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Einrichtung für die selbsttätige Regelung eines Stufentransformators
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung für die selbsttätige Regelung eines
Stufentransformators, bestehend aus einem zweiteiligen Stufenschalter und einem
Lastschalter. Bei bekannten, kontinuierlich die Spannung regelnden Apparaten benutzte
man bisher zur Steuerung des Regelwerks für Höher- oder Tieferregelung Spannungsrelais.
Da diese Relais aber sehr empfindlich sind, wird schon bei geringen Spannungsschwankungen
eine Verstellung des Regelwerks eingeleitet. Bei unruhigem Netzbetrieb ergibt sich
demzufolge auch ein unruhiger Regelbetrieb durch allzuhäufige Ausregelung des Stufentransformators.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, die empfindlichen und zu häufiger Ausregelung
Anlaß gebenden Spannungsrelais zu vermeiden und eine Einrichtung zu schaffen, die
ohne Spannungsrelais, aber mit Spannungsgleichhalter arbeitet, eine geringe Empfindlichkeit
hat, also seltenere Ausregelung ergibt, und darüber hinaus noch einfach, billig
und dauerhaft ist.
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Erfindungsgemäß ist der eine Pol der Eingangsseite eines an sich bekannten,
sich selbst regelnden Spannungsgleichhalters, der im wesentlichen aus einer gesättigten
und einer ungesättigten Drossel besteht, mit dem beweglichen Lastschalterkontakt
und
der andere Pol der Eingangsseite mit dem Anfang der Regelwicklung oder bei Ausführung
des Stufentransformators als Spartransformator mit dem Anfang des ungeregelten 'Wicklungsteiles
verbunden.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
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In den zum Transformator 5 führenden Netzleitungen i und :2 tritt
die schwankende, zu regelnde Spannung auf. Die Ausgangsspannung des Transformators,
also die Spannung der Leitungen 3 und 4, soll nach Einstellung auf einen bestimmten
Wert praktisch konstant gehalten werden. Der als Spartransformator ausgebildete
Transformator 5 hat einen ungeregelten Wicklungsteil 6 und einen angezapften Wicklungsteil
7. Die Netzleitung i wird vorzugsweise an die Mitte des Wicklungsteiles 7 angeschlossen.
Die Stufenschalteinriehtung besteht in bekannter Weise aus einem zweiteiligen Stufenwähler
8 und einem Lastschalter g. Außer den beiden beweglichen Kontakten des Stufenwählers
8 sind noch zwei bewegliche Kontakte io und i i vorhanden, die in der Grundstellung
des Stufenwählers 8 auf dem Stufenwähler benachbarten Stufen stehen. Von dem aus
ungesättigter, regelbarer Drossel 12, gesättigter Drossel 13 und Kondensator 14
bestehenden Spannungsgleichhalter liegt die regelbare Drossel 12 in der Leitung
4. Zwischen dem beweglichen Kontakt 15 dieser Drossel und der Leitung 3 ist die
gesättigte Drossel 13 mit parallel geschaltetem Kondensator 14 eingeschaltet. Die
beiden Kontakte io und ii sind hinter der Drossel 12, und zwar bei 16, mit der Leitung
4 verbunden. In jede der an den Kontakt io bzw. ii angeschlossenen Leitungen ig
und 2o ist ein Spannungswandler 17 bzw. i8 eingeschaltet. Statt Spannungswandler
können auch Widerstände verwendet werden. An den Spannungswandlern 17 und 18, in
einem Nebenschluß zu den an Stelle der Spannungswandler verwendeten Widerständen
oder direkt in den Leitungen ig und 20 liegen Relais, die den -NZotorantrieb für
die Stufenschalteinrichtung 8, g und die Kontakte 1o, 1 i unmittelbar oder über
Schütze in Tätigkeit setzen. Unter Umständen können die Relais fortfallen und zur
Speisung des Antriebsmotors der in den Leitungen ig und 2o fließende Strom benutzt
werden.
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Der Spannungsgleichhalter ist so ausgelegt, daß er Spannungsschwankungen
bis fast zur Größe einer Spannungsstufe auszugleichen imstande ist. Da Spannungsgleichhalter
bekanntlich urverzögerten Spannungsausgleich bewerkstelligen und bei richtiger Dimensionierung
die Sekundärspannung in weiten Grenzen der Spannung der Primärseite unabhängig ist
und die Ausbildung des Spannungsgleichhalters für Spannungsschwankungen von ± 2o
bis sogar i- 70°l0 ohne weiteres möglich ist, kann der Spannungsgleichhalter leicht
für den vorgegebenen Zweck, nämlich zur Ausgleichung von Spannungsschwankungen etwa
in der Größe einer Stufenspannung, bemessen werden.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende: Wenn die Netzspannung
zwischen den Leitern i und :z ansteigt, will auch die Netzspannung zwischen den
Leitern 3 und 4 steigen. Diesen Spannungsanstieg gleicht aber der Spannungsgleichhalter,
so lange der Spannungsanstieg noch nicht die Höhe der nächsten Stufenspannung erreicht
hat, aus. Die Spannung zwischen den Leitungen 3 und 4 bleibt also konstant. Überschreitet
aber die ansteigende Spannung die Spannung, die gerade noch vom Spannungsgleichhalter
zu bewältigen ist, dann ist schon nahezu die nächste Spannungsstufe erreicht. Da
aber auf dieser Stufe bereits der Kontakt io steht, erhält der Stromkreis ig die
bis nahe zur Stufenspannung angewachsene Spannung. Damit bekommt der an diese Leitung
unmittelbar oder mittelbar über Schütze od. dgl. angeschlossene Antriebsmotor Strom,
er läuft an und stellt die beiden Kontakte des Stufenwählers samt den danebenliegenden
Kontakten io und ii auf die nächstniedrigere Spannungsstufe um. Hier wird sich mit
Hilfe des Spannungsgleichhalters im Netz 3 und .4 wieder konstante Spannung einstellen.
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Bei fallender Netzspannung zwischen den Leitungen i und 2 spielt sich
der vorbeschriebene Vorgang in umgekehrter Weise ab. Wenn der Regelbereich des Spannungsgleichhalters
erschöpft ist, übernimmt der Stromkreis 2o die annähernd volle Stufenspannung und
setzt den in diesen Stromkreis eingeschalteten Antriebsmotor in Bewegung. Dadurch
tritt eine Verstellung der Stufenschalteinrichtung auf die nächsthöhere Spannungsstufe
ein.
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Der große Vorteil der Spannungsregeleinrichtung gemäß der Erfindung
besteht darin, daß bei Spannungsschwankungen, die sich etwa in der Größe von ± einer
Stufenspannung bewegen, keine Umschaltung des Stufenwählers erfolgt. Erst bei annäherndem
Erreichen der vollen Stufenspannung nach der einen oder anderen Seite wird die Verstellung
des Regelwerks bewerkstelligt. Dies bedeutet für die Praxis eine weitgehende Beruhigung
im Regelbetrieb, denn eine allzuhäufige Ausregelung des Stufentransformators wird
auf diese Weise vermieden.
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Ein weiterer Vorteil ist, daß der Spannungsausgleich ohne Verwendung
von der Abnutzung unterworfenen Verstellgliedern urverzögert erfolgt, daß das Gerät
beinahe unverwüstlich ist und daß es keinerlei Wartung oder Nachstellung bedarf.
Damit ist die Spannungsregeleinrichtung gemäß der Erfindung unbedingt betriebssicher
und, da sie auch einen guten Spannungsausgleich ergibt, ist mit ihr eine Einrichtung
geschaffen, die eine vielseitige Anwendung gestattet.