CH177383A - Device for frequency control by means of an electrical controller. - Google Patents

Device for frequency control by means of an electrical controller.

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CH177383A
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CH
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controller
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frequency
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German (de)
Inventor
Cie Aktiengesellschaft Boveri
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Bbc Brown Boveri & Cie
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/04Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Description

  

      Einrichtung    zur Fr     eqnenzr    egeleng mittelst elektrischen Reglers:    Die Zugkraft eines Elektromagnetes oder  das Drehmoment eines Elektromotors sind  beide abhängig vom Strom in ihren Wick  lungen. Die Stromstärke in der Wicklung  einer der genannten Vorrichtungen kann man  dadurch     frequenzabhängig    machen,     dass    man  in ihrem Stromkreis entweder eine Selbst  induktion oder eine Kapazität einfügt, wo  bei. Konstanz der Spannung vorausgesetzt  wird.

   Im Falle der Kapazität variiert dann  der Strom proportional, im Falle der Selbst  induktion umgekehrt proportional der Fre  quenz, wobei auch die Phase des Stromes in       beiden    Fällen in     entgegengesetztem    Sinne     be-          einflusst    wird. Die vorliegende Erfindung  beruht auf der Anwendung dieser bekannten  Erscheinungen.  



  Darnach wird das bewegliche System der  Regelvorrichtung von Strömen beeinflusst, in  deren Kreisen derart abgestimmte Wechsel  stromwiderstände verschiedener Frequenz  abhängigkeit enthalten sind,     dass    bei einem  bestimmten     Frequenzwert    ein Drehmoment  auf das bewegliche System     nicht    ausgeübt    wird. Solange sich dieser     Frequenzwert    nicht:  ändert, bleibt das System in     Ruhe;    ändert  jedoch die Frequenz ihren Wert, so wird sich  das System nach der einen oder andern Rich  tung bewegen, je nachdem :der Einfluss des .  einen oder des andern     Wechselstromwider-          standes    überwiegt.

   Der eine davon kann eine       Induktivität,    der andere eine Kapazität sein.  



  In der     Zeichnung    sind mehrere Ausfüh  rungsbeispiele für die Erfindung     dargestellt,     und zwar handelt es sich bei     Fig.    1 um die  Ausnutzung der Resonanz zwischen Selbst  induktion und Kapazität, bei     Fig.    2 bis 5 um  den gegensätzlichen Einfluss zweier Strom  kreise, von denen der eine     Selbstinduktion,     der andere Kapazität enthält:

   gemäss     Fig.    2  und 3     wirken    die Drehmomente zweier Er  regersysteme und gemäss     Fig.4    und 5 die  Ströme zweier     Erregerspulen    einander ent  gegen.     Fig.    ö und 7 zeigen zwei Anwen  dungsbeispiele des neuen     Frequenzreglers.     In allen Beispielen     ist    der Einfachheit     halber     ein Regler mit Drehsystem     dargestellt,    in       Fig..3    und 4     ein    solcher mit Schaltkontakten      zur Betätigung eines Servomotors, sonst ein  Regler mit Wälzsektor zur unmittelbaren  Verstellung von Widerständen,

   die im Strom  kreis eines elektrischen Antriebsmotors oder  eines     Verstellapparates    für die     Kraftmittel-          zufuhr    einer beliebigen Kraftmaschine liegen.  



  Je nach Bedarf kann der Regler mit oder  ohne Gegenkraft ausgeführt werden. Die  Gegenkraft kann einseitig oder doppelseitig  und einstellbar sein. Auch kann man eine       Dämpfung.svorrichtung    anbringen. Überall  kann eine mechanische oder elektrische Ein  stellvorrichtung für die Gleichgewichtslage  des beweglichen     Reglersystems    vorgesehen  werden.  



       Fig.    1 zeigt einen an ein     Einphasennetz        )a          bezw.    an zwei Phasen eines Drehstromnetzes  angeschlossenen Regler mit zwei     Spulen        ra     und<I>b</I> und dem Drehsystem<I>d.</I> Die Spule a  liegt über dem Widerstand f an der Span  nung des Netzes, dessen Frequenz konstant  gehalten werden soll, der Stromkreis der  ebenfalls vom Netz<I>n</I> gespeisten Spule<I>b</I> da  gegen enthält einen Kondensator c, dessen  Kapazität so abgestimmt ist, dass sie mit der  Selbstinduktion des Stromkreises der Spule b  bei der gewollten normalen Frequenz in Reso  nanz ist.

