Vorrichtung zur Einregelung elektrischer Grössen. Es sind Regeleinrichtungen bekannt, die dazu dienen, eine elektrische -Grösse einem vorgeschriebenen Sollwert anzupassen. Der artige Regler werden beispielsweise zur Regelung der Leistungsabgabe von Kraft maschinen, zum Beispiel von Turbinen, ver wendet, welche elektrische Stromerzeuger antreiben;
dabei wird meistens die jeweils vorhandene Leistungsabgabe -der Kraft maschine (Istwert) mit einem Vergleichswert verglichen und der Regler derart-ausgebildet, dass er bei Abweichungen zwischen den bei den Werten die Energiezufuhr zur Turbine becinflusst. Derartige Regler kann man bei spielsweise verwenden, um die zwischen zwei gekuppelten Energieverteilungsnetzen über gehende Leistung einem bestimmten Wert anzupassen. Dieser Wert kann beispielsweise im Laufe eines Tages von einem Fahrplan regler verstellt werden.
Bei .derartigen Ein richtungen kann es zum Beispiel beim Bruch der Kupplungsleitung -vorkommen, dass die Leistungsabgabe verhindert wird, der Regler aber trotzdem versucht, die Kraftmaschine zu einer erhöhten Leistungsabgabe zu veranlas sen. Derartige Vorgänge können nicht nur bei gekuppelten Netzen eintreten, sondern überall da, wo die Leistung einer Kraft maschine nach irgend einem vorgeschriebenen Wert beeinflusst wird. Es ist leicht einzu sehen, dass in den beschriebenen Fällen er hebliche Störungen hervorgerufen werden können.
Die Vermeidung derartiger Störun gen ist die Aufgabe der vorliegenden Erfin dung.
Die Vorrichtung zur Einregelung elek trischer Grössen gemäss der Erfindung ist mit einer Hilfsvorrichtung ausgerüstet, die an spricht, sobald der Istwert der elektrischen Grösse sich vom Sollwert um einen bestimm ten Betrag unterscheidet. Die zulässige Dif ferenz kann konstant sein, sie kann aber auch von einem Fahrplan abhängig gemacht werden. Die Differenz kann ferner abhängen vom Istwert oder vom Sollwert der Lei stungsabgabe. Wird die Leistungsabgabe nach einem Fahrplan verändert, so würde im letzteren Fall auch die zulässige Differenz von diesem Fahrplan abhängig sein.
Die Hilfsvorrichtung kann eine bekannte Vorrichtung zum Vergleichen des Istwertes mit dem Sollwert sein, bei welcher Geschwin digkeiten verglichen werden, von welchen die eine proportional dem Istwert, die andere proportional dem Sollwert ist. Bei einer sol chen wird periodisch ein Vergleichsvorgang unterbrochen und von neuem eingeleitet. Das Ansprechen findet statt, wenn der Istwert vom Sollwert um einen bestimmten Betrag abweicht.
Die Grösse -der Abweichung, bei welcher die Vorrichtung anspricht, ist dabei abhängig von den Zeiträumen zwischen dem Unterbrechen der Vergleichsvorgänge.
In der Zeichnung sind schematisch Aus führungsbeispiele -der Erfindung dargestellt. In Fig. 1 ist mit 1 ein Getriebe bezeichnet, dessen Umlaufsgeschwindigkeit proportional dem Istwert der Leistungsabgabe ist. Das Getriebe kann beispielsweise von einem Zäh ler angetrieben werden, oder, wie in der Ab bildung dargestellt, auch mittelbar durch das Z-Ankersystem 2, dem die Impulse eines Fernmesssenders mit Hilfe der Wicklung 3 zugeführt werden.
Mit 4 ist ein weiteres Ge triebe bezeichnet, dessen Umlaufsgeschwiu- digkeit dem Sollwert der Leistungsabgabe proportional ist und das in dem dargestell ten Beispiel durch das Z-Ankersystem 5 an getrieben wird. Die Umlaufsgeschwindigkeit des Z-Ankersystems 5 kann in bestimmten Zeitabschnitten, zum Beispiel im Laufe von 24 Stunden, durch einen Fahrplanregler in an sich bekannter Weise .verändert werden.
