DE874809C - Device for achieving a controlled variable (voltage or current) for generators that drops sharply in the event of overcurrent or overvoltage - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Erzielung einer bei Überstrom oder Überspannung stark abfallenden Regelgröße (Spannung bzw. Strom) für Generatoren Die Erfindung bezieht sich auf Regelvorrichtungen, insbesondere Eilregler, für Generatoren, und zwar auf jene Art von Reglern, die ein aufwärts und ein abwärts regelndes Organ: enthalten. Sie hat die Aufgabe, die Spannung oder den Strom zwar in dem normalen Strom- bzw. Spannungsbereich konstant zu halten, aber hei Überstrom bzw. Überspannung einen starken Abfall der Spannung bzw. des Stromes zu erzwingen, um beispielsweise Überlastungen oder Überladungen von Batterien zu vermeiden.Device for achieving a strong in the event of overcurrent or overvoltage falling controlled variable (voltage or current) for generators The invention relates on regulating devices, in particular speed regulators, for generators, namely on those kind of regulators that contain an upward and a downward regulating organ :. Its task is to control the voltage or the current in the normal current or To keep the voltage range constant, but with overcurrent or overvoltage one To force a sharp drop in voltage or current, for example, to overload or to avoid overcharging batteries.

Es ist bekannt, zu diesem- Zweck einen vom Strom abhängigen. Regeleinfluß schneller als proportional mit dem Strom wachsen zu lassen und dadurch ein zu hohes Ansteigen des Stromes zu vermeiden. Bei eitler bekannten Anordnung hat man deshalb ein entsprechend ausgebildetes mechanisches Kupplungsglied verwendet, mit dessen Verstellung eine auf das vom Strom beeinflußte Reglerglied einwirkende mechanische Gegenkraft nach einem nichtl:ineaTen Gesetz zunimmt. Die von dem Strom auf das betreffende Reglerglied ausgeübte Stellkraft ist dabei-dem Strom praktisch proportional.It is known to use a current-dependent one for this purpose. Influence of rules to let it grow faster than proportionally with the current and therefore too high Avoid increasing the current. With vain known arrangement one has therefore a correspondingly designed mechanical coupling member is used with which Adjustment of a mechanical acting on the regulator element influenced by the current Counterforce increases according to a non-inert law. The one from the stream to the one in question The actuating force exerted by the controller element is practically proportional to the current.

Bei einer anderen bekanntem Einrichtung zur selbsttätigen Spannungsre@gelung von Stromquellen, bei der zur Erzeugung einer oberhalb einer gewissen Stromgrenze abfallenden Spannungs!stromkennlinie auf ,den Regler außer der Spannung der Stromquelle noch eine zusätzliche, von dem Belastungsstrom nicht linear abhängige Spannung einwirkt, setzt sich die von dem Belastungsstrom abhängige Spannung aus zwei einander entgegenwirkenden Komponenten zusammen,, von denen die eine linear, die andere nach einer Magnetiis:ierung,skennlinie mit dem Belastungsstrom ansteigt. Eiale solche Anordnung benötigt außer einem Stromwandler zwei. in Reihe geschaltete Transformatoren, von denen der eine mit, der andere ohne Sättigung arbeitet. Diese Transformatoren sind der. Meßwicklung des Spannungsreglers vorgeschaltet.In another known device for automatic voltage regulation of power sources in which to generate a current above a certain limit falling voltage! current characteristic on the controller except for the voltage of the power source an additional voltage, which is not linearly dependent on the load current, acts, the voltage dependent on the load current is composed of two opposing forces Components together, one of which is linear, the other according to a magnetization, characteristic curve increases with the load current. Eiale such Arrangement requires two current transformers in addition to one. transformers connected in series, one of which works with, the other without saturation. These transformers are the. Measuring winding of the voltage regulator connected upstream.

