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Verfahren zur Regelung der Frequenz von Wechselstromerzeugern.
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Glied 6 seine Mittellage einnimmt. In welcher Weise der Regelvorgang tatsächlich stattfindet und wie die Beeinflussung der Kraftmaschine geschieht, ist für das Wesen der vorliegenden Erfindung ohne besondere Bedeutung. Wichtig ist nur, dass die Beeinflussung der Kraftmaschine durch Schliessen der Kontakte zwischen den umlaufenden Gliedern 1 und 6 stattfindet.
Um die Frequenz des Stromerzeugers etwas zu erhöhen, sofern der Istwert der Periodensumme vom Sollwert abweicht, kann das Zahnrad 9 des Differentialgetriebes 8 besonders angetrieben werden. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise ein Uhrwerk oder eine andere Kraftquelle benutzen, die beeinflusst wird, sofern eine Differenz zwischen dem Soll-und dem Istwert der Periodensumme besteht.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Zahnrad 9 mit Hilfe des Gleichstromzählers 11 angetrieben. Um den Anker dieses Gleichstromzählers in der richtigen Weise in Umdrehungen zu versetzen, ist das Vergleichsgetriebe 12 vorgesehen, welches eine Kontrolle des Istwertes der Periodensumme im Vergleich zum Sollwert gestattet. Das Rad 13 des Getriebes wird von dem Synchronmotor 14 angetrieben, der an das zu überwachende Netz angeschlossen ist. Die Umdrehungszahl dieses Rades ist dann dem Istwert der Periodensumme proportional. Das Zahnrad 24 wird derart angetrieben, dass seine Umlaufzahl genau dem Zeitablauf entspricht, d. h. dass seine Umdrehungszahl im Vergleich zu der Umdrehungszahl des Rades 13 genau mit dem Sollwert der Periodensumme übereinstimmt.
Der Antrieb für das Rad 24 wird daher zweckmässig von einer möglichst genau gehenden Uhr, die von Zeit zu Zeit einreguliert werden kann, gesteuert. Das Rad 24 kann natürlich auch von einer derartigen Uhr unmittelbar angetrieben werden. Wenn der Istwert der Periodensumme mit dem Sollwert übereinstimmt, dann befindet sich das Planetenrad 15 in seiner Ruhelage und der mit diesem Rad gekuppelte Kontaktarm 16 auf dem Leerkontakt 17. Entsteht eine Frequenzdifferenz, so verschiebt sich das Planetenrad und mit ihm der Kontaktarm 16 und kommt mit einem der Kontakte 18, 20 oder 19, 21 in Berührung. Dadurch erhält der Anker des Gleichstromzählers 11 in einem oder in anderm Sinne Strom und setzt das Zahnrad 9 in Bewegung, das dem umlaufenden Arm 6 eine zusätzliche Geschwindigkeit erteilt.
Wenn also der Istwert der Periodensumme kleiner ist als der Sollwert, so wird die Umlaufgeschwindigkeit des Armes 6 erhöht, so dass gewissermassen der Sollwert der Frequenz etwas gefälscht wird. Diese Fälschung dauert so lange, bis der Istwert der Periodensumme mit dem Sollwert übereinstimmt. Da sich diese Vorgänge verhältnismässig langsam abspielen und die dem Glied 6 erteilte Zusatzgeschwindigkeit begrenzt ist, so kann eine unzulässige Frequenzänderung vermieden werden, trotzdem nach Ablauf einer gewissen Zeit der Istwert der Periodensumme wieder mit dem Sollwert übereinstimmt.
Um bei grösseren Abweichungen dennoch eine etwas raschere Aufholung der fehlenden oder überschüssigen Perioden zu erzielen, kann man die Zusatzgeschwindigkeit von der Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert der Periodensumme abhängig machen, wie dies in dem dargestellten Ausführungsbeispiel geschehen ist. Bei diesem sind nämlich in den Stromkreis des Gleichstromzählers zunächst die Widerstände 22,23 eingeschaltet, so dass der Zähler zunächst verhältnismässig langsam läuft. Erst wenn der Arm 16 mit einem der Kontakte 20 oder 21 in Berührung kommt, wird die Umlaufgeschwindigkeit des Zählers etwas grösser. In gleicher Weise kann man auch vorgehen, wenn anders geartete Antriebsvorrichtungen zur Erzeugung der Zusatzgeschwindigkeit vorgesehen sind, z. B. durch Verändern der Übersetzung eines Getriebes od. dgl.
Es dürfte ohne weiteres einleuchten, dass die Zusatzgeschwindigkeit auch dem umlaufenden Glied 1 erteilt werden kann. In diesem Falle muss die Beeinflussung allerdings in umgekehrtem Sinne erfolgen wie die des umlaufenden Gliedes 6.
