Regeleinrichtung für Kraftmaschinen. Bei der Leistungsregelung von Kraft- t3 -wird je nach den Bedingungen, .die anzuhalten sind, entweder nach einer be- .tinnnten Frequenz-Leistungsstatik oder fre- rtu@nzun.abhängig auf konstante Übergabe- oder Maschinenleistung geregelt.
Zunächst wurden zur Leistungsregelung Il@gler verwendet, welche sekundär auf 1)i-r-hziihl-Verstellmotoren von primären Dreh- z;ilili,eg1crn der Kraftmaschinen einwirken. Bei der Frequenz-Leistungsregelung brauchte iii,in dann einen Frequenzregler, einen Lei- @1 iingsregler und einen Drehzahlregler.
Beim ITer:ang zu Leistungsreglern, die wie ein L Are lizahlregler primär auf die Hauptsteue- rIinM; der Kraftmaschine einwirken, versuchte ioan nun mit zwei statt drei Reglern nach einer Frequenz-Leistungsstatik zu steuern, indem man den primären Drehzahlregler als Frequenzregler benutzte, so dass als weiterer Regler nur noch ein Leistungsregler nötig Wall.
Ilie Herstellung einer Frequenz-Lei- .@iui@.aatik durch einen primären Dreh zahlregler in Zusammenarbeit mit einem pri- niii i-en Leistungsregler bereitet aber erheb <B>]</B> ,clw Schwierigkeiten. Der Drehzahlregler #u11 den Servomotor statisch steuern, das heisst die Rückführung des Servomotors soll jeder sselaaun der Kraftmaschine eine abwei- (-bende Solldrehzahl zuordnen.
Dies ist not- u; endig, um die Kraftmaschine mit andern parallel arbeiten zu lassen. Die Aufrecht- erba.ltungeiner solchen Statik kann auch aus Stabilitätsgründen notwendig sein. Wenn diese Forderung auch meist entfällt, solange der Leistungsregler in Betrieb ist, weil letzterer die Wirkung einer Statik ersetzt, so muss doch in Störungsfällen der Drehzahlregler ohne Hilfe des Leistungsreglers die stabile Rege lung der Maschine aus Sicherheitsgründen allein übernehmen können.
Mit Rücksicht auf Störungsfälle muss also der Drehzahl regler zur Wahrung der Stabilität und des Parallelbetriebes eine Statik haben, das heisst jeder Belastung der Maschine muss eine an dere Solldrehzahl entsprechen.
Eine solche Statik verunmöglicht aber die Einhaltung eines Frequenz-Leistungsgesetzes, das heisst einer eindeutigen, von der Be lastung unabhängigen Zuordnung von Dreh zahl und Leistung, wenn der Drehzahlregler und der Leistungsregler zusammen auf den gleichen statischen Servomotor einwirken. Da bei einer bestimmten geregelten Solleistung jeder Belastung der Kraftmaschine eine an dere Drehzahl zugeordnet ist, wird dieser Solleistung je nach der Belastung eine andere Drehzahl zugeordnet, das Frequenz-Leistungs- gesetz also verfälscht.
Um jeder Drehzahl eine bestimmte Lei stung unabhängig von der Belastung der Kraftmaschine zuzuordnen, musste man des halb bisher die Rückführung des Servomotors unwirksam machen, um die Statik des Servo motors aufzuheben. Ein astatischer Servo motor ist aber in Störungsfällen, in denen der Drehzahlregler allein den Servomotor steuert, wie schon erwähnt, nicht imstande, den Parallelbetrieb und die Stabilität sicher zustellen.
Aber auch solange der Leistungsregler in Betrieb ist, hat ein astatischer Servomotor, der vom Leistungsregler und Drehzahlregler gleichzeitig gesteuert wird, bedeutende Nach teile. Die Frequenz-Leistungsstatik lässt sich nämlich in einem solchen Falle nur dadurch verändern, dass das Einwirkungsverhältnis beider Regler auf die Steuerung verschoben wird.
