DE1438640A1 - Vorrichtung zum Synchronisieren von Wechselstromkreisen - Google Patents

Description

DR. ING. ERNSTMAIER

PATENTANWALT

MÜNCHEN 22

WIDENMAYERSTR. 4 . TELEFON 222530

22661 24. August 1961

Firma TOKYO SHIBADEA DENKI KABUSHIKI KAISHA₁ 72, Horikawa

Oho» Kawasaki-Shi,Japan

Vorrichtung sum Synchronisieren von Wechselstromkreisen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Synchronisieren von zwei Wechselstromkreisen und insbesondere eine verbesserte Synchronisiervorrichtung zum synchronen Verbinden unter Verwendung eines Schalters hoher Schließgeschwindigkeit, sowie eine verbesserte Vorrichtung sum Synchronisieren der Geschwindigkeiten von Wechselstrommaschinen.

TJm zwei Hechselstromkreise synchron miteinander zu verbinden, ist es notwendig, vor dem Schließen eines die zwei Kreise verbindenden Schalters die Spannungswerte der Kreise abzugleichen und die Spannungsphasen der zwei Kreise

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jdiiambejg Bankhaus Paul Kapff, Slulloail Poilsdi.di Stultgarl 73291 Mündien IS3B61 Talegiammadiasse: Palenlseniar

in Übereinstimmung zu bringen. Der Schalter muß also zu dem Zeitpunkt geschlossen werden, an dem die Spannungaphasen der beiden Stromkreise übereinstimmen. Der Schalter benötigt aber eine je nach seiner Bauart verschiedene Zeitspanne vom Eintreffen des Schließsignals bis zum Schließen des Schalters, bs ist deshalb notwendig, das Schließsignal vor der Phaeenübereinstimmung auf den Schalter asu geben und zwar um einen, diesem Schaltverzug entsprechenden Zeibetrag. Der Schaltverzug beträgt bei den am meisten zum Synchronisieren verwendeten Ölleistungs-8ehaltern zumindest etwa 25 Perioden technischen Wechselstroms, d.h. 0,5 oder mehr.

Deshalb wurden bisherige Synchronisiervorrichtungen so gebaut, daß sie diesem relativ laggen Schaltverzug Rechnung tragen. Bei einer beispielsweise angeführten, bisherigen Ausführungsform sind zwei Relais vorgesehen. Das erste Relais weist ein Betätigungselement zum Erzeugen einer» der Summe der Spannungen der beiden Vfechselstromkreise entsprechenden elektromagnetischen Kraft und ein Halte element auf, das eine elektromagnetische Kraft entsprechend der -Differenz der besagten Spannungen erzeugt. Das zweite Relais ist in Tätigkeit, wenn der Phasenwinkel zwischen den

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Spannungen der beiden Kreise einen bestimmten ?/ert annimmt. Die Kontakte beider Relais sind in Reihe geschaltet und speisen einen Steuerkreis zum Schließen des Sehalters.

Die Betriebsbedingungen des ersten Relais sind folgendermaßen!

Erzeugung maximaler Betätigungskraft und keiner Hsltekraft, wenn die Spannungen beider if echselstromkreise in Phase sind, Erzeugung keiner Betätigungskraft und maximaler Haltekraft bei 180 Phasendifferenz, Erzeugung einer im allgemeinen größeren Haltekraft als Bet£tigungskraft bei einem ihasendifferenzwinkel größer 90° und Erzeugung einer größeren BetiJtigungskraft als Haltekraft bei einem ihasendifferenzwinkel kleiner 90°. Das zweite Relais wird im allgemeinen phasenwinkelabh-ngiges Eelais genannt und arbeitet in Abhängigkeit von der Differenz zwischen den Spannungen der beiden Kechselstromkreise, und zwar schließt ep beispieleweise seine Kontakte sofort, wenn die Phasenwinkeldifferenz allmählich unter 90° absinkt. Venn zu diesem Zeitpunkt Kontakte des ersten Relais geschlossen sind, so wird ein Stromicreis gebildet, der dem Schalter ein Schließsignal zuführt, iine derartige Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß der Augenblick, an