Erfindungsgemäß erhält man bei den eingangs gekennzeichneten Reglern dadurch eine wesentlich einfachere Anordnung, -daß zu dem abwärts regelnden Organ ein, mit einer Betriebsstrom oder -spannung führenden Zusatzwicklung versehenes Span nungs- bzw. Stromrelais parallel liegt, das in der Arbeitsstellung auf Abwärtsregelung schaltet und das aufwärts regelnde Organ der Regelanordnung unwitrksam macht, insbesondere abschaltet, in der Ruhestellung dagegen das aufwärts regelnde Organ würksam macht, .insbesondere einschaltet und zwischen Arbeite- und. Ruhestellung ,einen beispielsweise durch einen Kontaktweg bedingten, Toleranzbereich ,hat, bei solcher Abglelvchung seiner Wicklungen, daß im normalen Strom- bzw. Spannungsbereich seine Anspireehgrenze über, im Überstrom-bzw. Überspannungsbereich aber unterhalb der Ansprechgrenze des abwärts regelnden Organs liegt.According to the invention, the regulators identified at the outset are obtained thereby a much simpler arrangement, -that to the downward regulating organ an additional winding provided with an operating current or voltage Voltage or current relay is parallel, which is in the working position on downward regulation switches and makes the upward regulating organ of the control arrangement inoperative, in particular switches off, in the rest position, on the other hand, makes the upward regulating organ effective, .in particular switches on and between work and. Rest position, for example due to a contact path, tolerance range, has, with such compensation its windings, that in the normal current or voltage range its Anspireeh exposure limit over, in overcurrent or. Overvoltage range but below the response limit of the downward regulating organ lies.

Die Erfindung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated by the examples shown in the drawing explained in more detail.

Die Spannung eines Generators i (Fig. x) mit einer Feldwicklung 2 und einem regelbaren Widerstand 3 im Feldkreis soll während des normalen Betriebsstromes konstant gehalten werden (Bereich A, Fig. 2), in ,der in Abhängigkeit vom Betriebsstrom T die Generatorspannung U aufgetragen ist; bei Überstrom (Bereich B) dagegen soll die Spannung stark abfallen.The voltage of a generator i (Fig. X) with a field winding 2 and a controllable resistor 3 in the field circuit should be kept constant during the normal operating current (area A, Fig. 2), in which the generator voltage U is plotted as a function of the operating current T. is; in the case of overcurrent (area B), on the other hand, the voltage should drop sharply.

Der Kontaktarm q. des regelbaren Feldwiderstandes 3 wird durch einen Motor 5 verstellt, dessen Anker einerseits an die Mitte eines am Netz N liegenden Spannungsteilers 6, andererseits über Steuerkontakte 70, 8o und Umschalter go an. die Netzleiter anischließbar ist. Die Kontakte bzw. der Umschalter werden .durch Meßwicklungen 7, 8, 9 von. Spannungsrelais, die an der Netzspannung Hegen, betätigt. 70 ist ein Ruhekontakt, 8o ein Arbeitskontakt; 9o ist ein Umschalter, deT in. der Ruhestellung den Kontakt 92, in der Arbeitsstellung den Kontakt 93 schließt. Der Relaismagnet für den Umschalter go trägt. außer einer Spannungswicklung 9 noch eine betriebest iromführende Zusatzwicklung 9x.The contact arm q. of the controllable field resistance 3 is adjusted by a motor 5, the armature of which is connected to the center of a voltage divider 6 connected to the network N and via control contacts 70, 8o and changeover switch go. the power line can be connected. The contacts or the changeover switch are. By measuring windings 7, 8, 9 of. Voltage relay that is connected to the mains voltage Hegen is activated. 70 is a normally closed contact, 8o is a normally open contact; 9o is a changeover switch, which closes contact 92 in the rest position and contact 93 in the working position. The relay magnet for the changeover switch carries go. in addition to a voltage winding 9, there is also an operating additional winding 9x carrying iromium.

