-
Gerät zur Messung der Frequenz einer Wechselspannung oder der Umlaufgeschwindigkeit
oder Drehzahl einer Welle Zusatz zum Patent 1038190 Die Erfindung bezieht sich auf
ein Gerät zur Messung der Frequenz einer Wechselspannung oder der Umlaufgeschwindigkeit
oder Drehzahl einer Welle, bei dem ein Wechselspannungs-Tachometergenerator mit
einer von der zu messenden Frequenz oder Drehzahl abhängigen Drehzahl angetrieben
wird, so daß seine Ausgangsfrequenz und -spannung von der zu messenden Frequenz
oder Drehzahl abhängig ist und die von diesem erzeugte Wechselspannung mehreren
Resonanzkreisen mit verschiedenen Resonanzfrequenzen zugeführt wird, bei dem ferner
eine Anzeigevorrichtung, deren Frequenzanzeigebereich zwischen den Resonanzfrequenzen
zweier Resonanzkreise liegt, auf die algebraische Differenz von zwei Spannungen
anspricht, die von Spannungen an Elementen dieser Resonanzkreise abgeleitet sind
und bei dem mehr als zwei Resonanzkreise mit verschiedenen Resonanzfrequenzen vorgesehen
sind, wobei infolge der Änderung der Ausgangsspannung des Tachometergenerators iiber
von den Resonanzkreisen unabhängige Gleichrichter- und Schaltvorrichtungen an die
Anzeigevorrichtung jeweils verschiedene Resonanzkreispaare angeschlossen werden,
so daß der Frequenzbereich sich über zwei oder mehrere aneinander anschließende
und jeweils zwischen den entsprechenden Resonanzfrequenzen eines Resonanzkreispaares
liegende Frequenzbereiche erstreckt.
-
Erfindungsgemäß prüft die Differenzspannung eine Regelwirkung hervor
oder führt eine Betätigung in anderer Weise durch, wenn die Frequenz der Wechselspannung
oder die Wellendrehzahl einen vorbestimmtenWert hat oder diesen über- oder unterschreitet.
Die Vorrichtung, die auf die algebraische Differenz der zwei Spannungen anspricht,
kann ein Relais oder eine gleichwertige Vorrichtung sein, wobei die vorbestimmte
Drehzahl durch Änderung der Empfindlichkeit des Relais veränderbar ist. Die Empfindlichkeitsänderung
des Relais kann mittels eines geeichten, veränderbaren Widerstandes erfolgen, wobei
die vorbestimmte Drehzahl, bei der eine regelnde oder andere Betätigung bewirkt
wird, gleichzeitig angezeigt wird.
-
Die vorbestimmte Drehzahl kann aber auch dadurch geändert werden,
daß die Resonanzfrequenz eines oder beider Resonanzkreise, gegebenenfalls auch in
Kombination mit den vorgenannten anderen Maßnahmen, geändert wird.
-
Ein Gerät nach der Erfindung wird nun als Beispiel im Zusammenhang
mit der Zeichnung beschrieben, die ein Schaltbild des Gerätes zeigt.
