DE137793C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die vorliegende Erfindung bezweckt, das Parallelschalten von synchronen Wechselstrom- ■■ maschinen auf selbsttätige Weise zu bewirken und kennzeichnet sich im Wesentlichen dadurch, dafs der dazu dienende Schalter durch einen Hilfsstromkreis ausgelöst wird, welcher selbstthätig durch zwei Gontrolelektromagnete, die unter dem Einflufs der bereits vorhandenen Wechselströme stehen, geschlossen wird. Dabei wird der eine Controlelektromagnet in seiner Wirkung durch eine Dämpfvorrichtung derart geregelt, dafs beim Zusammenwirken beider Elektromagnete die Schliefsung des Hülfsstromkreises in dem Augenblick erfolgen mufs, in welchem die parallel zu schaltenden Maschinen in Frequenz und Phase übereinstimmen.

Auf beiliegender Zeichnung ist:

Fig. ι eine schematische Darstellung der Vorrichtung. Sie dient in diesem Falle dazu, einen rotirenden Umformer mit einer Dreiphasen - Wechselstrommaschine oder einer Gruppe solcher parallel zu schalten; die Maschinen sind dabei in Dreieckschaltung.

In Fig. ι ist die Synchronisirungsvorrichtung über Kreuz zwischen die entsprechenden Phasenleitungen der eingeschalteten Maschinen eingeschaltet.

Fig. ιa zeigt schematisch, zum Zwecke der Vergleichung, ein Lampendiagramm.

Fig. 2 zeigt die Vorrichtung in ihrer Verwendung zum Einschalten eines Dreiphasenwechselstromes parallel zu einem ähnlichen Wechselstromsystem oder einer Gruppe von Wechselstrommotoren, die bereits in Gang sind.

In dieser Figur liegt die Synchronisirungsvorrichtung direct zwischen den entsprechenden Phasenleitungen der zu kuppelnden Maschinen; die Wechselstrommotoren sind in Sternschaltung.

Fig. 2 a zeigt schematisch das Lampendiagramm zum Vergleich.

Fig. 3 ist eine der Fig. 2 ähnliche Ausführungsform; hier besitzt die Synchronisirungsvorrichtung sogen, gemischte Schaltung.

Fig. 3 a zeigt das entsprechende Lampendiagramm.

In sämmtlichen Figuren sind die Wechsel-Stromleitungen, welche von den Maschinen führen, in dicken Linien dargestellt. Die Leitungen der Synchronisirungsvorrichtung sind mit gebrochenen Linien gezeichnet, während die Hülfsstromleitung in punktirten Linien dargestellt ist. Die directen Stromleitungen sind in dünnen vollen Linien dargestellt und stehen nur in Verbindung mit dem rotirenden Umwandler (Fig. 1). Die in Gang befindliche Maschine ist mit 1 bezeichnet, während die Maschine, welche parallel geschaltet werden soll, mit 2 bezeichnet ist.

Die entsprechenden Phasenleitungen zwischen den parallel zu, schaltenden Maschinen sind mit gleichen Buchstaben bezeichnet; so z. B. sind die Phasenleitungen von der Maschine 1 mit a¹ b¹ c¹ bezeichnet, während die entsprechenden Phasenleitungen von der Maschine 2 mit λ², b² und c² bezeichnet sind. Die Klemmen

an dem selbsttätigen Schalter des Wechselstromkreises sind mit denselben Bezugszeichen wie die mit ihnen verbundenen Leitungen bezeichnet.

Der selbsttätige Schalter.

Der selbsttätige Schalter ist bei sämmtlichen Ausführungsformen der Erfindung der gleiche. Die isolirten Contactstücke a, b und c werden durch eine Stange 3 getragen, die auf einem passenden Consol oder sonstigen Träger 4 geführt ist, so dafs sie sich geradlinig auf- und abwärts bewegen kann. Die Stange 3 steht unter dem Einflufs einer Feder 5, welche das Bestreben hat, die Contactstücke a, b und c in ihre Schliefsstellung zu bringen und sie unter beträchtlichem Druck geschlossen zu halten. Die Stange 3 kann auch unter Vermittlung eines Handhebels 6 bewegt werden und wird dann in geöffneter Contactstellung durch einen zusammengesetzten Hebel 7 gehalten. Das eine Glied des Hebels 7 ist als Anker ausgebildet und steht unter dem Einflufs des Elektromagneten, der in dem Hülfsstromkreis g liegt. Sobald der Elektromagnet 8 erregt wird, wird eine rasche uud sichere Auslösung des Handhebels 6 bewirkt.

