DE649764C - Anordnung zur Regelung elektrischer Maschinen mittels gittergesteuerter Entladungsstrecken - Google Patents

Description

• Anordnung zur Regelung elektrischer Maschinen mittels gittergesteuerter Entladungsstrecken Bekanntlich ist es vorteilhaft, die Regelung elektrischer Maschinen mittels gittergesteuerter Entladungsstrecken, vorzugsweise unter Verwendung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken, durchzuführen, die den einem Wechselstromnetz entnommenen Erregerstrom der Maschine in Abhängigkeit von einer konstant zu haltenden elektrischen Größe durch eine phasenveränderliche Gitterwechselspannung beeinflussen. Hierdurch wird bei sehr kleiner Steuerleistung, wie. sie für die Gitterkreise erforderlich ist, eine bequeme und empfindliche Regelung ermöglicht. Die zur Regelung erforderliche Phasenänderung der Gitterwechselspannung kann man in verschiedenartiger Weise durchführen, z. B. mittels eines Drehtransformators. In vielen Fällen, beispielsweise gerade für selbsttätige Regelung, ist es jedoch vorteilhaft,. die Phasendrehung, gegebenenfalls rein elektrisch, mittels einer Brückenanordnung bzw. einer aus verschiedenen Scheinwiderständen unterschiedlicher Phasenlage aufgebauten Spannungsteileranordnung durchzuführen. Bisher war es nun üblich, nur einen Zweig der Brückenanordnung bzvv des Spannungsteilerg veränderlich zu gestalten, den anderen dagegen aus konstanten Elementen aufzubauen. Das bedingt im Normalfall, daß der volle theoretisch erfaßbareRegelbereich -imallgemeinen i8o°-praktisch nicht ganz ausgenutzt werden kann, da dies eine Größenänderung des jeweils gegebenen Scheinwiderstandes von i zu oo bedingen würde. Aber auch bei Beschränkung auf den praktisch erfaßbaren Regelbereich bedingt die bekannte Anordnung, daß für gleiche gewünschte Beträge der Verzögerung des Entladungseinsatzes, d. h. also für gleiche Beträge der Phasenverschiebung der Gitterwechselspannung, ungleiche, und zwar jeweils sehr erheblich verschiedene Änderungen des betreffenden Scheinwiderstandes an der Brückenanordnung erforderlich sind. Dies ergibt sich daraus, daß bei gleichen Winkeländerungen der Wechselspannung, die an der Ausgangsdiagonalen einer derartigen Brücke abgenommen wird, die entsprechende prozentuale und absolute Änderung des beispielswei@e zwischen Null und einem oberen Grenzwert veränderlichen Scheinwiderstandes verschieden groß sein muß; je nachdem, ob der Absolutwert des Scheinwiderstandes gerade klein oder groß ist, und je nach dem augenblicklichen Wert des Verhältnisses zwischen dem veränderlichen Scheinwiderstand des einen und dem festen. Scheinwiderstand des anderen Brückenzweiges. Dieses Verhältnis spielt insofern eine Rolle, als der veränderliche Scheinwiderstand zur Bestreichung des normalerweise geforderten Regelbereiches zwischen Grenzwerten veränderlich sein muß, von denen der eine sehr klein, der andere sehr" groß gegen den Wert des festen Scheinwider= Standes ist; eben dadurch werden jedoch die großen Z-nterschiede in der jeweiligen Scheinwiderstandsänderung, bezogen auf gleiche Winkeländerung der entnommenen Steuerspannung, bedingt. Die hiermit verbundene Erschwernis der Regelvorgänge läßt sich erfindungsgetnäl:) erheblich verringern, indem man für die Phasendrehung eine Scheinwiderstandsanordnung nach Art einer Brücke oder eines Spamiungsteilers mit mindestens zwei Scheinwiderständen verschiedener Phasenlage vorsieht, die beide von der zu regelnden Größe beeinllußt werden. Diese Beeinflussung hat dabei so zu erfolgen, daß, wenn der eine Scheinwiderstand in Abhängigkeit ,von der zu regelnden Größe größer wird, der andere einen kleineren Wert annimmt. Da also der bei der bekannten Anordnung feste Scheinwiderstand mittmehr große Werte aufweist, wenn der andere Scheinwiderstand sehr klein, und umgekehrt kleine Werte, wenn der xler2 Scheinwiderstand sehr groß gegen ihn # -tr en L, sein soll, ergibt sich eine weit geringere Spanne der von einem Scheinwiderstand ztt durchlaufenden Absolutwerte bei gleicher Gesanitwinkeländerung der Steuerspannung, mithin auch eine kleinere absolute und prozentuale Änderung des bzw. der Scheinwiderstände; es wird daher mit der angegebenen Anordnung erreicht, daß die einzelnen Verstellschritte des Regelorgans für gleiche I'liasenscliiel)ungswinkel der Gitterspannung an verschiedenen Stellen des Regelbereiches sich weniger voneinander unterscheiden als bei der bekannten Anordnung, wodurch eine unter Uniständen sehr bedeutende und wesentliche Verbesserung der Steuerung, insbesondere einer selbsttätigen Steuerung, erzielt wird.