Die Anordnung arbeitet folgendermaßen: In, dem Strombereich A (Fiig. 2) wird die Spannung wie folgt konstant gehalten. Ist sie zu niedrig, dann, läßt das. Relais 7 seinen, Kontakt 7o fallen. Er schaltet über die Köntakte go, 92 den Stellmotor 5 auf Drehung im Pfeilsinn. Der Feldwiderstand 3 wird verkleineTt, die Spannung steigt, bis das Relais 7 wieder dem Kontakt 70- öffnet. Ist .die Spannung zu hoch, dann. schließt das Relais 8 den Kontakt 8o und schaltet dadurch den Motor 5 auf Drehung entgegen dem Pfeilsinn. Der Feldwiderstand- 3 wird verkle4nert, die Spannung fällt, bis das Relais 8 den Kontakt 8o wieder öffnet. Dieses Spiel wiederholt sich in rascher Folge.-Bei Überstrom, also .im Strombereich B, macht sich die Wirkung der Zusatzwicklung gx bemerkbar mit der Folge, daß -das Relais 9, .dessen Ansprechgrenze bei Strömen ,im Bereich A über der des Relais & liegt, nunmehr schon bei kleineren Span nungen .den Umschalter go von dem Kontakt 92 auf den Kontakt 9,3 umlegt, und zwar sinkt die Ansprechgrenze um so tiefer unter die des Relais 8, je höher der Überstrom ist. Zunächst wird bei einem bestimmten Strom der Ruhekontakt 92 geöffnet und damit der Kontakt 70 abgeschaltet, das aufwärts regelnde-Organ also unwirksam gemacht. Der Strom ruß nachdem Öffnen des Ruhekontaktes 92 erst um ein einstellbares. Stück steigen (Änderung des Kontaktweges); bis der Arbeitskontakt 93 sch.läeßt (stabile Einstellung -des Relais). Sobald' der Arbeitskontakt 93 geschlossen wird, wird der Motor 5 auf Drehung entgegen dem Pfeilsinn. geschaltet. Der Feldwiderstand 3 wird also erhöht und die Spannung abgesenkt, bis sie so klein geworden ist, daß das Umschaltrelais go seinenArbeitskontakt 93 wieder öin@et. Der Umschaltkontakt go bleibt dann in seiner Mi,ttels,tellung zwischen dem Ruhekontakt 92 und dem Arbeitskontakt 93 stehen. Würde der Strom weiter steigen, so wird der Kontakt 93 wieder geschlossen und die Spannung gesenkt; würde er fallen, so wird der Ruhekontakt 92 geschlossen und damit, wenn die Spannung unter der Ansprechspannung von Relais 7 liegt, auf höheren Strom geregelt. Liegt die Spannung über der Ansp.rechspann.ung von Relais 7, so isst dieses ,geöffnet, ..und es tritt keine Regelung auf höheren Strom ein. Es werden also die ,in Fig. 2 mit gestrichelten Linien 7oo, 8oo, 92o, 930 umrissenen Spannungsgrenzen eingehalten. Dies entsprücht einem durch den Kontaktweg bedingten. Toleranzbereich. Bis zu einem bestimmten Grenzstrom sind die Grenzen 7oo, 8oo durch die beiden Relais 7 und 8 beistimmt, von- einem bestimmten Grenzstrom ab (Grenzen 920, 93o) durch den Kontaktweg des Einschaltrelais 9; die Grenzen bleiben dabei prozentual von einem Mittelwert der Spannung gerechnet, .gleich, z. B. ± 5 % der mittleren. Spannung.The arrangement works as follows: In the current range A (Fig. 2) the voltage is kept constant as follows. If it is too low, then the relay 7 drops its contact 7o. He switches the servomotor 5 to rotation in the direction of the arrow via the contacts go, 92. The field resistance 3 is reduced, the voltage increases until the relay 7 opens the contact 70- again. If the voltage is too high, then. the relay 8 closes the contact 8o and thereby switches the motor 5 to rotate in the opposite direction of the arrow. The field resistance 3 is reduced, the voltage drops until the relay 8 opens the contact 8o again. This game repeats itself in quick succession. In the event of an overcurrent, i.e. in the current range B, the effect of the additional winding gx becomes noticeable with the result that the relay 9, its response limit for currents, in the range A above that of the relay & is, now at lower voltages. The switch go from the contact 92 to the contact 9.3 flips over, and the response limit drops below that of the relay 8, the higher the overcurrent. First, at a certain current, the normally closed contact 92 is opened and thus the contact 70 is switched off, that is to say, the upward regulating organ is rendered ineffective. The current soot after opening the normally closed contact 92 only by an adjustable. Piece increase (change of contact path); until the normally open contact 93 closes (stable setting of the relay). As soon as the normally open contact 93 is closed, the motor 5 starts rotating against the direction of the arrow. switched. The field resistance 3 is thus increased and the voltage is reduced until it has become so small that the switching relay open its working contact 93 again. The changeover contact go then remains in its middle position between the normally closed contact 92 and the normally open contact 93. If the current were to increase further, the contact 93 is closed again and the voltage is reduced; would it fall, the normally closed contact 92 is closed and thus, if the voltage is below the response voltage of relay 7, regulated to a higher current. If the voltage is above the response voltage of relay 7, it eats, opened, ... and there is no regulation for higher current. The voltage limits outlined in FIG. 2 with dashed lines 7oo, 8oo, 92o, 930 are therefore observed. This corresponds to one conditioned by the contact route. Tolerance range. The limits 7oo, 8oo by the two relays 7 and 8 are determined up to a certain limit current, from a certain limit current (limits 920, 93o) by the contact path of the switch-on relay 9; the limits remain calculated as a percentage of a mean value of the voltage. B. ± 5% of the mean. Tension.