Die Synchronisirungsvorrichtung.

Die Theile der Synchronisirungsvorrichtung sind in einem kastenartigen Gehäuse 9 angeordnet. Der Eisenkern 11 des Solenoids 10 trägt an seinem unteren Ende einen mit Ventilen ausgestatteten Kolben 12; letzterer ist in einem Cylinder 13 gedichtet, welcher mit dünnflüssigem OeI oder dergl. angefüllt ist. Die Theile 12 und 13 bilden eine Dämpfvorrichtung und verlangsamen die auf Stromschlufs wirkende Bewegung für den Solenoidkern. An dem Kern 11 ist eine Contactscheibe g⁹ befestigt, welche mit einem Paar Contactfedern g⁸ des Hülfsstromkreises g zusammentrifft. Ein zweiter Magnet 14 ist mit einem verstellbaren Kern ausgestattet, der unter Vermittlung einer Stellschraube 15 mit Bezug auf den Ankerhebel verschieden eingestellt werden kann. Dieser Ankerhebel, der durch den Magneten 14 beeinflufst wird, besitzt die Gestalt eines Winkelhebels 16. Auf seinem verticalen Arme trägt dieser Ankerhebel 16 einen isolirten federnden Contact g², welcher mit zwei Contacten g^l in Berührung kommen kann. Letztere liegen ebenfalls in dem Stromkreis g. Der horizontale Arm des Hebels 16 trägt einen gegabelten Contact f^s, der in ein Paar Quecksilbercontactschalen f² eintreten kann. Diese Quecksilbercontactschalen liegen in der SoIenoidleitung des Synchronisirungsstromkreises f.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform steht der Ankerhebel unter der Wirkung eines kleinen Magneten 17; letzterer ist verstellbar auf seinem Träger gelagert. Er kann jedoch auch aus einem kleinen Elektromagneten bestehen. Der Magnet 17 wirkt auf den Ankerhebel in einer der Wirkung des Hauptmagneten 14 entgegengesetzten Richtung. Es wird auf diese Weise ein Zittern des Ankerhebels in seiner untersten Stellung unter dem Einflufs der Stromwechsel vermieden und ein rasches Aufwärtsgehen genannten Hebels bewirkt, sobald der Hauptmagnet 14 genügend erregt ist.

Der SolenoYdmagnet 10 in Fig. 1 und 3 ist in Bezug auf das Gewicht des belasteten Kernes 11 derart bemessen, dafs dieser Kern bei verhältnifsmäfsig geringer Stromspannung etwa bei dem vierten Theil der Maximalspannung eingezogen wird. Bei der in Fig. 2 dargestellten Anordnung dagegen ist das Solenoid erst bei etwa ⁸/₄ der Maximalspannung im Stande, seinen Kern anzuziehen.

In Fig. ι und 2 ist der Kern des Magneten 14 derart eingestellt, dafs er den genannten Hebel nur etwa bei der Maximalspannung heben kann. Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform dagegen ist der Kern des Magneten 14 so eingestellt, dafs er den zugehörigen Ankerhebel bei verhältnifsmäfsig niedriger Spannung heben wird.

Schaltung und Wirkungsweise nach
Fig. i.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht die einzuschaltende Maschine 2 aus einem rotirenden Umformer, der als Gleichstromnebenschlufsmotor in Gang gesetzt wird. Das Feld des rotirenden Umformers ist nur schematisch als Nebenschlufs d^l dargestellt, welcher den Strom von der positiven Leitung d der Gleichstromquelle erhält.

Der Feldmagnetstromkreis d¹ schliefst noch einen Widerstand d ² ein. Der Anker des Umformers ist mit einer Gleichstromleitung d^% verbunden, welche den Strom gleichfalls von der positiven Klemme d der genannten Stromquelle erhält. Der Ankerstromkreis d³ besitzt einen passenden Stromunterbrecher beliebiger Art, der durch den Handhebel dⁱ eingestellt werden kann; letzterer kann durch einen Magneten d⁵ ausgelöst werden. Dieser Magnet d⁵ genannten Gleichstromunterbrechers liegt in dem Hilfsstromkreis g hinter den Magneten 8 der bereits erwähnten selbsttätigen Schaltvorrichtung.

