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Schaltanordnung zur Verstellung von elektromotorisch angetriebenen
Reglern, insbesondere Induktionsreglern Die Erfindung bezieht sieh auf elektromotorisch
angetriebene Regler und insbesondere auf Induktionsregler, mit denen in einem elektrischen
Verteilungsnetz die Spannung willkürlich oder selbsttätig in Abhängigkeit von Bestimmungsgrößen
des Netzes, beispielsweise zum Zweck der Konstant!haltung der Spannung, geregelt
bzw. gesteuert wird.
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Es ist bekannt, in dem Steuerkreis des Verstellmotors eines solchen
Reglers steuerbare Entladungsstrecken anzuordnen, denen der gewünschten Reglerbewegung
entsprechende Gitterspannungen zugeführt werden. Eine derartige Schaltung hat den
Vorteil, daß für dlie Verstellung des Reglers nur sehr -eringe Steuerleistwngen
erforderlich sind. Eine wesentliche Verbesserung einer solchen Anordnung 'kann dadurch
erzielt werden, daß die Möglichkeit vorgesehen wird, den Regler selbsttätig wieder
in seine Nullage, beispielsweise in seine Miittellage zurückzuführen. Die Mittellage
dies Reglers ist z. B. bei einem Induktionsregler dann wünschenswert, wenn der Regler
gelegentlich von der übrigen. Anlage getrennt werden soll, da in der Mittellage
der Regeleinfluß gleich Null ist.
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Gemäß der Erfindung werden aus: diesem Grunde in den Gitterkreis der
Entladungsstrecken Zusatzspannungen geschaltet, die von der Reglerstellung derartig
abhängig
sind. daß dem Regiermotor bei Abweichungen des Reglers
von seiner Nullage bzw. von seiner Mittellage ein Strom zugeführt wird, der ihn
im Sinne der Rückführung des Reglers in diese Lage antreibt.
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In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
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Fig. i bezieht sich auf eine Antriebsanordnung für einen Induktionsregler,
bei der der Reglermotor durch Motorschütze gesteuert wird, in deren Erregerstromkreis
die von dem Steuerrelais abhängigen gittergesteuerten Entladungsgefäße geschaltet
sind; Fig.2 stellt eine besonders einfache und zweckmäßige Regler_chaltung dar,
bei der der Reglermotor unmittelbar durch Entladungsgefäße gesteuert wird, deren
Gitterspannungen von dem Relais bzw. von anderen für die Reglerbewegung maßgebenden
Größen abhängig sind.
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In der Schaltung nach Fig. i ist in Reihe mit einem Wechselstromnetz
2, 3 die Sekundärwicklung 5 eitles Induktionsreglers i geschaltet, dessen Primärwicklung
4. an die Spannung des Wechselstromnetzes angeschlossen ist. Der Rotor des Induktionsreglers
wird von einem Elektromotor 6 angetrieben, welcher an ein Hilfsdrehstromnetz 7,
8, 9 angeschlossen ist. Der Motor 6 wird von Schaltern 11, 12, 13, 14. gesteuert,
die in dem Ausführungsbeispiel als Flüssigkeitsschalter mit elektromagnetisch bewegtem
Tauchkern ausgebildet sind. In den Stromkreis der Magnetwicklungen 27 dieser Schalter
sind gittergesteuerte Entladungsgefäße 15. 16 geschaltet, deren Gitterspannung entweder
von einem selbsttätigen Spannungsregler 17 oder von einem Induktionsregler 88 abhängig
ist.
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Die Entladungsgefäße 15 und 16 werden als Gas- oder Dampfentladungsgefäße
mit Lichtbogenentladung bekannter Art ausgebildet. Durch die Verwendung solcher
Entladungsgefäße wird besonders die Steuerung großer Stromstärken ermöglicht. Von
den Schaltern i i bis 1:I dienen je zwei zum Schalten des Motors 6 in der einen
Richtung und die beiden anderen zum Schalten in der anderen Richtung. Dementsprechend
sind die Erregerwicklungen 27 der beiden Schalter i i und 12 bzw. die Wicklungen
27 der Schalter 13 und 14 untereinander parallel geschaltet. Das Entladungsgefäß
i3 ist dabei den Schaltern i i und 12 und das Entladungsgefäß 16 den Schaltern 13
und 14 zugeordnet.