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dem beide Beiais ihre Kontakt· schließen Veränderlich ist, wenn die Größen der Spannungen beider Wechseletromkreise Terechieden sind. Ist die Abweichung beträchtlieh, so werden die beiden Wechseletroakreise in einen Augenblick verbunden, an dem die Phasen beider Kreise nicht in Übereinstimmung stehen, was selbetreretändlicn unerwünscht ist*

Bei einer anderen Üblichen Vorrichtung wird ein» Gleichetromspannung, die τοη der Vektorsumme und der Vektordifferene der Spannungen beider Wecheeletroffikreiee abh.ngt, zusammen mit einer Spannung erzeugt, die dem Phaeendifferenzwinkel β entspricht· Der Phassndifferen«- winkel £ ergibt eich aus der Mf f erens «wischen der Vektorsumme und der Vektordifferens · Auf den Sehalter wird dana ein SchlieSsignal gegeben, wenn die BIfferens zwischen der Phasendifferenz entsprechenden Spannung und der, der

dö/dt Änderung/entsprechenden Spannung lull wird.

Jede dieser beiden bekannten Torrio&tunffta das Schließsignal etwa 0,5 Sekunfiem Tor tea Augesblieli» an des die Spannungen der beiden System· in Phase «ind_t m% $mM diese fozTiehtuacen wohl für dl· bereite erwShat·« ÖU«iet»*$** schalter geeignet sind, «icfc aber nicht sea fitssora

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luftleietuxigseehaltern hoher Geschwindigkeit eignen, beispielsweise zürn Steuern der vor kurzer Zeit entwickelten Luftdruckleistungsechalter. Biese letzteren Schalter stellen einen großen Fortschritt bezüglich der Ausführung und der technischen Herstellung dar und ■lnd sit beweglichen Teilen extrem kleiner Masse versehen» so daß die zum Schließen notwendige Zeit auf 10 bis 15 Perioden, d.h. etwa 1/5 Sekunde erniedrigt ist. Diese Sohließzeit entspricht etwa der halben Sehlleß- »eit üblicher ölleistungssehalter, in anderen Worten, die modernen Luftleistungsschalfcer schließen doppelt so schnell als die üblichen (^leistungsschalter. Wenn daher die oben erläuterten klassischen iynchronisiervorriohtungen für derartige Luftleistungsschalter hoher Geschwindigkeit verwendet werden, bo schließen die Schalter vor Eintreten des Synchronismus der beiden Kreise, was selbstverständlich eine ungenügende Synchronisierung ergibt. Außerdem ist festzustellen, daß, wenn die Spannungen der beiden Kreise verschieden sind, die Synchronisation schwie· riger ist, -Wt¹Il bei Verwendung der klassischen Synohroni si ölvorrichtungen die Schließeteuerzelt veränderlich ist.

Ee ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, eine Synchronisiervorrichtung zu schaffen, die genau den Bereich

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feststellt, während dem die Phasendifferenz zwischen Spannungen zweier synchron miteinander zu verbindender Stromkreise Null wird und die Luftleistungsschalter hoher Geschwindigkeit ein Schließsignal aufprägt, durch das diese in einem Moment geschlossen werden, an dem die zwei Stromkreise im wesentlichen gleichphasig sind.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist in einer Synchronisiervorrichtung zu sehen, die im Augenblick der Erzeugung der G.chließsignale für den Leistungsachalter frei von Veränderungen ist, und zwar selbst dann, wenn Unterschiede in den Größen der Spannungen beider Stromkreise auftreten. .

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist sine Synchronisiervorrichtung mit der durch die gleiche Eelaisvorriehtung die Geschwindigkeit von Wechselatromgeneratoren synchron an- ein elektrisches System angepaßt werden kann.

