CH242432A - Vorrichtung zur Regelung einer einen Verbraucher speisenden Wechselstromgrösse. - Google Patents

Description

  Vorrichtung zur Regelung einer einen Verbraucher speisenden     Wechselstromgrösse.       Die     Erfindung    bezieht sich auf eine     Vor-          richtung    zur Regelung     einer        einen    Verbrau  cher speisenden     Wecbzelstromgrösse,    z:     B.     zum     gonstanthalten        der    Amplitude der Speise  wechselspannung oder des Speisewechsel  stromes eines Verbrauchers.  



  Zum     gonstanthalten    einer     Speisewechsel-          spannung    sind Vorrichtungen bekannt, bei  denen ein mit     A.nzapfungen        versehener    Trans  formator verwendet     wird    und die     wirksame          Anzapfung    mittels Relais, die von der am  Verbraucher auftretenden     Spannung    gespeist       werden,    bei     Speisespannungsänderungen    der  art geändert wird, dass die am Verbraucher:  auftretenden     .Spannungsschwankungen    inner  halb gewisser Grenzen gehalten     werden'.     



  Die Regelempfindlichkeit und     -geschwin-          digkeit    derartiger     Vorrichtungen    ist natur  gemäss sehr beschränkt.  



  Diese Nachteile werden durch     mit    gesät  tigten Transformatoren ausgestattete Span  nungsregler vermieden; es tritt hierbei aber  eine oft     unerwünschte    Verzerrung -und     eine            Frequenzabhängigkeit    der     VerbraucUerspan-          nung    auf.  



  Die Erfindung bezweckt,     eine    Regelvor  richtung zu schaffen, bei der sämtliche     er-          "wähnte    Nachteile vermieden     werden    können.  



  Nach der     Erfindung    ist zur Regelung  einer einen     Verbraucher    speisenden Wechsel  stromgrösse (das heisst- der Spannung oder des  Stromes)     in    Reihe mit dem Verbraucher     eine          Regelspannung,    die     durch        Verstärkung    des       Spannungsunterschiedes    zwischen einer der  zu regelnden Grösse proportionalen     Spannung     und einer     Vergleichsspannung,    deren Fre  quenz derjenigen der Speisespannung ent  spricht, erzielt wird, derart     wirksam,

      dass  der erwähnte     Spannungsunterschied        geringer     wird.  



  Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist  vorteilhaft, weil     die    von der     Vergleichsspan-          nungsquelle    abzugebende     Leistung    praktisch  Null ist, so dass das     Konstanthalten    oder Än  dern der Spannung derselben in     bestimmter     Weise, z. B. entsprechend der     Spannung    der           Verbraucherspeisequelle,    praktisch     keine     Schwierigkeiten bereitet.  



  Bei der     erfindungsgemässen        Vorrichtung     folgt die     Wechselstromgrösse        immer    der Ver  gleichsspannung, und zwar     nicht    nur in Be  zug auf     Amplitude,    sondern auch in Bezug  auf ihre Form und sogar ihre Phase, sofern  der Phasenunterschied. zwischen der ungere  gelten     Spannung    und der     Vergleichsspannung          gering    ist.  



  Die Übereinstimmung in der Form der  Vergleichsspannung und des Verbraucher=       stromes    oder der Verbraucherspannung er  laubt, der Speisequelle, z. B. dem Stark  stromnetz,     innewohnende        Verzerrungen    durch  höhere Harmonische praktisch ganz zu ver  meiden. Zugleich werden     Störungen    anderer  Art geschwächt, falls. die Frequenz dieser  Störungen nur- innerhalb des vom verwende  ten. Verstärker     weitergegebenen    Frequenz  bereiches liegt.  



  Die Regelempfindlichkeit der erfindungs  gemässen Vorrichtung und die Schwächung       der    Störanfälligkeit nehmen mit dem Verstär  kungsgrad des     zur    Verstärkung des Span  nungsunterschiedes zwischen der Vergleichs  spannung     und    der der zu regelnden Wechsel  stromgrösse proportionalen     Spannung    verwen  deten Verstärkers zu.  



  Die Erfindung     wird:    nachstehend an Hand  von     Fig.    1 der     beiliegenden        Zeichnung,    die       ein        Ausführungsbeispiel        -einer    Vorrichtung  zur     Regelung    der an einem Verbraucher auf  tretenden Spannung darstellt, und an Hand  von     Fig.    2, in der eine     Vorrichtung    zur Re  gelung des, einen Verbrauchers durchfliessen  den Stromes schematisch dargestellt ist,  näher - erläutert.  



