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Elektrisches Stromerzeugungsaggregat Die Erfindung bezieht sich auf
elektrische Stromerzeugungsaggregate mit einem Stromerzeuger und einer den Stromerzeuger
antreibenden Kraftmaschine und betrifft die Steuerung der Arbeitsmittelzufuhrfür
die Kraftmaschine.
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Es ist bereits eine Anlaßvorrichtung für Verbrennungsmotoren von Notstromaggregaten
bekannt, bei der ein Relais vom Netz gesteuert wird, das beim Ausfallen des Stromes
im Netz einen Hilfsmotor für die Schfniermittelpumpe in Betrieb setzt. Das Schmiermittel
wird in einen Zylinder gepumpt, in welchem bei einem bestimmten Druck ein Kolben
ein Ventil öffnet, durch das die Preßluft zum Anlassen des Verbrennungsmotors zum
Motor gelangen kann. Sobald im Netz wieder Strom fließt, der von dem Notstromaggregat
erzeugt wird, wird der Anlaßvorgang durch das Relais beendet. Ein Ausschalten der
Anlaßvorrichtung kann bei der bekannten Einrichtung auch mechanisch mit Hilfe eines
Fliehkraftreglers erfolgen. Dem gleichen Zweck dient eine andere bekannte Einrichtung,
mit deren Hilfe die für den Anlaßvurgang benötigte Druckluft abgeschaltet werden
kann, sobald der Motor läuft. Diese Einrichtung umfaßt ein Ventil in der Leitung
von dem PreßluftvGrratsbehälter zum Motor, welches von einem Relais gesteuert wird,
das auf einen bestimmten Spannungswert eines mit dem Aggregat zusammengeschalteten
`@Tech,selstrom-Permanentdynamos anspricht.
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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, mit der die Zufuhr des Arbeitsmittels
zum Antriebsmotor eines Stromerzeugungsaggregates von einem Hauptventil gesteuert
wird, und ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und zuverlässige Anlage
zu schaffen, die sich mit einem Mindestmaß an überwachung betreiben und regeln läßt.
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Das -Neue gemäß der Erfindung wird darin gesehen, daß das Hauptventil
von einem Anfahrventil überbrückt ist, welches im geöffneten Zustand der Antriebsmasch-ine
eine ausreichende Menge von Arbeitsmittel zuführt, um diese auf die Betriebsdrehzahl
zu bringen, und daß eine an sich bekannte elektrischhydraulische Betätigungseinrichtung
vorgesehen ist, welche das Hauptventil dann öffnet, wenn die Spannung des Stromerzeugers
ihren Betriebswert erreicht oder nahezu erreicht hat. Als Betätigungseinrichtung
hat sich eine bekannte hydraulische Antriebsvorrichtung als besonders geeignet erwiesen,
bei der eine Pumpe durch einen Elektromotor mit konstanter Drehzahl angetrieben
wird, um einen Arbeitskolben zu betätigen, dessen Bewegung das Hauptventil steuern
kann. Bei dieser bekannten Vorrichtung ist in der Umlaufleitung der Pumpe eine unter
dem Einiluß entgegengesetzt gerichteter Federkräfte stehende Drosselvorrichtung
vorgesehen, von denen die eine Federkraft regelbar ist und die Größe der anderen
von der jeweiligen Stellung des Arbeitskolbens abhängt.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Einrichtung so getroffen,
daß der von der elektrischhydraulischen Betätigungseinrichtung entwickelte Druck,
der die Öffnung des Hauptventils bestimmt, von der Drehzahl des Generators abhängig
ist, so daß die Drehzahl des Stromerzeugungsaggregates auf einen vorbestimmten Wert
geregelt wird. Zu diesem Zweck wird die bekannte hydraulische Antriebsvorrichtung
derart abgeändert, daß sich der Druck auf beiden Seiten des Kolbens regeln läßt,
um den auf den Kolben wirkenden effektiven Druck mit Hilfe eines Umgehungsventils
steuern zu können, das in einer Leitung liegt, welche die auf den gegenüberliegenden
Seiten des Kolbens liegenden Räume innerhalb des Zylinders miteinander verbindet,
wobei die Öffnung des Umgehungsventils durch eine drehzahlgesteuerte Vorrichtung
bestimmt wird, die durch die Kraftmaschine angetrieben wird. Wenn die Drehzahl der
Kraftmaschine und damit auch des Stromerzeugers ansteigt, wird somit das Umgehungsventil
geöffnet, um den auf den Kolben wirkenden Differentialdruck herabzusetzen, so daß
die Öffnung des Hauptventils der Kraftmaschine verkleinert wird, um so die Drehzahl
der Kraftmaschine zu regeln.