Der Strom des Hülfsstromkreises kann von beliebiger Quelle entnommen werden. Bei der bezeichneten Ausführungsform sind sowohl die Zuleitungen als auch Rückleitungen mit g bezeichnet. Dieselben sind bei der in Fig. 1 und 2 gezeichneten Darstellung an die Phasenleitungen a} und b¹ der bereits in Thätigkeit befindlichen Maschine angeschlossen. In jedem

Fall liegt in diesem Hilfsstromkreis ein Conjactpaar g¹⁰, mit welchem ein federnder Contactfinger g¹¹ zusammen arbeitet; letzterer wird isolirt von der Schalterstange 3 getragen und ist im Stande, den Hülfsstromkreis an diesem Punkte, sobald der genannte Schalter in seine qffene Stellung gebracht ist, zu schliefsen. Er wird jedoch den Hülfsstromkreis an diesem Punkte unterbrechen, wenn der Schalter geschlossen ist. Auf diese Weise wird ein Oeffnen des Schalterstromkreises bei den Contacten g¹⁰ bewirkt, ehe er an dem Contact g⁸g° der Synchronisirungsvorrichtung geöffnet wird, so dafs eine Beschädigung der Contacte des Synchronisirungsapparates durch Funken verhindert ist.

Es ist bereits erwähnt, dafs der Hülfsstromkreis zwei Paar Contacte g¹ und g^a besitzt, die in der Synchronisirungsvorrichtung liegen und mit den beweglichen Contacten g² und g° unter dem Einflüsse der beiden elektromagnetischen Vorrichtungen 14, 10 zusammen arbeiten. Gewöhnlich ist genannter Hülfsstromkreis an beiden eben genannten Stellen unterbrochen.

Bei Fig. 1 sind die Zu- und Rückleitungen des Stromkreises der Synchronisirungsvorrichtung mit dem Buchstaben / bezeichnet. Beim Verfolg dieser Leitungen findet man, dafs die eine Leitung von der Klemme a¹ des selbstthätigen Schalters ausgeht und durch einen kleinen Handschalter f¹ führt. Innerhalb des Gehäuses 9 theilt er sich in zwei Theile derart, dafs der eine Theil direct nach dem freien Magneten 14 und dann zurückführt, während der andere Theil zu dem einen Quecksilbernapf f² führt und dann von dem anderen Quecksilbernapf nach dem Solenoid 10 und zurück und zu der gemeinschaftlichen Rückleitung zu der Klemme b² des selbsttätigen Schalters.

Die Synchronisirungsmagneten 10 und 14 sind daher kreuzweise geschaltet zwischen den Phasenleitungen a^l und b² der beiden parallel zu schaltenden Maschinen. Der Stromkreis wird durch eine Gruppe von Lampen 18 vervollständigt, welche zwischen den Phasenklemmen a² und b^l der Maschinen liegen. Mit Bezug auf das Lampendiagramm nach Fig. ia nimmt die Synchronisirungsvorrichtung eine Stellung ein, welche der Lampengruppe entspricht, die die Phasenklemmen α¹ und Z»² mit einander verbinden. Die Lampengruppe 18 des selbsttätigen Schalters dagegen nimmt die Stellung ein, welche der Lampengruppe entspricht, die die Phasenklemmen b¹ und <z² in Fig. ι a verbindet.

Die entsprechenden Phasenklemmen c¹ und c² der einzuschaltenden Maschine sind in dem selbsttätigen Schalter offen, und auch bei der in Fig. ia dargestellten Anordnung bleiben sie unverbunden.

Wenn die parallel zu schaltenden Maschinen durch die Signallampen kreuzweise wie in Fig. ιa verbunden sind, so hat natürlich der hindurchfliefsende Strom ein Maximum erreicht, wenn Phasen und Frequenz der beiden Maschinen zusammenfallen. Die eingeschalteten Signallampen leuchten natürlich in dem Augenblick am hellsten, wenn die Schaltung geschehen mufs. Da nun die selbsttätige Synchronisirungsvorrichtung in derselben Weise verbunden ist, so schliefst sie den Hülfsstromkreis g und den selbsttätigen Schalter in oder nahe in der Mitte einer Welle von geeigneter Länge. Dies geschieht nun in folgender Weise:

