DE975388C - Einrichtung zur Regelung von Wechselspannungen - Google Patents

Description

Für die Regulierung von Wechselspannungen können bekanntlich Widerstände verwendet werden, die je nach Bedarf im Stromkreis ein- bzw. ausgeschaltet werden. Diese in Reihe geschalteten Widerstände bedingen aber entsprechende Verluste, und diese Art Regulierung kann daher nur für 'einen beschränkten Lastbereich in Frage kommen, da der Spannungsabfall dieser Stufenwiderstände mit der Last zu- und abnimmt.

Eine weitere Möglichkeit für die Regulierung der Spannung besteht in der Verwendung von Stufenschaltern in Kombination mit Transformatoren, wobei die verschiedenen Anzapfungen des Transformators je nach Abweichung der Spannung vom Sollwert durch den Schalter abgegriffen werden. Die Stufenschalter können dabei entweder durch einen Elektromotor oder Servomotor betätigt werden, der durch ein Spannungsrelais gesteuert wird. Diese letztere Art von Spannungsregulierung erfordert aber einen ziemlichen Aufwand an Apparatur und eignet sich daher weniger für die Konstanthaltung von Spannungen, wo nur kleine Leistungen von höchstens einigen Kilowatt in Frage kommen.

Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist nunmehr, eine Einrichtung für die Regelung von Wechselspannungen in Abhängigkeit von einem Meßwert zu schaffen, die mit sehr kleinen Verlusten arbeitet und besonders für kleine Leistungen in Frage kommt. Gemäß der Erfindung besteht die neue Einrichtung aus einem Transformator und einem mit diesem zusammengebauten Wälzsektorregler, dessen Kontaktlamellen mit sekundärseitigen Anzapfungen des Trans-

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formators verbunden sind und der mindestens einen Wälzsektor aufweist, welcher bei Abweichungen vom Spannungssollwert die Transformatoranzapfungen selbsttätig direkt abtastet.
An Hand der Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert, und zwar sind in den Fig. ι bis 3 verschiedene Ausführungsmöglichkeiten in schematischer Weise dargestellt.

In Fig. ι ist die Einrichtung nach der Erfindung in ίο ihrer grundlegenden Form veranschaulicht. Für die Konstanthaltung der ankommenden Spannung 1 ist ein Autotransformator, bestehend aus dem primären Wicklungsteil 2 und dem sekundären, mit Anzapfungen versehenen Wicklungsteil 3, vorgesehen. Dieser Transformator ist mit einem Wälzsektorregler zusammengebaut und in einem gemeinsamen Kasten 4 untergebracht, der durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Der Regler besitzt beim vorliegenden Ausführungsbeispiel nur einen Wälzsektor 5, der sich über die ao Kontaktlamellen 6 abwälzt, sobald der Regler anspricht. Diese Kontaktlamellen 6 sind mit den Anzapfungen 7 des Transformators verbunden, und zwar über Widerstände 8, so daß bei der Überbrückung von Lamellen durch den Wälzsektor keine allzu großen Kurzschlußströme in der kurzgeschlossenen Transformatorspule auftreten können. Für die Erregung des Reglerdrehsystems dient eine Spule 9, während 10 das regulierte Netz ist.

Sobald die Spannung im Netz 1 vom Sollwert abweicht, spricht der Regler an, und durch das Drehsystem 9 wird der Wälzsektor 5 verstellt und wälzt sich über die durch die Kontaktlamellen 6 gebildete Kontaktbahn ab. Dies bewirkt eine Änderung des Übersetzungsverhältnisses des Transformators durch Umschaltung auf eine andere Transformatoranzapfung, so daß die Spannung des Netzes 10 auf diese Weise immer selbsttätig den jeweiligen Sollwert erreicht.

Mit der Einrichtung nach der Erfindung sind die Verluste außerordentlich klein, da hier nur die internen Verluste des Transformators und diejenigen, die durch die kleinen Widerstände 8 für die Begrenzung der Kurzschlußströme verursacht sind, in Kauf genommen werden müssen. Da der Wälzsektorregler im Gegensatz zu anderen Verstellvorrichtungen praktisch reibungslos arbeitet, eignet er sich vorzüglich für die automatische Abtastung der Transformator anzapfungen.

In der Fig. 2 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, wo der Wälzsektorregler mit zwei Wälzsektoren ausgerüstet ist, so daß eine größere Anzahl Kontaktstufen vorgesehen werden können.

