DEP0010732DA

DEP0010732DA - Electrical regulator, especially for regulating a generator voltage

Info

Publication number: DEP0010732DA
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl-Ing. Dr. Edler
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1951-01-11

Description

Die Erfindung geht darauf aus, mit möglichst einfachen Mitteln einen betriebssicheren, genau arbeitenden und leicht einstellbaren elektrischen Regler, insbesondere zur Regelung einer Generatorspannung zu schaffen. Sie macht dabei von an sich bekannten Bauelementen der Reglertechnik Gebrauch. Erfindungsgemäss schaltet eine Vorrichtung zur Überwachung der geregelten Grösse, die beispielsweise aus einem je bei Über- und Unterschreiten des Sollwertes ansprechenden Relais besteht, sobald die geregelte Grösse einen vorgegebenen Toleranzbereich über- oder unterschreitet, einen Motor auf Vor- bzw. Rücklauf, der ein Potentiometer o.dgl. zur mittel- oder unmittelbaren Beeinflussung der zu regelnden Grösse antreibt. Um ein übermässiges Regeln i9nfolge des durch die Trägheit des Motors bedingten Nachlaufs zu vermeiden, empfiehlt es sich den Motor durch eine Dämpfungsvorrichtung jeweils bei Erreichung der Sollstellung des Potentiometers sofort abzubremsen. Zu diesem Zweck kann ein mit dem Anker des Motors inThe aim of the invention is to use the simplest possible means to create an operationally reliable, precisely working and easily adjustable electrical regulator, in particular for regulating a generator voltage. It makes use of control technology components that are known per se. According to the invention, a device for monitoring the controlled variable, which consists, for example, of a relay that responds when the setpoint is exceeded or undershot, as soon as the controlled variable exceeds or falls below a specified tolerance range, switches a motor to forward or reverse, which has a potentiometer or the like. to directly or indirectly influence the variable to be controlled. In order to avoid excessive regulation as a result of the overtravel caused by the inertia of the motor, it is advisable to brake the motor immediately with a damping device when the potentiometer reaches the desired position. For this purpose, a with the armature of the motor in

Reihe liegendes Schaltrelais mit einem den Motoranker kurzschliessenden, in die Kurzschlusstellung strebenden Schalter verwendet werden. Die Erregerwicklung des das Potentiometer antreibenden Motors liegt am besten dauern an Spannung, mit keine Zeit für den Feldaufbau verlorengeht. Eine besonders vorteilhafte Schaltung erhält man dadurch, dass man den Motoranker mit dem einen Pol an die Mitte seiner Feldwicklung anschliesst, während sein anderer Pol über eine von der Überwachungsvorrichtung der geregelten Grösse gesteuerte Stromweiche abwechselnd mit dem einen oder anderen Ende der Feldwicklung verbunden wird. Um dem Motoranker möglichst geringe Trägheit zu geben, verwendet man Motoren der bekannten Gattung mit freitragender einwandfreier Ankerwicklung.A series of switching relays can be used with a switch that short-circuits the motor armature and strives for the short-circuit position. The excitation winding of the motor driving the potentiometer is best kept on voltage, so that no time is lost for the field build-up. A particularly advantageous circuit is obtained by connecting one pole of the motor armature to the center of its field winding, while its other pole is alternately connected to one or the other end of the field winding via a current switch controlled by the controlled variable monitoring device. In order to give the motor armature as little inertia as possible, motors of the known type with self-supporting, flawless armature winding are used.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. Ein Netz 1 soll von einem Generator 2 gespeist werden. Die Spannung soll sich innerhalb eines engen Toleranzbereiches halten. Zu diesem Zweck ist mit der Erregerwicklung 20 des Generators 2 ein Regelwiderstand, Potentiometer 3, in Reihe geschaltet, dessen Kontaktarm von einem Motor 4 mit freitragender Läuferwicklung angetrieben wird. Die Feldwicklung 5 des Motors liegt dauernd an einer Gleichstromquelle 6 oder auch am Netz 1. An der Mitte M der Wicklung ist über eine Relaiswicklung 7 der eine Pol des Ankers 4 angeschlossen, der andere Pol ist mit einer aus zwei Relaisschaltern 8, 9 bestehenden Stromweiche und über Vorwiderstände 10 mit den Enden der Wicklung 5 verbunden. Die Relaiswicklung 7 steuert einen in die Schliesstellung strebenden Kurzschlussschalter 11 für den Anker 4. Die Schalter 8 und 9 werden von zwei am Netz 1 liegenden Relais 80, 90 mit Einstellvorrichtungen 81, 91 gesteuert. Das Relais 80 spreche bei Überschreitung, das Relais 90 bei Unterschreitung eines Toleranzbereiches an.The invention is explained in more detail with reference to the drawing. A network 1 is to be fed by a generator 2. The tension should be kept within a narrow tolerance range. For this purpose, a control resistor, potentiometer 3, is connected in series with the excitation winding 20 of the generator 2, the contact arm of which is driven by a motor 4 with a cantilevered rotor winding. The field winding 5 of the motor is permanently connected to a direct current source 6 or to the network 1. One pole of the armature 4 is connected to the center M of the winding via a relay winding 7, and the other pole is connected to a current switch consisting of two relay switches 8, 9 and connected to the ends of the winding 5 via series resistors 10. The relay winding 7 controls a short-circuit switch 11 for the armature 4, which strives into the closed position. The switches 8 and 9 are controlled by two relays 80, 90 with setting devices 81, 91 connected to the network 1. The relay 80 responds when it is exceeded, the relay 90 when it falls below a tolerance range.