Diese Aufgaben werden Im wesentlichen durch eine erfindungageinSße Synchronisiervorrichtung zum synchronen Verbinden zweier Wechselstromkreise mit^; "eineni--Leistungsschalter gelb'at, die sich dadurch auszeichnet, da»3 aus den

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«wei Wechselstromkreisen Spannungen abgenommen werden, deren Phasen, wenn dl· Phasen. der beiden Wecheelstrom-kreiae übereinstimmen, zueinander senkrecht stehen, daß resultierend« Spannungen, die der Vektorsumtae bzw. der Vektordifferenz der abgenommenen Spannungen mit zueinander senkrechten Phasen entsprechen, abgeleitet und um ihre Differenzu au erzeugen, gleichgerichtet werden* daß parallelgeeohaltete Dlfferentiationskrelse und Integrationskreise vorgesehen sind, die mit diener Differensepannung gespeist werden und daß jeder der Differentiations- und Integrationekreise Elemente aufweist, die zusammenwirkend das Schließen dee Leistungsschalter in Abhängigkeit von den durch die .Differentiations- und Integrationskreiee fliesenden StrOaen steuern.

Weitere Merkaale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen. Auf der Zeichnung sind AusfUhrungeforaem 4er Erfindung beispielsweise dargestellt «ac «war seife»·

Fif. 1 eine Sohaltskisze, die ein Auefunruneebelepiel einer %rtladunge&esftien SyBchroalelefvor·' lt ·«■ Tcriiade« »weier Wechielitro·-

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«in« Schaltski««« einer abgewandelten Vorrichtung sum Erzeugen einer Signalepannung, die Toa Phasendifferenzwinlcel zwischen den zwei 15U synchronißierenden Weehseletroakreiaen abhängig ist» wobei diese Vorrichtung aua gegenüber der Fig. 1 unterschiedlichen Elementen aufgebaut ist«

Fig, 3 tine Schaltekisze «in·· Auaführungebtiepiel·

einer den Synchroniemu» feststellende» Relaisvorrichtung, die bei dtr in Fig· 1 dargestellten Vorrichtung verwendet werden kann,

eine Kurvenechar sur Erläuterung der Phasenbesiebung zwischen dem Betätigungsstrom für die Eelai8vorrichtung nach Pig. 3 und der Tost Phasendifferenswinkel abhängigen Spannung,

*i&* onarftktsristisohs i-uxreneciiar s«r Htuterun« d»r Arbeiteweiee der Rtlaiaroriht nach fi§· 3$

$ stinsm Steuerkreie »üb eynehronen Verbindern »er swei Weehselstroalcreise naoh ?ig» 1 und

fig. 7 und t Bchaltskliie* τοη Steuerkreisem« ils «ateT Ve»tteitfaBi 4er Eelaiorerriektu»* fae* fig. 5 <i* Geeohwiaiigkeit «in«β **iB4*letroafeneratore. tea¹ em iss Stromkreis «mgeaehl«ss«m werdea soli« s/nohron anpassen*

seigt «ins Anordnung zwm synchronen Verbinde» einer VechetlstroBmaschin« 10, etwa «ines *«ch««litreafeaerator« einem lecieeletromkrei· 11, #er sins elefctriecee Üssv» enthalt* Bei tiseer Ausführumg ist «s «war

leicht, atneratorepannung uzi

iis Irf lntiins **d& *>%cx» sbcneegvt eas sjsohroee*

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Urtier Stromkreise in Schaltetationen und dergleichen yerwendet werden, wo «β im allgemeinen schwierig ist» die Spannungen auf beiden Seiten abzugleichen«

Zum Verbinden des Wechselstromgenerator 10 mit des Stromkreis 11 ist ein Luftleistungsschalter 12 hoher Geschwindigkeit swieehengesehaltet und «wa* handelt es sich am einen bekannten Luftdruckleletungsaohalter· Es kann jeder geeigneter Leistungssohalter dieses Type dafür rerwendet werden» Yorsugeweise wird aber ein Luftleistungesohalter rerwendet, bei dem sum Offnen des Schalters die Kentakte euren lindrimgen komprimierter Luft in eine Kon~ taktkssmier getrennt werden «ma flelohaeltig ein Luftstrom »eher tfesohw ndlgkeit sam Löschen des elektrischen Bogen· durch die eich trennenden Kentakte geechiokt wird, und bei Ami sum Terlinden der beiden Stromkreise Ale Kontakte durch Amelaesem Aer keafrlmlertem Left ams Atr Kontaktkammer fts»!»»·* «·**·»· ItB MmJ«kt«i keaprlmlerter Luft τοη *imm m4«m« «Mf»s«ellt#m BtMa%t9 U Aft« miekt dargeetellte

toe »taeleychers, mm aadureh Al· , IM tim· Bekrl«l*«f 1| alt eine« elektrw-T«itll 14 Ttriesemem. Di· Itemersfule 15 «es