Um im Bedarfsfalle gänzlich frequenz- unabhängig auf konstante Leistung zu regeln, müsste man dann die Wirkung des Dreh zahlreglers auf Null heruntersetzen, was einer unendlich grossen Statik des Drehzahlreglers entspricht. Abgesehen davon, dass die Regel einrichtung in Störungsfällen vollkommen un brauchbar würde, weil der Drehzahlregler dann überhaupt keine Wirkung mehr auf die Kraftmaschine ausübt, muss aus Stabilitäts gründen auch bei Betrieb des Leistungsreglers eine Statik des Drehzahlreglers eingehalten werden, die kleiner oder gleich ist wie die Statik der parallellaufenden Drehzahlregler des Netzes.
-Um im Beharrungszustand auf eine Soll- leistung zu regeln, die unabhängig von der Frequenz konstant bleibt, muss man des halb zur Sicherung der Stabilität den Dreh zahlregler vorübergehend mit einer bestimm ten Statik mitarbeiten lassen. Dies liess sich bisher nur erreichen, indem man das Lei- stungs-Frequenzgesetz, das heisst den Ver hältniswert der Änderungen von Solleistung und Frequenz, nicht auf Null heruntersetzte, sondern eine gewisse minimale Leistungs-Fre- quenzstatik zuliess.
Nur so konnte man ein Tinendlichwerden der Drehzahlstatik verhin dern, worauf es aus Stabilitätsgründen allein ankommt. Aus mangelnder Erkenntnis dieser Zusammenhänge wurde der Fehlschluss ge zogen, dass es aus Stabilitätsgründen notwen dig sei, eine gewisse Leistungs-Frequenzstatik aufrechtzuerhalten.
Eine Regelung auf konstante, von der Frequenz unabhängige Leistung ist stabil durchführbar, wenn es gelingt, die Wirkung des Drehzahlreglers vorübergehend aufrecht zuerhalten. Eine frequenzunabhängige Rege lung der Leistung ist insbesondere in Netzen unentbehrlich, die so gross 'sind und Frequenz schwankungen von so hohem Mass aufweisen, dass die leistungsgeregelte Maschine nicht gross genug ist, um diese grossen Frequenzschwan- kungen auszugleichen. Hiefür sind die bis herigen Anordnungen unbrauchbar.
Die bisher übliche Aufhebung der Statik des Servomotors hat aber noch den weiteren Nachteil, dass schon bei der kleinsten Ab weichung vom Sollwert das Steuerorgan die Servomotorbewegung mit voller Verstell- geschwindigkeit einsetzen lässt, weil sie nicht durch die Rückführung aufgehalten wird. Zur Sicherung der Stabilität kann es dagegen zweckmässig sein, den Leistungsregler mit einer mit der Abweichung vom Sollwert an steigenden Verstellgesehwindigkeit arbeiten zu lassen.
Die erwähnten Übelstände lassen sich be heben, und ferner lässt sich eine bis zur vollen Frequenzunabhängigkeit einstellbare Lei- stungs-Frequenzstatik herstellen, wenn gemäss der Erfindung zwischen den Leistungsregler und den Servomotor ein Steuerglied einge schaltet ist, welches eine Statik des Dreh zahlreglers bei verschiedenen Belastungen der Kraftmaschine aufrechtzuerhalten und ferner eine Statik zwischen der Drehzahl und der Solleistung herzustellen gestattet, ohne dass ,Änderungen der Belastung auf den Sollwert der geregelten Leistung zurückwirken.
Auf der beiliegenden Zeichnung .sind zwei beispielsweise Ausführungsformen des Er findungsgegenstandes in vereinfachter Dar stellungsweise veranschaulicht, und zwar zeigt: Fig. 1 eine Ausführungsform mit einer Kompensationsvorrichtung zur Aufhebung der Belastungsabhängigkeit der Leistungsrege lung und Fig. 2 eine Ausführungsform mit einer astatischen, hydraulisch betätigten Vorsteue- rung.