Wenn der Kern des Magneten 14 so eingestellt ist, dafs er seinen Ankerhebel 16 nur bei der Maximalspannung zu heben vermag, so wird der Stromkreis g an den Contacten g¹ geschlossen. Da der Aufwärtsgang des den Solenoi"dstromkreis schliefsenden Contactes g^Q durch die Flüssigkeitsbremse gehemmt ist, so kann er nicht früher gegen die federnden Contacte g⁸ stofsen, bis dafs eine Welle von geeigneter Länge erreicht ist. Wenn eine solche Welle erscheint, so berührt der Contact g⁹ die federnden Contacte g ⁸. Hat gleichzeitig der Magnet 14 den Ankerhebel 16 weit genug gehoben, dafs seine Feder g·² die Contacte g¹ des Hülfsstromkreises überbrückt, so ist durch das Zusammenspiel der beiden Schaltvorrichtungen der Hülfsstromkreis an beiden Stellen geschlossen, wodurch der selbsttätige Schalter ausgelöst wird, welcher seinerseits die beiden Maschinen parallel schaltet. In demselben Augenblick, in dem der selbsttätige Schalter durch Erregung seines Magneten 8 freigegeben wird, wird auch der Magnet d^s des Stromunterbrechers in dem Hauptstromkreis d^s erregt und schaltet den rotirenden Umformer von den Gleichstromkreisen ab.

Der Zweck der beiden Quecksilbercontacte/² in dem Soleno'idstromkreis und der entsprechenden Gabelcontacte f^s des horizontalen Armes des Ankerhebels 16 besteht darin, die kurzen Impulse von dem Solenoid 10 durch Unterbrechung bei f² abzuhalten, so dafs der durch dieselben beeinfiufste Kern 11 Zeit hat, zwischen den auf einander folgenden Impulsen oder Wellen in seine tiefste Stellung zurückzukehren. Es ist natürlich wesentlich, dafs jeder Impuls, welcher die Maximalspannung erreicht, wie kurz dieser auch sein möge, den Magneten 14 erregen und den Ankerhebel 16 heben kann.

Das Contactpaar g¹ mufs in Bezug auf den federnden Contact g², der durch den Ankerhebel 16 getragen wird, derart eingestellt sein, dafs genannter Contact gegen die Contacte g¹ trifft, ehe der Gabelcontact f³ aus den Quecksilberschalen f² der Soleno'idleitung des Synchronisirungsstromkreises heraustritt. Dieses ist

nothwendig, damit der Hilfsstromkreis sowohl bei g¹, als auch bei g^a geschlossen werden kann, ehe die Solenoi'dleitung des Synchronisirungsstromkreises an dem Quecksilbercontact/² geöffnet wird.

Es geht aus dem bisher Gesagten hervor, dafs die beiden elektromagnetischen Schalter zusammen darauf hinwirken, den gewöhnlich offenen Hülfsstromkreis in dem Augenblick zu schliefsen, in welchem die parallel zu schaltenden Maschinen in Phase und Frequenz übereinstimmen.

Schaltung und Wirkung in Fig. 2.