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und/oder im Stromkreis 11 auftritt. um inn Leistungsschalter 12 zu schließen uad dadurch den Generator synchron zu verbinden, ist die Kontaktkamater mit einer Rohrleitung 16 mit Ausgang in die Atmosphäre versehen· Diese Rohrleitung 16 weist ein elektromagnetisches Ventil 17 zum Schließen de» Leistungsschalter» auf. Das elektroeagnetieche Ventil 17 beeitet eine Spule 18, die von einer später näher beschriebenen Steuervorrichtung gespeist wird, wenn der Leistungsschalter geschlossen «erden »oll·

Ein Iaolierwandler 19 i*t »it <*·■ Stromkreis 11 ν·Γ-bujiAen, m» einen MeStransformator tO ait In BteraeohaXtuaj; verbunden·» primäre» und sekundären tlcklungen am. speieen, und »war von »einer sekundären Seit· aas» Die Klemsen der Sekundftrwloklung d»e M»ftraneformators 20 sind alt I_vt, »ad S bestiohaet. Auf ΙΜμΗ«*· *«i·· tm% »1» 21 U»»r ΚΙ·»··η d·· Q·»·rator» 10 «it 4·» Kreis 11 on* «eine S*kun«I»wlelrl»3tf epolct eine» Isoli«r««»4l9r £2» 4·γ «la· in Sternanordnung §··ο!ι·1ί·Η PrleHrwiekluae «*· •Ine Sekundär·!oklun« aufwelet, vo» t«r c««l fhas^a is Stirnechaltang unfl ein· «ritt· Ife«·· 1» l»lhe alt «ii*r 4er iwii aniiriu lhasen ver»und»ö sind,wie auf *tr

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dargestellt. Die Klemmen der Sekundärwicklungen dee Meßtransformatore 22 sind entsprechend denjenigen des Meßtransformatore 20 mit Ea, Sa, und Ta bezeichnet· Die Kulipunkte dieeer Transformatoren eind durch eine Leitung 24 verbunden. Die Klemmen R und Rb. sind über eine Leitung und einen DoppeIw^gleichrichter 23 miteinander verbunden. Der auρ den Leitern 24 und 25 bestehend· Stromkreis bildet einen Kreis sum Abzweigen einer Differensspannung entsprechend der Pbaaendifferens swlsehen Spannungen d*x Phases B und Ea bels«r 87«tea· an entgegengesetzten Seit** β·β Lelstungsachaltera. An dl« GKLsichetroaausgangsltlesa** der Gleichrichter· 29 iet «la Belai« 2f> gelagt, fas «9 let, dal ·· la T8ti*k«lt tritt, w«aa «1$ I ■wlaehea i«a Spanamag·» i«r Fn«««a t uat la fO* «rreitat und da· ·* wie««r laröekf^llt, wtnn €1« Pha««nfllfferen· unter fO* aWiairt« rrlmlrwicklunfta 27 vtnü 29 identiecher Trane fovMtonm 91 aai 92 sind la !«i^easchaltuag aa ti· Kl«KJi«a la und Ta des Transformator· 22 angaechloeeen und i«r ■lttelasgriff swl«cB«a 4ea Prlaftrwicklungcn 17 und 2f ist aa *«a fterafunkt *e· fransforeators *t über «in« Leitaag sowi« am 41« BekuadlYwlniung 95 4«s fransforaator· 94 anges«hless«ti_t ««se«« Iri#trwiekluni 9i ti»«r leitungen 97 aa« 5·

