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Von zwei oder mehr elektrischen Größen abhängige Regelvorrichtung
für elektrische Maschinen Werden in einem Stromkreis Widerstände, deren Widerstandswerte
in Abhängigkeit von der an ihnen herrschenden Spannung oder des sie durchfließenden
Stromes sich verhältnismäßig stark ändern, in Reihe mit bei Spannungs- oder Stromänderungen
sich nach einem anderen Gesetz ändernden Widerständen geschaltet, so tritt an einzelnen
Gliedern der Widerstandsanordnung bei Änderungen der angelegten Gesamtspannung eine
im Verhältnis zu dieser prozentual größere Spannungsänderung ein. Als solche vom
Strom oder Spannung abhängige Widerstände sind insbesondere Eisendrahtwiderstände,
Lichtbögen, Glimmlampen, Gleichrichter u. dgl. bekannt. Die Erfindung bezweckt,
ein derartiges Verhalten von Widerständen für eine Regelvorrichtung für elektrische
Maschinen auszunutzen, die von zwei oder mehr elektrischen Größen (Spannung oder
Stromstärke) abhängig ist.
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Die Erfindung besteht in der Verwendung einer zumindest teilweise
an wenigstens zwei die elektrischen Größen führende Stromkreise der elektrischen
Maschine angeschlossene an sich bekannten Kombination (Serien-, Parallel-, Potentiometer-
oder ähnliche Schaltungen) von Widerständen, von denen zwei sich hinsichtlich der
Änderung ihres Widerstandswertes derart unterscheiden, daß der Grad der Spannungsänderung,
die an einem der Widerstände auftritt, größer ist als der Grad der durch diese Änderung
bedingten Spannungsänderung an dem anderen Widerstand. Von der Widerstandskombination
wird eine dem Änderungsgrad des Widerstandswertes entsprechend veränderte den Regelvorgang
einleitende Spannung abgenommen. Man erhält auf diese Weise eine Vervielfältigung
des prozentualen Anteils der Schwankungen der Betriebsgröße, deren Änderung den
Regelvorgang einleitet.
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Während die bisher bekannten Regelvorrichtungen ein Biberregeln dadurch
vermeiden, daß besondere Rückführungseinrichtungen vorgesehen werden, ist dies bei
der Regelvorrichtung gemäß der Erfindung nicht erforderlich; denn bei ihr wird ein
Regelmeßwert hervorgebracht, der die notwendige Korrektur schon vorher erhalten
hat.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß sie eine einfache
Regelvorrichtung ergibt, die im wesentlichen ohne empfindliche bewegliche Teile
arbeitet. Das ist besonders dann wichtig, wenn die Regelvorrichtung in Räumen zur
Anwendung kommen soll, die häufigen Erschütterungen oder Schwankungen ausgesetzt
sind, beispielsweise auf Schiffen.
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Die sonst vielfach üblichen Regelgeräte mit stoßempfindlichen beweglichen
Teilen erweisen sich in solchen Fällen als weniger geeignet,
da
die Genauigkeit ihrer Angabe durch Erschütterungen ungünstig beeinflußt wird.
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Regelvorrichtungen mit Widerstandskoiri-, bination der obengenannten
Art, bei denen nur eine einzige elektrische Größe einwirk',: sind an sich bekannt.
Diese Anordnungen geben jedoch keine Möglichkeit, die gleichen vorteilhaften Wirkungen
zu erzielen, wie die Einrichtung gemäß der Erfindung. .
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Es ist ferner schon eine Anordnung bekannt, bei der zwei elektrische
Größen auf eine Widerstandskombination einwirken. In dieser Widerstandskombination
sind solche Widerstände vorhanden, deren Widerstandswerte sich bei Änderungen der
Stromstärke oder der Spannung gleichmäßig ändern. Infolgedessen ist es nicht möglich,
bei der bekannten Anordnung dieselben Regelwirkungen hervorzubringen wie bei der
Erfindung.
