Regeleinrichtung zur Verteilung der Last. Die Erfindung befasst sich mit der Auf gabe, bei mehreren parallelarbeitenden Ma schineneinheiten, z. B. Turbinen, Generato ren, Ventilatoren, Pumpen, Kältemaschinen, Dampfkesseln oder dergleichen die Lustver teilung derart einzustellen, dass ein möglichst hoher Gesamtwirkungsgrad erzielt wird. Wenn die parallelarbeitenden Einheiten gleichartig sind, ist diese Forderung im all gemeinen erfüllt, wenn die Last gleich mässig auf die Einheiten verteilt wird. Hier bei bereitet also die wirtschaftliche Lustver teilung keinerlei besondere Schwierigkeiten.
Bei verschiedenartigen parallelarbeitenden Energieumformern kann man bekanntlich die wirtschaftlichste Lustverteilung erzielen, wenn man die Differentialquotienten der Kurven, welche die Verluste jeder Einheit in Abhängigkeit von der Belastung darstellen (Verlustkurve), vergleicht und alle zu regeln den Einheiten möglichst auf den gleichen Wert des Differentialquotienten einstellt. Man geht dabei vorzugsweise von der für jede Einheit bekannten Abhängigkeit zwi schen der abgegebenen Leistung und der zu geführten Leistung aus.
An Hand dieser Kurve lassen sich ohne weiteres die Verluste der betreffenden Einheit in Abhängigkeit von der Belastung bilden, und auf Grund der so gewonnenen Verlustkurve lässt sich auf Grund bekannter Methoden für jeden Bela stungspunkt der Differentialquotient der Verlustkurve angeben.
Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Regeleinrichtung zur Verteilung der Last auf mehrere parallelarbeitende Einheiten der obengenannten Art, die mit die Energiezu fuhr beeinflussenden Reglern ausgerüstet sind und wobei derartige Kurven, welche den Differentialquotienten der Verlustkurve dar stellen, verwendet werden. Bei dem Haupt patent ist der die Energiezufuhr zu jeder der parallelarbeitenden Einheiten beeinflussende Regler mit einem zusätzlichen Steuerorgan versehen, welches den Differentialquotienten der zugehörigen Verlustkurve so wirksam macht, dass die Differentialquotienten bei allen parallelarbeitenden Einheiten gleich sind.
Die Erfindung bezieht sich auf eine besondere Ausführungsform des Gegenstan des des Hauptpatentes, welche es gestattet, die den Differentialquotienten der Verlust kurve entsprechenden Kurven in besonders einfacher Weise auf die Regler der Einhei ten zur Wirkung zu bringen. Erfindungs gemäss wird zu diesem Zweck eine Rückfüh rungseinrichtung des Reglers jeder Einheit von einem Kurvenlenker so gesteuert, dass die Differentialquotienten der Verlustkurven sämtlicher Einheiten dauernd praktisch den selben Wert besitzen.
Man kann bei der praktischen Ausfüh rung der Erfindung den Kurvenlenker bei jedem Regler so ausbilden. dass er der zuge hörigen Differentialquotientenkurve ent spricht. In manchen Fällen ist e5 aber auch zweckmässig, dem Kurvenlenker bei einem oder bei mehreren Einheiten, die die gleiche Differentialquotientenkurve besitzen, eine beliebige Neigung zu geben. Man wird zum Bespiel manchmal darauf Wert legen, dass diese Neigung beispielsweise über den ganzen Belastungsbereich konstant ist, um die zu geordneten Energieumformer zu einer ent sprechend der von dem Regler konstant zu haltenden Grösse proportionalen Leistungs abgabe zu zwingen.
In diesem Fall werden die Kurvenlenker aller übrigen, mit den zu erst genannten Energieumformern parallel arbeitenden Einheiten so ausgebildet, dass trotzdem die Differentialquotienten der Ver lustkurven sämtlicher Energieumformer dauernd übereinstimmen.
Die Erfindung wird vorzugsweise so verwirklicht, dass der Regler jeder Einheit ein zusätzliches Steuerorgan besitzt, welches bei allen Energieumformern so eingestellt wird, dass der Wert Null der Differentialquotien- tenkurve bei allen Energieumformern im Leerlauf bei demselben Wert der durch den Regler konstant zu haltenden Grösse liegt. Handelt es sich beispielsweise um Maschinen zur Erzeugung von Wechselstrom, so wird man vorzugsweise durch den Regler die Fre quenz, bei Pumpen die Druckhöhe oder die Fördermenge, bei Dampfkesseln den Dampf druck konstant halten lassen.
