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Vorrichtung zur Regelung von Betriebsgrössen.
Es ist bekannt, Betriebsgrössen in der Weise zu regeln, dass in Abhängigkeit von dem augenblicklichen Wert der Betriebsgrösse ein bewegliches Glied angetrieben wird, das im folgenden als Zwischenglied bezeichnet ist, und dass die Regelbewegung vom Unterschiede der Geschwindigkeit des Zwischengliedes und eines zweiten beweglichen Gliedes, Vergleichsglied genannt, abgeleitet wird.
Gemäss der Erfindung wird das Zwischenglied durch eine Folge von Impulsen, deren Häufigkeit von dem augenblicklichen Wert der Betriebsgrösse beeinflusst wird. schrittweise angetrieben. Die Impulse können irgendwelcher Art sein, z. B. elektrischer oder mechanischer Art. Sie ergeben den Vorteil, dass auch grössere Entfernungen oder fremde Einflüsse auf die Leitungen die Sicherheit der Regelung nicht beeinträchtigen können ; denn da jeder Impuls einen Bewegungsschritt veranlasst, kommt es nur auf die Zahl der Impulse an, nicht aber auf ihre Intensität. Während die Intensität übertragener Energien leicht Änderungen unterliegt, wird die Häufigkeit von Impulsen im wesentlichen immer unverändert bleiben.
Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung, die sich zur Durchführung des
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Wechselstromleitung 25 konstant gehalten werden, und zwar durch Verstellung des Ventiles 2 (Fig. 2) für die Antriebsmaschine eines die Leitung speisenden Stromerzeugers. Die Verstellung dieses Dampfventiles beim Steigen oder Fallen der konstant zu haltenden Leistung in der Leitung 25 ist die Aufgabe, die mit den Mitteln gemäss der Erfindung zu lösen ist. Der Wattstundenzähler 26 läuft mit einer der Energie in Leitung 25 entsprechenden Geschwindigkeit und treibt einen Kommutator 27 an, der in die Leitung 28 abwechselnd positive und negative Stromstösse aus der Stromquelle 29 sendet.
Diese Stromstösse erregen zwei Spulen 9 und 30, die mit gekreuzten Achsen angeordnet sind und in deren Felde ein Z-Anker 31 drehbar angeordnet ist, wie dies vom Antriebsmechanismus der Nebenuhren her bekannt ist. Bei jedem Stromstoss macht der Z-Anker eine viertel Umdrehung, und zwar immer in derselben Drehrichtung. Er treibt über die Schnecke 3, 2 und das Schneckenrad 33 das Zwischenglied 34 an.
Das Zwischenglied besteht aus einem Arm, dessen Ende. wie Fig. 2 in seitlicher Ansicht zeigt, gegabelt ist und mit zwei Kontaktschrauben 35 und 36 ausgerüstet ist. Diese sind mit dem positiven und negativen Pol der Stromquelle 29 verbunden. Zwischen den Kontaktschrauben 35 und 36 liegt ein Kontakt 37, der ebenfalls an einem umlaufenden Arm 38 befestigt ist. Dieser ist als Vergleichsglied bezeichnet und wird bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ebenfalls von einem Z-Anker 39 über die Schnecke 40 und das Schneckenrad 41 angetrieben.
Der Z-Anker 39 macht seine schrittweisen Umdrehungen im Felde der kreuzweise gelagerten Spulen 42 und 43. Da die Energie in der Leitung, 95 auf einen konstanten Wert geregelt werden soll. muss auch das Vergleichsglied 38 eine konstante Geschwindigkeit besitzen, der
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Z-Anker 39 muss also durch Stromstösse konstanter Häufigkeit bewegt werden. Zu diesem Zweck wird von der Stromquelle 29 die Scheibe eines Gleichstromzählers 44 angetrieben, und zwar über einen Regelwiderstand 45 ; die Erregerwicklung ist mit 46 bezeichnet. Die Wirbelstrombremse 47 ist nicht, wie gewöhnlich, ein permanenter Magnet, sondern ein Elektromagnet, dessen Erregung von der Spannung der Stromquelle 29 abhängig ist.
Bei sinkender Spannung der Stromquelle wird also das Bremsmoment schwächer, die Zählerscheibe nimmt höhere Geschwindigkeit an. Dadurch wird der Geschwindigkeitsabfall ausgeglichen, der durch Nachlassen der Spannung am Anker entstehen würde. Innerhalb gewisser Grenzen ist es jedenfalls auf diese Weise möglich, die konstante Geschwindigkeit der Zählerscheibe 44 auch bei nicht ganz konstanter Antriebsspannung aufrecht zu erhalten.
Durch die beiden Z-Anker 31 und 39 werden das Zwischenglied 34 und das Vergleichsglied 38 schrittweise angetrieben. Der Spielraum des Kontaktes 37 zwischen den Kontaktschrauben 35 und 36 kann durch deren Verdrehung eingestellt werden, um die Empfindlichkeit der Regelung zu beeinflussen. Der Spielraum muss auf alle Fälle genügend gross sein. um nicht schon dadurch einen Kontaktschluss herbeizuführen, dass die Schritte der Z-Anker nicht gleichzeitig erfolgen. Solange die durch diese Schritte erzielten mittleren Geschwindigkeiten des Zwischengliedes 34 und des Vergleichsgliedes 38 dieselben bleiben, soll kein Kontaktschluss eintreten.