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Die Erregerwicklungen 27 sind bei den Schaltern i i und 12 einerseits
über Leitungen 61. 59. 58 an den Punkt 57 der Transforniatorwicklung .41 und andererseits
über Leitungen 62 an die Anode des Entladungsgefäßes i; angeschlossen, dessen Kathode
über die Leitung 5i an Erde 53 und an den Anzapf-Punkt 54 der Transformatorwicklung
.I1 angeschlossen ist. Die Transformatorwicklung d,l ist über Leitungen 3i und 52
mit einem Transformator 42 verbunden. welcher primärseitig an das Wechselstromnetz
?. 3 angeschlossen ist. Entsprechende Verbindungen bestehen auch für die Schalter
13 und 14, und zwar sind hier die Erregerwicklungen 27 einerseits über Leitungen
;2, s71. 58 an den Punkt 57 der Transformatorwicklung 4.1 und andererseits über
Leitungen 73 an die Anode des Entladungsgefäßes 16 angeschlossen. Die Kathode des
Entladungsgefäßes 16 liegt, ebenso wie diejenige des Entladungsgefäßes 15, an Erde
53 und über die Leitung 51 an dem Anzapfpunkt 54 der Transformatorwicklung
41.
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Für die Steuerung der Entladungsgefäße 15 und 16 ist zunächst die
11;#glichkeit vorgesehen, die Regelung selbsttätig in Abhängigkeit von der Spannung
des Wechselstromnetzes 2, 3 vorzunehmen. Die Regelung kann aber auch von Hand durchgeführt
werden. Hierzu tritt dann noch die erfindungsgemäße Regelart, die den Zweck hat,
den Regler hei Abweichungen von seiner Mittellage bzw. Nullage selbsttätig in diese
Lage zurückzuführen.
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Durch einen Umschalter 8i wird festgelegt, welche dieser drei Regelarten
zur Zeit angewendet werden soll. Der Schalter 81 hat eilten drehbaren Schalthebel
82 und drei Kontakte e4., 85 und 86. Wenn der Schalthebel 82 mit dem Kontakt
84. verbunden ist, werden die Entladungsgefäße 15 und 16 und mit ihnen der Motor
6 in Abhängigkeit von der Abweichung des Induktionsreglers i von seiner Mittellage
gesteuert. Wenn der Schalthebel 82 mit dem Kontakt 83 verbunden ist, wird von Hand
geregelt, während der Kontakt 86 für die selbsttätige Regelung vorgesehen ist.
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Im Gitterkreis der Entladungsgefäße 15 und 16 liegen Gitterwiderstände
63, 69 und 6:I. Diese Widerstände sind so bemessen, daß in dem in der Zeichnung
dargestellten Schaltzustand die beiden Entladungsgefäße nicht leitend sind. Die
Entladung setzt in den Gefäßen erst ein, wenn entweder durch das Relais 17 der Anzapfpunkt
83 des Transformators 41 mit dem Verbindungspunkt zwischen den Gitterwiderständen
69 und 64 des Rohres 15 bzw. zwischen den Widerständen 8o und 73 des Rohres 16 verbunden
wird, oder wenn durch den Handschalter 87 die Anode eines der beiden Entladungsgefäße
15 und 16 direkt mit dem Anzapfpunkt 83 des Transformators 41 verbunden wird, oder
wenn schließlich durch den mit dem Motor 6 gekuppelten Induktionsregler 88 im Gitterkreis
der Entladungsgefäße eine Zusatzspannung erzeugt wird.