Die Erfindung ermöglicht es, die wirtschaftliche Lastvertei- lung bei mehreren parallelarbeitenden Ener gieumformern zwangsläufig zu erzwingen, ohne dass ein Nachregeln der einzelnen Ener gieumformer von Hand erforderlich ist.
Um die Gesamtbelastung aller parallel arbeitenden Energieumformer zu ändern, wird vorzugsweise eine jedem Energieum former zugeordnete zusätzliche Einstellvor richtung für den Sollwert des Reglers ent sprechend verstellt. Die Einstellung kann von Hand vorgenommen werden, es ist aber auch möglich, diese Einstellung zwangsläufig durchzuführen in Abhängigkeit. von einem für alle parallelarbeitenden Energieumformer gemeinsamen Regler, beispielmveise einem Frequenz- oder Leistungsregler. In diesem Fall kann man die Anordnung so durchbil den, dass die Stellung der Einstellvorrichtung für den Sollwert des Reglers als elektrische Grösse dargestellt wird, welche mit den ent sprechenden Grössen der übrigen Einstellvor richtungen verglichen wird.
Bei einer Ände rung des von dem gemeinsamen Regler be stimmten Sollwertes werden dann besondere, jedem einzelnen Energieumformer zugeord nete Regler so beeinflusst, dass sie die Ge samtbelastung auf die einzelnen parallel arbeitenden Energieumformer wieder in der wirtschaftlichsten Weise verteilen.
In der Fig. 1 ist schematisch ein Aus führungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es ist dabei an eine Zentrale gedacht, in wel cher drei durch Turbinen angetriebene Ge neratoren parallel arbeiten. Das Ausführungs beispiel lässt sich für eine beliebige Zahl von Maschinen erweitern, da die einzelnen Geräte parallel geschaltet sind und die Schaltung durch neue Geräte beliebig ergänzt werden kann. Die Generatoren und Antriebsturbinen sind in der Figur nicht dargestellt. Mit 1 ist der Leitradservomotor einer Antriebsturbine des einen Generators bezeichnet.
Der Kolben dieses Servomotors beeinflusst über das Ge stänge 3 die Treibmittelzufuhr zur Turbine. Mit 4 ist ein Fliehkraftpendel bezeichnet, welches über das Pendelgetriebe 5 von der Turbine angetrieben wird. Die als Steuer hülse ausgebildete Pendelmuffe 6 verschiebt sich bei einer Lastschwankung gegenüber dem zunächst feststehenden Steuerstift 7. Bei einer Belastung des Maschinensatzes ver schiebt sich die Pendelmuffe 6 nach oben und gibt dadurch mit ihrer untern Öffnung einen Weg für das Steueröl frei.
Das Steueröl strömt an dem Steuerstift vorbei zu dem Vorsteuerkolben 8 des Regulierventils 9, der einerseits durch den Vorsteueröldruck, ander seits durch die Feder 10 belastet ist, und hebt den Vorsteuerkolben 8 an.
Der Vorsteuerkolben 8 steht mit dem Vorsteuerstift 7 durch das Gestänge 15, 16 in Verbindung, das seinen Drehpunkt in dem Gelenk hat, welches die Stangen 16 und 23 untereinander verbindet. Der Vorsteuerstift 7 wird durch die Bewegung des Vorsteuer kolbens 8 in der Pendelmuffe 6 nach oben bewegt, bis das weitere Einströmen des Steueröls unterbrochen wird. Damit ist ein vorläufiger Beharrungszustand eingestellt.
Der Vorsteuerkolben 8 ist weiterhin mit dem Regulierkolben 11 hydraulisch gekup pelt. Sowie sich nämlich der Vorsteuerkolben 8 nach oben bewegt, gibt er mit seinem untern im Regulierkolben beweglichen Teil den schräg nach unten führenden sslablauf- kanal frei, durch den das Drucköl über dem Regulierkolben abfliessen kann, gleichzeitig drückt das unter den ringförmigen Wulst des Kolbens nachströmende 01 diesen nach oben, und zwar so lange, bis er relativ zum Vor stenerkolben 8 seine ursprüngliche Lage ein genommen hat.
