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Vorrichtung zur selbsttätigen Parallelschaltung zweier Wechselstromgeneratoren.
Es sind selbsttätige Synchronismusschalter für Wechselstromgeneratoren bekannt, bei welchen durch ein Nullspannungsvoltmeter (sogenanntes Voltmeter in Dunkelschaltung) im Augenblicke des Spannungsminimums ein Relais eingeschaltet wird, das seinerseits ein Zeitrelais betätigt, durch welches ein elektromagnetischer Schalter zum Zusammenschalten der Maschinen in die Schlusslage gebracht wird. Diese Apparate haben den Nachteil, dass kleine Schwankungen in der Umdrehungszahl der Maschinen zur Folge haben, dass diese im unrichtigen Moment zusammengeschaltet werden oder dass der Apparat überhaupt nicht funktioniert.
Bei dem Apparat nach der vorliegenden Erfindung wird dagegen durch eine besondere konstruktive Ausgestaltung erreicht, dass die Parallelschaltung der Generatoren nur dann bewerkstelligt wird, wenn das Spannungsminimum eindeutig und dauernd durch Null bestimmt ist, wobei ausserdem auch die Rückleitung des Zeitrelais durch die Nullstellung des Voltmeters kontrolliert wird, so dass ein Zusammenschalten der Generatoren im unrichtigen Augenblicke unmöglich gemacht ist.
Eine beispielsweise Ausführung des Erfindungsgegenstandes ist in Fig. 1 dargestellt ; Fig. 2 und Fig. S zeigen Einzelheiten.
Auf der Welle 1, welche in den Lagern 2 und 3 leicht drehbar ist, ist die Scheibe 4 isoliert befestigt, welche mit ihrem unteren Ende in den Quecksilberkontakt 5 taucht und durch den Stift 9 mit der gleichfalls auf der Welle 1 isoliert befestigten Scheibe 6 leitend verbunden ist, deren unteres Ende in den Quecksilberkontakt 7 taucht. Die Scheibe 4 läuft z. B. in dem magnetischen Felde eines Elektromagneten 11, welcher durch den aus der Gleichstromquelle 29 kommenden Strom erregt wird. Die Wicklung 26 ist derart auf dem Magneten 11 angeordnet, dass bei S ein Südpol und bei N ein Nordpol entsteht (Fig. 2).
Der aus der Wicklung des Elektromagneten 11 kommende Strom geht durch den Kontakt 5, die Scheibe 4, den Leiter 9, die Scheibe 6, den Kontakt 7 und den Leiter 27 zur Stromquelle 29 zurück.
Die parallel zu schaltenden Wechselstromgeneratoreii sind durch die Doppelkreise 12 und 13 angedeutet, von welchen die Leitungen M und M bzw. 16 und 17 ausgehen ; die Leitungen 16 und 17 sind an die Sammelschienen. 39 und 40 dauernd angeschlossen gezeichnet. Die Leitungen 15, 16 sind dauernd durch 38 miteinander verbunden. Das Voltmeter 20 ist mittels der Leitungen 18, 19 an die Leitungen 14, 17 der beiden parallel zu schaltenden Generatoren angeschlossen. Der um die Achse 22 schwingende Zeiger 21 des Voltmeters trägt an seinem freien Ende zwei Kontaktstifte 23 und 24, welche bei der Nullstellung des Zeigers 21 (Voltmeter in Dunkelschaltung) in den Quecksilberkontakt 25 tauchen und dadurch die Leitung 86 zur Stromquelle 29 schliessen.
Dip Scheibe 6 (Fig. 3) des Zeitrelais besitzt an ihrem Umfange eine Rinne 40, um welche an einer
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im entgegengesetzten Sinne des Uhrzeigers gedreht wird, bis der Daumen 43 gegen den Anschlag 10 stösst. Man kann natürlich, ohne die Konstruktion des'Apparates dadurch wesentlich zu ändern, der Scheibe 6 anstatt durch ein Gewicht auch beispielsweise durch die Kraft einer Feder einen Drehungsantrieb im angegebenen Sinne erteilen.
Im Ständer 44 (Fig. 1) ist die Stange 32 verschiebbar angeordnet, welche den Anker 31 trägt, der bei nicht erregtem Magneten 30 durch die Feder 37 von den Polen des Magneten 30 abgehalten wird. Auf der Stange 32 sind ausserdem die Kontaktstücke 47 und 48 isoliert befestigt.
Wenn nun bei synchronem Umlaufe der beiden Generatoren der Voltmeterzeiger 21 in der Nullstellung steht und durch Schliessung
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Rückleitung 28 geschlossen und der Elektromagnet-30 erregt, welcher den Anker 31 anzieht und vermittels des KontaktstÜckes 47 durch Schliessung der Kontakte bei 83 und 34 die Leitung 15 des zuzuschaltenden Generators 12 an die Sammelschiene 39 anschliesst, und vermittels des Kontaktstückes 48 durch Schliessung der Kontakte bei 35 und 36 die Leitung 14 des zuzuschaltenden Generators 12 an die Sammelschiene 40
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damit bei Schliessung des Kontaktes 8-45 aus der Stromquelle 29 ein für die Erregung des Magneten 30 ausreichend starker Strom entnommen werden kann.