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Um das Stromerzeugungsaggregat anlaufen zu lassen, kann man ein Relais
einschalten, welches das
Anlaßventil steuert, das in einer Umgehungsleitung
für das die Zufuhr des Arbeitsmittels zu der Kraftmaschine regelnde Hauptventil
liegt. Die Kraftmaschine wird somit durch das Arbeitsmittel hochgefahren, das durch
das Umgehungsventil zugeführt wird, und wenn die Synchrondrehzahl erreicht ist,
dient die durch den Stromerzeuger abgegebene Spannung dazu, ein Relais zu betätigen,
das den Hauptschalter steuert, durch welchen der Stromerzeuger mit dein 'Netz verbunden
wird. Der die elektrohvdraulische Betätigungseinrichtung antreibende Motor kann
von der Netzseite des Hauptschalters aus gespeist werden, so daß er in Betrieb gesetzt
wird, um das Hauptventil zu öffnen, wenn sich der Hauptschalter schließt; vorzugsweise
wird dieser Motor jedoch unmittelbar von den Klemmen des Stromerzeugers aus gespeist,
so daß das Hauptventil vollständig geöffnet ist, bevor sich der Hauptschalter schließt,
um den Stromerzeuger an das Netz anzuschalten.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand einer schematischen Zeichnung
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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In der Zeichnung ist der Stromerzeuger bei 1 angedeutet, und dieser
Stromerzeuger wird durch eine Kraftmaschine 2 angetrieben, bei der es sich zweckmäßigerw-eise
um eine mit einem elastischen Strömungsmittel arbeitende Turbine handelt. Die Kraftmaschine
wird durch ein Hauptventil 3 gespeist, dessen Betätigung durch eine elektrohydraulische
Betätigungseinrichtung 4 gesteuert wird. Ferner ist vorzugsweise ein Absperrventil
5 vorgesehen, das es ermöglicht, die Zufuhr des Arbeitsmittels zu der Kraftmaschine
unabhängig von dem Hauptventil 3 zu unterbrechen. In einer Umgehungsleitung des
Hauptventils 3 liegt ein Anfahrventil 6, das durch ein Relais 7 gesteuert wird;
außerdem kann das Anfahrventilgegebenenfalls mit der Hand betätigt werden.
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Der Stromerzeuger speist das Netz 8 über einen Schalter 9, zu dessen
Betätigung ein elektromagnetisches Relais 10 dient, das von der Stromerzeugerseite
des Schalters 9 her über Auslösekontakte 11 gesteuert wird, welch letztere den Stromkreis
über das Relais 10 unterbrechen, wenn die Drehzahl des Stromerzeugers einen übermäßig
hohen Wert annimmt.
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Die Kontakte 11 bilden einen Teil eines Relais 12, das durch eine
Hilfsstromquelle gespeist werden kann, die über einen Stoppschalter 14 mit der Sammelschiene
13 verbunden werden kann; wenn das Relais 12 unter Strom gesetzt wird, öffnet es
die zugehörigen Kontakte 11.