Zwecks Anpassung der Leistungsabgabe der Kraftmaschine an den Sollwert werden die Umlaufsgeschwindigkeiten der Räder 6 und 22 in an sich bekannter Weise mitein ander verglichen. Das Rad 6 treibt über die magnetische Kupplung 7 den Kontaktarm 8 an, der zwischem dem Kontaktpaar 9 durch die Feder 10 gehalten wird. Dieses Kontakt- paar 9 wird vom Rad 22 in Umdrehungen versetzt. Wenn die Umlaufsgeschwindigkei- ten der Räder 6 und 22 voneinander abwei chen, so kommt der Kontaktarm 8 mit einem Kontakt des Kontaktpaares 9 in Berührung und löst dadurch den Regelvorgang aus.
So bald dies geschehen ist, wird durch Lösen der lblagnetkupplung 7 der Kontaktarm 8 in bezug zu den Kontaktpaaren 9 in die Ruhe lage gebracht. Der eben beschriebene Teil der Regelvorrichtung ist an sich bekannt, so dass es sich erübrigt auf seine Wirkungsweise einzugehen.
Damit heim Überschreiten einer bestimm ten Differenz zwischen dem Ist- und dem Sollwert entweder ein Signal ausgelöst oder die Vorrichtung, die mit Hilfe des Kontakt paares 9 und des Kontaktarmes auf den Regler der Kraftmaschine einwirkt, ausser Betrieb gesetzt wird, werden auch die Um laufsgeschwindigkeiten der Räder 11 und 12 miteinander verglichen. Das Rad 11 treibt über die magnetische Kupplung 1.3 den Kon taktarm 14 an, der mit Hilfe der Feder 15 zwischen den Kontakten des Kontaktpaares 16 gehalten wird. Das Kontaktpaar 16 wird vom Rad 12 in Umlauf gesetzt.
Der Strom kreis der Magnetkupplung 13 wird mit Hilfe des Kontaktes 17 periodisch geöffnet, so dass der Kontaktarm periodisch gegenüber dem Kontaktpaar 16 in die Ruhelage geht. Der Kontaktarm kann daher mit einem Kontakt des Kontaktpaares 16 nur in Berührung kom men, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem Kontaktarm 14 und dem Kon taktpaar 16 so gross ist, dass die Wegdiffe renz ausreicht, um den Kontaktarm 14 mit einem Kontakt des Kontaktpaares 16 in Be rührung zu bringen.
Beim Auftreten einer bestimmten Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert der Leistungsabgabe kommt also der Kontaktarm 14 mit einem Kontakt des Kontaktpaares 16 in Berührung, so dass dadurch das Relais 1.8 erregt wird. Dieses Relais schliesst oder öffnet einen Sig nalstromkreis, oder beeinflusst den eigent lichen Regler. Das Relais 18 bekommt zweckmässig einen Haltekontakt bezw. es wird eine Fallklappe verwendet, damit der Alarm nach einmaligem Ansprechen bestehen bleibt. Es kann auch mit einem weiteren Kontaktpaar versehen sein, das im Strom kreis der Magnetkupplung 13 fliegt und die sen Stromkreis unterbricht, wenn die mit 19 bezeichnete Hilfsvorrichtung anspricht.
Die Zeiträume, die zwischen dem Unter brechen des Stromkreises der Magnetkupp lung 13 liegen, können konstant sein. In diesem Fall öffnet man zweckmässig den Kontakt 17 mit Hilfe einer mit konstanter Geschwindigkeit umlaufenden Nockenscheibe, die beispielsweise von einem Uhrwerk oder einem Synchronmotor -angetrieben werden kann.