Erst wenn die Energie in 25 beispielsweise zu gross wird, erfolgen die Schritte des Z-Ankers 31 zu häufig, die mittlere Geschwindigkeit des Zwischengliedes 34 wächst, so dass sein Kontakt 35 den Kontakt 37 des Vergleichsgliedes 38 einholt. Dadurch erhält der Motor 15 (Fig. 2) Strom und treibt über die Schnecke 16 das Schneckenrad 17 an. Dieses ist mit einem Anschlagstift 18 versehen, der bei jedem Umlauf das Schaltrad 19 um einen Zahn weiter schiebt. Ein mit diesem gekuppeltes Ritzel greift in d. as Zahnsegment 20 ein) durch das das Ventil 2 weiter geschlossen wird. Ist umgekehrt die Energie in 25 zu gering, so wird der Kontakt 36 des Zwischengliedes vom Kontakt 37 des Vergleichsgliedes eingeholt, der Motor 25 erhält Strom umgekehrter Richtung und verstellt das Dampfventil 2 im Sinne grösserer Öffnung.
Um die Wechselstromenergie in der Leitung 25 auf verschiedene Werte einstellen'zu können, wird die mittlere Geschwindigkeit des Vergleichsgliedes 38 einstellbar gemacht. Zu diesem Zweck ist der Regelwiderstand 45 vorgesehen, der die konstante Geschwindigkeit der Zählerscheibe 44 einzustellen gestattet.
Fig. 4 zeigt eine Ausführung des Zwischengliedes, die in vielen Fällen eine noch bessere Regelung gewährleistet. Hiernach besteht das Zwischenglied aus sechs federnden Kontaktträgern, von denen die Kontaktträger 61. 62, 63 an einer Nabe 60 befestigt sind, während die drei Kontaktträger 64, 65, 66 auf einer dahinterliegenden Nabe, die in der Abbildung nicht zu sehen ist, sitzen. Die beiden Naben lassen sich gegenseitig verdrehen, damit der Spielraum für den Kontakt 37 des Vergleichsgliedes 38 eingestellt werden kann. Im Betriebe sind dann aber die beiden Naben mit ihren federnden Kontaktträgern fest miteinander verbunden.
Hat das Vergleichsglied das Zwischenglied eingeholt, so berührt es zunächst den Kontakt des Kontaktträgers 63. Der Stromkreis der Stromquelle 29 wird zwar geschlossen, es liegen aber noch die Widerstände 67 und 68 darin. Der Regelmotor 15 läuft daher nur langsam. Wenn die dadurch erzielte Verstellung des Dampfventiles 2 nicht ausreicht und die Geschwindigkeit des Vergleichsgliedes 38 immer noch überwiegt, wird der federnde Kontaktträger 63 so weit durchgebogen, dass er mit seinem Kontakt auch den Kontakt des Kontaktträgers 62 berührt.
Dadurch wird der Widerstand 67 kurzgeschlossen und der Motor läuft schneller. Wenn dies immer noch nicht ausreicht, wird auch der Widerstand 68 infolge der Durchbiegung des Kontaktträgers 62 kurzgeschlossen, so dass die Geschwindigkeit des Motors 15 noch weiter erhöht wird. Natürlich kann auch das Zwischenglied starr ausgebildet werden und das Vergleichsglied federnd ; auch beide Glieder können mit federnden Kontakten ausgerüstet sein.
Den bekannten Regeleinrichtungen gegenüber, bei denen die Leistung oder die sonstige zu regelnde Grösse durch ein Fallbügelgerät gemessen wird und der Fallbügel den Zeiger absatzweise zu Kontaktschlüssen veranlasst, hat die Erfindung den Vorteil, dass der gesamte Verlauf der wechselnden Leistung auf die Regelung von Einfluss ist. Bei der bekannten Anordnung dagegen werden Leistungsänderungen, die zufällig nur in der Zwischenzeit zwischen zwei Fall- bügelbewegungen aufgetreten sind, bei der Regelung überhaupt nicht berücksichtigt. Ausserdem gestattet die Erfindung den Bau einer sehr wohlfeilen Einrichtung, da fast alle Teile bereits seit langer Zeit Gegenstand der Massenfabrikation sind, vor allem die Zähler, die Umschalter und die Z-Anker als Antriebswerke für Nebenuhren.
Ein anderer konstruktiver Vorteil besteht darin, dass zwischen den Kontaktstücken 35, 36 und 37 stets ein guter Kontakt mit Sicherheit erzielt werden kann. Denn die Zwischenräume zwischen den Kontakten ändern sich nicht kontinuierlich, sondern absatzweise und zwar jedesmal um eine Entfernung, die einem Schritt der Z-Anker entspricht. Die Kontakte können leicht gegenseitig so eingestellt werden, dass entweder überhaupt kein Kontakt entsteht, oder bei einem weiteren vollen Schritt eines Z-Ankers
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ein sicherer Kontakt. Durch die vorgesehenen Schneckenradülbersetzungen werden auch genügend grosse Kontaktkräfte entwickelt.