In Fig. 1 bezeichnet leine Kraftmaschine, die einen Generator 2 antreibt. Durch eine Leitung 3 speit dieser ein Netz 4, an das ein weiterer Si-,er 5 und Verbrau- cher 6 angeschlossen sind. An die Leilung s1: ein Leitungsregler 8 angeschlossen, der zusammen inil einem Drehzahlregler 9 über ,#inen Steuerschieber 1.0 und einen Servo motor 11 ein den Zufluss zur Kraftmaschine 1 beherrschendes Organ 12 steuert.
Eine Pumpa 13 dient der i_)lversorgung des Servomotors 11 und einer Vorsteuerung 14 mit Steuerschieber <B>15.</B> Der Steuerungseinfluss der Vorsteuerung 1.4 ist nach oben und unten durch den Hub ihres Kolbens 16 begrenzt. Solange eine Stromspule 17, z. B. bei abgeschalteter Lei- teng 7, stromlos ist. zieht eine Feder 18 das (lestänge 19 nach oben. Die Kraft der Feder <B>18</B> und damit die Solleistung lässt sich durch iln Handrad 181 einstellen.
Der Kolben 16 wird bei diesen Betriebszuständen in die untere Grenzlage gedrückt; die Steuerpunkte ''0 und 21. sind dann in Ruhe, und der Dreh zahlregler 9 beherrscht allein die Kraft- maschine l , indem er über die Steuerpunkte ;.'?, 23, ?4 den Steuerschieber 10 betätigt. ')xirch eine Rückführung 26 wird über Steuer liunkt 27 die für Parallelbetrieb mit andern Stromerzeugern und die Stabilität. notwendige Statik des Drehzahlreglers 9 hergestellt.
ir:,dem jeder Belastung der Kraftmaschine 1 eine andere Stellung des Drehzahlreglers 9, also eine andere Drehzahl zugeordnet ist.
Ohne diese notwendige Statik zu zerstören, wird durch eine Kompensationseinrichtung 28 f-rreiclit, da.ss Belastungsänderungen der Kraft- inaschine 1 den jeweils in Betrieb befind lichen Leitungsregler 8 nicht beeinflussen. Diese. Kompensationseinrichtung 28 hat einen tZompensationspunkt 29, der im Beharrungs zustand in Ruhe bleibt, solange der Drehzahl regler 9, also der Steuerpunkt 22,
unverändert bleibt und auch eine Drehzahlverstellvorrich- t ung 3 3 nicht betätigt wird. Dies ist der Fall, wenn sich die Frequenz und damit die Stellung des Drehzahlreglers 9 nicht ver- indern. Angenommen nun, es habe sich nach einer Belastungsänderung der Kraftmaschine der Kolben des Servomotors 11 so bewegt, dass der Steuerpunkt 2 7 nach<B>2</B>71 gewandert ist.
Dies erfolgt, naehclem durch Ansprechen der Vorsteuerung 14 eine Verstellung, der Steuerpunkte \?4, ?3, ?1., 32, 20, 31 bis in die gestrichelt eingezeichneten Lagen 241, 231, ?11, 521, 20', 311 stattgefunden hat.
Dabei verschiebt sich aber auch der Steuerpunkt<B>30</B> der Kompensationseinrichtung 28 nach 301, so dass der Kompensationspunkt 29 seine Stellung beibehält. Eine Zugfeder 34 greift am Gestänge 19 an einem Punkt 35 an, und zwar mit einem Hebelarm in bezug auf den Drehpunkt 36, wobei sich dieser Hebelarm durch eine Stellschraube 37 verändern lässt. Die Vorsteuerung 14 ist immer dann in Ruhe, wenn sich der Steuerschieber 15 in der ge zeichneten Mittellage befindet.
Im Behar rungszustand befinden sich also die Steuer punkte 38 und<B>35</B> immer in der gleichen Lage, Da der Kompensationspunkt 29 bei allen Be lastungen der Kraftmaschine 1 ebenfalls immer seine Lage beibehält, ist somit jede Belastungseinwirkung auf den Leistungs regler 8 kompensiert.