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Bei vielen Anwendungsfällen der Erfindung ist es so, daß die die Änderung
verursachende Betriebsgröße die zu regelnde Betriebsgröße selbst ist oder zumindest
in gesetzmäßiger Abhängigkeit von der zu regelnden Größe steht: Wenn es sich dabei
um die Konstanthaltung einer derartigen Regelgröße (Spannung, Stromstärke) handelt,
so «-erden zweckmäßig die zur Zuführung und die zur Abnahme von der Widerstandskombination
erforderlichen elektrischen Größen derart angeschlossen, daß eine Änderung der verursachenden
Größe in einem bestimmten Sinne eine Änderung der zu regelnden Größe im entgegengesetzten
Sinne hervorruft. Bei einer Regelvorrichtung dieser Art, bei der die die Regelung
verursachenden elektrischen Größen Spannungen sind, ist es vorteilhaft, diese Spannungen
an Spannungsteiler anzuschließen und die Teilspannungen verschiedener Spannungsteiler
derart zusammenzuschalten, daß ein Teil der Widerstandskombination von der Summe
oder Differenz der so kombinierten Spannungen gespeist ist. Als veränderlicher Widerstand
wird vorzugsweise eine Glimmlampe verwendet. Der Vorteil der Anwendung einer Glimmlampe
gegenüber der Anwendung beispielsweise eines Eisendrahtwiderstandes besteht darin,
daß beim Eisendraht die Widerstandsänderung durch seine Erhitzung hervorgerufen
wird, was immerhin eine gewisse Zeit in Anspruch nimmt, während bei der Glimmröhre
die Widerstandsänderung nahezu trägheitslos und darum sofort erfolgt. Dies ist auf
die bekannte Eigenschaft konstanten Kathodenfalls zurückzuführen. Diese Eigenschaft
macht Glimmröhren ganz besonders geeignet für Regelvorrichtungen der beschriebenen
Art, insbesondere auch für Schnellregler.
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Handelt es sich um die Regelung einer Betriebsgröße einer elektrischen
Maschine, die mit einer Erregermaschine versehen ist, so werden zweckmäßig die Klemmspannung
der ,elektrischen Maschine und die Klemmspannung der Erregermaschine je an eine
Wider-Jtandsanordnung, beispielsweise an einen Spannungsteiler, angeschlossen, und
es werden die von den Spannungsteilern abgenommenen Teilspannungen unter Zwischenschaltung
eines stark veränderlichen Widerstandes in den Stromkreis einer Zusatzerregerwicklung
der Erregermaschine gelegt.
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Bei der Spannungsregelung eines Generators oder bei der Drehzahlregelung
eines Motors kann man auf diese Weise eine vorteilhafte Schnellregelung erzielen,
indem man an die Spannungsteiler in Reihe mit dem veränderlichen Widerstand ein
eine Schaltvorrichtung beeinflussendes Relais anschließt, das infolge einer Änderung
einer der Spannungen, in deren Abhängigkeit die Regelung erfolgt, anspricht und
mittels der Schaltvorrichtung eine Spannungs- oder Drehzahländerung im entgegengesetzten
Sinne einleitet. Hierzu können an den Spannungsteilern Anzapfstellen angeordnet
und mit Hilfskontakten des Relais so verbunden sein, daß beim Ansprechen des Relais
der zwischen den Anzapfstellen liegende Teil des Spannungsteilers kurzgeschlossen
wird. Zweckmäßig wird wenigstens eine dieser am Spannungsteiler angeordneten Anzapfstellen
als Wanderkontakt ausgebildet. Damit auch die Teilspannung, an der die Gliinmlainpe
in Reihe mit dem Relais angeschlossen ist, wahlweise verändert werden kann, können
auch hierfür Wanderkontakte vorgesehen werden.