Die Wirkungsweise
der drei obenerwähnten Regelungsarten ist folgende: Es sei angenommen., d-aß der
Hebel 82 des Umschalters 8i mit dem Kontakt 86 verbunden ist. Die Regelanordnung
wirkt dann selbsttätig unter Vermittlung des Reglersi 17. Die Spannungsspule 18
dieses Relais ist an einen Transformator ig des Wechselstromnetzes 2, 3 angeschlossen,
so daß die Stellung des Hebels 46 von der Spannung des Wechselstromnetzes 2, 3 abhängig
ist. Weicht die Spannung von dem Sollwert ab, so wird der Kontakt 46 entweder mit
dem Kontakt 48 oder mit dem Kontakt 49 verbunden, und dementsprechend wird eines
der beiden Entladungsgefäße 15 oder 16 eingeschaltet. Die Schalter 11, 12: oder
die Schalter 13, 14 werden dadurch erregt:, und der Motor 6 wird für die eine oder
andere Drehrichtung eingeschaltet. Sobald die Netzspannung ihren Sollwert erreicht
hat, kehrt der Kontakt 46 des Relais 17 in seine Mittellage zurück, das. Entladungsgefäß
15 bzw. 16 und mit ihm die Schalter 11, 12 bzw. 13, 14 werden abgeschaltet, und
der Motor 6- wird stillgesetzt.
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Soll an Stelle der selbsttätigen Regelung von Hand geregelt werden,
so wird der Hebel 82 des Umschalters 81 mit dem Kontakt 85 verbunden. Durch den
Schalter 87 wird dann entweder die Anode des. Entladungsgefäßes 15 oder diejenige
des Entladungsgefäßes 16 an den Anzapfpunkt 83 des Transformators 41 angeschlossen
und das betreffende Entladungsgefäß dann eingeschaltet.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf die selbsttätige Rückstellung des
Reglers in seine Mittel- oder Nullage. Bisher wurden die Regler meist durch Handbetätigung
in ihre Mittellage zurückgeführt, was jedoch im Betrieb vielfach umständlich und
daher unerwünscht ist. Gemäß der Erfindung wind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispidl
die Aufgabe der selbsttätigen Rückführung in ,,die Mittel- oder Nullage wie folgt
gelöst: Der Umschalter 8i wird- für diesen Fall auf .den Kontakt 84 umgestellt.
Dadurch wird die Primärwicklung ga des mit dem Motor 6 gekuppelten Hilfsinduktionsreglers
88 an die Anzapfpunkte 83 und 94 des Transformators 41 angeschlossen. Die Sekundärwicklung
g5 dieses Reglers 'liegt im Stromkreis, der Primärwicklungen 97 und 99 der
Transformatoren 66 und 7'7, welche .in den Gitterkreis der beiden Entladungsgefäße
15, 16 geschaltet sind, und zwar ist die Wicklung 95 derart mit den Transformatoren
66 und ,77 verbunden, daß je nach der Richtung der von dem Induktionsregler 88 .gelieferten
Hilfs- oder Zusatzspannung in den Sekundärwicklungen 65 und 76 Spannungen erzeugt
werden, die entweder das Entladungsgefäß 15 oder das Gefäß 16 durch Gittersteuerung
einschalten. Wenn also der Umschalter 81 auf den Kontakt $.4 gelegt wird, so hängt
es von der Stellung des Hauptreglers i ab, ob der Motor 6 eingeschaltet wird. oder
nicht. Weicht die Stellung des Reglers i von seiner Mittel-oder Nullage ab, so erzeugt
der Induktionsregler 88 eine Zusatzspannung, und der Motor 6 wird. durch eines der
Entladungsgefäße 15 oder 16 in der einen oder anderen Richtung eingeschaltet, bis
die Spannung des Induktionsreglers 88 verschwindet4 An Stelle des mit dem Motor
6 glekuppelten Induktionsreglers 88 können noch andere Mittel angewendet werden.,
um im Gitterkreis der Entladungsgefäße die Zusatzspannungen zu erzeugen, durch welche
die Entladungsgefäße .in A'b'hängigkeit von der jeweiligen Stellung des Hauptreglers
i eingeschaltet werden. Der Induktionsregler 88 kann beispieIsweise durch einen
Widerstand ersetzt werden, dessen Verstell'hebel durch geeignete Antriebsmittel
mit dem Motor 6 gekuppelt ist. Der Widerstand liegt. in einem Stromkreis, der für
die Zusatzspannungen im Gitterkreis der Entladungsgefäße maßgebend ist, so daß eines
der beiden Entladungsgefäße durch diese Zusatzspannungen eingeschaltet wird, je
nachdem der Verstellhebdl des Widerstandes. von einer Nullage nach der einen oder
anderen Richtung abweicht. Erst wenn durch den mit dem Versteflhebel gekuppelt-en
Antriebsmotor 6 der Widerstand wieder in seine Nullage zurückgebracht ist, wird
das betreffende Entladungsgefäß ausgeschaltet und der Motor 6 stillgesetzt. Die
übrigen Teile der Schaltung nach Fig. i bheiben dabei unverändert.