Trotzdem bewirkt jede Drehzahländerung eine Änderung der geregelten Solleistung. wodurch ein von der Belastung unabhängiges Leistungs-Frequenzgesetz eingehalten werden kann. Eine Verschiebung des Punktes 22 in senkrechter Richtung bedingt nämlich nach Ansprechen der Vorsteuerung 14 eine entspre chende Verschiebung des Kompensations punktes 29, und wegen einer Veränderung der Spannung der Zugfeder 34 auch eine ver änderte Irraft, welcher der Leistungsregler 8 das Gleichgewicht zu halten hat.
Die Voreteuerung 1.4 gestattet also zu sammen mit der Kompensationseinrichtung 28 als Zwischenglied zwischen Leistungsregler 8 und Servomotor 11 die Statik zwischen Dreh zahl und Solleistung aufrechtzuerhalten, ohne dass Änderungen der Belastung auf den Sollwert der geregelten Leistung zurück wirken, und dies bei voller Aufrechterhaltung der Statik des Drehzahlreglers bei verschie denen Belastungen.
Der Hub des Kolbens 16 der Vorsteuerung 1.4 lässt sich so bemes sen, dass der Kolben 16 bei Drehzahländerun gen, die ein bestimmtes Mass iibersteigen, durch die entsprechenden Hübe des Steuer punktes 22 in eine seiner Grenzlagen ge drückt wird, so dass der Drehzahlregler 9 sofort die Kraftmaschine 1 allein beherrscht. Seine Statik bleibt nach wie vor voll erhalten, was ohne irgendwelche Umstelleingriffe Parallelbetrieb und Stabilität sicherstellt.
Die Sicherung der Stabilität bei gleich zeitigem Betrieb des Leistungsreglers 8 wird dadurch erleichtert, dass ganz unabhängig von der Verstellgesehwindigkeit des Servomotors 11, der meist mit konstanter, sehr hoher Ver- stellgesehwindigkeit arbeiten wird, der Lei- stungsregler 8 mit mässigen, von der Öffnung des Steuerschiebers 15 stark abhängigen Ver- stellgeschwindigkeiten arbeiten kann. Diese mit der Abweichung der geregelten Werte vom Sollwert stark anwachsenden Verstell geschwindigkeiten werden vom Servomotor 11,
vermöge der statischen Wirkung seiner Rückführung 26, wie durch ein festes Ge stänge auf das Zuflussorgan 12 übertragen.
Da die Statik des Drehzahlreglers 9 immer erhalten bleibt, ist es ohne Gefährdung der Stabilität zulässig, die Leistungs-Frequenz- statik auf Null zu stellen, indem man durch die Stellschraube 37 den Angriffspunkt 35 bis unter den Drehpunkt 36 verschiebt. Da dann die Zugfeder 34, weil kein Hebelarm vorhanden ist, auch bei Drehzahländerungen. also Stellungsänderungen des Drehzahlreglers 9, nicht auf den Leistungsregler 8 zurück wirkt, bleibt :die Leistung unabhängig von der Frequenz konstant. Im Gegenstand zur bisherigen Lösung, bei der man die Wirkung des.
Drehzahlreglers vollständig ausschalten musste, bleibt die Stabilität erhalten, weil der Drehzahlregler 9 vorübergehend stabilisierend wirkt, wobei seine Verstellwirkung durch die nun vollkommen astatische Vorsteuerung 14 wieder aufgehoben wird, ähnlich wie bei der vorübergehenden Statik einer Isodrom- rückführung. Bei Bedarf lässt sich die Lei- stungs-Frequenzstatik bis auf negative Werte verstellen,
indem man den Angriffspunkt 35 über den Drehpunkt 36 hinaus nach links verschiebt, Die Belastungsunabhängigkeit des Lei stungsreglers 8 lässt sich auch durch anders artige Kompensation erreichen. So kann man z. B. mit einer Vorsteuerung arbeiten, die durch eine Feder auf einer Seite des Kolbens 16 oder am Steuerschieber 15 eine Statik er hält, die dann wiederum in Abhängigkeit von der Verstellbewegung des Servomotors 11 zu kompensieren ist.
Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungs form bezeichnet 39 eine Kraftmaschine mit Zuflussorgan 40, Servomotor 41, Steuerschie ber 42 und Rückführung 43. Ferner bezeich net 44 einen Drehzahlregler mit Drehzahlver stellung 45, und 46 bezeichnet eine Vorsteue- rung mit Kolben 47 und Steuerschieber 48 für einen Leistungsregler 49 mit Zugfeder 50, Einstellhandrad 501 und Leistungsspule 51. Ein Gestänge 52 hat einen Angriffspunkt 53, dessen Hebelarm sich einem Drehpunkt 54 gegenüber durch ein Handrad 55 verschie ben lässt.
Ein Steuerpunkt 56 ist durch eine Druckfeder 57 mit einer Membrane 58 ver bunden, die einen Steuerstift 59 gegen eine Ausflussöffnung 60 drückt. Der von der Membrane 58 umschlossene Raum ist durch eine Leitung 61 mit einem von einer Mem brane 62 umschlossenen Raum verbunden. Die Membrane 62 wirkt über eine Feder 63 auf den erwähnten Angriffspunkt 53 ein. Eine Ölpumpe 64 speist ausser den Steuer schiebern 42 und 48 über eine Blende 65 auch ,das Membransystem 58, 62 mit Drucköl.
Durch den Steuerstift 59 wird der Aus fluss aus Öffnung 60 so geregelt, dass jeder Drehzahl der Kraftmaschine, also jeder Stellung es Drehzahlreglers 44, entsprechend der Spannung der Druckfeder 57 ein bestimm ter Öldruck in den Membranen 58 und 62 zugeordnet ist, und damit auch eine bestimmte Spannung der Druckfeder 63. Die Wirkung ist also die gleiche, wie wenn die Feder 63 unmittelbar am Steuerpunkt 56 angreifen würde.
Die hydraulische Übertragung hat aber den Vorteil, dass die Verbindung des Lei stungsreglers 49 mit der übrigen Steuerung nur durch P,ohrleitungen 61,<B>66,</B> 67 erfolgen kann, was die örtliche Trennung und die Mon- ti@ge erleichtert.
Der Steuerschieber 48 regelt die Vor steuerung 46 vollkommen 1-astatisch, so lange die Drehzahl konstant bleibt. Denn bei festliegendem Steuerpunkt 56 üben weder die Bewegungen des Kolbens 47 der Vor- ste,ueriing 46 noch des Servomotors 41 Rück wirkungen auf den Steuerschieber 48 aus. Da gegen bewirkt jede Änderung der Drehzahl, also jede Verschiebung des Steuerpunktes 56. eine Änderung der von Feder 63 ausgeübten Pruel:kraft, was eine Verschiebung der Sol leistung des Leistungsreglers 49 bedingt.
Es wird also wiederum eine Leistungs-F'requenz- .tatik hergestellt, ohne Abhängigkeit von der Belastung und ohne die Statik zwischen Be lastung und Drehzahl aufzuheben.
Statt durch Gestänge und Einstellvorrich- turigen, die Spannung von Federn und Ände- i,ring Von Hebelarmen, kann die Verbindung zwischen Reglern und Steuerorganen in be- h:irrriter Weise auch durch elektrische Rück führungen, verstellbare Widerstände und elektrische Brückenschaltungen erfolgen, .die cliireh Stromspulen Stellkräfte auf den Lei stungsregler ausüben.
Die beschriebenen Regeleinrichtungen las sen sich nicht nur verwenden, wenn die Ubergabeleistung zwischen Verbundnetzen konstant zu halten ist, sondern sie eignen sieh auch für Fälle, wo die Leistung einer liraftinasehine, mit oder ohne Abhängigkeit von der Frequenz, konstant zu halten ist.