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In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung
dargestellt. Fig. z zeigt ein Schaltbild der Spannungsregelung eines mittels einer
Erregermaschine erregten Gleichstromgenerators, bei der die Regelung durch unmittelbare
Einwirkung der prozentual verstärkten Schwankungen einer elektrischen Größe (Spannung
oder Stromstärke) auf das Feld der Erregermaschine mittels einer Gegenwicklung erfolgt.
i ist der Gleichstromgenerator, der auf die Sammelschienen 2 und 3 arbeitet. q.
ist seine Erregerwicklung, die von der Erregermaschine 5 über die Leitungen 6, 7
gespeist wird. 8 ist ein Spannungsteiler, der an den Sammelschienen 2, 3 des Gleichstromgenerators
liegt und einen einstellbaren Kontakt 15 besitzt, i i ein zweiter, mit einem Wanderkontakt
16 versehener Spannungsteiler, dessen Enden 12, 13 mit den die Erregerspannung führenden
Leitungen 6, 7 verbunden sind. Die beiden Spannungsteiler sind mit ihren Klemmen
io und 12 durch die Leitung 1q. miteinander verbunden. Infolgedessen sind die zwischen
dem
festen Kontakt io und dem einstellbaren Kontakt 15 des Spannungsteilers
8 und die zwischen dem festen Kontakt 12 und dem einstellbaren Kontakt 16 des Spannungsteilers
i i abgenommenen Teilspannungen hintereinandergeschaltet. Im Stromkreis dieser hintereinandergeschalteten
Teilspannungen befindet sich eine Glimmröhre 17 und die Hilfserregerwicklung 18,
die der Erregerwicklung i9 der Erregermaschine 5 entgegenwirkt.
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Im Gleichgewichtszustand ist an den Klemmen des Generators i eine
konstante Spannung vorhanden. Tritt, beispielsweise infolge einer Abschaltung von
Stromverbrauchern, eine plötzliche Spannungssteigerung ein, so ergibt sich gleichzeitig
eine entsprechende Spannungserhöhung zwischen den Kontakten 15 und io des Spannungsteilers
B. Diese hat ihrerseits einen Spannungsanstieg an den Klemmen der Gegenerregerwicklung
18 zur Folge. Da aber der Spannungsabfall an der Glimmröhre 17 infolge des konstanten
Kathodenfalls sich nicht ändert, ist der an den Klemmen der Gegenerregerwicklung
18 auftretende Spannungsanstieg prozentual größer als die Spannungserhöhung an den
Generatorklemmen. Der Strom, der durch die Gegenerregerwicklung 18 fließt, steigt
also verhältnismäßig stark an und schwächt dabei das Feld der Erregermaschine 5,
so daß deren Spannung sinkt. Infolgedessen sinkt auch der Strom in der Erregerwicklung
des Generators i und damit dessen Klemmenspannung. Wegen der Trägheit der Erregerfelder
beider Maschinen kann das Absinken der Stromstärke jedoch nur allmählich vor sich
gehen. Die Erregerspannungen haben daher diejenigen Größenwerte, die dem neuen Gleichgewichtszustand
entsprechen, bereits angenommen, ehe die zugehörigen Erregerströme ihre volle Stärke
erreicht haben. Befände sich nun der Wanderkontakt 16 des Spannungsteilers i i an
der Klemme 12, d. h. hätte die Spannung der Erregermaschine 5 keinen direkten Einfluß
auf die Steuerung der Gegenerregung, so würden die Spannungen beider Maschinen über
das Ziel des neuen Gleichgewichtszustandes hinausschießen, und dieser würde unter
Auftreten gedämpfter Schwingungen. der Ströme und Spannungen erst allmählich erreicht.