Wenn die Messstelle, in welcher der Zähler, 26 aufgestellt ist. und die Regeleinrichtung in grösserer Entfernung voneinander liegen, so kann es unbequem sein, dass vom Kommutator des Zählers 3 Leitungen zu den Antriebsvorrichtungen führen. Das lässt sich, wie in Fig. 3 gezeigt ist, vermeiden. Der Zähler 26 nach Fig. 3 treibt einen Unterbrecher an, welcher periodisch den Stromkreis des Relais 53 und der Batterie 52 2 unterbricht. Das Relais 53 steuert den Kontakt M, der über eine beliebig lange Leitung 55 den Stromkreis der Stromquelle 56 schliesst und öffnet. Dadurch wird ein Empfangsrelais 57 gesteuert. dessen Anker 58 die
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Die weiteren Teile der Regelanordnung können ebenso, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, ausgeführt werden.
Die Erfindung ermöglicht es auch, in einfachster Weise Betriebsgrössen auf variablen Wert einzustellen und insbesondere von irgendwelchen für die Regelung massgebenden Grössen abhängig zu machen. Dabei kann das Vergleichsglied fortlaufend oder schrittweise bewegt werden. Man kann beispielsweise mit Hilfe des Schaltrades 19. Fig. 2. ein Lufteinlassventi] ver- stellen, das die Verbrennungsluft in irgendeinen Verbrennungsraum eintreten lässt, z. B. in den Explosionsraum einer Gasmaschine oder in den Feuerraum eines Dampfkessels. Mann kann in diesem Falle die Luftzufuhr in Abhängig-keit von dem zugeführten Brennstoff verändern. Anstelle des Zählers 26 tritt dann ein Luftmengenmesser.
Die Geschwindigkeit des Vergleichsgliches 38 wird von der Menge des zug-führten Brennstoffes abhängig gemacht. Zu diesem Zweck kann man das Vergleichsglied entweder von derjeuigen Vorrichtung aus antreiben, die den Brennstoff zuführt. zum Beispiel von dem Wanderrost des Dampfkessels oder man kann den Zähler 44.
Fig. 1. durch einen Geschwindigkeitsmesser für das zuströmende brennbare Gas ersetzen.
Wenn es sich um die Regelung der Frequenz eines Wechselstromes handelt, so kann man das Vergleichsglied 38. Fig. l, anstatt durch ein Z-Ankersystem durch ein Uhrweck antreiben, dessen Geschwindigkeit durch ein je nach der einzuregelnden Frequenz genau abge-
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das Zwischenglied 38 übertragen wird.
Auch der cos tp eines Wechselstromes lässt sich mit Hilfe der Einrichtung gemäss der Erfindung in einfache"Weise regeln. Da der Zähler 26, Fig. 1, sich entsprechend E. J. cos. f bewegt, entspricht auch die Geschwindigkeit des Zwischengliedes 34 dieser Grösse.
Wenn nun das Vergleichsglied 38 mit einer Geschwindigkeit entsprechend dem Produkt aus Spannung und Stromstärke angetrieben wird. so bleiben die beiden Grössen obne Einfluss auf die Regelung, da sie die beiden unlaufenden Glieder gleichmässig beeinfinssen, Der gewünschte konstante Leistungsfaktor cos # wird durch Bernessung der mechanischen Ubersetzungsglieder oder durch
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gleichsgliedes 38 ein Zähler. der nur vom Produkt aus Spannung und Stromstärke abhängig ist, nicht ohne weiteres zur Verfügung steht, kann man auch einen Zähler für E. J. sin l'ver- wenden und den konstanten Wert sin < p durch richtige Wahl der elektrischen Verhältnisse oder mechanischen Ubersetzungen herausbringen.
In diesem Falle muss also für die Wahl der Übersetzungen sowohl der sin p wie der cos # berücksichtigt werden, was rechnerisch auf dasselbe hinauskommt, wie eine Bemessung der Übersetzungen gemäss einer Tangentenfunktion.
Um ein Überregeln zu vermeiden, kann man sich der auch bei andern Regelungsarten bekannten Vorsichtsmassregeln bedienen, z. B. kann man den Regelstrom nach einiger Zeit durch ein wärmeernpfindliches Glied unterbrechen. Ein Überregein kann man auch dadurch vermeiden. dass man bei jeder Regelbewegung gleichzeitig die Geschwindigkeit eines der beiden Glieder des Zwischengliedes oder Vergleiehsgliedes vorübergehend so verändert, dass die die Regelbewegung auslösende gegenseitige Lage der beiden Glieder wieder rückgängig gemacht wird.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Als Beispiel ist eine Einrichtung gewählt, durch welche die Frequenz einer Wecliselstromleitung 125 auf einer bestimmten Höhe gehalten werden soll. und zwar durch Verstellung des Ventils 12 (Fig. 6) für die Antriebsmaschine eines zusätzlichen Stromerzeugers. Ein Synchronmotor 171 läuft mit einer der Frequenz in Leitung 125 entsprechenden Geschwindigkeit und treibt einen Kommu- tator 127 an, der in die Leitung 128 abwechselnd positive und negative Stromstösse aus der Stromquelle 129 sendet. Diese Stromstösse erregen zwei Spulen 109 und 130. die mit gekreuzten Achsen angeordnet sind, und in deren Felde ein Z-Anker 131 drehbar angeordnet ist, der über die Schnecke 132 und das Schneckenrad 133 das Zwischenglied 134 antreibt.