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In Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
welches .sich von der Ausführungsform nach Fsg. i dadurch unterscheidet, daß der
Antriebsmotor des Induktionsreglers unmittelbar durch gittergesteuerte Entladungsgefäße
geschaltet wird, deren Gitterspannungen den gewünschten Schaltmaßnahmen entsprechend
gesteuert werden. Außerdem wird die im Gitterkreis der Entladungsgefäße liegende
Hilfsspannung, welche dazu dient, den Induktionsregler selbsttätig in seine Nullage
oder in seine Mittellage zurückzubewegen, von der zu regelnden Größe, in diesem
Falle also von der geregelten Zusatzspannurng des Induktionsreglers, erzeugt.
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Die wesentlichen Teile der Schaltung nach Fig. 2 sind folgende: Der
,im Wechselstromnetz 2, 3 liegende Induktionsregler i wird von einem Einphasenmotor
io5 angetrieben, welcher über Entladungsgefäße io6, io7 bzw. io8, log an einen Transformator
41 angeschlossen wird, je nachdem die eine oder andere
Drehrichtung
eingeschaltet werden soll. Die Entladungsgefäße tob und io7 sind in üblicher Weise
in Gegentaktschaltung angeordnet und werden. ähnlich wie bei der Schaltung nach
Fig. i. mit Hilfe von Gitterwiderständen gesteuert. Ebenso wie bei der Anordnung
nach Fig. i sind auch drei RegeIungs-bzw. Steuerungsmöglichkeiten gegeben, nämlich
die selbsttätige Regelung in von der -Netzspannung, die Regelung von Hand und die
erfindungsgemäße selbsttätige Rückstellung des Induktionsreglers in seine -Nullstellung.
Zur selbsttätigen Regelung dient ein Spannungsrelais 17, welches. dein Relais 17
in der Schaltung nach Fig. i gleich ist. Für die Handregelung dient ein Schalter
125. welcher dem Schalter 87 in Fig. 1 entspricht. Ein Umschalter 126 schaltet.
ähnlich wie der Schalter 81 in Fig. i, auf selbsttätige Regelung oder auf Handregelung.
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Soll der Regler i in seine Nullstellung oder in reine -Mittelstellung
selbsttätig zurückbewegt werden, so wird ein Schalter 102 eingelegt. welcher die
Primärwicklungen der beiden Gittertransfor tnatoren 66 und ; 7 mit der Sekundärwichhtng
; des Induktionsreglers i Verbindet. Weicht der Regler i von seiner -Mittelstellung
ab. so wird durch die Transformatoren 66 und ;; im Gitterkreis der Entladungsgefäße
ioh bis iog eine Spannung erzeugt2 die Je nach ihrer Richtung entweder die eine
oder die andere Gruppe der EntladungSge"äP)e einschaltet. Der Motor io5 wird dadurch
in der einen oder anderen Drehrichtung eingeschaltet und steuert den Regler i so
lang. bis dieser in seine -Mittel- oder -Nulllage zurückgekehrt ist.
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Obwohl die Erfindung für elektromotorisch a ng getriebelie Regler
von besonderer Bedeutun- ist. kann sie auch für andere Antriebsanordnungen verwendet
«erden, bei denen es darauf ankommt. einen von einem Elektromotor angetriebenen
Teil, der zwischen zwei Grenzlagen :iill ttnd fier bewegt wird, selbsttätig in eine
der Grenzlagen bzw. in eine :Mittel- oder -Nullage zti bewegen.