Dadurch aber, daß infolge der zwischen den Kontakten 12 und 16 herrschendenTeilspannungdes
Spannungsteilersi i ein Teil der Erregermaschinenspannung mit zur Steuerung der
Gegenerregung herangezogen wird, erhält die Gegenwicklung 18 bereits bei sinkender
Spannung des Erregergenerators 5 eine niedrigere Spannung. Die Spannung des Generators
i fällt nun langsamer, und es kann bei geeigneter Einstellung des Wanderkontaktes
16 eine Überregelung des Generators i vermieden werden, so daß sich dessen Spannung
ihrem Gleichgewichtszustand asymptotisch nähert. Man gelangt also dadurch, daß jede
Spannungsänderung am Generator zunächst eine prozentual größere Änderung an der
Erregermaschine zur Folge hat, rasch zu einem Gleichgewichtszustand, ohne dabei
den Nachteil einer Überregelung in Kauf nehmen zu müssen.
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Statt der Glimmröhre läßt sich auch jeder andere spannungs- oder stromabhängige
Widerstand mit geeigneter Widerstandscharakteristik verwenden. Man kann daher z.
B. an Stelle der Glimmröhre 17 ebensogut an die Wanderkontakte 15 und 16 der' Spannungsteiler
8 und i i einen Eisendrahtwiderstand anschließen, der in Reihe mit einem anderen
Widerstand liegt, dessen Widerstandswert sich bei Spannungs- oder Stromänderungen
praktisch nicht ändert und die Hilfswicklung 18 in Parallelschaltung an den Eisendrahtwiderstand
anschließen. Um kleinere Glimmlampen und Widerstände verwenden zu können und zugleich
den Grad der Genauigkeit zu erhöhen, kann man die durch eine derartige Widerstandskombination
erhaltenen prozentual vergrößerten Spannungsänderungen noch mittels einer Elektronenverstärkerröhre
verstärken.
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In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel hierfür dargestellt. Da der
Anschluß der Spannungsteiler 8 und i i an den Generator i bzw. die Erregermaschine
5 der in Fig. i gezeichneten Anordnung entspricht, sind, soweit die Zeichnung mit
Fig. i übereinstimmt, die gleichen Bezugszeichen gewählt. Zwischen den Wanderkontakten
15 und 16 liegt die Glimmlampe 17 und in Reihe mit ihr ein Widerstand 2o
gewöhnlicher Art, dessen eines Ende an das Gitter und dessen anderes Ende an die
Kathode einer Verstärkerröhre 2i derart angeschlossen sind, daß das Gitter eine
negative Vorspannung erhält, und daß bei zunehmendem Strom im Widerstand 2o die
negative Gittervorspannung in der Verstärkerröhre 21 anwächst. Dadurch wird der
durch die Verstärkerröhre 21 fließende Anodenstrom verringert und, da in Reihe mit
dem Anodenstromkreis die Erregerwicklung22 der Erregermaschine 5 geschaltet ist,
das Feld der Erregermaschine in Abhängigkeit von der Generatorspannung wie auch
der Spannung der Erregermaschine derart gesteuert, daß schon geringfügige Spannungsänderungen
am Generator i die Regelvorrichtung zum Ansprechen bringen.
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In Fig. 3 ist die Spannungsregelung eines Generators dargestellt,
bei der die gemäß der Erfindung prozentual verstärkten Spannungsänderungen auf einen
Schnellregler einwirken. Wieder ist der Aufbau der Schaltung der
gleiche
wie der der Fig. i, weshalb auch größtenteils gleiche Bezugszeichen gewählt sind,
nur daß im Stromkreis der hintereinandergeschalteten Teilspannungen der Widerstand
2o durch die Spule 23 eines Schnellreglerrelais 24 ersetzt ist. Dabei besitzt das
Relais 24 Hilfskontakte 25, 26, die mit dem Wanderkontakt 16 und einer weiteren
einstellbaren Anzapfstelle 27 verbunden und in der einen Schaltstellung durch den
Relaisanker 28 überbrückt sind. In der anderen Schaltstellung überbrückt der Relaisanker
28 den durch die Leitungen 32, 33 angeschlossenen regulierbaren Widerstand 29 an
den Relaishauptkontakten 30, 31. Der Widerstand 29 seinerseits liegt in Reihe zur
Erregerwicklung 22 der Erregermaschine 5. Es wird daher durch Kurzschließen des
Widerstandes 29 der Strom in der Erregerwicklung der Maschine 5 und damit auch deren
Feld und Spannung geändert.