Wenn man die Zeitdifferenz zwischen dem C)ffnen des Kontaktes 17 vom Istwert abhängig machen will, so kann man die Nockenscheibe 20, welche Idas Öffnen des Kontaktes 17 herbeiführt, beispielsweise mit Hilfe -des Rades 21 in Umlauf versetzen.
Will man dagegen die Zeiträume zwi schen dem Öffnen des Kontaktes 17 abhängig vom Sollwert der Leistungsabgabe machen, so braucht man nur die Nockenscheibe 20 mit Hilfe des Getriebes 4 in Umlauf zu ver setzen.
Hängt die Umlaufsgeschwindigkeit des Z-Ankersystems 5 in diesem Fall von einem Fahrplan ab, so wird auch der Zeitraum zwi schen den einzelnen Vergleichsvorgängen ab hängig von diesem Fahrplan. Will man da gegen die Zeiträume zwischen den Ver gleichsvorgängen von einem besonderen Fahrplan abhängig machen, so kann man die Nochenscheibe 20 von einem Motor, zum Bei spiel Gleichstromzähler, antreiben, dessen Umlaufsgeschwindigkeit von einem Fahr planregler, der zum Beispiel Widerstände in den Ankerstromkreis einschaltet, verändert wird.
Wenn bei der in der Abbildung dar- hestellten Einrichtung die Nockenscheibe 20 mit konstanter Geschwindigkeit umläuft, so spricht die Hilfsvorrichtung an, sobald die dem Z-Ankersystem zugeführten Impulse einen bestimmten Wert unterschreiten. Die- ser Wert ist abhängig von der Umlaufs geschwindigkeit des Z-Ankersystems 5, die aber meist innerhalb grösserer Zeiträume konstant ist.
Die gleiche Wirkung, nämlich das Ansprechen beim Unterschreiten einer bestimmten Anzahl der dem Z-Ankersystem 2 zugeführten Impulse kann man auch er reichen, wenn man die diesem System zu geführte Impulszahl in gewissen Zeit abständen kontrolliert, ob -die Summe die ser Impulse einen bestimmten Wert über- oder unterschritten hat.
Die Grösse der zulässigen Differenz zwischen dem Ist- und .dem Sollwert kann nicht nur durch Veränderung der Umlaufs geschwindigkeit des Kontaktpaares 16 oder durch Veränderung der Zeiträume zwischen dem Öffnen des Kontaktes 17 geschehen, sondern auch durch Verändern des Abstan des zwischen den Kontakten des Kontakt paares 16. Man kann beispielsweise je einen der Kontakte an einen von zwei gegenein ander verdrehibaren Armen setzen. Diese Arme können mit Zeiger und Skala ver sehen werden, so @dass man an der Skala ablesen kann, welche Differenz zulässig ist, ohne dass die 3ieherheitsvorrichtung an spricht.
Da der zeitliche Abstand zwischen der Aufeinanderfolge zweier Regelimpulse ein Mass für -die Differenz zwischen Ist- und Sollwert ist, so kann dieser Zeitabstand eben falls zur Betätigung der Hilfsvorrichtung benutzt werden.
In Abb. 2 ist dafür ein Ausführungsbei spiel dargestellt. Mit 31 und 32 sind zwei Steuerrelais bezeichnet. Es sei angenommen, dass das Relais 31 erregt wird, wenn die Lei stungsabgabe einer Kraftmaschine vergrössert werden soll, und dass das Relais 32 erregt wird, wenn die Leistungsabgabe verringert werden soll. Es sei ferner angenommen, dass die Relais nur kurzzeitig erregt werden, das heisst einen Kommandoimpuls erhalten und einen auf die Energiezufuhr der Kraft maschine unmittelbar einwirkenden Verstell motor eine bestimmte Zeit in Gang setzen. Die den Verstellmotor beeinflussenden Kon- takte der Relais sind in der Abbildung dar gestellt. Die an diese Kontakte angeschalte ten Stromkreise sind der Übersichtlichkeit halber nicht gezeichnet.