Durch die Bewegung des Regulierkolbens 11 wird der rechten Hälfte des Steuerzylinders 12 des Leitradservo- motors 1 Drucköl durch die Leitung 14 zu geführt. Der Kolben 2 bewegt sich dabei von rechts nach links und vergrössert hierbei die Leitradöffnung.
Durch die Bewegung des Servomotors 1 wird über einen Kurvenlenker 18 die Rück- führung eingeleitet. Bei der beschriebenen Bewegung wird die Rolle 19 am Hebel 20 durch das Kurvenstück 18 gehoben, und es wird hierbei eine Verschiebung der Ölbremse 21 nach unten bewirkt. Der Kolben dieser Ölbremse steht mit der Pendelmuffe 6 durch die Stabilisierungsfedern 17 und 22 in Ver bindung. Je nach dem Verschiebungssinne erhält die Zugfeder 17 oder die Druckfeder 22 Spannung. Bei der angenommenen Bewe- gung erhält die Zugfeder 17 Spannung und erteilt der Pendelmuffe 6 eine zusätzliche Kraft, welche die Muffe nach unten zieht.
Die durch den Vorsteuerstift geschlossenen untern Öffnungen der Pendelmuffe werden dadurch so freigegeben, dass das unter dem Vorsteuerkolben 8 befindliche Drucköl ab strömen kann. Unter dem Druck der Feder 10 sinkt der Vorstenerkolben 8 ab und steuert den Vorsteuerstift 7 in die Mittellage zu rück, wodurch der Bewegungsvorgang des Kolbens 2 unterbrochen wird.
Wäre der Kolben der Ölbremse fest, so würde die Turbine nunmehr in einem neuen Beharrungszustande, jedoch mit veränderter Drehzahl verbleiben. Die Bremse besitzt jedop-h eine kleine Umlauföffnung und der Bre,nskolben verdrängt unter dem Einfluss der Spannung .der Stabilisierungsfeder das 01 in der Bremse langsam von der einen nach der andern Kolbenseite.
Diesem Durch sinken des Bremskolbens entsprechend ent spannt sich die Stabilisierungsfeder 17, und die Schwunggewichte entfernen sieh abermals aus der Mittellage. Die Vorsteuerung spricht wieder in dem zu Anfang des Regelvor ganges bestandenen Sinne an, der Arbeits kolben 2 geht noch etwas weiter, und dieses Spiel wiederholt sich, bis Ruhe im ganzen System herrscht.
Wie aus der Anordnung er sichtlich, kann dieser Zustand nur eintreten, wenn einerseits die Spannung der Stabilisie rungsfeder 17 verschwunden, und gleich zeitig die Pendelmuffe 6, sowie der Regulier kolben 11 sich in Mittelstellung befinden, was nur möglich ist, wenn die Drehzahl nur um den durch das Kurvenstück 18 erzwun genen Betrag von der vor Beginn des Regel- vorganges vorhandenen abweicht. Dies wird im folgenden noch näher erläutert.
Die Kurvenscheibe 7 8 ist so ausgebildet, dass sie der Differentialquotientenkurve der Verlustkurve der zugehörigen Maschine ent spricht. Die Steuereinrichtungen jeder der parallelarbeitenden Maschinen, welche in der Zeichnung nicht dargestellt sind, besitzen einen entsprechenden Kurvenlenker. Diese Kurvenlenker sind bei allen Maschinen so eingestellt, dass der Wert Null der Differen- tialquotientenkurve bei allen Maschinen im Leerlauf bei derselben Frequenz liegt.
Wäh rend man also bisher zum Parallelbetrieb von Generatoren den Regler dadurch statisch machte, dass die Drehzahlen zwischen Leer lauf und Vollast der Turbinen gleichmässig um einen bestimmten Prozentsatz absinken, besteht das Wesen dieser neuen Regelung darin, dass diese Statik des Reglers entspre chend dem Differentialquotienten der Ver lustkurve gewählt wird. Bei der dargestell ten Anlage ist die Statik des Reglers durch die Verbindungsstange 23 erreicht. Durch das Kurvenstück 18 wird diese Stange bei der beschriebenen Bewegung des Steuerkol bens 2 nach links etwas angehoben.