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Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende: Wird aus irgendeinem
Grunde die Spannung zwischen den Wanderkontakten 15 und 16 so groß, daß durch die
Glimmröhre 17 und die Relaisspule 23 ein Strom fließt, der den Relaisanker 28 anzieht,
so wird dadurch die Überbrückung der Kontakte 30, 31 aufgehoben und der Widerstand
29 in den Stromkreis der Erregermaschine eingeschaltet. Die dadurch verminderte
Erregerstromstärke hat einen Spannungsrückgang der Maschine 5 zur Folge, so daß
die Spannung an der Relaisspule 23 sich ebenfalls vermindert. Nunmehr werden die
Kontakte 30, 31 wieder überbrückt, der Widerstand 29 also wieder kurzgeschlossen.
Der Strom in der Erregerwicklung 22 der Erregermaschine 5 steigt also wieder an,
und dies hat zur Folge, daß die Spannung an der Spule 23 des Relais wieder erhöht
wird. Das Relais 24 und der Widerstand 29 stellen also einen von der Spannung des
Erregergenerators beeinflußten Schnellregler dar, der die Spannung der Erregermaschine
um einen bestimmten mittleren Wert in schnellen Schwingungen schwanken läßt. Infolge
der Trägheit des Feldes des Generators i kann der vom Anker der Erregermaschine
5 gelieferte Erregerstrom des- Generators i den Änderungen der Erregerspannung nicht
unmittelbar folgen, so daß sich am Generator i eine Spannung einstellt, die im wesentlichen
dem mittleren Wert der Spannung der Erregermaschine entspricht. Bei Spannungsänderung
am Generator i übt jedoch die zwischen den Kontakten 15 und io herrschende Teilspannung
einen Einfluß auf den Vorgang der Schnellregelung der Erregermaschinenspannung in
der Weise aus, daß sie die mittlere Spannung, die dem vorherigen Zustand des Schnellreglersystems
entspricht, verschiebt. Eine Änderung der mittleren Spannung der Erregermaschine
hat aber eine Änderung der Felderregung und damit eine Spannungsänderung im Generator
i zur Folge, die, wenn auf konstante Spannung geregelt werden soll, der ursprünglichen
Spannungsänderung des Generators entgegengesetzt ist. Da sowohl die Kontakte 15
und 16 als auch die Anzapfstelle 27 an den zugehörigen Spannungsteilern 8 und i
i einstellbar angeordnet sind, kann auch bei dieser Anordnung, wie bei den früher
beschriebenen, ein Überregeln vermieden werden. Für die prinzipielle Wirkung der
beschriebenen Anordnung sind die Hilfskontakte 2.5, 26 nicht unbedingt erforderlich,
da schon allein durch das Sinken der Erregerspannung infolge des Aufhebens der Überbrückung
des Widerstandes 29 ein Spannungsrückgang eintritt, welcher ausreicht, die Schwingungen
des Relaisankers 28 dauernd aufrechtzuerhalten.
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Soll das mit der Glimmröhre in Reihe geschaltete Relais schon auf
verhältnismäßig kleine Stromstärken ansprechen, so kann man die Spannungsänderungen
an einem mit dem Glimmrohr in Reihe geschalteten zusätzlichen Widerstand zur Steuerung
eines Zwischenrelais oder eines Elektronenverstärkers benutzen und diese Organe
wirken lassen.
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In Fig. 4 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeichnet,
das sich wieder auf die Spannungsregelung eines Gleichstromgenerators, dessen Erregerwicklung
durch eine Erregermaschine gespeist ist, bezieht, das sich aber von der in Fig.