   Damit in diesem Falle der Strom  nicht über das zulässige Mass     ansteigt,    ist  der Widerstand     g    eingeschaltet. Derselbe  dient zugleich mit dem Widerstand f dazu,  dem Stromkreis der Spule a möglichst induk  tionsfreien Charakter zu verleihen. Bei Nor  malfrequenz und Resonanz heben sich Selbst  induktionen und Kapazität im Kreis der  Spule b gerade auf; die Phasenverschiebung  ist auch hier Null, ebenso     wie    im Stromkreis  der Spule a, und in beiden Spulen fliesst  Strom der gleichen Phase.

   Infolgedessen tritt  keinerlei Drehmoment auf, und das Dreh  system d des Reglers bleibt stehen. Ändert  sich aber die Frequenz, so herrscht im Kreise  der Spule b keine Resonanz mehr, es über  wiegt entweder der Einfluss der Selbstinduk  tion oder der der Kapazität; infolgedessen  hat der Strom in diesem Kreise Phasenver  schiebung, es entsteht ein Drehmoment im    Regler nach der einen oder andern     Rielitung",     das das Drehsystem zum     Aussehla";        ve        raii-          lasst.    Es können Einrichtungen     vorgc@@c#bin     werden, die gestatten, diejenige Frequenz, bei  der Resonanz eintritt, zu verändern.  



  Der Regler gemäss     Fig.    2, der an das  Drehstromnetz     7a    angeschlossen ist, arbeitet  nach dem     Gegenschaltungsprinzip.    Er besitzt  zwei     Drehfeldsysteme,    die auf Drehsysteme       dl    und     d2    wirken, die miteinander starr ge  kuppelt sind, während ihre Erregerfelder     ei     und     e2    so geschaltet sind, dass die erzeugten  Drehmomente einander entgegenwirken. Die  Drehsysteme d bilden hier die Läufer von  Motoren, deren Ständer die Wicklungen e  tragen.

   Nun sind den Erregerwicklungen ei  des einen Motors Kondensatoren h, den Er  regerwicklungen     e2    des andern Motors Dros  selspulen i vorgeschaltet. Bei einer bestimm  ten Frequenz nehmen beide     Drehfeldsysteme     ei und     e=    einen solchen Strom auf, dass die  auf die Drehsysteme     dl    und     d2        ausgeübten     Drehmomente sich aufheben. Bei sinkender  Frequenz werden     :Strom    und Drehmoment des  Systems<I>ei,</I>     dl    kleiner und diejenigen des  Systems     e2,        d2    grösser; bei steigender Fre  quenz ist es umgekehrt.

   Der Normalwert der  Frequenz, bei dem der Regler in Ruhe bleibt,  kann mit Hilfe des regelbaren     Vorschalt-          widerstandes    m eingestellt werden. Schwan  kungen der Netzspannung sind auf die Ein  richtung ohne Einfluss, da beide Systeme an  der gleichen Spannung liegen, deren Schwan  kungen sich infolgedessen auf beide Systeme  in genau gleicher Weise     auswirken.    Das  Gleiche gilt für die Phasenverschiebung im  Netz und die Temperatur.  



  Man kann den beiden Erregersystemen  ei und     e2    auch ein einziges, gemeinsames       Drehsystem    zuordnen,     wie    das in     Fig.    3 ver  anschaulicht ist. Statt wie bei     Fig.    1 und 2  einen Regler mit Widerstandsverstellung an  zutreiben, kann das Drehsystem auch gemäss       Fig.3    lediglich     Endkontakte    schliessen oder  öffnen, die zweckmässig als Schnappkontakte       ausgebildet    werden.  



  Der neue     Frequenzregler    gemäss     Fig.    2  und 3 besitzt grosse technische, bauliche und      betriebliche Vorteile. Wie schon erwähnt, ist  er vollkommen     spannungs-,        cos        (p-    und tem  peraturunempfindlich. Dagegen kann er  äusserst empfindlich auf     Frequenzänderungen     gebaut werden, da er vollkommen asiatischen  Charakter aufweist. Da das eine System  induktiven, das andere     kapazitiven    Strom       aufnimmt,    kompensiert sich die Stromauf  nahme beider Systeme, und infolgedessen ist  der Bedarf des Reglers an Scheinleistung       iiusserst    gering.

   Schliesslich ist der Verlauf       (les    Gesamtdrehmomentes in Abhängigkeit  von der Frequenz sehr günstig, da das Ein  zeldrehmoment jedes Systems eine quadra  tische Funktion des Stromes ist. Statt der  Drehsysteme könnten auch Zugsysteme, also       ElelLtromagnete    mit Zugspulen, verwendet  werden.  