Dieses besteht aus einem gegabelten Arm (Fig. 6), der mit zwei Kontaktschrauben 135 und 136 ausgerüstet ist. Diese sind mit dem positiven bzw. negativen Pol der Stromquelle 129 ver-
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Arm 138 des Vergleichsgliedes befestigt ist, das von einem Z-Anker 139 über die Schnecke 140 und das Schneckenrad 141 angetrieben wird (Fig. 5). Dieser Z-Anker macht seine schrittweisen Umdrehungen im Felde der kreuzweise gelagerten Spulen 142 und 143 unter dem Einfluss der Stromstösse eines Gleichstromzählers 144. der von der Stromquelle 129 über einen Regelwiderstand 145 angetriebf : n wird ; die Erregerwicklung des Zählers ist mit 146, die Wirbelstrombremse mit 147 bezeichnet.
Der Regelwiderstand 145 ist sowohl von Hand durch einen Kontakthebel 177 einstellbar als auch von einem gesteuerten Kontakthebel 178.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist die gleiche, wie die jener nach Fig. 1. Wenn die Frequenz in 125 beispielsweise zu gross wird, holt der Kontakt 135 des Zwischengliedes. 134 den Kontakt 137 des Vergleichs gliedes 138 ein. Dadurch erhält ein Motor 115 (Fig. 6) Strom und treibt über die Schnecke 116 das Schneckenrad 117 mit (lem Anschlagstift 118 das Schaltrad 119 mit seinen Schaltarmen 181, und ein mit ihm gekuppeltes Ritzel das Zahnsegment 120 an, durch welches das Ventil 12 weiter geschlossen wird. In der Bahn der Schaltarme 181 des Schaltrades 119 liegt aber ausserdem der Anschlagstift 179 des zweiarmigen Hebels 178, der auf dem Regelwiderstand 145 (Fig. 5) gleitet.
Durch die Bewegung des Kontaktarmes 178, die durch das Schaltrad 119 hervorgerufen wird, wird der Regelwiderstand 145 verringert, die Geschwindigkeit des Zählers 144 also vergrössert. Infolgedessen werden vorübergehend die Schritte des Z-Ankers 139 beschleunigt, und damit wächst die mittlere Geschwindigkeit des Vergleichsgliedes 138, so dass der Kontakt zwischen beiden Gliedern wieder aufgehoben wird. Der Kontaktarm 178 wird, nachdem das Schaltrad 119 seinen Schritt beendet hat, von den Federn 180 wieder in seine Mittellage gezogen, so dass der Zähler 144 und damit auch das Vergleichsglied 138 ihre normalen Geschwindigkeiten wieder annehmen.
Ist umgekehrt die Frequenz in 125 zu gering, so wird der Kontakt des Zwischengliedes vom Kontakt 137 des Vergleichsgliedes eingeholt, der Motor 115 erhält Strom in umgekehrter Richtung und verstellt das Dampfventil 12 im Sinne grösserer Öffnung. Auch der Kontaktarm 178 wird dabei vorübergehend verstellt, diesmal aber nach der andern Seite, so dass die Geschwindigkeit des Zählers 144 und des Vergleichsgliedes 138 vorübergehend verringert wird, um dadurch den Kontakt 136 und 137 wieder aufzuheben.
Oft ist die Empfindlichkeit der Regelung verschieden, je nachdem, ob das Regelorgan - im beschriebenen Beispiel also das Dampfventil 12 - nahe seiner Schlussstellung oder nahe seiner Stellung grösster Öffnung ist. Um aber schnell und doch sicher regeln zu können. ist es zweckmässig, dass jeder Regelschritt denselben Einfluss hat, gleichgültig, ob die Maschine in der Nähe des Leerlaufes oder in der Nähe der Vollast arbeitet. Das lässt sich auch erreichen. wenn man die Grösse der Regelschritte abhängig macht von der Stellung des Regelorganes.
In Fig. 6 sind zu diesem Zweck die Schaltarme 181 des Schaltrades 119 mit verschiedenem Abstande angeordnet. Wo ihr Abstand gross ist, ist jeder Regelschritt entsprechend länger, wo der Abstand klein ist, entsprechend kürzer.
Die Regelanordnung gemäss der Erfindung lässt sich vorteilhaft anwenden, wenn es sich darum handelt, die Belastung auf mehrere Energieerzeuger zu verteilen.
Zu diesem Zwecke kann man Einzelgrössen, deren jede die Leistung eines Energieerzeugers eindeutig beeinflusst, von einem gemeinsamen Regelglied beeinflussen, das den Istwert der gesamten abgegebenen Leistung mit dem Sollwert vergleicht.