Hier durch wird auch der Anschlag des Vorsteuer stiftes wieder ein klein wenig gehoben und die Ruhelage des Reglers wird damit in eine Stellung verlegt, bei der die Pendelmuffe etwas höher liegt, das heisst die beiden Fliehkraftgewichte näher aneinander rücken. Somit ist die Drehzahl, welche der Turbinen regler bei der vergrösserten Leitradöffnung einhält, etwas niedrigerer als die Drehzahl bei kleinerer Belastung.
Eine Veränderung der einzuregelnden Drehzahlhöhe, wie sie selbsttätig über das Kurvenstück 18 in Abhängigkeit von der Leitradstellung erfolgt, kann bei der Erfin dung auch willkürlich auf ähnliche Weise durch Änderung des Abstandes zwischen Vorsteuerstift 7 und dem Pendelgetriebe 5 vorgenommen werden. Zu diesem Zweck wird der untere Angriffspunkt der Stange 23 über den Hebel 24 in seiner Höhenlage verstellt. Das Ende des Hebels 24 ist als Mutter 25 ausgebildet, die. auf der Spindel 26 bei deren Verdrehung wandert. Der Antrieb der Spin del 26 erfolgt entweder durch ein Handrad 27 oder über den Drehzahlverstellmotor 28.
Wenn man ein Netz mit konstanter Fre quenz voraussetzt, so ist der Regler gezwun gen, stets mit der gleichen Höhe der Pendel muffe bezw. mit dem gleichen Abstand dez Pendelfliehgewichte zu arbeiten. Wird nun durch Verdrehen der Spindel 26 die Stange 23 und damit der Steuerstift. wieder gehoben, so wird ein Regelvorgang eingeleitet, welcher erst dann zur Ruhe kommt, wenn durch das Kurv entstück 18 eine entsprechende Absen kung stattgefunden hat, wodurch die zuerst erwähnte Bewegung kompensiert ist.
Dem entsprechend entspricht bei starren Netzen mit konstanter Frequenz einer Verstellung der Spindel 26 eine Änderung der Leitrad- öffnung. Mit Hilfe der Drehzahlverstellein- richtung kann man also beim Parallelbetrieb die Belastung der Maschinen ändern.
In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, bei welchem für die drei parallelarbeitenden Maschinen ein gemeinsamer Frequenzregler 35 vorgesehen ist, der die Frequenz des Netzes unabhängig von dem jeweiligen Belastungszustand kon stant halten soll. Die Spindel der beiden andern Maschinen, deren Steuereinrichtungen im einzelnen in der Figur nicht dargestellt sind, sind mit 126, 226, die zugehörigen Wandermuttern mit 125, 225 bezeichnet. Mit den Wandermuttern sind entsprechende Gleitkontakte 29, 129, 229 fest verbunden, die auf dem zugehörigen Regelwiderstand 30, <B>130,</B> 230 schleifen.
Vom Frequenzregler wird eine entsprechende Wandermutter 325 ein gestellt, welche mit dem Gleitkontakt 329 den Regelwiderstand 330 verändert. Den einzelnen Maschinen sind entsprechende Regelgeräte 31, 131, 231 zugeordnet, die in der aus der Figur ersichtlichen Weise an das Gleichstromnetz 32, 33 angeschlossen sind. An dem Gleitkontakt 329, welcher vom ge meinsamen Frequenzregler 35 verstellt wird, ist eine Leitung 34 angeschlossen, in welcher auch die Gleitkontakte der einzelnen zugeord- neten Regelwiderstände liegen. Bei Frequenz schwankungen spricht der Frequenzregler 35 an und verstellt über den Motor 325 den Ab puff 329 am Widerstand 330.
Dadurch tritt ein zusätzlicher Strom von Leitung 34 über die Abpuffe 29, 129, 229 auf die Regler 31, 131, 231 auf, so dass diese die zugehörigen Drehzahlverstelleinrichtungen im Sinne einer Wiederherstellung der normalen Frequenz einschalten.
An Stelle der in der Fig. 1 dargestellten Regelwiderstände können auch Ringrohr geber oder ähnliche Einrichtungen, beispiels weise Drosselspulen oder Regeltransforma toren, verwendet werden.