  Um die     Ansprechgenauigkeit    des neuen       Reglers    noch zu erhöhen, kann man auch den  Regler nach     Fig.    2 oder 3 mit einem solchen  nach     Fig.    1 kombinieren, indem man ein  Drehsystem nach     Fig.    1 mit einem solchen  nach     Fig.    2 oder 3 kuppelt und das erste  Drehsystem nach dem Resonanzprinzip ge  mäss     Fig.    1, das zweite Drehsystem nach dem       Gegenschaltungsprinzip    nach     Fig.2    oder 3  erregt.  



  Wenn anderseits keine so grossen     Anfor-          (lerungen    an die     Frequenzempfindlichkeit    ge  stellt werden, kann man bei der     Ausfüh-          i:ungsform    nach     Fig.    2 und 3 gegebenenfalls  einen besonderen Kondensator h, weglassen  und sich mit der Kapazität der Leitungen       bezw.    dem     ohmschen    Widerstand     m    be  gnügen.  



  Eine weitere Ausführungsform des Er  findungsgegenstandes wird durch den Regler  nach     Fig.    4 verkörpert. Sein Drehsystem     %l     wird von drei Spulen<I>o, p,</I> q beeinflusst, die       u        ieder    derart gespeist werden,     dass    die  Ströme in ihnen dann ein     Drehfeld-erzeugen,     wenn die Frequenz von der normalen ab  weicht.

   Zu diesem Zweck ist die Spule o des  Reglers an die Spannung     zwischen    zwei Pha  sen des     Spannungswandlers    t angeschlossen,       -,\        ährend    die     beulen    Spulen     1)    und     cq    zwi-    sehen der     dritten    Phase und dem Nullpunkt  des Wandlers liegen.

   Der Kreis der Spule p  enthält den Kondensator     h,    der Kreis der  Spule<I>q</I> die Drosselspule<I>i</I>     nebst    Einstell  widerstand     m.    Kapazität und Selbstinduktion  in den Kreisen der Spulen<I>p</I> und<I>q</I> werden  nun so abgeglichen, dass sich die in ihnen  erzeugten Felder bei Normalfrequenz prak  tisch aufheben und daher kein Drehmoment  auf das Drehsystem d ausgeübt wird. Weicht  die Frequenz vom Normalwert ab, so nimmt  der Strom zum Beispiel in .der Spule p zu  und zugleich der um zirka<B>180'</B> verschobene  Strom in der Spule q ab, und der resultie  rende Strom erzeugt ein Feld, das mit dem  um 90   verschobenen der Spule o ein Dreh  moment ergibt.  



  Es ist natürlich nicht nötig, dass .die  Phasenverschiebung zur Erzeugung des Dreh  momentes 90   beträgt. Ferner kann man den  resultierenden Strom zur Speisung des Reglers  auch in einem besonderen Stromwandler er  zeugen, wie das in     Fig.    5 dargestellt ist. Hier  sitzen die beiden von der gleichen Netzphase  mit 180   phasenverschobenen Strömen ge  speisten Wicklungen<I>p</I> und<I>q</I> auf dem Eisen  kern eines Stromwandlers w. Bei Abwei  chung der Frequenz vom Normalwert speist  dessen     dritte    Wicklung r die Spule s des  Reglers, dessen zweite Wicklung o von einer  andern Phase des Netzes n erregt wird.  



  Der Regler nach     Fig.    4 und 5 be  sitzt ähnliche Eigenschaften     wie    derjenige  nach     Fig.    2 und 3. Auch er lässt .sich zwecks  Erhöhung der     Ansprechempfindlichkeit    mit  einem solchen nach     Fig.    1 kuppeln. Auch er       lä,sst    sich mit Zugspulen ausführen.  



  Im folgenden seien noch zwei wichtige  Anwendungsgebiete des neuen Reglers an  hand von Ausführungsbeispielen beschrieben.  



       Fig.    6 zeigt die Regelung der Belastungs  verteilung auf die vier Generatoren     I-IV     einer elektrischen Kraftstation. Jeder Gene  rator werde von einer Wasserturbine an  getrieben, deren     Beaufschlagung    in üblicher  Weise von einem Servomotor     l    geregelt wird.

    Dessen Regelventil wird von einem elek-      frischen Leistungsregler z     verstellt,    der eine       Spanriungs-,    eine Strom- und     eine    Steuer  wicklung     j    besitzt, von denen die letzten bei  den an die gleiche Netzphase angeschlossen  sind und einander     entgegenwirken.    Die  Steuerwicklung     j    wird von einem     -Frequenz-          regler    nach der Erfindung beeinflusst, dessen  Drehsystem d entsprechend der Zahl der zu       regelndenGeneratoren    vier     Wälzsektoren    auf  ihren     Widerständen    gleichzeitig verstellt.