Da die nach Fig. 2 einzuschaltende Maschine eine Wechselstrommaschine ist, so fallen die Gleichstromklemmen überhaupt weg. Im Uebrigen ist der einzige Unterschied, der in Fig. 2 in Bezug auf die bereits beschriebene Anordnung noch besteht, der, dafs die Synchronisirungsvorrichtung direct verbunden ist. Aus dem Schaltungsschema geht hervor, dafs die Leiter f von der Klemme a¹ ausgehen und nach dem Handschalter f¹ führen; dann geht der Strom durch beide Magnete 10 und 14 der Synchronisirungsvorrichtung hindurch und zurück nach der Klemme α² des selbsttätigen Schalters. Der Strom wird vervollständigt durch eine Gruppe von Lampen 19, welche zwischen den Klemmen b¹ und b² liegen. Aus Fig. 2a geht hervor, dafs die Magnete der Synchronisirungsvorrichtung der Stellung der Lampengruppe entsprechen, die zwischen den Klemmen a} und a² liegt, während die Lampengruppe 19 an dem selbsttätigen Schalter der Stellung der Lampengruppe zwischen den Klemmen b¹ und f»² entspricht. Die Klemmen c¹ und c² sind in keiner elektrischen Verbindung mit einander. Es ist somit ersichtlich, dafs, wenn die mit einander zu verbindenden Maschinen an Phase und Frequenz mit einander zusammenfallen, die resultirende elektromotorische Kraft sich in ihrem Minimum befinden mufs oder, mit anderen Worten ausgedrückt, die beiden Maschinen müssen in Gegenstellung sein. Es müssen infolge dessen die Lampen in dem Augenblick dunkel sein, wenn die Schaltung stattfinden soll. Dieses wird wiederum durch die selbstthätige Synchronisirungsvorrichtung bewirkt. Zunächst mufs jedoch noch bemerkt werden, dafs der Ankerhebel 20, der durch den Magneten 14 bewegt wird, die Gestalt eines geraden Hebels hat, welcher an seinem leichteren Ende einen gegabelten Contact g^s besitzt. Letzterer taucht in ein Paar Quecksilbercontacte g^l ein, welche in dem Hülfsstromkreis liegen. An dem anderen unter dem Einflufs des Magneten 14 stehenden Ende des Hebels ist ein weiterer Gabelcontact g^s angeordnet, der zu einem Paar Quecksilbercontacten g·⁴ des Hülfsstromkreises gehört. Das Ventil auf dem Kolben 12 des Soleno'idkernes öffnet sich nach unten und schliefst nach oben. Es hat somit der Kern eine freie Aufwärtsbewegung; seine Abwärtsbewegung, d. h. wenn er auf Stromschlufs wirkt, ist jedoch gedämpft. Der Contact g°^ welcher auf genanntem Kern befestigt ist, liegt somit über dem Federcontact g^s des Hülfsstromkreises g. Die Leitung g des Hülfsstromkreises geht von den Phasen a¹ und b¹ aus, wie in Fig. 1. Bei Fig. 2 liegen jedoch in Stromkreis g zwei Arten von Quecksilbercontacten g¹ und g·⁴, die unter dem Einflufs des Magneten 14 geschlossen werden. Es wird somit der Hülfsstrom nur dann zwischen den Contacten g^l und g* geschlossen, wenn der Ankerhebel 20 des freien Magneten seine Horizontalstellung einnimmt, so dafs die Gabelcontacte g^s und g^s gleichzeitig in ihre zugehörigen Quecksilbercontacte g¹ und g·⁴ eintauchen. Das Ankerende des Hebels 20 ist der schwerere Theil, so dafs gewöhnlich der Hebel die in Fig. 2 in punktirten Linien bezeichnete Stellung einnehmen mufs. Der Hülfsstromkreis ist somit an den Quecksilbercontacten g¹ unterbrochen. Der Kern des Magneten 14 ist derart eingestellt, dafs sein Ankerhebel 20 nur bei maximaler Spannung gehoben wird, und dafs der Hebel nur freigegeben wird, wenn der Magnet beinahe entmagnetisirt ist. Da nun der andere Soleno'idmagnet 10 ungefähr bei ³/₄ der maximalen Spannung in Thätigkeit tritt, so mufs sein Kern herabgehen, bevor der Ankerhebel 20 von dem Magneten 14 herabgefallen ist. Da jedoch das Herabgehen des Soleno'idkernes gedämpft wird, so wird der Contact g⁹ den federnden Contact g^s nicht berühren, wenn nicht die Zeit der Phasengleichheit oder, in anderen Worten, die Zeit, während der die Phasenlampen dunkel, bleiben, genügend lang ist. Sobald nun eine derartige Uebereinstimmung genügend lange andauert, mufs der Contact g⁹ die federnden Contacte g^s früher erreichen, als der Ankerhebel 20 freigegeben ist. Wenn genannter Hebel seine horizontale Stellung erreicht, so wird der Hülfsstromkreis an allen Punkten geschlossen sein, so dafs somit der selbstthätige Schalter losgekuppelt wird, und die beiden Maschinen in dem Augenblick des Zusammenfallens der Phase und der Frequenz in dem Augenblick der minimalsten elektromotorischen Kraft, d. h. wenn beide Maschinen sich in Gegenüberstellung befinden, geschlossen wird.

Da das Solenoid 10 etwa bei ³/₄ der maximalen Spannung wirkt und der Aufwärtsgang seines Kernes vollständig unbehindert ist, so mufs der Contact g® von den federnden Contacten g⁸ sich abheben, ehe der freie Magnet 14 erregt ist. Diese Beziehung verhindert die Schaltung in einer ansteigenden Welle.

