Vorrichtung zum Einregulieren einer elektrischen Grösse auf einen bestimmten Wert. Es ist vorgeschlagen worden, beispiels weise die Spannung eines Stdrkstromnetzes dadurch jeweils auf einen bestimmten Wert einzuregulieren, dass man die Spannungs- reguliervorrichtung von einem Schaltrelais folgender Zusammensetzung steuern lässt. Der 1. Teil eines Differentialgetriebes be tätigt einen die Reguliereinrichtung ein schaltenden Schalter, der 2. Teil des Diffe rentialgetriebes wird von einem EZ-Zähler in der einen Richtung, der 3.
Teil von einem Vergleichswerk, zum Beispiel von einem Synchronkleinmotor in entgegengesetzter Richtung angetrieben. Beim normalen Wert der Netzspannung läuft der EZ-Zähler und -der Synchronkleinmotor gleich schnell, der 1. Teil des Differentialgetriebes bleibt somit in Ruhe. Je nachdem nun die Spannung steigt oder fällt, läuft der EZ-Zähler schneller cder langsamer als das Vergleichswerk, und der 1. Teil des Differentialgetriebes wird in der einen oderandern Richtung betätigt und veranlasst eine Verstellung der Regulierein richtung im einen oder andern Sinne.
Trotz dieser einfachen und übersicht lichen Wirkungsweise haben bisher derartige Sehaltrelais nicht Eingang in die Praxis ge funden, da man bei ihrer konstruktiven Durchbildung auf geradezu unüberwindliche Schwierigkeiten stiess. Die Relais bewirkten schon bei geringen Schwankungen der Netz spannungen meist ein wildes Hinauf- und Hinabregeln der Spannung, so dass im End ergebnis die Spannungsschwankungen viel unerträglicher waren als beim Fortlassen des Relais.
Bei Einstellen des Relais auf grössere Trägheit durch entsprechende Wahl der Übersetzungsverhältnisse ergab sich aber der Nachteil, dass das Relais auf geringe Span nungsschwankungen überhaupt nicht an sprach, bei stärkeren Spannungsschwankun gen aber in ganz unregelmässigen, schwer be herrschbaren Zeitabständen.
Erfindungsgemäss lassen sich diese Nach teile vermeiden, wenn man zwei- Schaltrelais mit je zwei umlaufenden, über ein Differen tialgetriebe einen Steuerschalter betätigenden Teilen, von denen der eine mit einer der zu regelnden elektrischen Grösse proportiönalen Geschwindigkeit und der andere mit einer Vergleichsgeschwindigkeit umläuft, auf eine Reguliervorrichtung im Sinne der Erhöhung und der Verminderung der elektrischen Grösse einwirken lässt.
Die Erfindung soll anhand der Zeich nung erläutert werden.
In Fig. 1 ist ein Schaltschema der gesam ten Reguliervorrichtung dargestellt; Fig.2 zeigt eine besondere Ausbildung eines der in Fig. 1 dargestellten Schaltrelais. In. Fig. 1 ist ein erster Schaltarm 1 mit dem 3. Teil 13 eines ersten Differential getriebes verbunden, dessen erster Teil 11 mit einem von der Messgrösse beeinflussten, umlaufenden Messgerät 110, dessen zweiter Teil 12- in entgegengesetztem Sinne von einem mit unveränderlicher Geschwindigkeit umlaufenden Motor 12,0 angetrieben wird.
Beim Normalwert der Messgrösse wird der Schaltarm 1 mit einem gewissen, dem Un- empfindlichkeitsgrad entsprechenden Dreh momentsüberschuss von dem Motor 12,0 gegen den Anschlag 10 gedrängt. Steigt die Mess- grösse über einen bestimmten Betrag an, so wird der Arm 1 entsprechend dem Dreh zahlüberschuss des Messgerätes 110 in die durch den Schalter 14 gegebene Einschalte stellung bewegt.