    Jedem Generator     I-IV    sind     ein    Sektor des       Drehsystems    d und eine Steuerspule     j    zu  geordnet, welch     letztere    den Servomotor l der  zugehörigen Turbine     lc    beeinflusst. Die Tur  binen<I>k,</I> Servomotoren     l    und     Verstellregler   <I>z</I>  sind der Übersichtlichkeit     wegen    nur bei  einem der vier Generatoren     I-IV    dargestellt;  nur die vier Steuerspulen     j    sind vollständig  eingezeichnet.

   In den Stromkreisen dieser       Spulen    liegen noch Handregler y, die .dazu  dienen, den     Belastungsanteil    jedes Generators       individuell    nach Bedarf von Hand einzu  stellen. Auf diese Weise können die Be  lastungsverhältnisse des Kraftwerkes von  einer Stelle aus beherrscht werden.  



       Statt    der einzelnen Generatoren eines  Kraftwerkes können     natürlich    auch die Ein  zelwerke einer Gruppe von zusammen  geschlossenen Kraftwerken in ihrer Be  lastungsverteilung beliebig von einem Zen  tralpunkt beeinflusst werden. Auch kann man  die Widerstände     y        selbsttätig,    etwa nach  einem gegebenen     Fahrplan    oder Verteilungs  schlüssel, verstellen lassen.  



  Als weiteres Beispiel für die Anwendung  des neuen     Frequenzreglers    kann der Mehr  motorenantrieb einer Papiermaschine dienen.       Bekanntlich    hängt das Papiergewicht pro  laufenden     Meter        bezw.    die Dicke des Papiers  von der     Geschwindigkeit    der     Papiermaschine,     ab. Will man .gleichmässiges Papier haben, so  muss man die Maschine mit ebenso gleich  mässiger Geschwindigkeit laufen lassen; diese       muss    daher ständig anhand von Probe  messungen nachreguliert werden.

   Verwendet  man aber den     Frequenzmesser    nach der     Er-          fiadung,    so     kamt    die     Qesehwindigkeit    selbst-    tätig genau konstant gehalten werden.     Fig.    7  zeigt schematisch den     Mehrmotorenantrieb     einer Papiermaschine mit den Motoren 1, ?,  3 usw., die von der     Leonarddynamo    x aus  gespeist werden. Der relative Gleichlauf aller  Motoren 1, 2, 3 usw. wird durch Differential  regler     v    gewährleistet, deren     Leitfrequenz     von einem kleinen Synchrongenerator     m    ge  liefert wird.

   Dessen Frequenz wird nun von  einem     Frequenzregler    d, e nach der Erfin  dung jeweils konstant gehalten, welcher auf  die Drehzahl des die Maschine     u    treibenden  Motors einwirkt.     Statt    dessen könnte der       Frequenzregler    natürlich auch auf die Span  nung der     Leonarddynamo    x     bezw.    ihrer Er  regermaschine einwirken. Dies hat den Er  folg, dass die Leitfrequenz, geliefert von der  Maschine     u,    genau konstant     bleibt,    unab  hängig von äussern oder innern Einflüssen,  wie Schwankungen der Frequenz .des Haupt  netzes n, Temperatureinflüssen usw.

   Will  man andere Papierstärken erzeugen, so ver  stellt man .gleichzeitig mit der Spannung  der     Leonarddynamo    auch die Leitfrequenz  durch andere Abstimmung der induktiven  Verhältnisse der Erregerkreise des Frequenz  reglers.  



       Selbstverständlich    sind mit den genann  ten Beispielen die Anwendungsgebiete des  neuen     Reglers    nicht erschöpft. Unter anderem  ist er zum Beispiel in     vielen    Fällen     geeignet,     in Verbindung mit einem kleinen Wechsel  stromerzeuger, als einfacher Drehzahlregler  den gewöhnlichen     Fliehkraftpendelregler    zu  ersetzen. Diesem elektrischen Drehzahlregler  kann man in einfachster Weise alle die ver  schiedenen Charakteristiken geben, die ein  Pendelregler haben kann; man kann     Un-          gleichförmigkeitsgrad    und Statik durch  Dämpfung und Federung des     Drehsystems     beeinflussen.

   Auch kann man den neuen  Regler als     Leistungs-    oder als     Isodromregler     ausbilden.



      Device for frequency control by means of an electric controller: The tensile force of an electromagnet or the torque of an electric motor are both dependent on the current in their windings. The current in the winding of one of the devices mentioned can be made frequency-dependent by inserting either a self-induction or a capacitance in its circuit, where at. Constancy of tension is assumed.