  In     Fig.    1 ist ein Verbraucher 1 darge  stellt, der aus     einem    mit den     Anschlussklem-          men    2, 3 zu verbindenden     Starkstromnetz    mit  einer Wechselspannung gespeist werden     muss;     die     unabhängig    von den     Netzspannungs-          schwankungen    ist.

   Zu diesem Zweck ist ein       Elektronenröhrenverstärker    4 von an sich aus  der     Verstärkertechnik    bekannter Art vorge  sehen, der vom     Spannungsunterschied    zwi  schen der am Verbraucher 1     herrschenden       Spannung und einer einer Quelle 5 entnom  menen Vergleichsspannung gesteuert     wird,

       die in Gegenphase mit der Verbraucherspan  nung ist und in Amplitude und Form mit  der     Verbrauchersollspaunung        übereinstimmt.     Diese Differenzspannung     wird    nach Verstär  kung     mittels    eines im Ausgangskreis des Ver  stärkers 4 liegenden Transformators 6 derart  in eine der Verbindungsleitungen     zwischen     Netz und Verbraucher<B>_</B>eingeführt, dass die  erwähnte Differenzspannung     geringer        wird.     Die     Spannung    am Verbraucher wird- sieh       nunmehr    in Bezug auf die     Amplitude,

      Form  und Phase nach der     Vergleichsspannung    orien  tieren.  



  Die erforderliche     Vergleichsspannung    lässt  sich auf verschiedene Weise erzeugen. Sie       kann.        _    z. B.     einem    aus dem Netz gespeisten  und mit der     Netzspannung    synchronisierten       Elektronenröhrengenerator        entnommen    wer  den, wobei an sich     bekannte        Mittel    zur Ver  meidung von     Amplitudenschwankungen    An  wendung finden. Ausserdem ist es z.

   B. mög  lich, die     Vergleichsspannung    durch Umwand  lung einer     konstanten        Gleichspannung    mit  tels     eines    mechanisch     schwingenden,    von der  Netzspannung- erregten Umformers zu erhal  ten, wobei     höhere,        Harmonische    der Ver  gleichsspannung durch Filter unterdrückt  werden.  



  Die Verbraucherspannung ist durch Ein  stellung der Amplitude der Vergleichsspan  nung,     wie    in der Zeichnung bei 5 mit     einem     Pfeil angedeutet ist, auf     einen        bestimmten          gewünschten    Wert einstellbar. Auch ist es  möglich, die     Verbraucherspannung    entspre  chend einer beliebigen     Grösse,    z.

   B. der     Netz-          spanneng    selbst oder gemäss     einer    andern  bestimmten     Gesetzmässigkeit   <B>zu</B> ändern,  indem man dafür Sorge trägt, dass sich die       Vergleichsspannung        entsprechend    ändert, was  zu Prüfungszwecken oder z. B. zu     Tempera-          turregelung    oder dergleichen     erwünscht    sein  kann.  



  Die Amplitude der Vergleichsspannung  braucht nicht derjenigen der Verbraucher  spanneng zu     entsprechen,        sondern    kann bei  Verwendung der in     Fig.    1     gestrichelt    darge-      stellten Schaltung beträchtlich kleiner sein,

    bei der ein von     Spannungsteilerverhältnis     eines parallel zum     Verbraucher    geschalteten       Spannungsteilers    7 bestimmter Bruchteil der       -Verbraucherspannung    in Reihe mit der     Ver-          gl1eichs        pannung    dem Verstärker     zugeführt          wird.    Diese Schaltung ist     vielfach    günstig im       Zusammenhang    mit der Erzeugung der     Ver-          gleichsspannung.    Zwar     nimmt    die Regel  empfindlichkeit entsprechend dem  <RTI  

   ID="0003.0015">   Teilungs-          verhältnis    des verwendeten     Spannungsteilers     ab, aber dies kann auf einfache und wenig       kostspielige    Weise durch entsprechende Ver  grösserung des verwendeten     Verstärkungsgra-          des        eingebracht    werden. Vermöge des ein  stellbaren     Teilungsverhältnisses    ist zugleich  auf einfache Weise die     Verbraucherspannung     regelbar.  



  Die vom Verstärker abzugebende Leistung  entspricht dem Unterschied in der vom Ver  braucher aufgenommenen Leistung bei Spei  sung     mit    der     erwünschten        Spannung    und- der  ungeregelten Spannung. Wenn also die zu er  wartenden     Netzspannungsschwankungen        zirka     5 % betragen, so soll der Verstärker für eine  Ausgangsleistung von 10 % der vom     Vei-          braucher    aufgenommenen Leistung bei der  vorgeschriebenen     Spannung    bemessen werden.  