Sobald dieser Schalter ge schlossen ist, wird mittelst des elektromagne tischen Blinkwerkes 1,5 die Reguliervorrich tung 16 im Sinne der Verkleinerung der Messgrösse, also im Sinne des Pfeils 17 be wegt, gleichzeitig wird von dem trägen Schaltrelais 18 vorübergehend der Strom kreis des Messgerätes <B>110</B> unterbrochen, so dass der nunmehr allein laufende Motor 120 den Schaltarm 1 wieder aus der Einschalt stellung unter Öffnung des Schalters 14 ent fernt.
Hat die Spannungsregelung um eine einzige Stufe nicht genügt, so bewegt sich jetzt der Arm 1 ein zweites Mal auf den Schalter 14, und die Reguliervorrichtung 16 wird um eine- weitere Stufe fortgeschaltet, bis schliesslich wieder auf den gewünschten Wert nachreguliert ist. In diesem Falle überwiegt das rückdrehende Moment des Mo tors 120, und der Schaltarm 1 wird wieder gegen den Anschlag 10 zurückbewegt. Durch Regelung des Abstandes a zwischen dem An schlag 10 und dem Schalter 14 kann bequem die Trägheit der Überwachungseinrichtung, durch Änderung der Drehmomente oder Drehzahl eines der Geräte 110, 120 kann der Empfindlichkeitsgrad geregelt werden.
In derselben Weise ist ein zweiter Schalt arm 2 mit dem dritten Teil 23 eines zweiten Differentialgetriebes verbunden, dessen erster Teil 21 von dem mit unveränderlicher Ge schwindigkeit umlaufenden Motor 210 und dessen zweiter Teil 22 von dem durch die Messgrösse beeinflussten Messgerät 2,20 im ent gegengesetzten Sinne angetrieben wird.
Bei dem Normalwert der Messgrösse wird der Arm 2 mit einem gewissen Drehmoments überschuss von dem Messgerät 220 gegen den Anschlag 20 gedrängt, beim Sinken der Messgrösse unter einen bestimmten Wert fällt die Drehzahl des Messgerätes 220 entspre chend ab, und der Arm 2 wird mit dem ent sprechenden Drehzahlüberschuss von derl Motor 210 in die durch den Schalter 24 be stimmte Einschaltestellung bewegt.
Sobald dieser Schalter geschlossen ist, wird mittelst des Blinkwerkes 25 die Reguliervorrichtung 16 im Sinne der Messgrössenerhöhung um einen Schritt weitergeschaltet, gleichzeitig wird durch das träge Schaltrelais 28 vorüber gehend der Motor 210 stillgesetzt, so dass das nunmehr allein laufende Messgerät 220 den Schaltarm 2 wieder aus der Einschaltestel- lung entfernt.
Auch hier wird, wenn die Regelung um eine Stufe nicht ausreicht, der Arm 2 wiederholt gegen den Schalter 24 be wegt, sobald jedoch der Normalwert erreicht ist, wird der Schaltarm 2 unter dem Dreh momentsüberschuss des Messgerätes 220 gegen den Anschlag 20 zurückbewegt.
Irin Ausführungsbeispiel ist die Mess- grösse die Spannung zwischen den Netz leitern 3, 4, an ,die bei 33, 34 die als E= Zähler wirkenden Messgeräte 110, 220 und die als Zeitzähler wirkenden Ferrarismotoren 120, 210 angeschlossen sind. Die Drehzahl der Messgeräte 110, 220 kann bequem bei spielsweise durch Verstellung der Brems magnete 111, 22'2 geregelt werden.
Im Ausführungsbeispiel wird die Ent fernung der Schaltarme 1, 2 aus den Ein schaltestellungen durch vorübergehende Still setzung der vorwärtstreibenden Apparate be wirkt. Man kann statt dessen aber auch zum Beispiel zwischen dem Teil 13 des ersten Differentialgetriebes und dem Schaltarm 1 eine Kupplung einschalten, die selbsttätig ausgerückt wird, wenn der Schaltarm die Einschaltestellung erreicht hat.