   In the case of capacitance, the current then varies proportionally, in the case of self-induction, it varies proportionally to the frequency, with the phase of the current also being influenced in the opposite sense in both cases. The present invention is based on the application of these known phenomena.



  According to this, the moving system of the regulating device is influenced by currents, in whose circles alternating current resistances of different frequency dependencies are contained in such a way that a torque is not exerted on the moving system at a certain frequency value. As long as this frequency value does not: change, the system remains at rest; however, if the frequency changes its value, the system will move in one direction or the other, depending on: the influence of the. one or the other alternating current resistance predominates.

   One of them can be an inductance, the other a capacitance.



  In the drawing several Ausfüh approximately examples for the invention are shown, namely it is in Fig. 1 to the utilization of the resonance between self induction and capacity, in Fig. 2 to 5 to the opposing influence of two electric circuits, one of which Self-induction containing other capacitance:

   According to FIGS. 2 and 3, the torques of two excitation systems act and according to FIGS. Fig. Ö and 7 show two application examples of the new frequency controller. In all examples, for the sake of simplicity, a controller with a rotary system is shown, in Fig. 3 and 4 a controller with switching contacts for actuating a servo motor, otherwise a controller with a rolling sector for the direct adjustment of resistors,

   which are in the circuit of an electric drive motor or an adjustment device for the power supply of any engine.



  Depending on requirements, the regulator can be designed with or without a counterforce. The counterforce can be one-sided or double-sided and adjustable. A damping device can also be attached. A mechanical or electrical adjustment device for the equilibrium position of the movable control system can be provided everywhere.



       Fig. 1 shows a to a single-phase network) a respectively. Regulator connected to two phases of a three-phase network with two coils ra and <I> b </I> and the rotary system <I> d. </I> The coil a lies above the resistor f on the voltage of the network, the frequency of which is constant is to be maintained, the circuit of the coil <I> b </I>, which is also fed by the network <I> n </I>, contains a capacitor c, the capacitance of which is matched to the self-induction of the circuit of the coil b is in resonance at the desired normal frequency.

   Resistor g is switched on so that the current does not rise above the permissible level in this case. The same serves at the same time as the resistor f to give the circuit of the coil a as induction-free character as possible. At normal frequency and resonance, self inductions and capacitance in the circle of coil b just cancel each other out; the phase shift is zero here, as well as in the circuit of coil a, and current of the same phase flows in both coils.

   As a result, no torque occurs and the rotary system d of the controller stops. However, if the frequency changes, there is no longer any resonance in the circle of coil b, either the influence of self-induction or that of capacitance predominates; As a result, the current in this circle has a phase shift, there is a torque in the controller after one or the other Rieleitung "that the rotary system to the lookout"; ve raii- let. Facilities can be provided that allow the frequency at which resonance occurs to be changed.



  The controller according to FIG. 2, which is connected to the three-phase network 7a, works according to the counter circuit principle. It has two rotating field systems that act on rotating systems dl and d2, which are rigidly coupled to one another, while their excitation fields ei and e2 are switched in such a way that the torques generated counteract each other. The rotary systems d here form the rotors of motors, the stator of which carries the windings e.

   Now the excitation windings ei of one motor capacitors h, the excitation windings e2 of the other motor Dros selspulen i upstream. At a certain frequency, both rotating field systems ei and e = absorb such a current that the torques exerted on rotating systems dl and d2 cancel each other out. With decreasing frequency: current and torque of the system <I> ei, </I> dl decrease and those of the system e2, d2 increase; with increasing frequency it is the other way round.

   The normal value of the frequency at which the controller remains idle can be set using the adjustable series resistor m. Fluctuations in the mains voltage have no effect on the device, as both systems are connected to the same voltage, the fluctuations of which consequently affect both systems in exactly the same way. The same applies to the phase shift in the network and the temperature.



  The two excitation systems ei and e2 can also be assigned a single, common rotating system, as is illustrated in FIG. 3. Instead of driving a regulator with resistance adjustment as in FIGS. 1 and 2, the rotary system can also only open or close end contacts according to FIG. 3, which are expediently designed as snap contacts.



  The new frequency regulator according to FIGS. 2 and 3 has great technical, structural and operational advantages. As already mentioned, it is completely insensitive to voltage, cos (p and temperature. On the other hand, it can be built to be extremely sensitive to changes in frequency, as it has a completely Asian character. Since one system draws inductive, the other capacitive current, the system compensates for itself Current consumption of both systems, and as a result, the controller's need for apparent power is extremely low.