Wie bereits eingangs erwähnt wurde, ist es manchmal erwünscht, den Kurvenlenker, welcher die Rückführungseinrichtung beein flusst, mit einer beliebigen Neigung, bei spielsweise mit konstanter Neigung, auszu führen. Das kann beispielsweise in Frage kom men, wenn mehrere der parallelarbeitenden Energieumformer die gleiche Differential quotientenkurve besitzen. Es ist dann nicht erforderlich, dass die Kurvenlenker aller dieser Energieumformer einen entsprechend der zugehörigen Differentialquotientenkurve ausgebildeten Lenker besitzen. Man kann für diese Energieumformer vielmehr die viel leicht schon vorhandenen gewöhnlichen Len ker mit geradliniger Charakteristik verwen den.
In diesem Fall muss bei den übrigen, mit den zuerst genannten Energieumformern parallelarbeitenden Einheiten ein entspre chend anders gewählter Kurvenlenker für die Rückführungseinrichtung benutzt werden. In welcher Weise die Form eines solchen Kur venlenkers ermittelt werden kann, soll an Hand der Fig. 2 und 3 erläutert werden.
In Fig. 2 ist mit v1 die Differentialquotienten- kurve eines Energieumformers, in Fig. 3 mit v2 die Differentiaiquotientenkurve eines zweiten Energieumformers bezeichnet. Wie die Figuren erkennen lassen, ist angenommen, dass die Formen der beiden Differentialquotienten kurven von einander abweichen.
Es sei nun angenommen, dass es aus irgendeinem Grunde erwünscht ist, den Kurvenlenker für den oder die der Fig. 2 zugeordneten Energieumformer geradlinig, beispielsweise entsprechend der Kurve 1l, auszuführen. Man kann auch in diesem Fall erzwingen, dass die Differential quotienten der Verlustkurven bei beiden Energieumformern dauernd denselben Wert besitzen, wenn für den Kurvenlenker des zweiten Energieumformers, welchem die Fig. 3 entspricht, nicht eine Form gemäss v2, sondern die Lenkerkurve<B>1,</B> verwendet wird.
Diese Kurve kann Punkt für Punkt aus den übrigen Kurven v1, 1, und v2 dadurch er mittelt werden, dass man jede Ordinate der Kurve v2 um denjenigen Betrag d vergrössert oder verkleinert, um welchen die entspre chende Ordinate der Kurve vl beim Übergang auf die geradlinige Charakteristik h ver grössert oder verkleinert wird.
Die beschriebenen Anordnungen sind nicht auf die Regelung von Maschinensätzen in einem Kraftwerk beschränkt. Man kann auch mehrere Kraftwerke in der gleichen Weise regeln. Voraussetzung dabei ist, dass dem Drehzahlregler jeder Maschine ein Kur venlenker zugeordnet ist, der dem Differential quotienten der zugehörigen Verlustkurve ent spricht.
In der Praxis sind am häufigsten die Fälle, in welchen zwei verschiedenartige Ma schinen zusammenarbeiten und einen Ma schinensatz bilden. Ein solcher Fall liegt beispielsweise beim Antrieb von Stromerzeu gern mit Kraftmaschinen vor. Dabei wird es in den meisten Fällen genügen, nur den Teil des Maschinensatzes bei der Aufstel lung der Verlustkurve zu berücksichtigen, bei dem die Abhängigkeit der Verluste von der Belastung am stärksten ist.
Man wird deshalb die Abhängigkeit des Wirkungsgrades des Generators in vielen Fällen vernachlässigen können. Ähnliche Gesichtspunkte gelten auch, wenn es sich darum handelt, mehrere parallelarbeitende Ventilatoren in der günstig sten Weise zu betreiben. Auch hier wird es in vielen Fällen genügen, nur die Abhängig keit der Verluste des Ventilators selbst zu be rücksichtigen und die Verluste des Antriebs motors ausser Acht zu lassen. Man kann aber auch die Verluste aller verschiedenartigen. einen gemeinsamen Maschinensatz bildenden Energieumformer berücksichtigen.
Bei der Erzeugung elektrischer Energie in Dampfkraftwerken spielt auch der Wir kungsgrad der Kesselanlage eine wichtige Rolle. 31an kann auch hier die in der Kessel anlage auftretenden Verluste bei der Aufstel lung der Verlustkurve und damit bei der Lastv erteilung berücksichtigen und so die ge samte Anlage auf die wirtschaftlichste Last verteilung einregulieren.