Die Anordnung arbeitet folgendermassen: Unterschreitet die Spannung den Toleranzbereich, dann schliesst das Relai alter 9. Dadurch erhält der Anker 4 Strom in dem einen Sinne und läuft im Pfeilsinn. Gleichzeitig erhält auch die Relaiswicklung 7 Strom und öffnet den Schalter 11. Das Potentiometer wird nun im Pfeilsinn verstellt, der Strom der Erregerwicklung 20 erhöht, die Spannung des Netzes 1 steigt. Sobald sie wieder in den Toleranzbereich gelangt, öffnet das Relais 90 den Schalter 9. Dadurch wird der Anker 4 stromlos, ebenso die Relaiswicklung 7 und der Schalter 11 wird geschlossen. Durch Kurzschluss des Ankers wird dieser, der an sich wegen seines kleinen Trägheitsmomentes rasch zur Ruhe kommen würde, fast augenblicklich stillgebremst, so dass also jede Überregelung durch Motornachlauf vermieden wird.The arrangement works as follows: If the voltage falls below the tolerance range, then the relay closes 9. As a result, the armature 4 receives current in one sense and runs in the direction of the arrow. At the same time the relay winding 7 receives current and opens the switch 11. The potentiometer is now adjusted in the direction of the arrow, the current of the excitation winding 20 increases, the voltage of the network 1 increases. As soon as it comes back into the tolerance range, the relay 90 opens the switch 9. As a result, the armature 4 is de-energized, as is the relay winding 7 and the switch 11 is closed. By short-circuiting the armature, the armature, which would come to rest quickly due to its small moment of inertia, is braked almost instantly so that any over-regulation caused by the motor overrun is avoided.

Steigt die Spannung über den Toleranzbereich, dann schließt das Relais 80 den Schalter 8, der Schalter 11 wird geöffnet, der Motor läuft in entgegengesetztem Sinne, ebenso das Potentiometer 3. Dadurch wird der Erregerstrom in der Wicklung 20 verkleinert, die Spannung des Netzes 1 sinkt. Sobald sie wieder in den Toleranzbereich gelangt, wird der Schalter 8 geöffnet und der Motor 4 wieder stillgesetzt. Durch Verstellen der Regelwiderstände 81, 91 kann die Lage und Breite des Toleranzbereiches leicht geändert werden. Da der Motor praktisch keinen Nachlauf hat, kann der Toleranzbereich auch sehr schmal gehalten werden, ohne dass ein dauerndes Pendeln des Motors und des Potentiometers zu befürchten ist.If the voltage rises above the tolerance range, the relay 80 closes the switch 8, the switch 11 is opened, the motor runs in the opposite direction, as does the potentiometer 3. This reduces the excitation current in the winding 20 and the voltage of the network 1 drops . As soon as it comes back into the tolerance range, the switch 8 is opened and the motor 4 is stopped again. By adjusting the variable resistors 81, 91, the position and width of the tolerance range can be easily changed. Since the motor has practically no overtravel, the tolerance range can also be kept very narrow without having to worry about constant oscillation of the motor and the potentiometer.

Die Anordnung kann in mannigfaltiger Weise noch verbessert werden. So kann man z.B. die Drehzahl des Motors 4 durch überbrückbare Vorwiderstände, Spannungsquellen o.dgl. veränderlich machen und durch Relais o.dgl., die auf die Grösse der Über- oder Unterschreitung des Toleranzbereiches, auf die Geschwindigkeit dieser Vorgänge o.dgl. ansprechen, steigern oder verringern. Es werden dann raschere und stärkere Spannungsschwankungen schnell ausreguliert als schwächere und langsamere.The arrangement can still be improved in various ways. For example, the speed of the motor 4 can be adjusted using bridgeable series resistors, voltage sources or the like. Make variable and by relays or the like. Which on the size of the overshoot or undershoot of the tolerance range, on the speed of these processes or the like. address, increase or decrease. Faster and stronger voltage fluctuations are then quickly compensated for than weaker and slower ones.

Die Erfindung bietet den Vorteil, dass mit verhältnismässig einfachen Mitteln eine genaue und betriebssichere Regelung erzielt wird.The invention offers the advantage that a precise and reliable regulation is achieved with relatively simple means.

Claims

1. Electrical regulator, in particular for regulating a generator voltage, characterized in that a device (8, 80, 81 and 9, 90, 91) for monitoring the regulated variable as soon as this variable has reached a predetermined level (by setting the series resistors 81, 91) Exceeds or falls below the tolerance range, switches a motor (4, 5) to forward or reverse, which a potentiometer (3) or the like. for direct or indirect influencing (excitation current of the generator winding 20) the variable to be controlled (voltage of the network 1) drives.

2. Controller according to claim 1, characterized by a damping device (relay 7 with short-circuit switch 11 for the armature 7), each of which brakes the motor (4, 5) when the desired position of the potentiometer (3) is reached.

3. Regulator according to Claim 1 and 2, characterized in that the motor armature (4) is connected to one pole approximately in the middle (M) of its field winding (5) which is permanently connected to voltage (battery 6), while its other pole is connected via a current switch (8, 9) controlled by the monitoring device (80, 91, 90, 91) of the regulated variable is alternately connected to one or the other end of the field winding (5) or is switched off.

4. Regulator according to claim 1 to 3, characterized in that the damping device consists of a relay (7) lying in series with the armature (4) and a short-circuit switch (11) for the armature (4) which is actuated by the armature and striving for the closed position consists.

5. Regulator according to claim 1 to 4, characterized in that the monitoring device for a regulated voltage consists of two switching relays (8, 80, 81 and 9, 90, 91), one of which (8, 80, 81) at over -, the other (9, 90, 91) responds when falling below a set tolerance range, and that the two relays have setting devices (81, 91) for the response limit, which can be set independently of one another.