Eine andere Ausführungsmöglichkeit des Verfahrens nach der Erfindung besteht darin, dass die Lage eines Frequenzzeigers gegenüber den mit diesem Zeiger zusammenarbeitenden Regelkontakten zusätzlich von der Periodensumme beeinflusst wird. Zweckmässig ist es, die Lage des Gegengliedes periodisch zu kontrollieren, etwa in der Weise, dass man in gewissen Zeitabständen das Gegenglied in die Nullage zurückführt und aus dieser in Abhängigkeit von der jeweils herrschenden Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert der Periodensumme herausbewegt.
Ein Ausführungsbeispiel dieser Art ist in Fig. 2 dargestellt. : Mit 31 ist ein Frequenzzeiger bezeichnet, der von einer an sich bekannten und deshalb in der Figur nicht dargestellten Vorrichtung entsprechend dem Istwert der Frequenz verstellt wird. Der Frequenzzeiger 31 arbeitet mit dem mit : 32 bezeichneten und als Kontaktbahn ausgebildeten Gegenglied zusammen, das mit Hilfe der Welle 33 drehbar gelagert ist. 34 ist ein Fallbügel, der mit Hilfe des Elektromagneten 35 gegen den Zeiger 31 gedrückt werden kann, der auf diese Weise mit der Kontaktbahn in Berührung gebracht wird. Die Kontaktbahn 32 ist an der linken Hälfte mit den Kontakten 36, 37, 38 an der rechten Seite mit den Kontakten 39, 310, 311 versehen.
Zwischen den Kontakten 36 und 39 ist ein Zwischenraum, der so bemessen ist, dass der Zeiger 31 an dieser Stelle aufliegen kann, ohne mit einem der beiden Kontakte in Berührung zu kommen. Zwischen die Kontakte 36, 37 und 38 sowie 39, 310 und 311 sind die Widerstände 312 eingeschaltet. 318 ist ein Motor zum Verstellen eines auf die Frequenz einwirkenden Organes, z. B. zur Verstellung des Dampfventiles 814. Der Motor 313 ist mit zwei Feldwicklungen 315 und 316
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bunden ist. Kommt der Zeiger 31 mit einem der Kontakte 36-311 in Berührung, so beginnt der Motor zu laufen, u. zw. ist seine Drehrichtung und seine Umlaufgeschwindigkeit abhängig von der Stellung des Zeigers gegenüber der Kontaktbahn 32.
Die Laufdauer des Motors hängt davon ab, wie lange der Fallbügel-M nach unten gezogen ist. Der Fallbügelmagnet 35 wird von der Stromquelle 318 gespeist, in deren Stromkreis die beispielsweise von einem Uhrwerk angetriebene Kontaktscheibe 319 liegt, mit deren Hilfe abwechselnd der Elektromagnet 35 erregt und entregt wird.
Damit die Kontaktbahn 32 in Abhängigkeit von der Differenz zwischen dem Sollwert und dem Istwert der Periodensumme verstellt werden kann, ist sie mit Hilfe der Welle 33 beweglich gelagert. Die Federn 320 und 321 suchen die Kontaktbahn in ihrer Nullage zu halten. 322 ist eine magnetische Kupplung, mit deren Hilfe die Welle 33 mit der Verstellvorrichtung'823 gekuppelt werden kann. Die Motoren 824 und 3124 dienen zum Verdrehen der Welle in dem einen oder andern Sinne und sind mit dem unteren Teil der magnetischen Kupplung 322 durch ein Differentialgetriebe verbunden.
Die Verstellung der Kontaktbahn wird durch die Relais 325 und 326 eingeleitet. Diese Relais werden in gewissen Zeitintervallen, z. B. in vier bis fünf Minuten kontrolliert. Ist eine Differenz zwischen dem Istwert und dem Sollwert der Periodensumme vorhanden, die beispielsweise durch den Vergleich einer astronomischen Uhr mit einer Synchronuhr festgestellt wird, so wird je nachdem, ob eine positive oder negative Zeitdifferenz vorliegt, das Relais 325 oder 326 erregt, u. zw. bleibt das erregte Relais der Uhrendifferenz entsprechend proportional der Zeit angezogen.
Bei der in der Figur dargestellten Einrichtung werden die Relais 325 und. 326 durch die Kontakt- seheiben 327 und 32S gesteuert. Die Kontaktseheibe 327 trägt die Kontaktsegmente 329,. 330, von welchen das Kontaktsegment 329 mit dem Relais 326 und das Kontaktsegment 330 mit dem Relais 325 verbunden ist. Die freien Enden der Wicklungen dieser Relais sind an die Batterie angeschlossen, deren anderer Pol über einen Sehleifring mit dem Kontaktsegment 3. 31 der Kontaktseheibe 328 verbunden ist. 332 ist eine Bürste, die auf den Kontaktseheiben 327. 328 S schleift.