   Finally, the course (les total torque as a function of the frequency is very favorable, since the individual torque of each system is a quadratic function of the current. Instead of the rotary systems, pull systems, i.e. electrical magnets with pull coils, could also be used.



  In order to increase the response accuracy of the new controller, the controller according to FIG. 2 or 3 can also be combined with one according to FIG. 1 by coupling a rotary system according to FIG. 1 with one according to FIG. 2 or 3 and that The first rotary system based on the resonance principle according to FIG. 1, the second rotary system based on the counter circuit principle according to FIG. 2 or 3 excited.



  If, on the other hand, no great demands are placed on the frequency sensitivity, in the embodiment according to FIGS. 2 and 3, a special capacitor h can be omitted and the capacitance of the lines or the ohmic resistance can be used m be content.



  Another embodiment of the subject invention He is embodied by the controller of FIG. Its rotating system% l is influenced by three coils <I> o, p, </I> q, which are fed in such a way that the currents in them then generate a rotating field when the frequency deviates from the normal.

   For this purpose, the coil o of the controller is connected to the voltage between two phases of the voltage converter t, while the bulging coils 1) and cq are between the third phase and the zero point of the converter.

   The circuit of the coil p contains the capacitor h, the circuit of the coil <I> q </I> the choke coil <I> i </I> together with the setting resistor m. The capacitance and self-induction in the circles of the coils <I> p </I> and <I> q </I> are now balanced in such a way that the fields generated in them practically cancel each other out at normal frequency and therefore no torque on the rotating system d is exercised. If the frequency deviates from the normal value, the current in coil p, for example, increases and at the same time the current in coil q, shifted by about 180 ', decreases, and the resulting current generates a field, the 90 shifted the coil o results in a torque.



  It is of course not necessary that the phase shift for generating the torque is 90. Furthermore, the resulting current for supplying the controller can also be generated in a special current transformer, as shown in FIG. Here the two windings <I> p </I> and <I> q </I> fed by the same mains phase with 180 phase-shifted currents sit on the iron core of a current transformer w. If the frequency deviates from the normal value, its third winding r feeds the coil s of the controller, the second winding o of which is excited by a different phase of the network n.



  The regulator according to FIGS. 4 and 5 has similar properties as that according to FIGS. 2 and 3. It can also be coupled with one according to FIG. 1 in order to increase the sensitivity. It can also be carried out with pull-coils.



  In the following, two important areas of application of the new controller are described using exemplary embodiments.



       Fig. 6 shows the control of the load distribution on the four generators I-IV of an electric power station. Each generator is driven by a water turbine, the action of which is regulated by a servo motor 1 in the usual way.

    Its control valve is adjusted by an electrical power controller z, which has a tension, a current and a control winding j, the last of which are connected to the same mains phase and counteract each other. The control winding j is influenced by a frequency regulator according to the invention, the rotation system d of which adjusts four rolling sectors simultaneously on their resistances according to the number of generators to be regulated.

    A sector of the rotary system d and a control coil j are assigned to each generator I-IV, the latter influencing the servomotor l of the associated turbine lc. The turbines <I> k, </I> servomotors 1 and adjusting controllers <I> z </I> are only shown for one of the four generators I-IV for the sake of clarity; only the four control coils j are shown in full.

   In the circuits of these coils there are also manual controllers y, which serve to set the load share of each generator individually as required. In this way, the loading conditions of the power plant can be controlled from one point.



       Instead of the individual generators of a power plant, the load distribution of the individual plants in a group of closed power plants can of course also be influenced by a central point as desired. The resistances y can also be adjusted automatically, for example according to a given timetable or distribution key.



  The multi-motor drive of a paper machine can serve as a further example of the application of the new frequency controller. As is well known, the weight of the paper depends respectively per running meter. the thickness of the paper depends on the speed of the paper machine. If you want even paper, you have to let the machine run at an equally constant speed; this must therefore be continuously readjusted using sample measurements.

   If, however, the frequency meter is used after loading, the speed can be kept constant automatically. Fig. 7 shows schematically the multi-motor drive of a paper machine with the motors 1,?, 3, etc., which are fed by the Leonard dynamo x. The relative synchronization of all motors 1, 2, 3, etc. is guaranteed by differential controller v, the master frequency of which is supplied by a small synchronous generator m ge.

   Its frequency is now kept constant by a frequency controller d, e according to the invention, which acts on the speed of the motor driving the machine u. Instead of this, the frequency controller could of course also on the voltage of the Leonard dynamo x respectively. affect your erotic machine. This has the result that the digital frequency, supplied by the machine u, remains exactly constant, regardless of external or internal influences, such as fluctuations in the frequency of the main network n, temperature influences, etc.