Diese Art der Regelung kann für eine beliebige Zahl parallel arbeitender Energieerzeuger angewendet werden. Sie lässt sich besonders vorteilhaft in der Form durchführen, wenn als Einzelgrössen Geschwindigkeiten verwendet werden. Dabei wird nämlich der Energieerzeuger gesteuert von dem Unterschied der für ihn massgeblichen Einzelgeschmindigkeit und einer von seiner jeweiligen Leistung abhängigen zweiten Geschwindigkeit. Der Geschwindigkeitsunterschied lässt sich leicht zeitlich integrieren, so dass schon die geringsten Abweichungen Regelvorgänge auslösen. Die Regelung ist also sehr empfindlich. Ausserdem hat die Verwendung von Geschwindigkeiten als Einzelgrössen noch den Vorteil, dass sich Geschwindigkeiten in sehr bequemer Weise, z. B. mit Hilfe von Stromimpulsen, fernübertragen lassen.
Dadurch ist es möglich. auch beliebig weit auseinander stehende Energieerzeuger mit einer gewünschten Lastverteilung parallel arbeiten zu lassen.
Handelt es sich um mehrere nahe beieinander stehende Energieerzeuger, dann kann man u. U. das Regelglied und Glieder, von denen die Einzelgrössen erzeugt bzw. dargestellt werden, mechanisch miteinander kuppeln.
Eine den heutigen Bedürfnissen der Energieverteilung besonders entgegenkommende An-
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leistung seitens einer Energiequelle an wenigstens zum Teil von einer andern Energiequelle belieferte Verbraucher, wobei von den die Übergabeleistung liefernden Energieerzeugem unter
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Umständen auch noch eine schwankende Grundbelastung aufgebracht werden muss. In diesem Falle braucht man nämlich nur das Regelglied durch die Übergabeleistung zu beeinflussen.
In der Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen Regelung auf konstante Übergabeleistung mit Hilfe der Regelanordnung gemäss der Erfindung dargestellt. Mit A ist die Zentrale eines Netzes bezeichnet. dem von einem zweiten Netz mit den Zentralen B und C über eine Verbindungsleitung L eine einstellbare Übergabeleistung zugeführt werden soll. 91 ist ein umlaufender Zähler. auf dessen Achse ein Kollektor 92 befestigt ist. Die einander gegenüberliegenden Segmente dieses Kollektors sind über Schleifringe und Bürsten an je einen Pol einer Stromquelle 93 angeschlossen. 94 ist eine auf dem Kollektor schleifende Bürste.
95 und 96 sind die Fernleitungen, welche von der Übergabestelle L, z. B. zu der Zentrale B führen mögen, die die Deckung der Spitzenlast ihres Netzes zu übernehmen hat, während die Zentrale C eine konstante Grundbelastung deckt. 97 und 98 sind Wicklung und Z-Anker eines normalen Nebenuhrantriebes. 99 ist ein Schneckentrieb. der die Bewegung des Z-Ankers 98 auf eine Welle 910 überträgt. Ein an der Welle 910 befestigter Arm 911 trägt einen Doppel-
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das Schneckenrad 920 eines Schneckentriebes befestigt, dessen Schnecke über einen zweiten Schneckentrieb 921 von einem Motor 922 aus angetrieben wird. 923 ist der Anker eines polarisierten Relais, dessen Wicklung mit 924 bezeichnet ist.
Der Anker trägt an seinem frei beweglichen Ende einen Doppelkontakt 925. dem zwei feste Kontakte 926 und 927 gegen- überstehen. 928 ist eine Batterie und 929 ein Motor, der eine Spindel 930 betätigt. 931 ist eine mit Hilfe der Spindel 930 längsverschiebliche Wandermutter, an der eine Kontakthürsle 93. 8 befestigt ist. 933 ist ein Widerstand. der mit Hilfe der Kontaktbrücke 932 3 mehr oder weniger kurz geschlossen werden kann. E. F und G sind drei parallel arbeitende Stromerzeuger, deren Sammelschienen mit 934 und 935 bezeichnet sind. 936 e. 936 t ; 936, q sind Leistungszähler. auf deren Ankerachse Kollektoren 937e, 937f und 937g befestigt sind.
Diese Kollektoren sind ebenso ausgebildet wie der Kollektor 92. Über zwei Schleifbürsten und Schleifringe fliesst ihnen der Strom einer Batterie 938 zu. 939e, 939f, 939g sind Schleifbürsten, von denen bei dem Umlauf der Kollektoren Stromimpulse wechselnder Richtung abgenommen und den Wicklungen 940e, 940f, 940g zugeführt werden. Diese Wicklungen 940 mit den zugehörigen Z-Ankern 941e, 941f, 941g sind wiederum Antriebe nach Art von Nebenuhrwerken. Die Z-Anker betätigen über Schneckentriebe 942e, 942f, 942g Wellen 943 e, 943 f, 943 ! J, die in Aufbau und Wirkungsweise der Welle 910 derselben Abbildung entsprechen. 944e, 944f, 944g sind drei Wellen. die der Welle 914 derselben Abbildung entsprechen.