Strom und Spannung können ihre Rolle vertauschen. Es kann z. B. bis zu ,einer bestimmten Spannung auf konstanten Strom geregelt werden (Laden von Batterien), steigt die Spannung, dann wird ,der Strom gesenkt (Verhinderung des überladens von Batterien nach vollendeter Ladung).Current and voltage can swap their roles. It can e.g. B. to to regulate a certain voltage to constant current (charging of batteries), if the voltage rises, then the current is reduced (preventing overcharging of Batteries after fully charged).

Claims (2)

PATENTANSPRÜGIIE: x. Vorrichtung zur Erzielung einer bei Überstrom oder Überspannung stark abfallenden Regelgröße (Spannung bzw. Strom) für Generatoren, die von einer ein aufwärts und abwärts regelndes Organ enthaltenden Regelanordnung, insbesondere Eilregler, selbsttätig auf konstante Spannung bzw. konstanten Strom geregelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem abwärts regelnden Organ (8, Fig. i) ein mit einer Betriebsstrom oder -spanneng führenden Zusatzwicklung (gi) versehenes Spannungs- bzw. Stromrelais (9) parallel liegt, das in der Arbeitss.te11ung (Kontakt 93) auf Abwärtsregelung schaltet und das aufwärts regelnde Organ (7, Kontakt 70) ,der Regelanordnung unwirksam macht, insbesondere abschaltet, in der Ruhestellung (Kontakt 92) dagegen das aufwärts regelnde Organ (7, Kontakt 70) wirksam macht, insbesondere einschaltet und. zwischen: Arbeits- und Ruhestellung einen beispielsweise durch seinen Kontaktweg bedingten Toleranzbereich (Grenzen 920, 930) hat, bei solcher Abgleichung seiner Wicklungen (g, g-i), daß im normalen Strom- bzw. Spannungsbereieh (A, Fig.2) seine Ansprechgrenze über, im Überstrom- bzw. Überspannungsbereich (B) aber unterhalb der A.nsprechgre:nze des abwärts regelnden Organs (8) liegt. PATENT CLAIM: x. Device for achieving a controlled variable (voltage or current) which drops sharply in the event of overcurrent or overvoltage for generators which are automatically regulated to constant voltage or constant current by a regulating arrangement containing an upward and downward regulating organ, in particular rapid regulators, characterized in that to the downward regulating organ (8, Fig. i) a voltage or current relay (9) provided with an operating current or voltage tightly leading auxiliary winding (gi) is parallel, which switches in the Arbeits.te11ung (contact 93) to downward regulation and the upward regulating member (7, contact 70), which makes the control arrangement ineffective, in particular switches it off, in the rest position (contact 92), on the other hand, makes the upward regulating member (7, contact 70) effective, in particular switches on and. between: working and rest position has a tolerance range (limits 920, 930) caused by its contact path, for example, with such an adjustment of its windings (g, gi) that in the normal current or voltage range (A, FIG. 2) its response limit is above , in the overcurrent or overvoltage range (B) but below the response limit of the downward regulating organ (8). 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß,das Spannungsrelais (9) mit Zusatzwicklung (gi) einen Umschalter (go, 92, 93, Fig. i) hat, der in der Arbeitsstellung (Kontakt 93) :den Kontakt (8o) des abwärts regelnden Organs (8) überbrückt und den Stromkreis des Kontaktes (70) des aufwärts regelnden. Organs öffnet, in. .der Ruhestellung (Kontakt 92) dagegen schließt und die Überbrückung des Kontaktes (8o) des abwärts regelnden. Organs (8) aufhebt. Angezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 134191; deutsche Patentschrift Nr. 655 925.2. Apparatus according to claim i, characterized in that the voltage relay (9) with additional winding (gi) has a changeover switch (go, 92, 93, Fig. I), which is in the Working position (contact 93): the contact (8o) of the downward regulating organ (8) bridged and the circuit of the contact (70) of the upward regulating. Organ opens, in. The rest position (contact 92) on the other hand closes and the bridging of the contact (8o) of the downward regulating. Organ (8). Referred publications: Austrian Patent No. 134191; German patent specification No. 655 925.