Um grosse Generatoren zusammeuztischaltpn zu können, ist es jedoch zweckmässig, zur Schaltung nicht unmittelbar den Magneten 30 zu verwenden, wie das in der Zeichnung ausgeführt ist, sondern durch den Magneten 30 vorerst ein Relais zu betätigen. dass dann den eigentlichen Schaltmagneten in Tätigkeit setzt.
Hatte aber der synchrone Umlauf der Generatoren nicht so lange gedauert, dass der Stift 8 der Scheibe 6 genügend Zeit gehabt hat, um den Kontakt 45 zu erreichen, hatte also der Zeiger des Voltmeters nur vorübergehend auf Null eingespielt, dann wird im Augenblicke des Zurückschwingens des Zeigers 21 der Kontakt 25 unterbrochen und der Elektromagnet 11 stromlos, so dass auch die Achse 1 infolge der Wirkung des Gewichtes 42 wieder zurückgedreht wurde. Solange der Zeiger des Voltmeters also nicht dauernd in der Nullstellung verharrt, sondern von ihr wieder zurückpendelt, solange pendelt auch das den Kontaktstift 8 tragende Zeitrelais 6 hin und her, ohne den Kontakt 45 erreichen und die Zusammen- schaltung der Generatoren bewerkstelligen zu können.
Erst bei länger andauerndem synchronen Umlaufe der Generatoren kann sich infolge dauernder Schliessung des Kontaktes 25 die Scheibe 6 so lange drehen, bis der Stift 8 den Kontakt 45. erreicht und dadurch die Parallelschaltung der Generatoren bewirkt wird.
Es wä-e immerhin möglich, dass durch die, wenn auch sehr kleine kinetische Energie der rotierenden Teile des Apparates (Achse 1 mit Scheiben 4 und 6) der Kontakt 45 tatsächlich noch geschlossen wird, obgleich unmittelbar vorher durch Zurückschwingen des Zeigers 21 der Kontakt 25 gelöst worden ist.
Trotz Schliessung des Kontaktes 45 würde aber dann keine Zusammensohaltung der Generatoren erfolgen. weil die Leitung 26 zur Stromquelle 29 beim Voltmeterkontakt 25 unterbrochen ist.
Um die Massen des aus der Welle 1 und den Scheiben 4 und 6 bestehenden Rotors möglichst klein. und den Apparat demzufolge möglichst empfindlich zu machen, ist der Rotor als Anker einer unpolarmaschine gebaut ; es ist aus dem gleichen Grunde auch zweckmässig, die Scheiben 4 und 6 radförmig zu durchbrechen, wie das Fig. 3 zeigt.
Schliesslich sei bemerkt, dass man mit Hilfe des oben beschriebenen Apparates auch Mehrphasen- strom-Generatoren parallel schalten kann. So verbindet man beispielsweise bei zwei Drehstromgelleratoren je zwei der drei Leitungen in gleicher zyklischer Reihenfolge durch je ein Voltmeter 20, wobei jedes der drei Voltmeter die Leitung 26 an je einer Kontaktstelle 25 unterbricht. Damit also der aus der Quelle 29 kommende Strom fliessen kann, müssen alle drei hintereinander liegenden Kontakte 25 der Leitung 26 gleichzeitig geschlossen sein, was nur dann der Fall ist, wenn alle drei Voltmeter 20 infolge synchronen Umlaufes der beiden Drehstrommotoren gleichzeitig in Dunkelschaltung liegen.
Die durch den Elektromagneten 30 zu betätigende Kontaktvorrichtung ist dabei natürlich sinngemäss für eine Drehstromleitung abzuändern.
. PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur selbsttätigen Parallelschaltung von Wechselstromgeneratoren, bei welcher durch ein Nullspannungsvoltmeter (sogenanntes Voltmeter in Dunkelschaltung) im Augenblicke des Spannung-
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ein elektromagnetischer Schalter zum Zusammenschalten der Maschinen in die Schlusslage gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Relais derart zusammengebaut sind, dass deren bewegliche Teile (4 und 6) auf einer Achse (1) sitzen, wobei das eine Relais (4) zwecks Verminderung der Masse der beweglichen Teile und der dadurch bewirkten grösseren Empfindlichkeit des Apparates als Unpolarmotor (11, 4), das andere als Scheibe (6) ausgebildet ist,
welche durch ein an ihrem Umfange angreifende'' ! Fallgewicht (42) oder durch eine Federkraft einen Bewegungsantrieb erhält, der dem durch den Unipolarmotor (11, 4) bewirkten Antriebe entgegengesetzt ist.