DE1199393B

DE1199393B - Anlage fuer die unterbrechungslose Stromversorgung von Verbrauchern

Info

Publication number: DE1199393B
Application number: DES48016A
Authority: DE
Inventors: Georg Roth
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1956-03-19
Filing date: 1956-03-19
Publication date: 1965-08-26

Description

Anlage für die unterbrechungslose Stromversorgung von Verbrauchern Für verschiedene Stromverbrauchergruppen ist es wichtig, auch beim Ausfall der zentralen Versorgung eine Unterbrechung der Stromzufuhr zu vermeiden. Um dies zu erreichen, ist es bekannt, solche Gruppen dauernd über Motorgeneratoren zu speisen, bei denen die durch ein Schwungrad verstärkte Schwungmasse die Stromversorgung so lange aufrechterhält, bis ein bei Eintritt der Störung angelassener Hilfsmotor (Dieselmotor) den Antrieb übernimmt. Für manche Arten von Stromverbrauchern muß jedoch großer Wert darauf gelegt werden, in solchen Fällen auch einen vorübergehenden Abfall von Frequenz bzw. Spannung zu vermeiden, wie er bei der Energieentnahme aus der Schwungmasse auftritt.
Bei einer auf einem älteren Vorschlag beruhenden Ausführung hat man dies dadurch zu erreichen versucht, daß ein von einem Asynchronmotor angetriebener Einankerumformer wechselstromseitig mit dem Verbraucher und gleichstromseitig mit einer Gleichstrommaschine verbunden ist. Die Gleichstrommaschine ist auf einer gemeinsamen Welle mit einem Schwungrad angeordnet, das bei Ausfall des Netzes seine Bewegungsenergie an die als Generator arbeitende Gleichstrommaschine abgibt, bis ein mit der Asynchroninaschine gekuppeltes Dieselaggregat den Antrieb übernehmen kann. Die Gleichstrommaschine und der Einankerumformer sind dabei mit je einem Regler ausgerüstet, um die an den Verbraucher abgegebene Spannung und Frequenz konstant zu halten. Wollte man bei dieser Ausführung zur Vermeidung des eine Sondermaschine darstellenden Einankerumformers einen einfachen Motor-Generatorsatz verwenden, so ließe sich die Regelung nur mit einem sehr großen Aufwand bewerkstelligen.
Die Erfindung betrifft eine Anlage für die unterbrechungslose Stromversorgung von Verbrauchern, die normalerweise von einem Wechselstromnetz und bei gestörtem Wechselstromnetz von einem dauernd mitlaufenden, an einenVerbrennungsmotor ankuppelbaren Maschinensatz gespeist werden, der einen von einem Asynchromnotor angetriebenen Umformer, ein Schwungrad und einen auf konstante Spannung und Frequenz geregelten Wechselstromgenerator enthält. Gemäß der Erfindung sind bei Verwendung eines Leonardumformers, der den Leonardumformer antreibende Asynchronmotor und das Schwungrad miteinander gekuppelt und können mit dem Verbrennungsmotor über eine Schaltkupplung verbunden werden. Auf diese Weise wird bei einem Netzausfall, bei Frequenz- oder Spannungsschwankungen die Stromversorgung mit der notwendigen hohen Frequenz- und Spannungsgenauigkeit sichergestellt. Gerade über den kritischen Zeitpunkt der Schwungradentladung hinweg, bis der Verbrennungsmotor den Antrieb im reinen Notstrombetrieb übernehmen kann, wird durch Leonardsatz in Verbindung mit einer einfachen Regeleinrichtung die Stromversorgung der angeschlossenen Verbraucher mit der gewünschten Stabilität ermöglicht.
Eine Anordnung gemäß der Erfindung sei an Hand eines übersichtssehaltbildes dargestellt: Im Normalbetrieb werden die Verbraucher 1 über den Motor 2, den Leonardsatz 3/4 und den Generator 5 gespeist, wobei der Netzkuppelschalter 6 geöffnet ist. Auf der gemeinsamen Welle der Primärseite ist ein Schwungrad 7 angeordnet, dessen Schwungmoment so bemessen ist, daß es ausreicht, bei Netzausfall während etwa 10 bis 12 Sekunden den Antrieb zu übernehmen, ohne daß die Drehzahl unter einen bestimmten Wert abfällt. Als weiterer Antrieb ist ein Verbrennungsmotor 8 vorgesehen, der über eine Kupplung 9 (vorzugsweise Elektromagnetkupplung) mit dem Steuergenerator 3 des Leonardsatzes gekuppelt werden kann. Der Steuergenerator 3 treibt über den Steuermotor 4 den Generator 5 an, der die Verbraucher versorgt. Für die Erregung des Leonardsatzes sowie der Magnetkupplung ist ein Hilfsnetz geschaffen, das vor dem Anfahren des Aggregates vom Netz über den Gleichrichter 15 gespeist wird, nach dem Hochfahren jedoch auf die Verbraucherschiene 1 umgeschaltet wird, damit auch dafür die unterbrechungsfreie Versorgung gewährleistet ist.