Control device for prime movers. With the power control of power t3, depending on the conditions that are to be stopped, either a started frequency power statics or freertu@nzun. Dependent on constant transfer or machine power is regulated.
First of all, for power control, devices were used, which act secondarily on 1) i-r-hziihl variable motors of primary speed, z; ilili, eg1crn of the prime mover. For frequency power control, iii then needed a frequency controller, a line controller and a speed controller.
At the ITer: all about capacity regulators which, like an L area number regulator, primarily operate on the main control unit; affecting the engine, ioan now tried to control with two instead of three regulators according to a frequency-power statics by using the primary speed regulator as a frequency regulator, so that only one power regulator is required as an additional regulator.
However, producing a frequency line using a primary speed controller in cooperation with a pri- niii i-en power controller causes considerable difficulties. The speed controller # u11 statically control the servomotor, that is, the feedback of the servomotor should assign a deviating setpoint speed to each sselaaun of the engine.
This is necessary- u; to let the engine work in parallel with others. The maintenance of such a statics can also be necessary for reasons of stability. Even though this requirement is usually not applicable as long as the power controller is in operation because the latter replaces the effect of static, in the event of a fault the speed controller must be able to take over the stable control of the machine for safety reasons without the aid of the power controller.
With regard to malfunctions, the speed controller must have static to maintain stability and parallel operation, i.e. each load on the machine must correspond to a different target speed.
However, such static makes it impossible to comply with a frequency-performance law, that is, a clear assignment of speed and power independent of the load when the speed controller and the power controller act together on the same static servo motor. Since each load on the engine is assigned a different speed for a certain regulated target output, this target output is assigned a different speed depending on the load, thus falsifying the frequency-performance law.
In order to assign a certain performance to each speed regardless of the load on the engine, you had to make the feedback of the servo ineffective in order to cancel the static of the servo motor. An astatic servo motor is, as already mentioned, not able to ensure parallel operation and stability in cases of malfunction in which the speed controller alone controls the servo motor.
But even as long as the power controller is in operation, an astatic servomotor, which is controlled by the power controller and speed controller at the same time, has significant disadvantages. In such a case, the frequency-power statics can only be changed by shifting the relationship between the two controllers to the control.
In order to regulate to constant power completely independent of frequency if necessary, the effect of the speed controller would have to be reduced to zero, which corresponds to an infinitely large droop of the speed controller. Apart from the fact that the control device would be completely unusable in the event of a malfunction, because the speed controller then no longer has any effect on the engine, for reasons of stability, the static of the speed controller must also be maintained when the power controller is in operation, which is less than or equal to that Statics of the parallel running speed controllers of the network.
- In order to regulate to a target power in the steady state, which remains constant regardless of the frequency, the speed controller must therefore temporarily work with a certain statics to ensure stability. Up to now this could only be achieved by not reducing the power-frequency law, that is, the ratio of the changes in nominal power and frequency, to zero, but allowing a certain minimum power-frequency statics.
This was the only way to prevent the speed statics from becoming finite, which is all that matters for reasons of stability. Due to a lack of knowledge of these relationships, the wrong conclusion was drawn that for reasons of stability it was necessary to maintain a certain power frequency statics.
A regulation to constant power independent of the frequency can be carried out in a stable manner if it is possible to temporarily maintain the effect of the speed controller. A frequency-independent regulation of the power is particularly indispensable in networks that are so large and have frequency fluctuations of such a high degree that the power-regulated machine is not large enough to compensate for these large frequency fluctuations. The previous arrangements are useless for this.
The suspension of the statics of the servomotor, which has been customary up to now, has the further disadvantage that even with the slightest deviation from the setpoint, the control unit allows the servomotor movement to start at full adjustment speed because it is not stopped by the feedback. To ensure stability, however, it can be useful to let the power regulator work with an adjustment speed that increases with the deviation from the setpoint.