  Im     Zusammenhang    hiermit ist es bei grö  sseren Verbrauchern, namentlich, wenn die  zu erwartenden     Netzspannungsschwankungen     grösser sind, vorteilhafter,     in    bezug auf die       Nutzwirkung        und    Anlagekosten, die darge  stellte Vorrichtung     zusammen    mit einer vor  geschalteten     Regelvorrichtung    anderer Art,  z. B. der eingangs erwähnten Art, zu verwen  den.

   Letztere     verursacht        dann    eine     im    Ver  gleich zu der in     Fig.    1 dargestellten Vorrich  tung grobe und träge Regelung, was aber       i    keinen Nachteil bildet, weil bei einem Stark  stromnetz die grossen Änderungen normaler  weise langsam erfolgen und bloss kleine     Kn-          derungen    schnell     stattfinden.    Diese schnellen,

         kleinen        Änderungen    und gegebenenfalls von  der andern Regelvorrichtung verursachten  Verzerrungen werden dann     mittels    der dem  Verstärker     entnommenen    Regelspannung aus  geglichen, wobei     dann    die     Ausgangsleistung       des Verstärkers     verhältnismässig    gering ge  wählt werden kann.  



  Bei der Speisung des Verbrauchers aus  einer Speisequelle mit einer geerdeten     An-          schlussklemme        ist    es erwünscht, die Regel  spannung in dem nicht geerdeten Verbin  dungsleiter     zwischen    Netz und Verbraucher,  wie dargestellt, wirksam     ,sein    zu lassen, weil       dann    der Verbraucher und zugleich eine der       Verstärkereingangsklemmen    geerdet werden       kann.     



  Auf die gleiche Weise wie die Verbrau  cherspannung ist auch der Verbraucherstrom  regelbar. Die der zu     regelnden    Grösse pro  portionale Spannung     wird    dabei, wie in  Mg. 2     dargestellt    ist, einem mit dem Ver  braucher in     Reihe    geschalteten Widerstand 8       entnommen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Vorrichtung zur Regelung einer einen Verbraucher speisenden Wechselstromgrösse, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit dem Verbraucher eine Regelspannung, die durch Verstärkung des. Spannungsunterschie- des:

   zwischen einer der zu regelnden Grösse proportionalen Spannung und einer Ver gleichsspannung von der der Wechselstrom grösse entsprechenden Frequenz erzielt wird, derart wirksam ist, dass der erwähnte Span- nungsunterschied geringer wird. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Vorrichtung nach Patentanspruch, zur Regelung der Speisespannung, dadurch ge kennzeichnet, dass die der zu regelnden Grösse proportionale Spannung einem parallel zum Verbraucher geschalteten Spannungsteiler entnommen wird. 2. Vorrichtung nach Patentanspruch, zur Regelung des Speisestromes, dadurch gekenn zeichnet, dass die der zu regelnden Grösse pro portionale Spannung von einem mit dem Ver braucher in Reihe geschalteten Widerstand abgegriffen wird. 3.

   Vorrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass das Spannungs- teilerverhältnis des Spannungsteilers einstell bar ist. 4. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch ,gekennzeichnet, dass der in. Reihe mit dem Verbraucher ge schaltete Widerstand regelbar ist:

   5. Vorrichtung -nach Patentanspruch, mit einem an eine geerdete Speisequelle anzu schliessenden Verbraucher, -dadurch gekenn zeichnet, dass die Regelspannung in dem mit der nicht geerdeten Anschlussklemme der Speisequelle zu verbindenden Anschlussleiter des Verbrauchers wirksam ist.

   6. Vorrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Spannungs- unterschied zwischen der der zu regelnden Grösse proportionalen Spannung und der Vergleichsspannung einem Verstärker mit einemAusgangstransformator zugeführtwixd, dessen Sekundärwicklung in Reihe mit dem Verbraucher geschaltet ist. 7.

   Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch' gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die Ampli tude der Vergleichsspannung einzustellen. B. Vorrichtung nach Patentanspruoh und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorgesehen sind, um die Phase -der Vergleichsspannung einzustellen.

   9. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Ändern der Vergleichsspan nung in Abhängigkeit von einer andern Grösse vorgesehen sind.

   10. Vorrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Speisequelle und dem Ver braucher eine Vorrichtung eingeschaltet ist, vfelche dem Verbraucher eine -vorgeregelte Wechselstromgrösse zuführt.