Wenn der Impuls kurz ist, so wird der SoIenoi'dcontact g⁹ nicht genug Zeit haben, um den federnden Contact g^s zu erreichen. Es wird infolge dessen, obgleich genannter kurzer Impuls die höchste Maximalspannung erreichen und somit ein Heben und Fallen des Ankerhebels 20 eintreten kann, keine Schaltung stattfinden, weil in solchen Fällen der Hebel 20 seine unterste Stellung vor dem Schlufs der Contacte g⁸ und g⁹ erreicht. Es mufs hierbei der Hilfsstromkreis an dem Quecksilbercontact g¹ unterbrochen werden. Es werden somit die beiden Controlvorrichtungen der Synchronisirungsvorrichtung noch unter engerer Beziehung zusammen arbeiten, als wie bei der in Fig. ι beschriebenen Darstellung. Der Hilfsstromkreis kann somit nur geschlossen werden, wenn die beiden Maschinen in Phase und Frequenz zusammenfallen, was im vorliegenden Falle in dem Augenblick des Entgegenwirkens der Fall ist.

Schaltung und Wirkung in der Anordnung nach Fig. 3.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung ist der Magnet 14 zwischen zwei gleiche Phasenleitungen eingeschaltet, während das Solenoid 10 in zwei verschiedene eingeschaltet ist. Um gemischte Ströme zu vermeiden, sind in dem gezeichneten Beispiel Transformatoren mit zwei Secundärwicklungen verwendet. Die Klemmen der Primärwicklung ρ eines dieser Transformatoren sind nach der Darstellung mit den Phasenklemmen a^l und b¹ der bereits in Thätigkeit befindlichen Maschine verbunden, die Klemmen der Primärwicklung q des anderen Transformators sind mit den Phasenklemmen a² und b² der einzuschaltenden Maschine verbunden. Von einer Klemme der Secundärwicklung p² führt ein Leiter h nach der Wicklung des Magneten 14 der Synchronisirungsvorrichtung und zurück zu der entsprechenden Klemme der Secundärwicklung q²·. Ein anderer Leiter /2¹ verbindet die anderen entsprechenden Klemmen der genannten Secundärwicklungen p² und q²; infolge dessen ist der freie Magnet 14 direct mit den entsprechenden Phasenklemmen der parallel zu schaltenden Maschinen verbunden.

Von der einen Klemme der Secundärwicklung p¹ führt eine Leitung r zu einem der Quecksilbercontacte des Contactpaares r². In letzterer taucht der Gabelcontact r³, der auf dem Ankerhebel 21 angeordnet ist. Letzterer steht unter dem Einflufs des Magneten 14. Von dem anderen Quecksilbercontact r² führt -die Leitung r zu dem Magneten 10 und von hier zurück nach der anderen Klemme der Secundärwicklung q¹. Das andere Paar Klemmen der Secundärwicklung p¹ und ^¹ ist durch eine Leitung r¹ mit einander verbunden, so dafs die Kreuzverbindung für das Solenoid 10 zwischen den entsprechenden Phasenklemmen der parallel zu schaltenden Maschinen hergestellt ist. In dem Mafse, wie die Magnete der Synchronisirungsvorrichtung ihre Ströme von verschiedenen Secundärwicklungen der Transformatoren erhalten, in dem Mafse sind sie unabhängig mit Bezug auf den Strom. Es kann infolge dessen kein unerwünschtes Beeinflussen durch fremde Ströme eintreten. Wenn man die Schaltung in Fig. 3a betrachtet, ergiebt sich, dafs die SolenoTdverbindung 10 der Synchronisirungsvorrichtung den Lampengruppen entspricht, die zwischen den Klemmen a² und b¹ und a¹ und b² liegt, während die Verbindung des Magneten 14 den Lampengruppen entspricht, die direct zwischen den Klemmen a¹ und a² und b¹ und b² eingeschaltet ist. Diese Uebereinstimmung besteht in Bezug auf die resultirende elektromotorische Kraft der parallel zu schaltenden Maschinen. In dem selbstthätigen Schalter sind, ebenso wie bei dem Lampendiagramm, die entsprechenden Klemmen c¹ und c² ohne elektrische Verbindung mit einander. Eine weitere Betrachtung des Diagramms in Fig. 3a zeigt, dafs offenbar, wenn die parallel zu schaltenden Maschinen in Phase und Frequenz zusammenfallen, die elektromotorische Kraft in der Kreuzverbindung (Spule 10) ihr Maximum erreicht hat und dafs somit die in Kreuzverbindung liegenden Lampen am hellsten erstrahlen, während die resultirende elektromotorische Kraft in den directen Verbindungen (Spule 14) in ihrem Minimum sich befindet und infolge dessen die direct verbundenen Gruppen der Lampen dunkel erscheinen. Das Schalten mufs somit eintreten, wenn die kreuzweise verbundenen Lampen hell und die direct verbundenen Lampen dunkel sind. Dieses bewirkt die Synchronisirungsvorrichtung selbstthätig in folgender Weise:

Bei dieser Ausführungsform öffnet sich das Ventil des Kolbens 12 des Soleno'idkernes nach oben, und es wirkt infolge dessen das Solenoid genau wie in Fig. 1, d. h. es fällt rasch herab, schliefst jedoch mit einem gebremsten und langsamen Aufwärtsgange den Stromkreis. Das Ankerende des Hebels 21 ist schwerer, und es wird daher seine unterste Stellung einnehmen, sobald der Magnet 14 nicht erregt ist. Der Kern des Magneten 14 ist, wie Fig. 3 zeigt, sehr nahe an dem Ankerhebel 21 gelagert; es mufs somit genannter Hebel bei jedem Stromimpuls in die in vollen Linien gezeichnete Lage gehoben werden. Infolge der beschriebenen zusammengesetzten Verbindungen wird die Spannung in dem Solenoid 10 für jeden gegebenen Impuls ihre höchste Höhe erreichen, sobald der Strom in dem Magneten 14 sein Minimum erreicht. Die Welle, welcher das Solenoid 10 unterworfen

ist, wird somit nahe ihrem höchsten Punkte sein, wenn der Magnet 14 vollständig entmagnetisirt ist. Der Magnet 14 wird seinen Anker nicht freigeben, bis er nicht vollständig entmagnetisirt ist. Es wird somit der Ankerhebel 21 in der in vollen Linien gezeichneten Stellung verbleiben und somit der Solenoidzweig des Synchronisirungsvorrichtungsstromes bei r² geschlossen sein, bis die gegebene Welle ihre höchste Spannung in dem Solenoid erreicht hat. Es folgt hieraus, dafs, wenn eine Welle von genügender Länge erscheint, der Soleno'idcontact gⁿ nach aufwärts gezogen und gegen den federnden Contact g^s geprefst wird, bis der Ankerhebel 21 von dem Magneten 14 freigegeben ist. Es tritt in diesem Augenblick der Gabelcontact g⁷ in die Quec-ksilberschalen g⁶ ein, während der Contact g° immer noch gegen die federnden Contacte g⁸ an den Soleno'iden prefst. Auf diese Weise mufs der Hilfsstromkreis in dem Augenblick des Zusammenfallens von Phase und Frequenz in den beiden parallel zu schaltenden Maschinen geschlossen werden. Hierbei wird aber auch der selbsttätige Schalter eingerückt, und das Parallelschalten beider Maschinen erfolgt ohne Gefahr.

Der Zweck der Quecksilbercontacte r² in dem Solenoid zweig der Synchronisirungsvorrichtung nach Fig. 3 und der damit zusammen arbeitenden Gabelcontacte r³ an dem leichteren Ende des Ankerhebels 21 besteht darin, dafs das Solenoid 10 bei kurzen Impulsen unbeeinflufst bleibt, wesentlich in derselben Weise wie mit Bezug auf Fig. 1 beschrieben, wodurch man einen vollständigen Hub des Solenoi'dkernes zwischen zwei auf einander folgenden Impulsen erreicht. Es folgt hieraus, dafs unter der Wirkung der auf einander folgenden kurzen Impulse der Soleno'idcontact g° niemals weit genug steigt, um gegen den federnden Contact g^s zu schlagen und dafs der Hülfsstromkreis in diesem Punkte geöffnet bleibt. Es folgt hieraus, dafs auch durch das Herabfallen des Ankerhebels 21 in dem Augenblick, wenn der Magnet 14 bei kurzen Impulsen entmagnetisirt wird, der Hülfsstromkreis nicht geschlossen werden kann. Es geht aus dem Gesagten hervor, dafs bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform die beiden Schliefsvorrichtungen mit sehr engen Beziehungen zu einander arbeiten, um den Hülfsstromkreis zu schliefsen und den selbstthätigen Schalter auszulösen, so dafs die Parallelschaltung der beiden Maschinen nur beim Zusammentreffen von Phase und Frequenz eintritt. Die hier beschriebene gemischte Schaltung hat besonders den aufserordentlich grofsen Vortheil, dafs keine besondere Einstellung des Kernes des Magneten. 14 nothwendig ist, um die Synchronisirungsvorrichtung für die an Spannung verschiedenen Systeme brauchbar zu machen. Er kann ein für alle Mal eingestellt werden und wird in jedem System arbeiten.