• Ein Ausfiilirungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung dargestellt, und zwar zeigt die Abbildung einen Regler, welcher zur I#,-onstatitliziltung der Spannung eines Generators dient. I i ist ein Gleichstromgenerator, welcher über die Leitungen io einen Verbraucher 12 speist. 13 ist die Erregerwicklung des Generators. Der Strom für die Erregung wird über gittergesteuerte Dampf-oder Gasentladungsstrecken 16. 17 und einen Transformator 15 dein Wechselstromnetz 14 entnommen. Die Wechselspannung zurr Steuern der Gitter der Gefäße 16 und 17 ist über einen Transformator 2o dein gleichen Wechselstromnetz 1I entnommen. Zwischen die Sekundärkletnnien des Transformators 20 sind in Reihe eine Drosselspule ie und ein Kohledruckwiderstand ig geschaltet. Die llittenanzapfung der Sekundärwicklung des Transformators 20 ist über einen Transformator 2.I mit der Verbindungsleitung zwischen der Drosselspule 18 und dem Widerstand i g verbunden. Die Drosselspule 18 besitzt einen Eisenkern 21, welcher an einer Stelle einen .''IttSSClinitt 22 aufweist. 27 ist eine über den einstellbaren Widerstand 28 von der konstant zu haltenden Spannung gespeiste Spule, welche mittels eines Eisenkerns und eines Kipphebels auf den Kohledruckwiderstand ig einwirkt. An dein Eisenkern ist ferner ein Eisenstück 23 befestigt, welches so bemessen ist, daß es genau in den Ausschnitt 22 des Drosselspulenkernes 21 hineinpaßt. 29 ist eine Dämpfungseinrichtung, welche ein Pendeln des Regelsystems verhindert. -Mit den Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators 24 sind über Widert, und 26 die Gitter der Entladungss iii(le 25 strecken 16 und 17 verbunden, während die Mittenanzapfungen der Sekundärwicklung dieses Transformators finit den Kathoden der Entladungsstrecken verbunden sind.
• Die Wirkungsweise des beschriebenen Reglers ist folgende: Es sei zunächst angenommen. claß die Spannung des Gleichstromnetzes io ihren normalen Wert hat und claß die :Magnetspule 27 die Werte des induktiven Widerstandes 18 und des Kohledruckwiderstandes i9 so eingestellt hat, daß die den Gittern der Entladungsstrecken 16 und 17 zugeführte Wechselspannung eine solche Phasenlage zur Anodenspannung der Entladungsstrecken hat, daß der in der Erregerwicklung 13 fließende Erregerstrom gerade genügt, um die Spannung des Netzes io auf ihrem Normalwert zu halten. Wenn nun infolge einer Belastungszunahme oder aus einem arideren Grunde die Spannung des Netzes io sinkt, dann bewegt sich der Eisenkern der Spule 27 nach unten, so daß gleichzeitig der Luftspalt der Drosselspule 18 vergrößert, d.11. ihr induktiver Widerstand verkleinert und der Druck auf den Kohlewiderstand i9 verringert, d. h. der Widerstandswert der Kohlesäule vergrößert wird. Infolge dieser Widerstandsänderungen wird die den Gittern der Entladungsstrecken 16 und 17 zugeführte Wechselspannung in voreilendem Sinne in der Phase verschoben, so daß die Zündungen der Entladungsstrecken bei jeder Halbwelle in einem früheren Zeitpunkt erfolgen und infolgedessen der der Erregerwicklung 13 zugeführte Gleichstrom verstärkt wird. Infolge der verstärkten Erregung steigt die Spannung des Generators . i i an und erreicht wieder ihren normalen Wert. In ähnlicher Weise arbeitet der Regler, wenn die Spannung des Netzes io über den konstanten Wert ansteigt. Der beschriebene Regler hält also die Spannung des Netzes io konstant.
• Bei dem Ausführungsbeispiel dient der Regler dazu, die Spannung eines Gleichströmgenerators konstant zu halten. Der Regler kann aber natürlich auch bei Wechselstrommaschinen Anwendung finden und zur Konstanthaltung anderer Größen als der Spannung dienen. Ferner kann die Regelung der Widerstandswerte des induktiven und des Ohmschen Widerstandes auf andere Weise als bei dem Ausführungsbeispiel dargestellt vorgenommen werden. So kann man z. B. die Induktiv ität der Drosselspule auch ändern, indem man den Kern der Drosselspule durch eine Gleichstromwicklung vormagnetisiert, vor welche ein durch die Magnetspule 27 gesteuerter Kohledruckwiderstand geschaltet ist. Statt eines induktiven Widerstandes kann man auch mehrere parallel geschaltete Induktiv itäten benutzen, von denen dann eine oder mehrere in der oben beschriebenen Weise gesteuert werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: -i. Anordnung zur Regelung elektrischer Maschinen mittels gittergesteuerter Entladungsstrecken, vorzugsweise unter Verwendung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken, die den einem Wechselstromnetz entnommenen Erregerstrom der Maschine in Abhängigkeit von einer konstant zu haltenden elektrischen Größe durch eine phasenveränderliche Gitterwechselspannung beeinflussen, dadurch gekennzeichnet, daß für die Phasendrehung eine Scheinwiderstandsanordnung nach Art einer Brücke oder eines Spannungsteilers mit mindestens zwei Scheinwiderständen verschiedener Phasenlage, die beide von der zu regelnden Größe, jedoch im entgegengesetzten Sinne, beeinflußt werden, vorgesehen ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitterspannung zwischen der Mittenanzapfung der Sekundärwicklung eines Transformators (2o) und der Verbindung eines induktiven Widerstandes (18) mit einem Ohmschen Widerstand (19,) abgegriffen wird, welche in Reihe zwischen die Klemmen der Sekundärwicklung des Transformators (2o) geschaltet sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, durch gekennzeichnet, daß als Ohmscher Widerstand ein Kohledruclcwiderstand verwendet wird.
4. 4. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als induktiver Widerstand eine Drosselspule mit Eisenkern verwendet wird.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität der Drosselspule durch Änderung des magnetischen Widerstandes des Eisenkerns verändert wird.