-
In der Zeichnung erkennt man einen Hochfrequenz-Wechselstrom-Tachometergenerator
10, der beispielsweise nach Art eines Permanentmagneten ausgebildet sein kann und
an eine Turbine gekuppelt und so eingerichtet ist, daß er eine Leistungsabgabe bei
einer
Frequenz von angenommen 1000 Hz liefert, wenn er mit der normalen Turbinendrehzahl
von angenommen 3000 U/min angetrieben wird. Die abgegebene Leistung des Tachometergenerators
wird der Primärwicklung eines Transformators 11 zugeführt, die zwei Sekundärwicklungen
hat. Eine der Sekundärwicklungen des Transformators 11 ist an ein Paar Resonanzkreise
angeschlossen, von denen der eine aus einer Induktivität 12 und einer Kapazität
13 in Reihenschaltung besteht, während der andere eine Induktivität 14 und eine
Kapazität 15 in Reihe aufweist. Die beiden Resonanzkreise sind zu der Sekundärwicklung
des Transformators 11 parallel geschaltet. Die Spannungen an den Kapazitäten 13
und 15 in den Resonanzkreisen werden über Gleichrichter 16 bzw. 17 an Belastungswiderstände
18 bzw. 19 angelegt, denen Glättungskapazitäte 20 bzw. 21 parallel geschaltet sind,
wobei die
beiden Belastungswiderstände 18 und 19 ein gemeinsames
Ende haben. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Spannung zwischen den nicht
gemeinsamen Enden der Belastungswiderstände 18 und 19 gleich der algebraischen Differenz
der Spannungen ist, die von den Spannungen an den Kapazitäten 13 und 15 der beiden
Resonanzkreise abgeIeitet ist. Diese algebraische Differenz zwischen den Spannungen
wird über einen weiteren Gleichrichter 22 und einen veränderbaren Widerstand 23
an dieArbeitswicklung 24 eines polarisierten Relais angelegt. Durch Einstellung
des Wertes des Widerstandes 23, der in Reihe mit der Arbeitswicklung 24 des polarisierten
Relais geschaltet ist, ist es möglich, seine Empfindlichkeit zu ändern.
-
Das polarisierte Relais hat normalerweise offene Kontakte 25, die
in einen Steuerkreis für eine Meldeeinrichtung und/oder andere Einrichtung 26 geschaltet
sind, die Vorrichtungen zum Stillsetzen der Turbine aufweisen können, wenn die Drehzahl
den vorbestimmten Wert überschreitet.
-
Beispielsweise auf eine tSberdrehzahlauslösevorrichtung für die Turbine
angewandt, kann einer der Resonanzkreise so bemessen sein, daß er bei einer Frequenz
von angenommen 800 Hz entsprechend einer Turbinendrehzahl von 2400 Ulmin in Resonanz
gelangt, während der andere Kreis bei angenommen 1200 Hz entsprechend einer Turbinendrehzahl
von 3600 U/min seine Resonanzstelle hat. Wenn die Frequenz des Tachometergenerators
10 geändert wird, ändert sich selbstverständlich der Strom in den Resonanzkreisen
und infolgedessen die Spannung parallel zu jedem der Elemente, wobei dieser Strom
oder diese Spannung bei der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises am größten ist.
Da die beiden Resonanzkreise so ausgebildet sind, daß sie bei verschiedenen Frequenzen
in Resonanz gelangen, fallen die Scheitel der Stromkurven in den Resonanzkreisen,
die als Funktion der Drehzahl aufgetragen sind, nicht zusammen.
-
Außerdem ist ein Punkt zwischen den beiden Resonanzfrequenzen vorhanden,
bei denen die Ströme gleich sind. Diese Bedingung kann beispielsweise erreicht werden,
wenn die Frequenz etwa 966,7 Hz beträgt, was einer Turbinendrehzahl von 2900 U/min
entspricht. Wenn die Turbinendrehzahl zwischen der Drehzahl von etwa 2900 U/min
und der Drehzahl liegt, die der Resonanzfrequenz des auf die höhere Resonanzfrequenz
abgestimmten Resonanzkreises entspricht, wird eine sich fortschreitend erhöhende
Gleichspannung erhalten. Der Widerstand 23, der in Reihe mit der Arbeitswicklung
des polarisierten Relais liegt, kann so eingestellt werden, daß die Empfindlichkeit
des polarisierten Relais geändert wird, um die Drehzahl festzulegen, bei welcher
der Arbeitspunkt des Relais erreicht wird. Wenn man eine geeichte Skala 27 dem veränderbaren
Widerstand 23 zuordnen, ist es möglich, den Widerstand 23 auf einen solchen Wert
einzustellen, daß das Relais arbeitet, wenn eine vorbestimmte Drehzahl erreicht
wird. Um eine ungenaue Arbeitsweise des polarisierten Relais infolge l Überwindung
der Polarisation zu vermeiden, wenn die Turbine bei einer kleineren Drehzahl als
der dem Schnittpunkt der Kennlinien der beiden Resonanzkreise entsprechenden Drehzahl
arbeitet, wird das polarisierte Relais durch den Gleichrichter 22 gespeist, um es
unempfindlich zu machen, wenn die Frequenz kleiner als die Schnittpunktfrequenz
ist.