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an die Sekundärütemaen S und T dee Transformators 20 angeschlossen ist. Mit dieser Schaltung ist ee möglich, Spannungen zu erhalten, deren Phasen dann senkrecht zueinander sind, wenn die Phasen der beiden Stromkreise auf "beiden Seiten des Leistungsschaltsre 12 übereinstimmen. Im einseinen geht der Vorgang folgendermaßen vor alchs Eine Spannung entsprechend der Vektorsumme aus der Spannung der Phase Ra auf der Generatorseite und aus der Spannung zwischen den £hasen S und ΐ auf der Stromkreisseite» die senkrecht zur Spannung der Phase Ba verläuft, wird auf den Uransformator 31 gegeben, während die Spannung entsprechend der Vektcardifferenz zwischen der Spannung, die die .Resultierende der Spannungen der Phasen Sa und Ta auf der Generatorseite darstellt, d.h. der Spannung, die um 180° bezüglich der Spannung der Phase fia aufcer Phase ist, und der Spannung zwischen den Phasen S und T auf der Stromkreieseite auf den iraneformator 32 gegeben wird· Sie "/echselstromeingangsklemmen der Doppelweggleichrichter 39 und 40 werden mit den Sekundärwicklungen 28 bsw. 30 der Transformatoren 31 bzw. 32 verbunden, un diener vektoriell kombinierten Spannungen gleichzurichten. Die negativen Ausgangsklemmen dieser Gleichrichter werden direkt miteinander verbunden, während die positiven AusgangeHeeaen an Leiter

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bsw» 42 angeschlossen sind* Wenn die Phasen der Spannungen an beiden Seiten de* Leistungsschalter* übereinstimmen» werden die an den sekundären Klemmen der Transformatoren 31 und 32 induaierten Spannungen gleich. Das Ergebnis let, dafi die Auegangeepannung an den Ausgangeleitern 41 und 42 der in Reibe geschalteten Doppelweggleiohtlchter 39 und 40 null werden· Wenn die Phase auf einer Seite bezüglich der Phaee auf der anderen Seite dee Leistungsschalter 12 dem übereinstimaungspunkt nach- oder voreilt, so werden die Größen der reeultierenden Spannungen, die in senkrechter Phaeenbesiebung etehen und die sowohl auf den Transformator 31 ale auch auf den Transformator 32 aufgeprägt werden, verschieden, eo daß eich an den Leitern 41 und 42 eine Differenz· spannung 4t»+ ergibt. Me Größe dieser Differenzspannung ist proportional suv Betrag der Phasenverschiebung und ihre Polarität ist je nach dem, ob eine der Spannungsphasen bezüglich der anderen vor- oder nacheilt, positiv oder negativ. Wie bereite angeführt, wird diese Pifferentialspannung, wenn die Spannungsphase des Stromkreises mit der Qeneratorepannungephase Übereinstlmm, den Wert Null annehmen. Wenn aber die Phasen verschieden sind, eo wird die Spannung beispielsweise unter der Annahme positiver Polarität alt einer Größe entsprechend der Phasenwinkel-veränderung, bei 180° Phasendifftrene Null werden, über 180° negativ und bei

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360° wieder Null werden.

Bel dem in Mg. 1 gezeigten Stroakreis wird von einer Phasenspannung eines Systems und einer dazu senkrechten fhasenspannung des anderen Systeme, eine Spannung abgenommen, welche bei Übereinstimmung der Spannungsphasen beider Systeme die senkrechte Phase annimmt. Selbstverständlich kann das gleiche Ziel durch Verwendung einphasiger Spannungen der gleichen Phase beider Systeme erreicht werden. '

fig. 2 zeigt ein Beispiel einer soldhen Anordnung mit zwei Iransistoren 45 und 46. Die EgItWr dieser Transistoren sind durch einen Leiter 47 und die Basen dieser Transistoren über einen Widerstand 49 mit Mittelabgriff 48 miteinander verbunden. Ein Kondensator 50 ist zwischen den Leiter 47 und den Mittelabgriff 48 eingeschaltet und die Spannung einer Phase des WechselstromgeneratorB 10 nach Fig. 1 wird über eine geeignete Impedanz 51 auf den Kondensator gegeben. Somit wird die Spannung am Kondensator bezüglich' der Phasenspannung des Heohselstromgenerators um 90° vorauseilen und diese Kondensatorspannung wird an die Emitter- und Baeiskreise der Transistoren 45. und 46 gelegt. In die Kollektorkreise der Transistoren sind Einweggleichriohter 52 und 53 eingeschaltet,

