DE849133C - Elektrische Steuereinrichtung zum stufenweisen Einschalten einer Mehrzahl von Apparaten in Abhaengigkeit von Spannungs- oder Stromaenderungen - Google Patents

Description

• Elektrische Steuereinrichtung zum stufenweisen Einschalten einer Mehrzahl von Apparaten in Abhängigkeit von Spannungs- oder Stromänderungen Zur Lösung verschiedener Probleme der selbsttätigen Steuerung werden Relais benutzt, z. B. Spannungsrelais, deren Zeiger gegen einen festen Kontakt stößt, der gegebenenfalls einstellbar sein kann. Diese Relais besitzen im allgemeinen nur eine einzige Einschaltspannung. Wenn d'ie verschiedenen Stufen einer Einrichtung über die verschiedenen Stufen einer anderen Einrichtung, der sogenannten Steuereinrichtung, geschaltet werden sollen, müssen mehrere Relais mit verschiedenen Schaltspannungen vorhanden sein. Es besteht so die Gefahr, daß bei der geringsten Störung die Relais nicht in der gewünschten Reihenfolge schalten. Bei A-feßapparaten mit verstellbaren Kontakten ist dagegen die Anzahl der Kontaktstellungen sehr begrenzt. Die zu regelnde Größe kann dann gegenüber der Steuergröße nur sehr unvollkommen geändert werden.
• Die Erfindung hat eine elektrische Steuereinrichtung mit mehreren Stufenkontakten zum Gegenstand. Sie ist gekennzeichnet durch einen von einer geeigneten Stromquelle gespeisten veränderlichen Widerstand mit Stufen und beweglichen Teilen sowie zusätzlichem, mit den verschiedenen in den Stromkreis einzuschaltenden Apparaten verbundenen Stufen und einer derart unter der Wirkung der veränderlichen Spannung stehenden Steuerspule, daß gemäß den verschiedenen Werten der veränderlichen Spannung die beweglichen Teile die entsprechenden Stellungen einnehmen, wodurch gleichzeitig die verschiedenen Zusatzstufen geschlossen und die verschiedenen Apparate in den Stromkreis eingeschaltet werdün.
• Der den Gegenstand der Erfindung bildende Aufbau läßt sich bei allen elektrischen Kontaktreglern anwenden. Zwecks größerer Klarheit sind das Prinzip und die Wirkungsweise nachstehend an einem besonderen Kontaktregler, einem Kamm- oder Stufenregler, dargelegt.
• In der Zeichnung sind verschiedene-Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Fig. i zeigt ein Spannungsrelais mit mehreren Kontakten, deren Schließung gemäß der Erfindung stufenweise erfolgt; ' Fig 2 gibt ein Spannungsrelais mit mehreren Kontakten wieder, die von einem Vibrationsregler gesteuert werden; . Fig. 3 veranschaulicht ein Spannungsrelais, das än einer konstanten Spannung liegt; Fig. 4 stellt ein Stromrelais mit mehreren Kontakten dar: Fig. i zeigt ein Relais mit mehreren Kontakten, das im wesentlichen aus einem Kamm- oder Stufenregler besteht, der einen konstanten Widerstand speist. Es enthält eine Spule 2, die einen Stab 3 betätigt. Die Zähne 4 des Kammes 5 können sich gegen Stufenkontakte 6 anlegen. Der Stab 3 gibt unter Wirkring der Spule 2 eine bestimmte Anzahl von Zähnen des Kammes frei. Mit den Stufenkontakten 6 sind Widerstände 7 verbunden. Der Gesamtwert dieser in einen zu regelnden Stromkreis eingeführten Widerstände 7 ist eine Funktion der Stellung des Steuerstabes 3, da ja der Kamm eine mehr oder minder große Anzahl von Stufen kurzschließt.
• Damit der Steuerstab in jeder Lage eine unterschiedliche Wirkung ergibt, sind die Widerstände 7 mit den Stufenkontakten verbunden, und zwar mit jeder zweiten Stufe.
• Die übrigbleibendenStufen, Steuerstufen genannt, sind mit Steuerleitungen 8 verbunden, die zu den verschiedenen zu steuernden, hier nicht wiedergegebenen Apparaten führen. Die Steuerstufen werden eine nach der anderen in dem Maße geschlossen, wie das Schließen der an den Teilwiderständen angeschlossenen Stufen erfolgt.
