übersichtlichkeit halber sind in den Fig.2 bis 6 die Kontakte 20 statt im Kreise in einer Flucht angeordnet.
Wird aus der Stellung in Fig. i die Spannung fein geregelt, so werden abwechselnd die Wähler 21. 22 an den Kontakten der Kontaktfeihe 2o entlang geschaltet. Während der Schaltbewegung wird immer der betreffende Wähler durch den Lastschalter Zoo stromlos gemacht. Schließlich sind die Wähler 21, 22 in der obersten Stellung angelangt (Fig. 2). Der Strom verteilt sich auf beide Wähler. Der Verlauf des Laststromes ist durch strichlinierte Linien angedeutet. Hierauf werden durch Drehung in der dem Uhrzeigersinn entgegengesetzten Richtung die Lastschalter ioo, Zoo in die in Fig. 3 gezeichnete Stellung gebracht; die Wähler i i und 22 werden dadurch stromlos, der Wähler i i kann auf die nächsthöhere Grobstufe, der Wähler 22 auf die Anfangsstufe des Feinreglers eingestellt werden. Beim Ablaufen des LastschalterS 200 von dem nur mit einem Ende der Wicklung 13 verbundenen Kontakt 104 entsteht eine Schaltbeanspruchung, und zwar ist lediglich der gegenüber dem Laststrom kleine Magnetisierungs- bzw. Ausgleichsstrom der Schaltdrossel 13, 14 zu schalten. Hierauf werden die Lastschalter ioo, Zoo weitergedreht, der Laststrom verteilt sich, wie die Fig. q. zeigt, auf sämtliche Wählerzweige. Durch Weiterdrehen der Lastschalter bis in die Stellung der Fig. 5 wird der Grobwähler 12 stromlos gemacht und kann auf die nächste Grobstufe vorrücken, auch der Feinwähler 21 wird stromlos und kann dem Wähler 22 zum Anfangskontakt nachfolgen. Schließlich wird bei Weiterdrehung der Lastschalter die Stellung der Fig.6 erreicht, von der aus die Spannung, wie vorher von Fig. i aus, weiter geregelt werden kann.
Soll grobstufig geregelt werden, so wird in der Stelluhg der' Fig. i der Umschalter 3 von dem Kontakt 31 auf den Kontakt 30 umgelegt, und dadurch wird, wie oben erwähnt, das Feinreglerwerk stillgesetzt. Der Antrieb betätigt nun den Grobstufenregler. Die Schaltbeanspruchungen an dem Grobstufenregler sind in diesem Fall wesentlich höher, da sich dem Ausgleichsstrom der Laststrom überlagert. Außerdem sind nicht nur, wie bei der Feinregelung, die Kontakte 103 und 104 (bei Rechts- und Linkslauf), sondern auch die Kontakte ioi und io2 einer Abnutzung durch Lichtbogen unterworfen. Zwecks Erzielung höherer Geschwindigkeiten kann mit der Kupplung und Abkupplung des Feinreglers ein Übersetzungsgetriebe verbunden werden, das bei Abkupplung auf höhere Geschwindigkeit für den Grobregler schaltet. Das Übersetzungsgetriebe kann auch durch einen Drehzahlregler ersetzt werden, der die Drehzahl des Antriebsmotors bei Grobregelung erhöht.
Statt dessen kann man aber auch dem Feinregler und dem Grobregler j e einen besonderen Antriebsmotor geben, die sich bei der Feinregelung elektrisch oder mechanisch in der Weise steuern, daß die in den Fig. i bis 6 dargestellten Schaltungen zustande kommen. Bei der Grabregelung wird der Motor für den Feinregler stillgesetzt und der Motor des Grobreglers, der bei der Feinregelung gegebenenfalls nur intermittierend gearbeitet hat, auf Dauerlauf eingestellt.
Das Regelwerk kann noch in der Weise verbessert werden, daß beim Umlegen des Schalters 3 von Fein- auf Grobregelung der Motor des Feinreglers stets so lange durchläuft, bis die in Fig. i gezeichnete Nullstellung erreicht ist und sich dann selbsttätig durch einen Endausschalter stillsetzt.
Die Erfindung bietet den Vorteil, daß jede gewünschte Spannung in kürzester Zeit dadurch eingestellt werden kann, daß man zunächst mit dem Grobregler in großen Schritten dieser Spannung nachrückt, dann auf Feinregelung umschaltet und den Feinregler So lange weiterlaufen läßt, bis er die gewünschte Spannung erreicht hat. Derartige Bedürfnisse liegen z. B. bei der Regelung von elektrischen Lichtbogenöfen vor, wo betriebsmäßig eine sehr feinstufige Regelung in großem Bereich und bei kleinen Regelgeschwindigkeiten benötigt wird. Nur im Fall eines Defektes im Ofen, z. B. bei Elektrodenbruch, muß die Spannung bei Vermeidung einer plötzlichen Abschaltung, aber doch sehr rasch auf den niedrigst möglichen Wert gebracht werden. Die Erfindung gestattet dies, wobei betriebsmäßig auch bei Regelung in weitem Bereich die Grobstufenkontakte nur geringem Verschleiß durch Abbrand unterworfen sind. Auch bei der Regelung von Fahrzeugen oder Prüftransformatoren läßt sich die Erfindung vorteilhaft verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜÜHE: i. Regeltransformator mitunter Last zu schaltendem, motorisch angetriebenem Grob- und Feinstufenregelwerk für Regelung in einer Vielzahl kleiner Stufen, deren fortlaufend gleichsinnige Aufeinanderfolge durch eine zwangläufige Abhängigkeit des Grobstufenregelwerks von dem Feinstufenregelwerksantrieb gewährleistet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl das Feinstufenregelwerk als auch das Grobstufenregelwerk mit Lastschaltern und Überbrückungswiderständen ausgebildet ist und daß zur Beschleunigung des Regelvorganges die zwangläufige Abhängigkeit des Grobstufenregelwerks von dem Antrieb des Feinstufenregelwerks aufgehoben, das Feinstufenregelwerk außer Wirksamkeit gesetzt und das Grobstufenregelwerk allein in unmittelbarer Folge über die einzelnen Grobstufen bewegt «-erden kann.
2. Regeltransformator nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Überbrückungswiderstand des Grobstufenregelwerks als eine in zwei Zweige unterteilte mehrfach angezapfte Drossel ausgebildet ist und diese Drossel in Spannungsteilerschaltung für den Abgriff der Feinstufen dient.
3. Regeltransformator nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufheben oder Herstellen der Abhängigkeit im Antrieb vom Grob- und Feinstufenregel-,v erk mit der Betätigung eines Schalters verbunden ist, der den einen Netzanschluß von dem Grobstufenregelwerk auf das Feinstufenregelwerk oder umgekehrt umlegt. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften 1r. 108 368. 292 76o, .loi 95.-1-, -123 33 7 . 45-1821-56o igi: österreichische Patentschriften -N r. 97 331. 121376--, schweizerische Patentschriften N r. 84 9#--'6. 131 209, 158 647; französische Patentschrift N r. 6-8 ;1;: Siemens Zeitschrift, 1927, S. 186 und 1;.