-
Die Einrichtung nach der Erfindung kann in Verbindung mit der Einrichtung
verwendet werden, wie sie im Hauptpatent 1038190 offenbar ist, wobei ein gemeinsamer
Wechselstrom-Tachometergenerator und
Transformator für beide Teile der Einrichtung
verwendet wird. Die andere Einrichtung kann beispielsweise von der zweiten Wicklung
des Transformators 11 gespeist werden.
-
Ein Vorteil einer Anordnung gemäß der Erfindung, wenn diese auf eine
Überdrehzahlauslösevorrichtung angewandt wird, besteht darin, daß es leicht möglich
ist, die Arbeitsweise der Auslöseanordnungen zu prüfen, ohne daß ein Betrieb mit
Überdrehzahl tatsächlich erforderlich ist. Die Prüfung der Arbeitsweise kann dadurch
bewirkt werden, daß die Einstellung des Widerstandes 23 geändert wird, um die Empfindlichkeit
des polarisierten Relais so zu steuern, daß dieses zur Betätigung bei einer Drehzahl
innerhalb des normalen Bereiches der Betriebsdrehzahl der Turbine veranlaßt wird.
Dabei ist es nicht erforderlich, alle Auslöseanordnungen zu prüfen. Es kann ein
Schalter vorgesehen sein, der -ermöglicht, daß die oben beschriebene elektrische
Einrichtung geprüft werden kann, ohne die Turbine tatsächlich auszuklinken. Der
Steuerkreis kann dadurch zurückgestellt werden, daß das polarisierte Relais beispielsweise
durch Kurzschließen der Arbeitswicklung 24 mittels eines Druckknopfes 28 stromlos
gemacht wird.
-
PATENTANSPROCHE: 1. Gerät zur Messung der Frequenz einer Wechselspannung
oder der Umlaufgeschwindigkeit oder Drehzahl einer Welle, bei dem ein Wechselspannungs-Tachometergenerator
mit einer von der zu messenden Frequenz oder Drehzahl abhängigen Drehzahl angetrieben
wird, so daß seine Ausgangsfrequenz und -spannung von der zu messenden Frequenz
oder Drehzahl abhängig ist und die von diesem erzeugte Wechselspannung mehreren
Resonanzkreisen mit verschiedenen Resonanzfrequenzen zugeführt wird, bei dem ferner
eine Anzeigevorrichtung, deren Frequenzanzeigebereich zwischen den Resonanzfrequenzen
zweier Resonanzkreise liegt, auf die algebraische Differenz von zwei Spannungen
anspricht, die von Spannungen an Elementen dieser Resonanzkreise abgeleitet sind,
und bei dem mehr als zwei Resonanzkreise mit verschiedenen Resonanzfrequenzen vorgesehen
sind, wobei infolge der Änderung der Ausgangsspannung des Tachometergenerators über
von den Resonanzkreisen unabhängige Gleichrichter- und Schaltvorrichtungen an die
Anzeigevorrichtung jeweils verschiedene Resonanzkreispaare angeschlossen werden,
so daß der Frequenzbereich sich über zwei oder mehrere aneinander anschließende
und jeweils zwischen den entsprechenden Resonanzfrequenzen eines Resonanzkreispaares
liegende Frequenzbereiche erstreckt, nach Patent 1038190, dadurch gekennzeichnet,
daß die Differenzspannung eine Regelwirkung oder andere Betätigung verursacht, wenn
die Frequenz der Wechselspannung oder die Umlaufgeschwindigkeit oder Drehzahl der
Welle einen vorbestimmten Wert hat oder überschreitet oder unterhalb eines solchen
Wertes liegt.