• Die dargestellte Vorrichtung wird von einer Stromquelle 9 mit veränderlicher Spannung gespeist. Die bei 8 herrschende Spannungsgröße ist eine Funktion der an den Klemmen 9 vorhandenen Größe.
• Die Wirkungsweise ist folgende: Wenn die Steuergröße eine Spannung U ist, welche sich zwischen einem Minimum U1 und einem Maximum U2 ändert, dann wird der Apparat so geregelt, daß an dem konstanten Widerstand i eine Spannung U3, aufrechterhalten wird, die niedriger oder gleich U1 ist. Der Steuerstab bleibt dabei im indifferenten Gleichgewicht, da die Anzahl der Amperewindungen im Magnetkreis einen konstanten Wert hat.
• Wächst z. B. die Spannung U, dann verändert der Steuerstab seine Lage und schaltet einen immer größer werdenden Widerstand in Serie mit i. Dabei öffnet er auch nacheinander die verschiedenen Steuerstufen, besonders wenn alle Teilwiderstände gleich sind. Das Öffnen der Steuerstufen findet für die regelmäßig zwischen U1 und U2 liegenden Werte von U statt.
• Die Relais können z. B., indem sie eine von ioo bis 130 V wachsende Spannung erhalten, einen der Steuerkontakte für ioo V, einen anderen für io2 V. einen weiteren für io4 V usw. bis zu einer Zahl von Steuerkontakten, die mehrere Male zehn umfassen kann, öffnen, ohne daß das Umkehren von Schaltungen befürchtet zu werden braucht.
• Die Widerstände 7 brauchen nicht gleich zu sein, und die Schließungspunkte können auch entsprechend dem veränderlichen Fortschreiten über den ganzen Bereich der Änderung der Spannung U versetzt sein.
• Wird nur eine geringe Anzahl von Steuerstufen gewünscht, dann kann immer eine Stufe drei oder mehrere statt zwei Teilwiderstände überspringen.
• Di-eSteuerstufenkönnen alsKontaktgeber wirken. Jeder Kontaktgeber kann z. B. von zwei Stufen gesteuert werden, von denen eine zum Schließen und die andere zum Verriegeln dient. Das Ganzes kann bei großen Kräften verwandt werden.
• Fig.2 zeigt ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Spannungsrelais mit mehreren Kontakten. Es enthält ein Steuerorgan mit Vibrationsregler, der eine Spule io aufweist, die einen auf einen Widerstand 12 wirkenden Kontakt i i betätigt, welcher mit der Spule 2 des Reglers in Serie geschaltet ist. Die Spannung bei 8 ist durch die Spannung an den Klemmen 15 bestimmt.
• Fig.3 zeigt ein Spannungsrelais mit mehreren Kontakten, das an einer Hilfsquelle 16 mit konstanter Spannung liegt, die die Bewegungsenergie für den Kamm liefert und deren Spannung der Eichung dient. Das Relais wird durch einen Vibrationsregler gesteuert, der eine zweite Wicklung 13, die sog. Steuerwicklung, besitzt. Da der elektromagnetische Schwingungsregler mit konstanten Amperewindungen arbeitet, entspricht jedemStroinwert, der durch die zweite Wicklung geschickt wird, eine bestimmte Stellung des Steuerorgans, so daß das Relais die Änderungen der in die zweite Wicklung geschickten Größe überträgt. In Anbetracht des sehr geringen Verbrauchs dies Schwingungsreglers bildet das Relais einen echten Verstärker, der von einem elektrischen System gesteuert werden kann.
• Das Spannungsrelais kann in einen zu steuernden Stromkreis Widerstände, Drosseln, Kapazitäten usw. einschalten, die man gleich irgendeiner Funktion entsprechend der Größe der Klemmenspannuti,-wählen kann.
• Das Relais mit mehreren stufenförmig zu schließenden Kontakten ist sozusagen wegen der darin enthaltenen großen Kontaktzahl ein Automat. Es kann z. B. in einen Stromkreis einen Widerstand einschalten, der proportional dem Logarithmus der Größe ist, die an den Klemmen herrscht. Mehrere Relais können somit algebraische Änderungen hinsichtlich der verschiedenen an den Klemmen herrschenden Größen zustande bringen.
• Fig.4 zeigt ein Relais mit mehreren Kontakten,