Control device for distributing the load. The invention is concerned with the task, when several machine units working in parallel, for. B. turbines, generators, fans, pumps, refrigeration machines, steam boilers or the like adjust the Lustver distribution in such a way that the highest possible overall efficiency is achieved. If the units working in parallel are of the same type, this requirement is generally met if the load is evenly distributed over the units. So here at the economic distribution of pleasure does not cause any particular difficulties.
It is well known that with different types of energy converters working in parallel one can achieve the most economical distribution of pleasure by comparing the differential quotients of the curves, which represent the losses of each unit as a function of the load (loss curve), and setting all the units to be regulated to the same value of the differential quotient if possible. It is preferable to start from the dependency, known for each unit, between the power output and the power to be supplied.
With the aid of this curve, the losses of the relevant unit can easily be calculated as a function of the load, and on the basis of the loss curve obtained in this way, the differential quotient of the loss curve can be specified for each load point using known methods.
The main patent relates to a control device for distributing the load to several parallel units of the above type, which are equipped with the Energiezu drove influencing controllers and such curves, which represent the differential quotient of the loss curve are used. In the main patent, the regulator influencing the energy supply to each of the parallel working units is provided with an additional control element which makes the differential quotient of the associated loss curve so effective that the differential quotients are the same for all parallel working units.
The invention relates to a particular embodiment of the subject matter of the main patent, which allows the curves corresponding to the differential quotient of the loss curve to be brought into effect in a particularly simple manner on the controller of the units. According to the invention for this purpose a feedback device of the controller of each unit is controlled by a cam follower so that the differential quotients of the loss curves of all units have practically the same value over the long term.
In the practical execution of the invention, the control arm can be designed in this way for each controller. that it corresponds to the associated differential quotient curve. In some cases, however, e5 is also useful to give the control arm any inclination for one or more units that have the same differential quotient curve. For example, it is sometimes important that this tendency is constant, for example over the entire load range, in order to force the energy converters to be assigned to a power output proportional to the variable to be kept constant by the controller.
In this case, the curve links of all the other units working in parallel with the energy converters mentioned above are designed in such a way that the differential quotients of the loss curves of all energy converters nonetheless always match.
The invention is preferably implemented in such a way that the controller of each unit has an additional control element which is set in all energy converters so that the value zero of the differential quotient curve for all energy converters when idling is the same value as the value to be kept constant by the controller . If, for example, it is a question of machines for generating alternating current, then the controller will preferably keep the frequency, for pumps the pressure head or the flow rate, for steam boilers the steam pressure constant.
The invention makes it possible to force the economic load distribution in the case of several energy converters working in parallel without the need to readjust the individual energy converters by hand.
In order to change the total load of all energy converters working in parallel, an additional setting device assigned to each energy converter is preferably adjusted accordingly for the setpoint value of the controller. The setting can be made manually, but it is also possible to necessarily make this setting depending on. from a controller common to all energy converters working in parallel, for example a frequency or power controller. In this case, the arrangement can be implemented in such a way that the position of the setting device for the setpoint value of the controller is represented as an electrical quantity which is compared with the corresponding quantities of the other setting devices.
When the setpoint determined by the common controller is changed, special controllers assigned to each individual energy converter are influenced in such a way that they again distribute the total load to the individual energy converters working in parallel in the most economical way.
In Fig. 1, an exemplary embodiment from the invention is shown schematically. It is thought of a control center in which three generators driven by turbines work in parallel. The execution example can be expanded for any number of machines, since the individual devices are connected in parallel and the circuit can be expanded as required by new devices. The generators and drive turbines are not shown in the figure. 1 with the stator servo motor of a drive turbine of a generator is referred to.
The piston of this servomotor influences the propellant supply to the turbine via the linkage 3. 4 with a centrifugal pendulum is referred to, which is driven via the pendulum gear 5 from the turbine. The pendulum sleeve designed as a control sleeve 6 shifts when the load fluctuates compared to the initially fixed control pin 7. When the machine set is loaded, the pendulum sleeve 6 moves upwards and thereby releases a path for the control oil with its lower opening.