Die Lücke zwischen den Kontakten 329,330 ist so gross, dass die Bürste 332 eine leitende Verbindung zwischen dem Kontakt 331 und den Kontakten 329, 3. 30 nicht herstellen kann, wenn sich der Kontakt 331 in der Mittellage zwischen den beiden Kontakten 329, 330 befindet. Weicht die Lage des Kontaktes 331 jedoch von der Mittellage ab, so wird der Stromkreis des Relais 325 oder 326 geschlossen, je nachdem, ob der Kontakt 381 vor-oder nacheilt. Die Zeit des Stromschlusses ist, wie leicht einzusehen ist, abhängig von der Winkelabweichung zwischen den Scheiben 327, 328.
Die Scheibe 327 wird beispielsweise von der astronomischen Uhr 333, die Scheibe 328 von der Synehronuhr 334 angetrieben, u. zw. derart, dass die Scheiben etwa in vier bis fünf Minuten einmal
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werden.
Die Kontakte 335 und : J36 der Relais 325 und 326 liegen im Stromkreis des Fallbügelmagneten 35.
Die Kontakte 337, 838 dieser Relais liegen zueinander parallel in dem Stromkreis des Verzögerungsrelais 339, das von der Batterie 3140 gespeist wird. Die Kontakte 340 und 341 der Relais 325,326 sind hintereinander geschaltet und liegen im Stromkreis der Magnetkupplung 322 und der Batterie 342. Der Kontakt 343 des Verzögerungsrelais 339 ist zwischen die Zuleitungen zu den Kontakten 341 und 342 geschaltet. Der Kontakt 844 des Verzögerungsrelais 339 liegt in einem Stromkreis, durch welchen den Motoren 324 und 3124 Strom zugeführt wird, u. zw. führt die Zuleitung zum Motor 3124 über den Kontakt 345 des Relais 325 und die Zuleitung zum Motor 324 über den Kontakt 346 des Relais 326.
Die Einrichtung wirkt in folgender Weise : Es sei angenommen, dass die Synchronuhr 334 etwas voreilt und daher in gewissen Zeitabständen die Kontakte 330 und 331 miteinander verbunden werden.
Dadurch wird das Relais 325 erregt und unterbricht den Kontakt 335 im Stromkreis des Fallbügelmagneten 35, so dass während der Regelperiode der Fallbügel nicht in Tätigkeit treten kann. Der Kontakt 337 wird geschlossen und damit das Verzögerungsrelais 339 erregt. Der Kontakt 340 wird geöffnet, und dadurch der Stromkreis der Magnetkupplung 322 unterbrochen. Die Kontaktbahn 32 geht dann unter dem Einfluss der Federn 320 und 321 in die Nullage zurück. Der Kontakt 345 wird geschlossen und bereitet den Stromkreis für den Antriebsmotor 3124 vor. Das Verzögerungsrelais 339 zieht nach Ablauf einer gewissen Zeit seinen Anker an. Dadurch wird die Magnetkupplung 322 eingeschaltet und damit die Welle 3 mit der Antriebsvorrichtung 323 gekuppelt.
Gleichzeitig wird auch der Kontakt 344 geschlossen, so dass nunmehr eine Verbindung zwischen dem Antriebsmotor 3124 und dem Netz besteht.
Der Motor verdreht nun die Kontaktbahn 32 im Sinne einer Erniedrigung der Frequenz. Nach Ablauf einer gewissen Zeit, die der jeweilig herrschenden Periodendifferenz entspricht, fällt der Anker des Relais 325 ab und damit wird der Anfangszustand wiederhergestellt. Wenn an Stelle des Relais 325 das Relais 326 anspricht, wiederholt sich der beschriebene Vorgang in analoger Weise. Die Kontaktbahn wird jedoch in diesem Falle durch den Antriebsmotor 324 im Sinne einer Frequenzerhöhung bewegt.
Die Verstellung des als Kontaktbahn ausgebildeten Gegengliedes kann für gewisse Zwecke auch durch einen Fahrplanregler vorgenommen werden. Auch kann man zur Beeinflussung der Lage des Frequenzzeigers gegenüber dem Vergleichsglied, anstatt das Gegenglied zu verstellen, eine zusätzliche Kraft auf den Frequenzzeiger einwirken lassen, die das feststehende System der den Frequenzzeiger ver-
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stellenden Vorrichtung in der gleichen oder in einer ähnlichen Weise verdrehen wie bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Kontaktbahn.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Regelung der Frequenz von Wechselstromerzeugern mit Hilfe eines auf elektrischem Wege auf die Drehzahlverstellungseinrichtung des Antriebsmotors einwirkenden Reglers, dadurch gekennzeichnet, dass dieser Regler zusätzlich in Abhängigkeit von der Abweichung der Periodensumme von ihrem. Sollwert innerhalb eines bestimmten Zeitabschnittes selbsttätig beeinflusst wird.