Sie werden über je zwei Sclneckentriebe von Motoren 945 e. 945 t : 945 ! J angetrieben. Der Ge-
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Wellen 910 und 914 dargestellten Mitteln, (1. h. also mit Hilfe an den Wellen befestigter Kontakte und eines polarisierten Relais zur Steuerung dreier Regelantriebsmotoren 946e, 946f, 946 g benutzt. von denen je einer die Leistung eines der Stromerzeugel'E. F oder G beeinflusst. Die Anker der drei Antriebsmotoren 945 e. 945 {. 945 g liegen unmittelbar an der Batterie 9, 28, während die Felder in Reihe unter Vorsehaltung des Regelwiderstandes 933 an die Batteriespannung gelegt sind. Ausserdem ist zu jedem Feld ein regelbarer Parallel- widerstand 947e, 947f, 947g vorgeschen.
Die oben beschriebene Anordnung arbeitet wie folgt :
Von der an der Übergabestelle 7v dem Netz A zufliessenden Leistung wird ùer Leistungs- zähler 91 in Bewegung gehalten, so dass von dem Kollektor 9. 2 Stromimpulse mit einer dem Istwert der Ubergabeleistung entsprechenden Hänfigkeit in die Fernleitungen 95 und 96 gesandt werden. Durch diese Stromimpulse wird auf der Zentrale ss durch das Nebenuhrwerk 97,98 über den Schneckentrieb 99 die Welle 910 gedreht. und zwar mit einer Geschwindigkeit, die dem Istwert der Übergabeleistung entspricht. Der Motor 922 treibt andererseits über die Schneckentripbe 921 und 920 die Welle 914 mit einer Geschwindigkeit, welche dem Sollwert der hei L abzugebenden Leistung entspricht.
Solange Istwert und Sollwert gleich gross sind. drehen sich die beiden Arme 911 und 915 mit gleicher Geschwindigkeit, so dass eine Berührung zwischen den Steuerkontakten 912 und 916 oder 917 nicht zustande kommen kann.
Ändert sich jedoch der an der Übergabestelle L gemessene Istwert, dann verändert sich dementsprechend die Geschwindigkeit des Kollektors 2 und damit die Häufigkeit der von ihm in die Fernleitung gesandten Stromstösse. Die Welle 910 läuft also langsamer oder schneller als die Welle 914, so dass einer der Kontakte 916 oder 917 mit dem Doppelkontakt 912 in
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über die Wicklung 924 des polarisierten Relais, den Schleifring 913, die Kontakte 912 und 916, den Schleifring 918 zum Minuspol der Batterie 928.
Dadurch wird der Anker 923 des polarisierten Relais nach rechts gelegt, so dass die Kontakte 925 und 927 miteinander in Berührung kommen. Über diese Kontakte ist der Anker des Motors 929 zwischen die Mitte der Batterie und den Pluspol der Batterie geschaltet. Der Motor 929 verstellt jetzt mit Hilfe der Spindel 930 die Brücke 932 und verändert dadurch den Widerstand desjenigen Stromkreises, in dem die Felder der Motoren 945 e, 945 f, 945 g liegen. Entsprechend der Änderung des Widerstandes 933 ändert sich die Drehgeschwindigkeit der Motoren 945 e, 945 f, 945 g. Dadurch wird ein Geschwindigkeitsuntersehied zwischen allen Wellen 943 und 944 erzeugt, von dem
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geleitet wird.
Diese Motoren verstellen sinngemäss die Geschwindigkeitsregler der drei Strom- erzeuger jF, ( ?. Die Verstellung der Geschwindigkeitsregler hat eine entsprechende Änderung der Leistungsabgabe der einzelnen Maschinen zur Folge und die Veränderung dieser Leitungs- abgabe wirkt sich über die Leistungsmesser 936, die Kollektoren 937. die Antriebe 940. 941 auf die Wellen 943 aus, und zwar so lange, bis die Wellen 943 wieder mit derselben Ge- schwindigkeit umlaufen. wie die Wellen 944. Die Leistungsabgabe der einzelnen Maschinen wird also so lange erhöht bzw. erniedrigt, bis an der Übergabestelle wieder die gewünschte
Leistung gemessen wird.
Dann trennen sich die Kontakte 912 und 916 wioeder, und dadurch wird die ganze Regelanordnung stillgesetzt bis zum nächsten Kontaktschluss zwischen dem
Kontakt 912 und einem der beiden Kontakte 916 und 917.
Die Berührung der Kontakte 912 und 917 hat zur Folge, dass das polarisierte Relais in entgegengesetzter Richtung vom Strom durchflossen wird, dass sich infolgedessen der
Anker 923 mit seinem Kontakt 925 gegen den linksliegenden Kontakt 926 anlegt. so dass der
Motor 929 in entgegengesetzter Richtung läuft. Der Widerstand 933 wird also im entgegen- gesetzten Sinne wie vorhin beschrieben, beeinflusst, so dass auch die Drehgeschwindigkeit der : Motoren 945 e, 945 f, 945 g sich entgegengesetzt ändert. Die Regelaniriebe. 946 e, 946 f, 946 g der drei Maschinen werden also ebenfalls im entgegengesetzten Sinne beeinflusst.
Die einstellbaren Widerstände 947 e. 947 f: 947 < /haben den Zweck, die gewünschte
Lastverteilung zwischen den einzelnen Maschinen bequem einstellen zu können. Diese Wider- stände ermöglichen nämlich, (las Verhältnis der Umlaufgeschwindigkeiten der drei Antriebs- motoren 945 e, 945 f, 945 g innerhalb gewisser Grenzen zu verändern.
