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Vorrichtung zur Erweiterung des Regelbereiches selbsttätig arbeitender
elektrischer Spannungsregler Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung
der bekannten Vorrichtung zur Erweiterung des Regelbereiches selbsttätig arbeitender
@elektrischer Spannungsregler mit Widerständen in Form von durch Druck regelbaren
Kühlescheibehsäulen. Bei dieser Vorrichtung sind die Kohleschesbensäulen aus unter
sich gleichen Elementen aufgebaut und rännen abschnittweise durch einen Magneten
von der Reihen- in die -Parallelschaltung und umgekehrt umgeschaltet werden.
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Die Umschaltung erfolgt bei der bekannten Vorrichtung durch einen
Magneten, der ständig vom Säulenstrom durchflossen wird, so daß unterhalb eines
bestimmten Belastungsstromes das Umschaltrelais in der der Reihenschaltung der einzelnen
Säulenabschnitte entsprechenden Stellung verharrt, während bei Ansteigen des Belastungsstromes
über einen bestimmten Wert durch den Magneten die Parallelschaltung vorgenommen
wird.
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Eine andere bekannte Ausführung der Erweiterung des Regelbereiches
solcher Regler besteht darin, durch mechanische Zwischenglieder, die von dem Anker
des regelnden Druckmagneten gesteuert werden, die Ein-bzw. Ausschaltung eines Nebensrhlußwiderstandes
vorzunehmen, der die Spannung in der Verbraucherleitung beeinflußt.
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Gegenüber diesen bekannten Einrichtungen
besteht das
Kennzeichen der Erfindung darin, daß die Umschaltung der Kohlensäuleabs:chnitte
durch die Ankerstellung des regelnden Magneten über ein Organ bewirkt wird, das
auf Impulse anspricht, wobei die Innpulse über Kontakte gegeben werden, die in den
Reglerendstellungen angebracht sind. Durch die Anordnung gemäß der Erfindung wird
also vermieden, daß dauernd vom Säulenstrom durchflossene Magnetspulen die Umschaltung
bewirken, und es wird erreicht, daß durch kurze Stromstöße von geringster Dauer
die notwendigen Umschaltorgane betätigt werden.
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Die Erfindung geht dabei von dem Gedanken aus, daß vor Erreichen bzw.
Üb.erschneiten des Widerstandsgrenzwertes des Reglers nicht erst die Abweichung
der zu überwachenden elektrischen Größe vom Sollwert abgewartet zu werden braucht,
sondern daß ja bereits die Stellung der den Druck auf die Kohlesäule regelnden Anordnung
maßgebend für die Erreichung des Grenzwertes ist und daher unmittelbar zur Steuerung
der Umschaltung benutzt werden kann.
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Zw eckmäßi;g wird die Umschaltung durch ein Kipprelais oder auch durch
ein Schrittschaltwerk vorgenommen, letzteres besonders dann, wenn mehr als zwei
Stufen vorgesehen sind.
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Ein ständig vom Säulenstrom erregter Magnet beeinflußt notwendigerweise
den zweiten Magneten, der die die Kohlescheihe zusammenpressende Feder steuert,
in schädlicher Weise, so, daß die Genauigkeit der Regelung im Hinblick auf die Notwendigkeit
des engen Zusammenbaues aller Teile beeinträchtigt wird. Durch die Erfindung w -ird
erstmalig bei engstem Zusammenbau aller Teile eine-Regelgenauigkeit erreicht, die
bisher nur bei weit auseinandergezogener Anordnung der Teile möglich war.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung äst i,n der Abb. i dargestellt.
In der Abb. i ist i ein Generator, 2 eine Batterie, welche zln Pufferschaltung mit
dem Generator arbeitet. 3 ist die Belastung, die in Gestalt von Glühlampen angedeutet
ist, d. eine Kohlesäule, deren drei, einzelne Abschnitte nebeneinander angeordnet
sind und die gemeinsam durch den Anker 5 eines Magneten zusammengedrückt werd n.
Die Erregung des Magneten erfolgt durch die Spule 6, welche über einen Widerstand
7 parallel zur Belastung 3 liegt. Der Widerstand 7 kann durch einen Schalter 8 kurzgeschlossen
-,xerden, wenn man die geregelte Spannung zu verändern beabsichtigt, z. B. bei Umschaltung
auf Schlaflicht. Befindet sich die Spannung des Generators, bzw. der Batterie unterhalb
des unteren Grenzwertes des Regelbereiches, so sind die Schalter 9, 1o und i i geschlossen.
Durch 9 fand io werden die drei Abschnitte der Kohlesäule zueinander _para,flel.
geschaltet. Ferner sind die Kontakte 12, 13 miteinander verbunden, was aber im Augenblick
wirkungslos ist, da der betreffende Stromkreis an der Stelle i.l. unterbrochen ist.