   If you want to produce other paper thicknesses, you also adjust the master frequency at the same time as the voltage of the Leonard dynamo by differently coordinating the inductive relationships of the excitation circuits of the frequency regulator.



       Of course, the application areas of the new controller are not exhausted with the examples mentioned. Among other things, it is suitable in many cases, for example, in connection with a small alternating current generator, as a simple speed controller to replace the usual centrifugal pendulum controller. This electric speed controller can be given in the simplest possible way all the different characteristics that a pendulum controller can have; the degree of irregularity and statics can be influenced by damping and suspension of the rotating system.

   The new controller can also be designed as a power or isodrome controller.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Frequenzregelung mit- telst elektrischen Reglers, dadurch gekenn zeichnet, dass das bewegliche System des Reglers von Strömen beeinflusst wird, in deren Kreisen .derart abgestimmte Wechsel- stromwiderstände verschiedener Frequenz abhängigkeit enthalten sind, dass bei einem bestimmten Frequenzwert ein Drehmoment auf das bewegliche System nicht ausgeübt wird. UNTERANSPRüCHE 1. PATENT CLAIM: Device for frequency control by means of an electrical controller, characterized in that the moving system of the controller is influenced by currents, in the circuits of which there are alternating current resistances of different frequency dependencies that are matched so that a torque on the movable system is not exercised. SUBCLAIMS 1. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Regler zwei Erregerstromkreise aufweist, von denen der eine Selbstinduktion und Kapa zität enthält, welche derart abgestimmt sind, dass sie bei der zu haltenden Fre quenz (Normalfrequenz) in Resonanz miteinander stehen. ?. Einrichtung nach Unteranspruch 1 zur Frequenzregelung mit einem Schnell regler, dessen Drehsystem von zwei räumlich und elektrisch phasenverscho benen Erregerspulen beeinflusst wird, da durch gekennzeichnet, dass der Strom kreis der einen Erregerspule Selbstinduk tion und Kapazität enthält, derjenige der andern Erregerspule jedoch praktisch induktionsfrei ist. 3. Device according to patent claim, characterized in that the controller has two excitation circuits, one of which contains a self-induction and capacitance which are matched in such a way that they are in resonance with one another at the frequency to be maintained (normal frequency). ?. Device according to dependent claim 1 for frequency control with a fast regulator, the rotation system of which is influenced by two spatially and electrically phase-shifted excitation coils, characterized in that the circuit of one excitation coil contains self-induction and capacitance, while that of the other excitation coil is practically induction-free. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 1, ge kennzeichnet durch eine Einstellvorrich tung zum Verändern der Resonanzfre quenz. 4. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Regler zwei Erregersysteme besitzt, die in ent gegengesetztem Sinne auf das bewegliche System wirken, und von denen das eine soviel Selbstinduktion, das andere soviel Kapazität enthält, dass die von ihnen auf das bewegliche Reglersystem ausgeübten Wirkungen sich bei der Normalfrequenz aufheben. ä. Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die beiden Erregersysteme als Zugspulen ausgebil det sind, die entgegengesetzte Zugkräfte auf ihre Anker ausüben. 6. Device according to dependent claim 1, characterized ge by a setting device for changing the resonance frequency. 4. Device according to claim, characterized in that the controller has two excitation systems that act in opposite directions on the moving system, and one of which contains so much self-induction, the other so much capacity that they affect the moving control system exerted effects cancel each other out at the normal frequency. Ä. Device according to dependent claim 4, characterized in that the two excitation systems are ausgebil det as tension coils which exert opposing tensile forces on their armature. 6th Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Erreger- Systeme als Motoren ausgebildet sind, die auf ihre Läufer entgegengesetzte Dreh momente ausüben. 7. Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Erreger systeme auf zwei miteinander fest ver bundene Drehsysteme -einwirken. B. Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass beide Erreger systeme auf ein einziges Drehsystem ein wirken. 9. Device according to dependent claim 4, characterized in that the excitation systems are designed as motors which exert opposite torques on their rotors. 7. Device according to dependent claim 4, characterized in that the exciter systems -inact on two firmly connected rotating systems. B. Device according to dependent claim 4, characterized in that both exciter systems act on a single rotary system. 9. Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass der Regler mit drei Erregerspulen ausgerüstet ist, von denen eine über Selbstinduktion, die zweite über Kapazität und diese beiden mit etwa 180 Phasenverschiebung von der gleichen Netzphase gespeist werden, während die dritte Spule von einem gegenüber den beiden erstgenannten phasenverschobenen Strom gespeist wird. Device according to dependent claim 4, characterized in that the controller is equipped with three excitation coils, one of which is fed via self-induction, the second via capacitance and these two with about 180 phase shift from the same mains phase, while the third coil is fed by one opposite the two first-mentioned phase-shifted current is fed. 10. Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass der resultie rende Strom aus den beiden um etwa <B>180'</B> phasenverschobenen Strömen in einem besonderen Stromwandler gebildet und einer Spule des Reglers zugeführt wird, der ausserdem nur noch eine wei tere, den phasenverschobenen Strom führ rende 'Spule besitzt. 11. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch .gekennzeichnet, dass das 'beweg liche System sowohl von zwei Erreger stromkreisen nach Unteranspruch 1, als auch von zwei Erregersystemen nach Unteranspruch 4 beeinflusst wird, zum Zweck, die Ansprechgenauigkeit zu er höhen. 12. 10. Device according to dependent claim 4, characterized in that the resulting current from the two currents phase-shifted by approximately 180 'is formed in a special current transformer and fed to a coil of the controller, which also has only one has another coil carrying the phase-shifted current. 11. Device according to claim, characterized by the fact that the 'movable system is influenced by two excitation circuits according to dependent claim 1, as well as by two excitation systems according to dependent claim 4, for the purpose of increasing the response accuracy. 12. Einrichtung nach Patentanspruch, ge kennzeichnet durch eine Einstellvorrich tung für die Gleichgewichtslage des be weglichen Systems. 13. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das beweg liche System mehrere Stromkreise beein flusst. 14. Einrichtung nach Unteranspruch 13 mit Ferrarisregler der Wälzsektortype, da- durch gekennzeichnet, dass das Dreh system des Reglers mehrere Wälzsekto- ren verstellt, die in verschiedenen Strom kreisen liegen. 15. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass das beweg liche System einen Hilfsmotor steuert, der die Kraftmittelzufuhr einer Kraft maschine regelt. 16. Device according to claim, characterized ge by a setting device for the equilibrium position of the moving system. 13. Device according to claim, characterized in that the movable Liche system influences several circuits. 14. Device according to dependent claim 13 with a Ferrari regulator of the rolling sector type, characterized in that the rotary system of the regulator adjusts several rolling sectors which are in different electric circuits. 15. Device according to claim, characterized in that the movable Liche system controls an auxiliary motor that regulates the supply of fuel to an engine. 16. Einrichtung nach Unteranspruch 15, da durch gekennzeichnet, dass das beweg liche System lediglich Kontakte betätigt, die entweder den Vorlauf oder den Rück lauf des Hilfsmotors verursachen., wäh rend der Mittelstellung des Reglers der Stillstand des Hilfsmotors entspricht. 17. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Regler von einem mit der zu regelnden Ma schine gekuppelten Wechselstromgenera tor gespeist wird. 18. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Regler ohne Gegenkraft ausgeführt ist. <B>19.</B> Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Reäler für beide Ausschlagrichtungen mit einer einstellbaren Gegenkraft ausgerüstet ist. 20. Device according to dependent claim 15, characterized in that the movable system only actuates contacts that cause either the forward or reverse of the auxiliary motor, while the middle position of the controller corresponds to the standstill of the auxiliary motor. 17. Device according to claim, characterized in that the controller is fed by an alternating current generator coupled to the machine to be controlled. 18. Device according to claim, characterized in that the controller is designed without counterforce. <B> 19. </B> Device according to claim, characterized in that the reel is equipped with an adjustable counterforce for both deflection directions. 20th Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Regler mit einstellbarer Dämpfung versehen ist. 21. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Wechsel stromwiderstand wenigstens eines Strom kreises regelbar ist, zum Zweck, den ein zuregelnden Frequenzwert einzustellen. 22. Einrichtung nach Unteranspruch 13, da durch gekennzeichnet, dass jedes beweg liche System den Widerstand je eines besonderen Stromkreises verstellt, der mit je einem von Hand einstellbaren Justierwiderstand versehen ist, zum Zweck, mittelst gemeinsamen Frequenz reglers die Last auf die Generatoren, Generatorgruppen oder Werke eines Net zes oder Netzverbandes zu verteilen. Device according to patent claim, characterized in that the regulator is provided with adjustable damping. 21. Device according to patent claim, characterized in that the alternating current resistance of at least one circuit can be regulated for the purpose of setting the one regulating frequency value. 22. Device according to dependent claim 13, characterized in that each movable system adjusts the resistance of a special circuit, each provided with a manually adjustable adjustment resistor, for the purpose of using a common frequency controller to load the generators, generator groups or To distribute works of a network or network association.
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