Stellen die zu regelnden Maschinen E, F. G nicht in derselben Zentrale, sondern sind z. B. auf drei verschiedene Zentralen verteilt, dann ändert sich dadurch die im Ausführungs- beispiel dargestellte Anlage nur insofern, als an Stelle der einen Batterie 938 bei jedem Strom- erzeuger eine besondere Batterie aufgestellt ist. Dabei kann die beschriebene Regeleinrichtung an einer beliebigen Stelle untergebracht sein. An derselben Stelle kann auch eine einzige
Batterie 938 aufgestellt werden. wenn man eine Vermehrung der zu den einzelnen Strom- erzeugern führenden Leitungen mit in Kauf nimmt.
Mit Hilfe des Erfindungsgegenstandes ist es schliesslich möglich, die bisher übliche Methode des Zusammenarbeitens mehrerer Netze wesentlich zu verbessern. Bisher konnte man nämlich zwei Netze nur an einem Punkte koppeln, so dass bei einer Störung der Verbindungsleitung beide Netze völlig voneinander getrennt wurden. Dadurch wurden meist sehr schwere Betriebs- störungen hervorgerufen, weil das die Grundlast deckende Netz dem Einfluss der Steuerfrequenz des die Spitzenlast aufbringenden Netzes entzogen war.
Dieser Nachteil der bisher üblichen
Netzkopplung lässt sich mit Hilfe des Erfindungsgegenstandes dadurch vermeiden, dass an mehreren Stellen Verbindungsleitungen zwischen den Netzen vorgesehen werden, an jeder Verbindungsleitung ein Messwerk für die Übergabeleistung angeordnet ist und Mittel vorgesehen sind, um die einzelnen Messwerte zu addieren. In der Zeichnung sind zwei Ausführungs- beispiele dargestellt, aus denen vor allem besondere Mittel zur Addition der einzelnen Mess- werte zu ersehen sind.
In den Fig. 8 und 9 sind mit 950 und 951 Leitungsteile, z. B. zweier Ringnetze be- zeichnet. 952, 953 und 954 sind drei Verbindungsleitungen zwischen diesen beiden Netzen.
'die zweckmässig möglichst weit entfernt voneinander angeordnet werden. Die drei Übergabe- stellen sind mit A) Bund C bezeichnet. Die durch die Verbindungsleitungen fliessende Über- gabeleistung wird von Wattmetern 955 gemessen.
In dem in der Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Anker dieser Wattmeter gekoppelt mit Kollektoren 956. Durch die Bürsten 957 sind die Kollektorsegmente über einen
Schleifring mit dem Pluspol einer Batterie t) (s verbunden. Die Bürsten 960. die auf dem
Kollektor aufliegen, stehen über die Magnetwicklungen der Relais 959 mit dem Minuspol der
Batterie 958 in Verbindung. Es sei angenommen, dass sich die Batterie 958 sowie die drei
Relais 959, sowie die von diesen Relais betätigten Kontakte und drei gleich grosse Konden- satoren 962 in der Station T ? bennden. die ungefähr in der Mitte zwischen den Stationen A
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stehen mit zwei Fernleitungen 95 und 96 in Verbindung.
Diese Fernleitungen 95 und 96 entsprechen den mit den gleichen Bezugsziffern versehenen Fernleitungen der Fig. 7.
Die Anordnung arbeitet wie folgt. :
Von dem Netz 951 soll an das Netz 950 eine bestimmte Übergabeleistug abgegeben werden. Diese Übergabeleistung kann sich beliebig verteilen auf die drei Übergabestellen A, B und C. An jeder dieser drei Übergabestellen wird der Zähler 955 mit einer der Übergabeleistung entsprechenden Geschwindigkeit umlaufen. Mit einer dieser Umlaufsgeschwindigkeit entsprechenden Häufigkeit werden die beiden Bürsten 95/und 960 durch den Kollektor kurz geschlossen. Dadurch wird von der auf der Station B befindlichen Batterie 958 ein Strom über das zu dem betreffenden Kollektor 956 gehörige Relais 959 gesandt.
Infolgedessen zieht das betreffende Relais 959 seinen Anker an und legt dabei die an dem Anker befestigten beiden Kontakte um. Dadurch wird der Kondensator 961 in umgekehrter Richtung in einen Kreis geschaltet. der aus der Batterie 958 dem Gleichstromzähler 962 und dem Kondensator 961 besteht. Infolgedessen wird der Kondensator umgekehrt aufgeladen und dieser Ladestrom fliesst
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fällt der Anker des Relais ab und schaltet dadurch den Kondensator 961 wiederum in umgekehrter Richtung an den Batteriekreis, so dass der Zähler 962 9 seinen zweiten Stromkreis erhält. Dieser Vorgang wiederholt sich mit einer Häufigkeit, welche durch die Umdrehungs- geschwindigkeit des Kollektors 956 gegeben ist.