Steigt die Spannung an, so beginnt der Regler innerhalb des ersten Regelbereichs
seine Tätigkeit und hält die Spannung genau 'konstant. Erreicht dabei der Magnetanker
seine andere Grenzlage, so werden die Kontakte 15, 16 miteinander verbunden und
dadurch ein Stromkreis über den zur Zeit geschlossenen Kontakt i i, die Relaisspule
17, die Stromquelle und den Widerstand i9 hergestellt. Das Relais 17 zieht an, wirft
den Kippanker 2o um, so! daß nunmehr die Kontakte 9, io, i i unterbrochen, der Kontakt
1.1 geschlossen ist. Bei dieser Umschaltung werden gleichzeitig die Widerstandsabschnitte
aus der Parallelschaltung in die Reihenschaltung übergeführt, so daß jetzt der Regler
in, dem zweiten Regelabschnitt arbeitet. Ändern sich die Belastungsverhältnisse
so, daß der Magnetanker wieder zurückkehrt und die Kontakte 12, 13 berührt, so erhält
nunmehr über den Kontakt 14. die Relaisspule 18 Strom und bringt den Kippanker 2o
in seine ursprüngliche Lage zurück, so daß nunmehr - die Säulenabschnitte wieder
parallel geschaltet sind und der Regler im ersten Regelabschnitt arbeitet. Bisher
war angenommen, daß die Kohlesäule nur zwei verschiedene Widerstandskombinationen
annimmt. Man kann statt dessen aber auch eine noch weitergehende Unterteilung vornehmen,
um entsprechend mehr Widerstandskombinationen erzielen zu können. Dabei genügt dann
ein einfaches Kipprelais nacht mehr, sondern man wird statt dessen eines der bekannten
Sclirittschaltwerke vorsehen, welches beispielsweise durch die Spule 17 in einem
Sinne, durch die Spule i8 in entgegengesetztem Sinne fortgeschaltet wird. Bei jeder
Fortschaltung wird stufenweise eine neue Widerstandskombination hergestellt, durch
welche der Regler auf den nächsten höheren oder niederen Regelbereich umgeschaltet
wird.
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Die Unterteilung in eine größere Anzahl von Einzelabschnitten erfordert
eine verhältnismäßig große Zahl von Kontakten, die nach Möglichkeit :erspart werden
sollten. Man kann mit weniger Kontakten auskommen, weilnman die weiteren Stufen
durch einfaches Kurzschließen von äußeren Widerständen erzielt.
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Ein Beispiel hierfür zeigt schematisch die Abb.2, welche sich nur
auf die Kahlesäule und die Umschaltkontakte des Regelkreises bezieht. 9 und io sind
die der Abb. i entsprechenden Umschaltkontakte der Säulenabschnitte. 21 ist ein
vorgeschalteter Widerstand,
22 ein Schalter, der beim Erreichen
der einen Grenzlage des Reglers geöffnet werden kann, so daß der Widerstand 21 auch
noch in den. Reglerkreis eingeschaltet ist. Die Anordnung kann aber auch so getroffen
werden, daß zuerst mit Parallelschaltung der Säulenabschnitte gearbeitet wird, sodann
der Widerstand 21 J en parallel geschalteten Abschnitten vorgeschaltet wird, im
dritten Abschnitt die Säulenabschnitte unter Kurzs,chhtß des Widerstandes 21 in
Reihe geschaltet werden und im vierten Abschnitt der,Wmderstand 21 der Reihenschaltung
der Säulenabschnitte vorgeschaltet wird. Schließlich ist noch ein Schalter 23 vorgesehen,
durch -den bei Erreichen des unteren Grenzwertes des Reglers die ganze Säule kurzgeschlossen
werden kann, um auch den Restspannungsabfall der zusammengedrückten Säule für den
Belastungskreis aufzuheben. In letzterem Fall ist allerdings, um Pendelungen zu
vermeiden, erforderlich, daß gleichzeitig die Ampereiiindung:en der Spule 6 (Abt.
i) so verändert werden, etwa durch Ändern der Windungszahl oder des Vorsrhaltwiderstandes,
daß nach dem KuTzschiuß wieder Gleichgewicht bei einer entsprechend höheren Spannung
innerhalb des Reglermechanis:mus besteht.
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Schließlich ist es auch möglich, die Betätigung der Schalter 22 -
und 23 auch durch Strom- oder Spannungsrelais, z. B. Stromrelais 2q., außerhalb
des Reglers zu betätigen, so daß also die Umschaltungen bei Über- und Unterschreiten
einer bestimmten Belastungsstromstärke :oder eines Spannungswertes erfolgen.