The abovementioned inconveniences can be remedied, and a power frequency statics that can be set up to full frequency independence can be produced if, according to the invention, a control element is switched on between the power controller and the servomotor, which statics of the speed controller at different loads to maintain the prime mover and also to establish a droop between the speed and the setpoint power without changes in the load affecting the setpoint of the regulated power.
On the accompanying drawing .sind two exemplary embodiments of the subject of the invention are illustrated in a simplified representation, namely: Fig. 1 shows an embodiment with a compensation device for canceling the load dependency of the power regulation and Fig. 2 shows an embodiment with an astatic, hydraulically operated pilot control - tion.
In FIG. 1, denotes a prime mover which drives a generator 2. This feeds a network 4 through a line 3, to which a further Si, Er 5 and consumer 6 are connected. A line controller 8 is connected to the line s1, which together in a speed controller 9 controls an organ 12 controlling the flow to the engine 1 via a control slide 1.0 and a servo motor 11.
A pump 13 is used to supply the servo motor 11 and a pilot control 14 with a control slide 15. The control influence of the pilot control 1.4 is limited upwards and downwards by the stroke of its piston 16. As long as a current coil 17, z. B. with switched off line 7, is de-energized. A spring 18 pulls the length 19 upwards. The force of the spring <B> 18 </B> and thus the nominal output can be adjusted with a handwheel 181.
In these operating states, the piston 16 is pressed into the lower limit position; the control points' '0 and 21 are then at rest, and the speed controller 9 alone controls the engine 1 by operating the control slide 10 via the control points;.' ?, 23,? 4. ') xirch a return 26 is liunkt via control 27 for parallel operation with other power generators and the stability. necessary statics of the speed controller 9 made.
ir:, to which a different position of the speed controller 9, that is to say a different speed, is assigned to each load on the engine 1.
Without destroying this necessary statics, a compensation device 28 makes it possible that changes in load on the engine 1 do not affect the line regulator 8 that is in operation. This. Compensation device 28 has a compensation point 29, which remains at rest in the steady state as long as the speed controller 9, i.e. the control point 22,
remains unchanged and a speed adjustment device 3 3 is not actuated either. This is the case when the frequency and thus the position of the speed controller 9 do not change. Now suppose that after a change in the load on the prime mover, the piston of the servo motor 11 has moved in such a way that the control point 27 has moved to 71.
This takes place, according to which an adjustment of the control points? 4, 3, 1., 32, 20, 31 up to the positions 241, 231, 11, 521, 20 ', 311 has taken place by addressing the pilot control 14 Has.
In the process, however, the control point 30 of the compensation device 28 is also shifted to 301, so that the compensation point 29 maintains its position. A tension spring 34 engages the linkage 19 at a point 35, specifically with a lever arm with respect to the pivot point 36, this lever arm being able to be changed by an adjusting screw 37. The pilot control 14 is always at rest when the control slide 15 is in the ge recorded central position.
In the persistence state, the control points 38 and 35 are always in the same position, since the compensation point 29 also always maintains its position for all loads on the engine 1, so any load effect on the power controller 8 compensated.
Nevertheless, every change in speed causes a change in the regulated target output. whereby a power-frequency law independent of the load can be adhered to. A shift of the point 22 in the vertical direction requires namely after responding to the pilot control 14 a corre sponding shift of the compensation point 29, and because of a change in the tension of the tension spring 34 also a changed Irraft, which the power regulator 8 has to keep the balance.
The advance control 1.4 thus allows together with the compensation device 28 as an intermediate link between the power controller 8 and the servo motor 11 to maintain the statics between the speed and the setpoint power without changes in the load affecting the setpoint of the regulated power, and this with full maintenance of the statics of the Speed controller with different loads.
The stroke of the piston 16 of the pilot control 1.4 can be dimensioned in such a way that the piston 16 is pushed into one of its limit positions by the corresponding strokes of the control point 22 in the event of speed changes that exceed a certain amount, so that the speed controller 9 is immediately dominates the engine 1 alone. Its statics are still fully preserved, which ensures parallel operation and stability without any changeover interventions.