Die Batterie 958 und der Gleichstromzähler 962 sind allen drei Kondensatorkreisen gemeinsam, so dass sämtliche Umladestösse der drei Konden- satoren 961 über den Gleichstromzähler 962 fliessen. Die Drehgeschwindigkeit des Gleichstromzählers 962 entspricht also der Häufigkeit aller von den drei Kollektoren 956 in die Relais 959 gesandten Stromstösse. Demnach ist die Drehgeschwindigkeit des Gleichstromzählers ein Mass für die Summe der Übergabeleistungen in den Stationen A, B und C. Von dem Gleichstromzähler 962 wird ein Kollektor 963 angetrieben, der in seiner Wirkungsweise dem Kollektor 92 der Fig. 7 entspricht.
Durch den Kollektor 963 werden in die Fernleitungen 95 und 96 seiner Drehgeschwindigkeit entsprechend Stromstosse geschickt. Von diesen Fernleitungen aus wird
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gemäss Fig. 7.
In der Fig. 9 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, u. zw. wird hier in der Übergabestelle J. von dem Zähler 955 ein Kollektor 966 angetrieben, der über zwei Fernleitungen den Stromkreis einer auf der Station B stehenden Batterie 967 vorübergehend schliesst.
In diesem Stromkreis liegt ein Relais 968. von dem das Feld eines Nebenuhrtriebes 969 bei Anzug und Abfall umgekehrt erregt wird. Der Z-Anker treibt das eine Seitenrad 971 eines Planetentriehes an, dessen anderes Seitenrad 97, 2 mit dem Anker, 955 des zur Station B
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geöffnet und geschlossen wird. Die Batterie 976 befindet sich auf der Station C. In ihrem iiber den Kollektor 975 geführten Stromkreis liegt ein Relais 977. von dessen Anker das Feld 978 eines Nebenuhrtriebes periodisch in umgekehrtem Sinn an die beiden Hälften der Batterie 976 geschaltet wird. Der Z-Anker 979 des Nebenuhrtriebes treibt das Seitenrad 980
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gehörenden Wattmeters in Drehung versetzt wird.
Das frei drehbare Planetenrad 98. 2 betätigt einen Kollektor 983, der einen über die fernleitungen 95 und 96 führenden Stromkreis periodisch unterbricht.
Die Wirkungsweise dieser Anordnung ergibt sich aus folgender Überlegung :
Es sei angenommen, dass die drei Wattmeter 955 die gleiche Arbeitscharaklerislik haben. dass ferner die Polzahl des Feldes 969 des Nebenuhrtriebes so gewählt ist, dass der Z-Anker 970 ebenso schnell rotiert wie der steuernde Kollektor 966 und dass schliesslich der Nebenuhrtrieh 976 ebenso wie der Nebenhrtrieb 969 ausgebildet ist. Unter diesen Umständen wird die Drehung des Wattmeterankers 955 der Station A auf den Z-Anker 970 so übertragen, dass dieser mit derselben Geschwindigkeit wie der Anker des Wattmeters umläuft. Bei stillstehendem Seiten- rad 97. 2 würde er also dem Planetenrad 973 die halbe Drehgeschwindigkeit erteilen.
Der von dem Planetenrad 973 angetriebene Kollektor 975 hat aber die doppelte Lamellenzahl wie der Kollektor 966, infolgedessen läuft der von dem Kollektor 975 gesteuerte Z-Anker 979 mit der
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wie der Anker 955 des Wattmeters auf der Station A um. Wenn nun auch der W attrneter- anker 955 der Station C stillsteht. wird das Planetenrad 982 und damit der Kollektor 983 mit der halben Geschwindigkeit des Z-Ankers 979. d. h. also auch mit der halben Geschwindigkeit
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des Wattmeterankers 955 der Station J angetrieben.
Da der Kollektor 983 die doppelte Segmelltzahl hat wie der Kollektor 966, werden, solange nur das Wattmeter 955 angetrieben wird. in die Fernleitungen 95 und 96 ebenso viel Stromstösse geschickt als von dem Wattmeter 955 mit Hilfe des Kollektors 966 erzeugt werden. Das Planetengetriebe 971, 9'72, 973 dient dann dazu, die Geschwindigkeit des Wattmeters 955 auf der Station B zu addieren zu der Geschwindigkeit des Wattmeters 955 auf Station J. und zu der Summe dieser beiden Geschwindigkeiten wird schliesslich durch das Planetengetriebe 981, 982, 983 die Geschwindigkeit des Wattmeters 955 auf der Station C hinzugefügt.
Die von dem Kollektor 983 auf die Fernleitungen 95 und 96 gesandte Anzahl von Stromstössen entspricht also der Summe der Stromstösse, welche von den Wattmetern 955 der drei Stationen A, B und C ausgesandt würden, wenn jedes dieser Wattmeter einen Kollektor 966 betätigte. An die Fernleitungen 95 und 96
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PATENT-ANSPRÜCHE :
1.
Vorrichtung zur Regelung von Betriebsgrössen, bei der ein Zwischenglied in Abhängigkeit von dem augenblicklichen Wert der Betriebsgrösse angetrieben wird, und die Regelbewegung vom Unterschiede der Geschwindigkeit des Zwischengliedes und eines Vergleichsgjiedes abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Zwischenglied (34) durch eine Folge von Impulsen schrittweise angetrieben wird, die von einem Messgerät für die zu regelnde Grösse geliefert werden und deren Häufigkeit von dem augenblicklichen Wert der Betriebsgrösse abhängt.