The control oil flows past the control pin to the pilot piston 8 of the regulating valve 9, which is loaded on the one hand by the pilot oil pressure and on the other hand by the spring 10, and lifts the pilot piston 8.
The pilot piston 8 is connected to the pilot pin 7 by the linkage 15, 16, which has its pivot point in the joint which connects the rods 16 and 23 to one another. The pilot pin 7 is moved by the movement of the pilot piston 8 in the pendulum sleeve 6 upwards until the further inflow of the control oil is interrupted. A temporary steady state is thus set.
The pilot piston 8 is still hydraulically kup pelt with the regulating piston 11. As soon as the pilot piston 8 moves upwards, its lower part, which is movable in the regulating piston, releases the downward sloping drainage channel through which the pressure oil can flow off above the regulating piston, while the oil flowing in under the annular bead of the piston presses at the same time this upwards, until it has taken its original position relative to the stenerkolben 8 before.
As a result of the movement of the regulating piston 11, pressure oil is fed through the line 14 to the right half of the control cylinder 12 of the stator servomotor 1. The piston 2 moves from right to left and enlarges the stator opening.
The movement of the servo motor 1 initiates the return via a curved link 18. During the described movement, the roller 19 is lifted on the lever 20 by the cam piece 18, and the oil brake 21 is displaced downwards. The piston of this oil brake is connected to the pendulum sleeve 6 by the stabilizing springs 17 and 22 in Ver. Depending on the direction of displacement, tension spring 17 or compression spring 22 is tensioned. With the assumed movement, the tension spring 17 receives tension and gives the pendulum sleeve 6 an additional force, which pulls the sleeve downwards.
The openings in the pendulum sleeve, which are closed by the pilot pin, are released in such a way that the pressurized oil located under the pilot piston 8 can flow off. Under the pressure of the spring 10, the Vorstenerkolben 8 sinks and controls the pilot pin 7 in the central position to back, whereby the movement of the piston 2 is interrupted.
If the piston of the oil brake were fixed, the turbine would now remain in a new steady state, but with a changed speed. However, the brake has a small circulation opening and the brake piston slowly displaces the oil in the brake from one side of the piston to the other under the influence of the tension of the stabilizing spring.
This by sinking the brake piston accordingly ent tensions the stabilizing spring 17, and the flyweights remove see again from the central position. The pilot control responds again in the sense that existed at the beginning of the Regelvor ganges, the working piston 2 goes a little further, and this game is repeated until there is calm in the whole system.
As can be seen from the arrangement, this state can only occur if on the one hand the tension of the stabilization spring 17 has disappeared, and at the same time the pendulum sleeve 6 and the regulating piston 11 are in the middle position, which is only possible if the speed is only around the amount enforced by the curve piece 18 differs from that which was present before the start of the control process. This is explained in more detail below.
The cam 7 8 is designed so that it corresponds to the differential quotient curve of the loss curve of the associated machine. The control devices of each of the parallel working machines, which are not shown in the drawing, have a corresponding cam follower. These cam followers are set on all machines so that the value zero of the differential quotient curve is at the same frequency on all machines when idling.
While up to now, for parallel operation of generators, the controller was made static by the fact that the speeds between idling and full load of the turbines drop evenly by a certain percentage, the essence of this new control is that the controller statics correspond to the differential quotient of the Loss curve is selected. In the dargestell th system, the statics of the controller through the connecting rod 23 is achieved. Through the curve piece 18 this rod is raised slightly to the left in the described movement of the control piston 2.
This also raises the stop of the pilot control pin a little bit and the idle position of the controller is moved to a position in which the pendulum sleeve is slightly higher, i.e. the two centrifugal weights move closer together. This means that the speed that the turbine controller maintains with the enlarged stator opening is somewhat lower than the speed with lower load.
A change in the speed to be regulated, as it occurs automatically via the cam 18 depending on the stator position, can also be made arbitrarily in a similar manner by changing the distance between the pilot pin 7 and the pendulum gear 5 in the inven tion. For this purpose, the lower point of application of the rod 23 is adjusted in its height position via the lever 24. The end of the lever 24 is designed as a nut 25 which. migrates on the spindle 26 as it rotates. The spin del 26 is driven either by a hand wheel 27 or by the speed adjustment motor 28.