  das von einer eine konstante Spannung besitzenden

  Stromquelle 17 gespeist wird und zu dessen Spule

  dicke Drahtwindungen i; hinzugefügt sind. Die

  Stellung des Steuerorgans ist einzig und allein eine

  Funktion der Stromstärken, die durch diesen dicken

  Draht hindurchgehen, <1a ja der Magnetkreis des

  Apparate: konstante Aniperewindungen aufrecht-

  erhält.

  Der Widerstand 7 gilt schematisch den Kamm-

  oder Stufenregler wieder. Das so erhaltene Relais

  ist ein Strornrelais mit mehreren stufenförmig zu

  schließenden Kontakten. Alles vorher Erwähnte gilt

  auch hierfür.

  Fig. 3 zeigt ein Anwendungsbeispiel des volt-

  inetrischen Relais gemäß der Erfindung zur

  Regelung der Speisung der Gleichstromkreise einer

  Zentrale.

  In dieser Figur steuert das Relais die Einschal-

  tung einer gew issen Anzahl von Elementen 18 eines

  Flüssigkeitswiderstandes zur Erzeugung einer

  Gegen-E\IK, die einer Batterie itg in der Weise

  entgegenwirkt, <laß an einem Netz 22-2a eine

  konstante Spannung gehalten wird.

  Die Regelung dieser Spannung wird durch Ein-

  schaltong von vier Gegenelementen in Reihe mit der

  Batterie ig durchgeführt. Diese Elemente werden

  fortschreitend durch Schütze 20 eingeschaltet,

  welche von den Kontakten 8 des voltmetrischen

  Relais gesteuert werden. Das letztere wird durch die

  zwischen den Klemmen 22 und 23 abgegriffene

  Spannung betätigt, und nach den Änderungen dieser

  Spaniiting ;clialtet es eine mehr oder weniger große

  Anzahl von Gegenelementen in den Batteriekreis.

  Mit Rücksicht auf den erheblichen Verbrauch der

  Spulen der Schütze 2o steuern die Kontakte 8 des

  Relais Zwischenrelais 21.

  jedes 1Zel;tis 21 wird von zwei getrennten Kon-

  takten 8 1>etiitigt, so claß eine sichere Schließung

  erreicht wird.

  Der Uinfachheit wegen zeigen die Figuren die

  abgezucigten Widerstände in Serie geschaltet. Sie

  k<imien auch irr Parallelschaltung liegen. Außerdem

  ist jede Kombination von Serien-Parallelschaltung

  denkbar, und zwar sowohl für die Teilwiderstände 7

  als auch für die Widerstände, die, je nach Gelegen-

  lieit, zu den Stetiersttiferi führen.

  Die 1?rhndting bezieht sich nicht nur auf die dar-

  gestelltcii und beschriebenen Ausführungsbeispiele,

  @t>nclern ttillf@tl.lt auch alle anderen Ausführungen,

  die von ihren Gedanken Gebrauch machen, so be-

  zieht sie sich vor allem auf alle elektrischen Kon-

  taktregler, gleich ob es sich um Flüssigkeitskontakte,

  Gleitkontakte, rollende Kontakte oder andere

  handelt.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrische Steuereinrichtung zum stufenweisen I?iiischalten einer Mehrzahl von Apparaten in Abhängigkeit von Spannungs- oder Stromänderungen, gekennzeichnet durch einen von einer geeigneten Stromquelle gespeisten veränderlichen Widerstand mit Stufen und beweglichen Teilen sowie zusätzlichen, mit den verschiedenen in den Strotrrkreis einzuschaltenden Apparaten verbundenen Stufen und einer derart unter der Wirkung der veränderlichen Spannung stehenden Steuerspule, daß gemäß den verschiedenen Werten der veränderlichen Spannung die beweglichen Teile die entsprechenden Stellungen einnehmen, wodurch gleichzeitig die verschiedenen Zusatzstufen geschlossen und die verschiedenen Apparate in den Stromkreis eingeschaltet werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der veränderliche Widerstand aus einem Kamm- oder Stufenregler besteht, der zwischen seinen Stufen in gleicher Linie mit ihnen liegende Zusatzstufen aufweist, die zur gleichen Zeit wie erstere durch den Kamm kurzgeschlossen werden.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet. daß der Stufenregler in einem Stromkreis mit veränderlicher Spannung liegt und seine Steuerspule derart mit einem Teil dieses Stromkreises verbunden ist, daß der Regler durch Einschalten oder Ausschalten von Widerstand in dem betreffenden Stromkreis einen konstanten Strom aufrechterhält.
4. Einrichtung nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch einen eine veränderliche Spannung besitzenden Stromkreis mit Stufenregler, dessen Steuerspule in einem Teil dieses Stromkreises liegt, und einen Vibrationsregler, dessen Steuerspule in einem anderen Teil des betreffenden Stromkreises liegt und einen Kontakt steuert, der auf einen in den Stromkreis der Steuerspule des Stufenreglers eingeschalteten veränderlichen Widerstand wirkt.
5. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Stromkreis. der von einer eine konstante Spannung besitzenden Stromquelle gespeist wird, ein Stufenregler vorgesehen ist, dessen Steuerspule mit einem Teil dieses Stromkreises verbunden ist, während an dem anderen Teil die Steuerspule eines Vibrationsreglers angeschlossen ist, dessen Spule eine der veränderlichen Spannung unterworfene zusätzliche Erregerwicklung trägt, die einen Kontakt steuert, der auf einen in den Stromkreis der Steuerspule dies Stufenreglers liegenden veränderlichen Widerstand wirkt.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Stromkreis, der von einer eine konstante Spannung besitzenden Stromquelle gespeist wird, ein Stufenregler vorgesehen ist, dessen Steuerspule mit einem Teil dieses Stromkreises verbunden ist und der eine Hilfswicklung aufweist, die der veränderlichen Spannung oder dem veränderlichen Strom unterworfen ist.