Für die Drehzahl bzw. Spannungsregelung der Sekundärseite des Aggregates kann eine der bekannten Regelanordnungen angewendet werden, die je nach der geforderten Frequenz (Drehzahl)- und Spannungsgenauigkeiten gewählt wird.
Für besonders hohe Werte von Frequenz- und Spannungskonstanz ist es vorteilhaft, eine elektronische Regelung anzuwenden, wie sie im übersichtsschaltbild dargestellt ist. Die Erregung des Steuergenerators 3 erfolgt über einen Röhrenregler 10, der von dem Tachodynamo 11 über einen Meßwertumformer 12 und ein Sollwertpotentiometer 13 beeinflußt wird. Der Steuermotor 4 erhält seine konstante Erregung über einen Abgleichwiderstand 14 direkt aus dem Hilfsnetz. Bei Netzausfall und Energieentnahme aus dem Schwungrad 7 sinkt die Drehzahl und damit die Spannung des Steuergenerators 3 ab, der Steuermotor 3 erhält geringere Spannung und geht in seiner Drehzahl zurück. Die Tachodynamo gibt sofort einen Regelimpuls an den Regler 10, der wiederum die Erregung des Steuergenerators 3 verstärkt. Dieses Spiel geht so lange vor sich, bis ein Gleichgewichtszustand eingetreten ist.
Die beschriebene Art der Frequenzregelung soll nur als Beispiel gelten. Es sind auch ohne weiteres andere gebräuchliche Regelarten zu verwenden, wie Magnetregler, Wälzregler, Öldruckregler und andere.
Anlagen gemäß der Erfindung sind anzuwenden bei Verbrauchern, die eine pausenlose Stromversorgung benötigen, bei denen weiter eine hohe Frequenz- und Spannungsgenauigkeit gewünscht wird, so z. B. zur Stromversorgung von technischenEinrichtungen eines Flugplatzes, insbesondere Funkanlagen, darunter Radaranlagen, oder bei Maschinenantrieben, bei denen Änderungen der Geschwindigkeiten empfindliche Störungen in der Fabrikation zur Folge haben können, wie es z. B. bei Textilmaschinen, Ziehwerken, eventuell auch Papiermaschinen der Fall sein kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Anlage für die unterbrechungslose Stromversorgung von Verbrauchern, die normalerweise von einem Wechselstromnetz und bei gestörtem Wechselstromnetz von einem dauernd mitlaufenden, an einen Verbrennungsmotor ankuppelbaren Maschinensatz gespeist werden, der einen von einem Asynchronmotor angetriebenen Umformer, ein Schwungrad und einen auf konstante Spannung und Frequenz geregelten Wechselstromgenerator enthält, d a d u r c h g e - kennzeichnet, daß bei Verwendung eines Leonardumfonners der den Leonardumformer antreibende Asynchronmotor (2) und das Schwungrad (7) miteinander gekuppelt sind und mit dem Verbrennungsmotor (8) über eine Schaltkupplung (9) verbunden werden können.
2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (9) als überholkupplung ausgebildet ist. 3. Anlage nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine frequenz- und spannungsabhängige Schalteinrichtung zum Inbetriebsetzen des Verbrennungsmotors. 4. Anlage nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung des Generators (3) des Leonardumfonners frequenzabhängig geregelt ist und die Erregung des mit dem Motor (4) des Leonardumformers in Antriebsverbindung stehenden Wechselstromgenerators (5) spannungsabhängig geregelt ist. 5. Anlage nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung des Steuergenerators über einen Röhrenregler frequenzabhängig erfolgt, während die Regelung des Motorgenerators über die Erregermaschine durch einen Röhrenregler spannungsabhängig erfolgt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 825 571. In Betracht gezogene ältere Patente. Deutsches Patent Nr. 974 879.