If one assumes a network with constant Fre quency, the controller is forced, always with the same height of the pendulum sleeve respectively. to work with the same spacing of the pendulum flyweights. By turning the spindle 26, the rod 23 and thus the control pin. raised again, a control process is initiated, which only comes to rest when a corresponding lowering has taken place through the curve entstück 18, whereby the first mentioned movement is compensated.
Correspondingly, in the case of rigid networks with a constant frequency, an adjustment of the spindle 26 corresponds to a change in the stator opening. With the help of the speed adjustment device you can change the load on the machines during parallel operation.
In Fig. 1, an embodiment of the invention is shown in which a common frequency controller 35 is provided for the three machines working in parallel, which is to keep the frequency of the network constant regardless of the respective load condition. The spindles of the other two machines, the control devices of which are not shown in detail in the figure, are designated by 126, 226, and the associated traveling nuts by 125, 225. Corresponding sliding contacts 29, 129, 229, which slide on the associated regulating resistor 30, 130, 230, are firmly connected to the traveling nuts.
A corresponding traveling nut 325 is provided by the frequency controller, which changes the variable resistor 330 with the sliding contact 329. Corresponding control devices 31, 131, 231 are assigned to the individual machines and are connected to the direct current network 32, 33 in the manner shown in the figure. A line 34 is connected to the sliding contact 329, which is adjusted by the common frequency regulator 35, in which the sliding contacts of the individually assigned control resistors are also located. In the event of frequency fluctuations, the frequency controller 35 responds and adjusts the puff 329 at the resistor 330 via the motor 325.
As a result, an additional current occurs from line 34 via the buffers 29, 129, 229 to the controllers 31, 131, 231, so that these switch on the associated speed adjustment devices in the sense of restoring the normal frequency.
Instead of the variable resistors shown in FIG. 1, ring tube encoders or similar devices, example, inductors or regulating transformers, can be used.
As already mentioned at the beginning, it is sometimes desirable to perform the curve control arm, which influences the feedback device, with any inclination, for example with a constant inclination. This can come into question, for example, if several of the energy converters working in parallel have the same differential quotient curve. It is then not necessary for the control arms of all of these energy converters to have a control arm designed according to the associated differential quotient curve. For these energy converters, you can use the ordinary handlebars with straight-line characteristics that are already available.
In this case, with the other units that work in parallel with the first-mentioned energy converters, a correspondingly differently selected cam link must be used for the feedback device. How the shape of such a course venlenkers can be determined will be explained with reference to FIGS.
In FIG. 2, v1 denotes the differential quotient curve of an energy converter, and in FIG. 3 v2 denotes the differential quotient curve of a second energy converter. As the figures show, it is assumed that the shapes of the two differential quotient curves differ from one another.
It is now assumed that for some reason it is desirable to design the curve control arm for the energy converter or energy converters assigned to FIG. 2 in a straight line, for example in accordance with curve 11. In this case, too, it is possible to force the differential quotients of the loss curves to have the same value for both energy converters if the curve link of the second energy converter, to which FIG. 3 corresponds, does not have a shape according to v2, but the link curve <B> 1 , </B> is used.
This curve can be determined point by point from the other curves v1, 1, and v2 by increasing or reducing each ordinate of curve v2 by the amount d by which the corresponding ordinate of curve vl when transitioning to the straight line Characteristic h is increased or decreased.
The arrangements described are not limited to the regulation of machine sets in a power plant. You can also control several power plants in the same way. The prerequisite for this is that the speed controller of each machine is assigned a curve link that corresponds to the differential quotient of the associated loss curve.
In practice, the most common cases are those in which two different types of machines work together and form a machine set. Such a case is, for example, when driving Stromerzeu with prime movers. In most cases, it will be sufficient to consider only that part of the machine set in the list of the loss curve in which the dependence of the losses on the load is greatest.
The dependence of the generator's efficiency can therefore be neglected in many cases. Similar considerations also apply when it comes to operating several fans working in parallel in the most favorable manner. Here, too, it will be sufficient in many cases to only consider the dependency of the losses of the fan itself and disregard the losses of the drive motor. But one can also see the losses of all kinds. take into account energy converters forming a common machine set.
When generating electrical energy in steam power plants, the efficiency of the boiler system also plays an important role. 31an can also take into account the losses occurring in the boiler system when drawing up the loss curve and thus when distributing the load, thus regulating the entire system for the most economical load distribution.