3 dargestelltenAnordnung dadurch unterscheidet, daß die an den Spannungsteilern
8 und i i abgegriffenen Teilspannungen nicht unmittelbar hintereinandergeschaltet
sind. Vielmehr wird die am Spannungsteiler i i zwischen den Kontakten 13 und 16
abgegriffene Teilspannung einem Transformator 34 primärseitig zugeführt, dessen
Sekundärwicklung mit der zwischen den Kontakten 9 und 15 des Spannungsteilers 8
abgenommenen Teilspannung in Reihe geschaltet ist. In dem Stromkreis dieser Teilspannung
liegt dann wieder die Glimmlampe 17 in Reihe mit der Relaisspule 23 des Schnellreglerrelais
24. Die Spannung, welche das Relais 24 beeinflußt, wird- nunmehr gebildet durch
einen Teil der Spannung des Hauptgenerators i, welcher von einem Teil der im Rhythmus
des Relais schwingenden und durch den Transformator 34 übertragenen Spannungsänderungen
des Erregergenerators 5 überlagert ist. Der Transformator 34 muß dabei so angeschlossen
sein, daß bei angezogenem Relaisanker .eine Verringerung, der Generatorerregerspannung
die an der Relaisspule herrschende Spannung so weit erniedrigt, daß der Relaisanker
=8 abfällt.
Bei abgefallenem Relaisanker wird aber der im Erregerstromkreis
sich befindende Widerstand 29 über die Kontakte 30, 31 kurzgeschlossen, was eine
Erhöhung der Erregerspannung zur Folge hat, so daß der Relaisanker wieder angezogen
wird. Das Relais 24 wirkt also wieder als Schnellreglerrelais, das im Takte mit
den Spannungsänderungen der Erregermaschine schwingt. Der Mittelwert, um den die
Schwingungen erfolgen, ist dabei durch die Größe der Teilspannung des Spannungsteilers
8, die proportional der Generatorspannung ist, bestimmt. Durch Einstellen der Wanderkontakte
15 und 16 an den zugehörigen Spannungsteilern hat man es in der Hand, den Anteil
der Änderungen der Erregerspannung und den Anteil der Generatorspannung an der gesamten
die Regelung beeinflussenden Spannung in der gewünschten Weise zu wählen.
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Von den Ausführungsbeispielen nach Fig. i bis 3 unterscheidet sich
also die zuletzt beschriebene Regelvorrichtung dadurch, daß bei ihr nicht der Absolutwert
der Erregerspannung, sondern lediglich deren .relative Änderung zum Vergleich mit
der am Spannungsteiler 8 abgenommenen Spannung herangezogen wird. Der Einfluß des
Absolutwertes der Erregermaschinenspannung macht sich hier nur indirekt geltend,
nämlich dadurch, daß die Klemmenspannung des Generators i und damit auch die am
Spannungsteiler 8 abgenommene Vergleichsspannung sich gleichsinnig mit der Erregerspannung
verändert. Der Vorteil dieser Regelungsweise liegt darin, daß ohne Rücksicht auf
den Betriebszustand (Drehzahl oder Belastung) der Maschine der Absolutwert der Generatorspannung
auf einem bestimmten Wert konstant gehalten werden kann, der von der Höhe der Erregermaschinenspannung,
die ihrerseits je nach dem Betriebszustande verschieden groß ist, nicht beeinflußt
wird. Das ermöglicht eine praktisch astatische Regelung, die nicht nur bei Schnellreglern,
sondern auch bei Regelvorrichtungen anderer Art von Wert ist.
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In Fig.5 ist die Regelung eines Drehstromgenerators dargestellt, der
an einer von der Zentrale entfernten Stelle des Netzes unabhängig von der Belastung
eine konstante Spannung liefern soll. Zu diesem Zweck muß der Spannungsabfall der
Speiseleitung vom Generator bis zu dieser Stelle durch Erhöhung der Gneratorspannung
gedeckt werden.