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Wenn überdrehzahlen auftreten, wird das Relais 12 durch einen Steuer-
oder Tachometergenerator 20, der durch den Stromerzeuger 1 angetrieben wird und
dessen Spannung sich nach der Drehzahl des Stromerzeugers 1 richtet, unter Strom
gesetzt; in die Verbindungsleitung ist ein Gleichrichter 21 eingeschaltet, um zu
verhindern, daß der Steuer- oder Tachometergenerator 20 von der Sammelschiene 13
Strom bezieht. Wenn der Stopp-Druckknopfschalter 14 geöffnet ist, wird die von dem
Generator 20 abgegebene Spannung durch ein -Meßgerät 15 angezeigt, das somit eine
Fernablesung der Drehzahl des Stromerzeugers 1 ermöglicht.
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Das Startrelais 7 wird ebenfalls von der Hilfsstroniquelle aus über
die Sammelschiene 13 und einen Startschalter 16 unter Strom gesetzt.
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Die elektrohydraulische Betätigungseinrichtung 4 arbeitet finit einer
Umgehungsleitung. Zum Steuern der Umgehungsleitung dienen zwei Leitungen 17, wobei
die durch diese Leitungen fließenden Strömungsinittelmengen durch eine Regeleinrichtung
18 geregelt werden, die durch die Welle des Stromerzeugers oder der Kraftmaschine
angetrieben wird.
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Uni die Stronierzeugungsanlage hochzufahren, wird der Startschalter
16 geschlossen, um das Startrelais 7 unter Strom zu setzen, damit das Start- bzw.
Anfahrventil6 geöffnet wird. Die Anlage wird dann hochgefahren, und wenn die Spannung
des Stromerzeugers ihren betriebsmäßigen Wert erreicht, zieht die Betätigungsspule
10 des Hauptschalters 9 an, so daß sich die Kontakte des Schalters schließen und
der Stromerzeuger an das Netz 8 angeschaltet wird. Gleichzeitig mit dem Schließen
des Schalters 9 wird der die elektrohydraulische Betätigungseinrichtung 4 antreibende
Motor eingeschaltet, um das Hauptventil 3 zu öffnen; danach wird die Größe der Öffnung
des Hauptventils 3 durch den auf dein Kolben der Betätigungseinrichtung 4 wirkende
Differentialdruck geregelt, und zwar durch die Regeleinrichtung 18, deren Arbeitsweise
sich nach der Drehzahl des Stromerzeugungsaggregates richtet.
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Bei einer alternativen Anordnung, die man verwenden kann, wenn die
Gefahr besteht, daß der Hauptschalter den Stromerzeuger beim Schließen mit einer
Last zusammenschaltet, wobei der Stromerzeuger zum Stillstand kommen würde, wird
ein getrenntes Relais 19 benutzt, um die Verbindung zwischen der elektrohydraulischen
Betätigungseinrichtung und der Stromerzeugerseite des Hauptschalters zu steuern;
das Relais 19 ist hierbei so eingestellt, daß es bei einer Spannung anzieht, die
unterhalb der Netzspannung liegt, so daß das Hauptventil voll geöffnet wird, bevor
der Hauptschalter geschlossen wird, um den Stromerzeuger an das Netz anzuschalten.
Diese alternative Anordnung ist in der Zeichnung durch die gestrichelt eingetragenen
Verbindungen angedeutet.
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Um die Anlage stillzusetzen, schließt man den Stoppschalter 14, um
das Relais 12 einzuschalten. dessen Kontakte 11 sich daraufhin öffnen, um die Betätigungsspule
10 des Hauptschalters stromlos zu machen, woraufhin sich die Kontakte 9 des Hauptschalters
öffnen. Bei der alternativen Anordnung würde nunmehr auch das Relais 19 abfallen
und die Betätigungseinrichtung 4 stromlos machen, so daß das Hauptventil geschlossen
wird.
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Gegebenenfalls kann ein Nullspannungsrelais vorgesehen sein, das an
die Stromerzeugerseite des Hauptschalters 9 angeschlossen ist, um das Relais 12
zu öffnen, wenn der Stromerzeuger oder die Regeleinrichtung versagt.