Bei der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsform mufs der Kern in Bezug auf den Ankerhebel eingestellt werden, so dafs genannter Hebel nur bei gröfster Spannung gehoben wird. Es mufs daher die Synchronisirungsvorrichtung für die Verwendung auf die verschiedenen Systeme entsprechend neu eingestellt werden. Auch die Transformirung des Stromes, um die Ströme für die Magnete der Synchronisirungsvorrichtung zu gewinnen, bewährt sich aufserordentlich gut. Bei den in Fig. 3 gezeigten gemischten Verbindungen fällt auch der kleine Inductionsmagnet 17, wie er in den in Fig. 1 und 2 dargestellten Anordnungen verwendet ist, fort. Bei der Verwendung der neuen Vorrichtung zum Einrücken eines rotirenden Umformers parallel zu einer Wechselstrommaschine mufs man beachten, dafs der selbsttätige Schalter des Wechselstromkreises und der Unterbrecher des Gleichstromkreises unter einander abhängig sind, da beide unter dem Einflufs der selbsttätigen Synchronisirungsvorrichtung stehen. Bei sämmtlichen beschriebenen Einrichtungen ist natürlich vorausgesetzt, dafs die Geschwindigkeit der einzuschaltenden Maschine durch geeignete Regulatoren auf Synchronismus gebracht wird. In Fig. ι z. B. wird der Umformer zum Synchronismus durch Regelung eines geeigneten Reostaten d gebracht, der in der Gleichstromleitung liegt.

Bei der in Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsform wird die Geschwindigkeit der einzuschaltenden Wechselstrommaschine zum Synchronismus dadurch in richtiger Weise eingestellt, dafs. man die Geschwindigkeit der Kraftmaschine regelt.

Es soll noch erwähnt werden, dafs die Synchronisirungsvorrichtung in Fig. ι und 2 durch einen Handschalter f\ der in dem Stromkreis f liegt, ein- und ausgeschaltet werden kann. Die Einschaltung bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform geschieht durch die Handschalter p² und q³, die in den Primärleitungen ρ und q des Transformators angeordnet sind. ι

Claims (1)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Einrichtung zum Parallelschalten von Wechselstrommaschinen, dadurch gekennzeichnet, dafs der Schalter selbsttätig durch zwei durch die Summe oder Differenz der Wechselströme erregte Controlelektromagnete ausgelöst wird, von denen der eine in seiner Wirkung gedämpft ist und nur auf Stromimpulse von langer Dauer anspricht, derart, dafs erst beim Zusammenwirken beider die Schliefsung eines Hülfs-

   Stromkreises in dem Augenblick erfolgt, in welchem die parallel zu schaltenden Maschinen in Frequenz und Phase übereinstimmen.

   Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, dafs der Elektromagnet (14) auf einen als Stromschliefser ausgebildeten Anker wirkt, während der Elektromagnet (10) einen beweglichen Kern besitzt, der mit einer Dämpfvorrichtung verbunden ist und eine mit federnden Contacten (g ⁸J in Berührung kommende Contactscheibe (g⁹) trägt.

   Ausführungsform nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dafs der Anker des Elektromagneten (14) den Stromkreis des anderen Elektromagneten (10) öffnet und schliefst, zum Zwecke, kurzdauernden Stromimpulsen den Eintritt in die Wicklung des Elektromagneten (10) abzuschneiden.

   Schaltungsweise für die Controlelektromagnete nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs der Elektromagnet (14) direct und der Elektromagnet (10) über Kreuz zwischen den entsprechenden Phasenklemmen der zusammenzuschaltenden Maschine liegt.

   Schaltungsweise für die Controlelektromagnete nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dafs dieElektromagnete (10 und 14) durch verschiedene Stromkreise zweier mit den Phasenleitungen direct verbundener Transformatoren (p und q) erregt werden, die je zwei Secundärwicklungen besitzen, von denen immer eine jedes Transformators in einem Elektromagnetstromkreis liegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.