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Die für die Beeinflussung des Relais 24 maßgebende Spannung setzt
sich hier aus drei Teilspannungen zusammen, die von den drei Spannungsteilern 8,
11 und 44 abgegriffen werden. Dabei ist der Einfluß der Generatorspannung i gegeben
durch die Teilspannung zwischen den Kontakten 15 und io des Spannungsteilers 8,
der Einfluß der Spannung der Erregermaschine durch die Teilspannung zwischen den
Kontakten 16 und 12 des Spannungsteilers z i und der Einfluß der Stromstärke durch
eine dieser Stromstärke proportionale Teilspannung zwischen den Kontakten 35 und
36 des Spannungsteilers 44. Die den beiden Spannungsteilern 8 und 44 aufzudrückenden
Spannungen werden durch einen Spannungswandler 38 bzw. einen Strom-%vandler 37 dem
Netz entnommen und mittels je eines Gleichrichters 4o bzw. 39 gleichgerichtet. Die
den Spannungsteilern parallel geschalteten Kondensatoren 42 bzw. 41 dienen zur Glättung
der gleichgerichteten pulsierenden Spannung. Die Spannung zwischen den Kontakten
35 und 36 ist hier der Spannung zwischen den Kontakten io und 15 entgegengeschaltet.
Der Regelvorgang spielt sich dabei ähnlich wie bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung
ab, nur daß auf konstante Spannung am entfernten Verbrauchsort geregelt wird, indem
auf eine mit steigendem Generatorstrom in bestimmtem Maße steigende Spannung am
Generator geregelt wird.
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Ebenso wie bei der Regelung der Spannung des in Fig. 3 dargestellten
Gleichstromgenerators kann natürlich auch bei dem Wechselstromgenerator der Ausführung
nach Fig.5 die Einwirkung der prozentual verstärkten Spannungsänderung auch unter
Verwendung eines Zwischenverstärkers oder Zwischenrelais erfolgen. Desgleichen könnte
die Erregerspannung auch - ähnlich wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig.4 -unter
Zwischenschaltung eines Transformators an die Widerstandskombination angeschlossen
sein. In manchen Fällen, z. B. wenn Strom und Spannung des Generators nicht stark
phasenverschoben sind, können auch die Gleichrichter 39 bzw. 4o wegfallen. An der
Glimmlampe herrscht dann nicht eine Gleich-, sondern eine Wechsel- oder Wellenspannung.
Die Glimmentladung erlischt und zündet im Rhythmus der Wechselspannung, und durch
die Glimmröhre und die Relaisspule fließt statt eines Gleichstromes ein zerhackter
Wellenstrom, dessen Effektivwert wegen des konstanten Kathodenfalls der Glimmröhre
in prozentual stärkerem Maße schwankt als der Effektivwert der Spannung zwischen
den Wanderkontakten 16 und 36 der Spannungsteiler 8 bzw. i i bzw. 44. Die Regelvorrichtung
ist dann bestrebt, diesen Effektivwert und damit zugleich die Spannung am Verbrauchsort
konstant zu halten.