Um das Unter schreiten eines bestimmten Zeitabstandes zwischen zwei Regelimpulsen zu ermitteln, sind die Relais 31 und 32 mit :den parallel geschalteten Kontakten 33 und 34 ausge rüstet. Diese Kontakte sind mit der Erreger wicklung des Relais 35 in Reihe geschaltet. Der Anker dieses Relais spielt zwischen den Wechselkontakten 36 und 37. Wenn das Re lais 35 seinen Anker anzieht, so erhält die Erregerwicklung ,des Zeitrelais 38 Strom, das seinen Anker anzieht und -den in dem Strom kreis der Wicklung 40 der Fallklappe 41 liegenden Kontakt 39 schliesst. Wenn der Anker des Relais 35 abfällt, so wird auch der im Stromkreis der Wicklung 40 liegende Kontakt 37 geschlossen.
Nach Ablauf einer bestimmten, zweckmässig willkürlich einstell baren Zeit, öffnet das Relais den Kontakt 39.
Die Vorrichtung arbeitet in folgender Weise: Es sei zunächst angenommen, dass die Differenz zwischen Ist- und Sollwert ziem lich klein ist, also der Abstand zwischen den einzelnen Regelimpulsen ziemlich gross ist. Wenn eines der Relais 31- oder 32 die Kon takte 33 und 34 schliesst, so wird das Relais 35 erregt und schliesst den Kontakt 36. Da durch erhält das Zeitrelais 38 Strom und zieht<B>-</B>seinen Anker -an. Sobald der Regel impuls aufhört, lässt das Relais- 35 seinen Anker fallen; so dass nunmehr der -Kontakt 37 geschlossen wird.
Dadurch -wird der vom Minuspol zum Pluspol der Batterie über die Wicklung- 40, den Kontakt 39, den Kontakt 37 führende Stromkreis; der aber durch die Kontakte 33 bezw. 34 unterbrochen ist, vor bereitet. Nach Ablauf einer bestimmten Zeit lässt das Relais 38 seinen Anker fallen und öffnet den Kontakt 39, so dass der Anfangs zustand wieder hergestellt ist. Beim folgen den Regelimpuls spielt sich der beschriebene Vorgang in der gleichen Weise ab.
Ist die Zeitdifferenz zwischen zwei auf- einanderfolgenden,Regelimpulsen kleiner als die Abfallzeit des Relais 38, so wird einer der Kontakte 33 oder 34 wieder geschlossen, noch ehe das Relais 38 den Kontakt 39 öff net. Es wird somit der obenerwähnte Strom kreis der Hagnetwicklung 40 geschlossen, so dass die Fallklappe ausgelöst wird. Beim dar gestellten Ausführungsbeispiel schliesst die Fallklappe einen Kontakt 43, der zum Aus lösen eines akustischen oder optischen Sig nals benutzt werden kann.
Damit der Stromkreis über die Wicklung 40 in dem zuletzt erwähnten Falle sicher zu stande kommt, ist es zweckmässig, auch das Ansprechen des Relais 35 um eine kleine Zeit 2u verzögern, damit der Kontakt 37 nicht vorzeitig geöffnet wird. Die Verzögerungs zeit muss natürlich kleiner sein als die kür zeste Zeitdauer der Steuerimpulse.
Die beschriebenen Vorrichtungen können nicht nur dazu dienen, das Überschreiten einer bestimmten Differenz zwischen Ist- und Sollwert anzuzeigen, sondern sie können auch dazu ;benutzt werden, den Einfluss des Reglers auf die Veränderung der zu regeln den Grösse, zum Beispiel der Dampfzufuhr; unwirksam zu machen. In diesem Falle ist es zweckmässig dafür zu sorgen, dass ein an derer Regler in Tätigkeit tritt, beispielsweise ein Drehzahlregler. Die Einschaltung eine' besonderen Drehzahlreglers erübrigt - sich, wenn die Regelung auf eine bestimmte Lei stungsabgabe durch Verschieben der Charak teristik von Drehzahlreglern vorgenommen wird-.