Ensuring the stability with simultaneous operation of the power regulator 8 is facilitated by the fact that, completely independent of the adjustment speed of the servomotor 11, which will usually work with a constant, very high adjustment speed, the power regulator 8 with moderate, from the opening of the Control slide 15 can work depending on the adjustment speeds. These adjustment speeds, which increase sharply with the deviation of the controlled values from the setpoint, are controlled by the servomotor 11,
by virtue of the static effect of its return 26, as transmitted to the inflow organ 12 by a solid linkage.
Since the statics of the speed controller 9 is always retained, it is permissible to set the power-frequency statics to zero without endangering the stability by moving the point of application 35 to below the pivot point 36 with the adjusting screw 37. Since then the tension spring 34, because there is no lever arm, even when the speed changes. That is, changes in the position of the speed controller 9, which does not affect the power controller 8, remain: the power remains constant regardless of the frequency. In the subject of the previous solution, where you can see the effect of the.
Had to switch off the speed controller completely, the stability is retained because the speed controller 9 has a temporarily stabilizing effect, its adjustment effect being canceled again by the now completely astatic pilot control 14, similar to the temporary static of an isodrome feedback. If necessary, the power frequency statics can be adjusted to negative values,
by moving the point of application 35 to the left beyond the pivot point 36, the load independence of the power regulator 8 can also be achieved by other types of compensation. So you can z. B. work with a pilot control that he holds by a spring on one side of the piston 16 or on the control slide 15, which in turn is to be compensated for as a function of the adjustment movement of the servomotor 11.
In the embodiment shown in FIG. 2, 39 denotes an engine with inflow element 40, servomotor 41, control slide 42 and return 43. Furthermore, 44 denotes a speed controller with speed adjustment 45, and 46 denotes a pilot control with piston 47 and control slide 48 for a power regulator 49 with tension spring 50, adjusting handwheel 501 and power coil 51. A linkage 52 has an engagement point 53, the lever arm of which can be shifted by a handwheel 55 with respect to a pivot point 54.
A control point 56 is connected by a compression spring 57 with a diaphragm 58 which presses a control pin 59 against an outflow opening 60. The space enclosed by the membrane 58 is connected by a line 61 to a space enclosed by a mem brane 62. The membrane 62 acts via a spring 63 on the aforementioned point of application 53. An oil pump 64 also feeds the control slides 42 and 48 via an orifice 65, the membrane system 58, 62 with pressurized oil.
The control pin 59 regulates the outflow from opening 60 so that each speed of the engine, i.e. each position of the speed controller 44, is assigned a certain oil pressure in the membranes 58 and 62 according to the tension of the compression spring 57, and thus also a certain tension of the compression spring 63. The effect is therefore the same as if the spring 63 would act directly on the control point 56.
The hydraulic transmission, however, has the advantage that the connection of the power regulator 49 to the rest of the control system can only take place through P pipe lines 61, 66, 67, which means the local separation and the assembly facilitated.
The control slide 48 regulates the pre-control 46 completely 1-astatic, as long as the speed remains constant. This is because, when the control point 56 is fixed, neither the movements of the piston 47 of the protruding body nor of the servomotor 41 exert any feedback on the control slide 48. In contrast, every change in the speed, that is to say every shift in the control point 56, causes a change in the Pruel exerted by the spring 63, which causes a shift in the sol power of the power regulator 49.
So it is again a power frequency .tatik produced, without dependency on the load and without canceling the statics between loading and speed.
Instead of using linkages and adjusting devices, tensioning springs and changing lever arms, the connection between regulators and control elements can also be made in an irrritic manner using electrical feedback, adjustable resistors and electrical bridge circuits Cliireh current coils exert actuating forces on the power regulator.
The control devices described can be used not only if the transfer power between interconnected networks is to be kept constant, but they are also suitable for cases where the power of a liraftinase, with or without a function of the frequency, is to be kept constant.