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Fig.6 stellt ein Ausführungsbeispiel zur Regelung eines Synchronmotors
dar, der bei stark wechselnder Arbeitsabgabe gleichzeitig zur Phasenverbesserung
des Netzes herangezogen werden soll. Dabei soll die Regelung
so
erfolgen, daß der Ständerstrom bei jeder Phasenverschiebung, also unabhängig von
der Belastung des Motors, konstant gehalten wird. Hierzu muß, wenn die Erregung
so eingestellt ist, daß bei Leerlauf des Motors ein gegenüber seiner Spannung voreilender
Motorstrom vorhanden ist, die Regelung so wirken, daß bei steigendem Motorstrom
die Erregerspannung erniedrigt wird. Zu diesem Zweck sind bei dem Synchronmotor
i zwei Spannungsteiler 44 und i i vorgesehen, von denen der eine über einen
Stromwandler 37 mit einer Zuleitung zum Motor 'und der andere unmittelbar mit den
Ankerklemmen der Erregermaschine 5 verbunden ist. Da die Zuleitungen zum Spannungsteiler
44. Wechselstrom führen, ist hier ein Gleichrichter 39 zwischengeschaltet. Zur Glättung
des gleichgerichteten Stromes dient wieder ein parallel zum Spannungsteiler liegender
Kondensator 41. Zwischen den Klemmen 35 und 36 des Spannungsteilers 44 wird die
der Größe des Motorstromes entsprechende Teilspannung abgegriffen, die über die
Sekundärwicklung des primärseitig am Spannungsteiler i i liegenden Transformators
34 und die Glimmlampe 17 an die Relaisspule 23 des Relais z4 gelegt ist. Das Relais
24 wirkt zusammen mit der Spannung der Erregermaschine als Schnellreglerrelais,
indem der Anker 28 des Relais 24, wie bei der Anordnung der Fig. 3 beschrieben ist,
wechselweise angezogen wird und wieder abfällt, so daß die Spannung der Erregermaschine
um einen Mittelwert pendelt.
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Durch den Stromwandler 37 wird ferner der den Motor durchfließende
Strom über den Gleichrichter 39 am Spannungsteiler 44 in eine der Größe des Stromes
entsprechende Gleichspannung übersetzt. Bei steigendem Motorstrom steigt daher die
Teilspannung am Spannungsteiler 44. Diese Spannungsänderung überlagert sich der
durch den Schwingungsvorgang am Relais durch den Transformator 34 hervorgerufenen
Spannungsänderung in der Weise, daß das Relais die Erregermaschinenspannung auf
einen anderen, und zwar entsprechend niedrigeren Wert einzustellen sucht, wodurch
auch der den Generator i erregende Strom verringert wird. Auf diese Weise kann die
gewünschte voreilende Phasenverschiebung zwischen Motorspannung und Motorstrom bei
jedem Betriebszustand der Maschine aufrechterhalten werden. Überdies wirkt der Einfluß
der Änderung der Erregerspannung, der über den Transformator 34 auf den die Glimmlampe
und die Relaisspule enthaltenen Stromkreis ausgeübt wird, auf die Schaltweise des
Relais 24 dämpfend und verhindert bei geeigneter Wahl der azn Spannungsteiler i
i abgegriffenen Teilspannung ein Überregeln des Motors. Das Anwendungsgebiet der
vorstehend beschriebenen Regelvorrichtungen ist sehr groß, da sie überall Anwendung
finden können, wo die Regelung elektrischer Maschinen von zwei oder mehr Spannungen
oder anderen elektrischen Größen beeinflußt werden soll. Darunter fallen Regel-
und Schnellreglervorrichtungen aller Art, insbesondere aber solche von Regelsätzen.
Es sei ausdrücklich erwähnt, daß die Betriebsgrößen, in deren Abhängigkeit die Regelung
erfolgt, nicht die letzten Ursachen des Regelvorganges zu sein brauchen. Sie können
vielmehr selbst wieder von anderen Größen abhängig sein, beispielsweise bei Heizanlagen,
von der Temperatur bei Kesseln, Pumpen u. dgl. vom Druck. Es ist dazu nur erforderlich,
zur Steuerung der Regelvorrichtung Spannungen oder Stromstärken zu verwenden, die
von den betreffenden Größen in bestimmter Weise abhängig sind. Auch die zu regelnde
Größe braucht letzten Endes nicht elektrischer Natur zu sein. Es kann unter Benutzung
eines geeigneten elektrischen Übertragungsgliedes, wie z. B. eines Motors oder Hubmagneten,
jeder andere Apparat oder jede Maschine in irgendeiner gewünschten Weise geregelt
werden, z. B. die Stellung eines Dampfschiebers, die Drehzahl eines Dieselmotors,
der Entnahme - Dampfdruck bei Anzapfturbinen u. dgl. mehr.