In diesem Falle kann durch eine Feder der Schaltarm wieder in die Anfangslage zurückgebracht werden, wo sich die Kupplung selbsttätig wieder schliesst oder es kann zwischen dem Teil 13 und dem Schaltarm 1 eine Schlupf kupplung eingeschaltet werden, dann wird zweckmässig der Schaltarm durch einen in der Einschaltestellung vorübergehend erreg ten Elektromagnet ruckartig unter Gleiten der Schlupfkupplungshälfte in die Aus gangsstellung gebracht, oder es kann zwi.@ sehen dem Differentialgetriebeteil 13 und dem Schalter 1 ein Labilgetriebe bekannter Art,
zum Beispiel ein Fallgewichtsgetriebe eingeschaltet werden, das seine Labilstellung kurz vor der Einschaltestellung des Schalt armes erreicht, dass also der Schaltarm nach Überschreiten dieser Labilstellung vorüber gehend den Schalter 14 schliesst und dann sogleich wieder in die Ausschaltestellung zu rückkehrt.
Ein vollkommen sicheres Arbeiten der Schaltrelais auch unter ungünstigsten Be triebsverhältnissen lässt sich nach einer wei teren Ausgestaltung der Erfindung erzwin gen, wenn die Kraftleitungen zwischen dem Differentialgetriebe und dem umlaufenden Messwerk bezw. Vergleichswerk frei von selbstsperrenden Getriebeteilen, insbesondere von Schneckengetrieben, sind. Dies bietet den erheblichen Vorteil,
dass bei Differenzen in den Drehgeschwindigkeiten zwischen Messwerk und Vergleichswerk über das Differentialgetriebe ein Drehmomentaus- gleich möglich ist, sobald der mit dem ersten Teil des Differentialgetriebes gekuppelte Schaltteil eine seiner Endstellungen erreicht hat. Dadurch wird ein starkes Andrücken dieses Teils an seine Endanschläge, das sonst eine erhebliche Steigerung der Zahndrücke im Getriebe zur Folge hat, vermieden und erst dadurch erhalten das Messwerk und das Vergleichswerk die für ein zuverlässiges Ar beiten erforderliche Bewegungsfreiheit und Entlastung.
Das Schaltrelais soll anhand der Fig.2 näher erläutert werden.
Von dem Differentialgetriebe ist der Teil 5 über die Rutschkupplung 50 mit dem Schaltarm 51 verbunden. Der Teil 6 wird in der einen Richtung von dem EZ-Zähler 60, der Teil 7 in entgegengesetzter Richtung von dem Synchronkleinmotor 70 angetrieben. Die Kraftleitungen sind frei von selbst sperrenden Getrieben.
Auf der Welle des Schaltarmes 51 sitzt das Ritzel 52, das das Segment 53 und die Feder 54 in der Richtung der Einschaltbewe gung, Pfeil 5-5, zu drehen sucht. Fest auf der Schaltarmwelle ist ausserdem das eine Ende der Blattfeder 56 und das eine Ende des Bleches 57 aus unter Beibehaltunz der Formänderung biegsamem Material \ange bracht. Die Blattfeder 56 legt sich mit einer gewissen Vorspannung gegen den Anschla- 58 des Schaltarmes 51, während zwischen ihr und dem Anschlagblech .57 ein gewisser Zwischenraum freigelassen ist.
An der Blatt feder ist der aus magnetisch leitfähigem Ma terial bestehende Anker 59 angebracht, auf den der ringförmige und geschlitzte Dauer magnet 590 einwirkt. Im Hubweg der Blatt feder 56 ist der die Reguliereinrichtung steuernde Schalter 560 angebracht. Die eine Endstellung des Schaltarmes 51 und der Blattfeder 56 ist durch die Lage des Schal ters 560 und des Dauermagnetes 590 be stimmt, die andere Endstellung durch den Anschlag :510 auf der mittelst der Marke<B>511</B> einstellbaren Skalenscheibe 112, die drehbar und gleichachsig zur Welle des Schaltarmes 51 gelagert ist.