In Fig. 2 bedeutet 1 wieder das Netz mit der veränderlichen Spannung, während 2 der primäre und 3 der sekundäre Wicklungsteil eines Autotransformators ist, der mit einem Wälzsektorregler zusammengebaut und in einem gemeinsamen Kasten 4 untergebracht ist. Der Wälzsektorregler ist mit zwei zusammengekuppelten Wälzsektoren 15 und 25 versehen, die sich über die Kontaktlamellen 16 bzw. 26 abwälzen. Diese Kontaktlamellen 16 bzw. 26 sind über kleine Widerstände 18 mit den Anzapfungen 17 des Autotransformators verbunden. Ferner sind auch Querverbindungen 19 vorgesehen, die je die auf den parallelen Sehnen liegenden Lamellen der zwei Kontaktbahnen miteinander verbinden. Wie aus der Figur ersichtlich, ist am Anfang und Ende der Wicklung 3 nur ein Widerstand 18 für je zwei Lamellen vorgesehen, während in der Mitte der bogenförmigen Kontaktbahnen jede Lamelle über einen Widerstand mit der entsprechenden Anzapfung verbunden ist. Diese An-Ordnung ist zweckmäßig, um eine ganz sichere Begrenzung des bei einer Überbrückung von Lamellen auftretenden Kurzschlußstromes zu erreichen, und zwar sogar dann, wenn kleine Verschiebungen der Wälzsektoren gegenüber den Lamellen vorkommen, die besonders in der Mitte der Kontaktbahnen leicht zur Überbrückung-von Lamellen führen können. Für die Erregung des Reglerdrehsystems in Abhängigkeit von Abweichungen von der Sollspannung ist eine Erregerspule 29 vorgesehen. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist genau analog derjenigen der Fig. 1, und durch die beschriebene Einrichtung wird das Netz 10 automatisch eine konstante Spannung liefern. In der Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsmöglichkeit in schematischer Weise veranschaulicht, mit welcher die Anzahl der für die Begrenzung der Kurzschlußströme erforderlichen Widerstände stark vermindert werden kann. In diesem Fall wird der sekundärseitige. -Wicklungsteil des Autotransformators mit zwei parallelen Drähten 13 und 23 ausgeführt, und go die Kontaktlamellen des Reglers werden so mit den Anzapfungen 27 des Transformators verbunden, daß zwei benachbarte Lamellen nie am gleichen Draht liegen, d. h., die Anzapfpunkte 27 an den beiden Drähten sind abwechslungsweise mit aufeinanderfolgenden Lamellen der Kontaktbahn verbunden. Für die Begrenzung des Kurzschlußstroms sind dann nur so viel Widerstände 18 erforderlich, als Drähte 13, 23 vorhanden sind, und diese Widerstände sind in Reihe mit den Drähten am Anfang des sekundärseitigen Wicklungsteiles geschaltet.

Die Anordnung nach Fig. 3 ist selbstverständlich nicht auf zwei Drähte für den sekundärseitigen Wicklungsteil beschränkt. Es können ohne weiteres drei oder mehr parallele Drähte für diesen Wicklungsteil verwendet werden. Für den Fall, daß es erwünscht ist, einen Regler mit'zwei Wälzsektoren zu verwenden, müssen mindestens vier parallele Drähte und ebenso viele Begrenzungswiderstände vorgesehen werden.

Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Drehsystem des Reglers für eine Regelung auf konstante Spannung abgestimmt, so daß die Spannung des Netzes 10 konstant gehalten wird. Es ist aber ohne weiteres möglich, die Schaltung des Drehsystems so zu treffen, daß der Meßwert in Funktion einer Betriebsgröße (ζ. B. Strom, -Druck usw.) sich ändert.

Obwohl bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ein Autotransformator verwendet wird, ist die Erfindung nicht auf diese Art von Transformator beschränkt. Es können z. B. ohne weiteres auch Transformatoren mit getrennter Hoch- und Niederspannungswicklung angewendet werden.

Claims (1)

1. Patentanspeüche:

   i. Einrichtung zur Regelung von Wechselspannungen in Abhängigkeit von einem Meßwert,

   gekennzeichnet durch einen Transformator und einen mit diesem zusammengebauten Wälzsektorregler, dessen Kontaktlamellen mit sekundärseitigen Anzapfungen des Transformators verbunden sind und der mindestens einen Wälzsektor aufweist, welcher beim Auftreten von Regelabweichungen vom Meßorgan des Reglers betätigt wird und die Transformatoranzapfungen selbsttätig direkt abtastet.

   ίο 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktlamellen des Reglers über Widerstände mit den Anzapfungen des Transformators verbunden sind.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler mit nur einem Wälzsektor versehen ist.

   4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der sekundärseitige, mit Anzapfungen versehene Wicklungsteil des Transfor-

   ao mators mehrere parallele Drähte aufweist, die derart mit den Kontaktlamellen des Reglers verbunden sind, daß zwei benachbarte Lamellen nicht mit dem gleichen Draht in Verbindung stehen und für die Begrenzung des Kurzschlußstromes nur so viel Widerstände wie Drähte vorgesehen sind (Fig· 3)·

   5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Regler mit mindestens zwei Wälzsektoren und einer entsprechenden Anzahl Kontaktbahnen ausgerüstet ist.

   6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der sekundärseitige, mit Anzapfungen versehene Wicklungsteil des Transformators mindestens je zwei Drähte für jede Kontaktbahn aufweist.

   7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator als Autotransformator ausgebildet ist.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Deutsche Patentschriften Nr. 743 349, 633 978.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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