Das Getriebe arbeitet auf folgende Weise: Je nachdem die Drehzahldes Antriebswerkes 60 oder 70, überwiegt, wird der Teil 5 des Differentialgetriebes und der Schaltarm 51 im Sinne des Pfeils 5.5 oder im entgegen gesetzten Sinne bewegt.
Wird er aus der ge zeichneten Stellung im Sinne des Pfeils 55 angetrieben, so wird bei einer bestimmten Annäherung des Ankers 59 an dem Luftspalt im Dauermagnet -590 die Blattfeder 56 unter Überwindung der Vorspannung von dem An schlag .58 ruckartig abgehoben und schliesst den Schalter 560, der mittelst Schaltschütz die Reguliereinrichtung betätigt. Entspre chend der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung wird dabei gleichzeitig das die Bewegung im Sinne des Pfeils 5,5 hervorrufende Antriebs werk,
also entweder 60 oder 70 kurzzeitig ausgeschaltet, so dass also der Schaltarm 51 kurz nach dem Kontaktschluss vorübergehend rückläufig bewegt wird. Bei dieser Bewe gung wird die Blattfeder<B>U</B> durch das Blech 57 zunächst gekrümmt, da der Anker 19 vor erst noch durch den Dauermagnet 590 fest gehalten wird. Erst wenn die durch die Krümmung erzeugte elastische Kraft der Fe der die Zugkraft des Magnetes überwiegt, wird der Anker 59 losgerissen, und die Blatt feder 56 schnellt gegen den Anschlag 58 zu rück. Dadurch wird der Schalter 560 ruck artig geöffnet.
War die Regulierung aus reichend, so bleibt der Schaltarm 51 in Ruhe, war sie nicht ausreichend, so wird er neuerdings im Sinne des Pfeils 55 gegen den: Schalter 560 bewegt und be wirkt einen neuen Reguliervorgang. Ist eine Spannungsregelung im entgegengesetz ten Sinne, zum Beispiel eine Spanuungs- erhöhung, erforderlich, so legt sich der Schaltarm 51 gegen den Anschlag 510. Das Relais bleibt also in Ruhe.
Eine starke An pressung des Armes an den Anschlag wird dadurch verhütet, dass sich die Drehmomente der Antriebswerke 60, 70 wegen Fehlens selbstsperrender Getriebe über das Differen tialgetriebe 5, 6, 7 hindurch entsprechend ausgleichen. Dadurch wird eine unzulässige, die Messgenauigkeit störende Abbremsung der Werke 60 und 70 verhütet. Diese sind also ohne weiteres in der Lage, bei Spannungs regulierungen im ursprünglichen Sinne, also beispielsweise bei Spannungserniedrigungen, sofort den Arm 51 wieder in Richtung des Pfeils 55 in Bewegung zu setzen.
Dia Span nungsregelung im entgegengesetzten Sinne, also beispielsweise die Spannungserhöhung, bewirkt, wie bei -der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung, ein zweites entsprechend ge bautes Schaltrelais, das entweder durch Ver tauschen der Antriebswerke 60 und 70 oder der durch den Schalter 560 und den Anschlag 510 gegebenen Endstellung aus dem dar gestellten Relais abgeleitet werden kann.
Die Kraft der auf das Segment 5.3 ein wirkenden Feder ist derart eingestellt, dass sie zur Überwindung der Zahnreibung ilrL Differentialgetriebe 5 bis 7 ausreicht. Durch diese, auf den Schaltarm 51 einwirkende Zu satzkraft wird die sogenannte Zahnluft in dem Differentialgetriebe ausgeglichen. Dies bietet den erheblichen Vorteil, dass die An sprechzeit des Relais besser beherrscht wer den kann. Die Ansprechzeit kann durch #rerdrehen der Skalenscheibe 512, also durch Verstellen des Anschlages 510 bequem ge regelt werden.