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di· Vorwärtsetröme durchlassen aber Rückwärtsströme der Transistoren sperren. Außerdem sind Sekundärwindungen 56 und 57 Ton Transformatoren 54 und 55 in Reihe mit den Kollektorkreisen verbunden. Die Primärwicklungen 58 und 59 der Transformatoren 54 und 55 sind in .Reihenschaltung an eine Phase des Wechselstromkreises 11 nach Fig. 1 gelegt, wobei diese Phase die gleiche Phase ist, wie diejenige dee V.eehselstromgenerators 10, der mit dem Kondensator verbunden ist. Ein mit den Emittern der !Transistoren 45 und 46 verbundener Widerstand 60 mit einem Mittelabgriff 61 ist an die Kollektorkreise angeschlossen. Wenn der Transistor leitend wird, fließt ein Strom während jeder positiven Halbwelle des ^sAechsel8troioes durch einen Kreis, der den Transietor 45, den Einweggleichrichter 52, die Sekundärwicklung 56 des Transformators 54, sowie einen den Abgriff und den Emitter verbindenden Leiter enthalt, so daß eine Ausgangsspannung erzeugt wird, die an der oberen Klemme positiv und am Mittelabgriff 61 des Widerstandes 60 negativ ist. Wenn andererseits der Transistor 46 leitend wird, so fließt während jeder negativen Halbwelle des Stromkreises eine Spannung durclf

inen Kreis, der den Transistor 46, den Einweggleichriohter 53, die Sekundärwicklung 57 des Transformators 55, die untere

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Hälfte des Widerstandes €0 und einen den Mittelabgriff 61 und den Emitter des Transformators verbindenden Leiter enthält» bo daß eine Ausgangespannung erzeugt wird, die den Abgriff 61 negativ und die untere Klemme des Widerstandee 60 positiv macht. Wenn die Phasen der Spannungen auf beiden Seiten dee Leistungsschalter 12 nach fig· 1 gleich sind» so wird die Phaeenbeziehung zwischen der an der Basis und am Emitter liegenden Spannung und der auf den Kollektorkreis der !Transistoren 45 und 46 aufgeprägten Spannung aufgrund der Wirkung des Kondensators 50 senkrecht eein und die Basiepotentiale der Transistoren werden während des gleichen Zeitraums sowohl der positiven als auch der negativen Halbperioden der auf den Kollektrokreie aufgeprägten Spannungen negativ bleiben» so daß jeder Transittor während dieses Intervalls leitend ist· Demgemäß sind die Größen der Ausgangsspannungen» die an der oberen und unteren Hälfte des Widerstandes 60 auftreten» gleich» so daß die resultierende Auegangespannung Null wird· Wenn die Beziehung zwischen den Spannungsphasen der beiden Wechselstromsysteme von der oben angeführten» senkrechten Phasenbeziehung abweicht» so wird einer der Transistoren länger als der andere leitend sein» und zwar abhängig von der Richtung der Phasenverschiebung. Dies ergibt eine Differene

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«wischen den Ausgangespannungen an der oberen und an der unteren Seite dee Widerstandes 60« Ss ist somit möglich, eine resultierende Differentialausgangespannung an den beiden Ausgangsklemmen 62 und 63 zu erhalten» die in Abhängigkeit vom Phasenwinkel ihre Größe verändert und ihre Polarität umkehrt* Diese Arbeitsweise ist die glelohe wie diejenige bei dem Ausführungsbeisplel naoh Pig. 1·

Wie in der Einleitung ausgeführt, ist es notwendig, da die Sehließzelt von Luftleietungsschaltem hoher Geschwindigkeit sehr kurz ist, etwa in der Größenordnung von 1/5 Sekunden, ein Sohlleßbefehlssignal auf den Leistungsschalter 12 nahe dem Punkt zu geben, an dem die Phasendifferenz zwischen den Spannungen an beiden Seiten des Leistungsschalter· Im wesentlichen Hull wird. Ee ist deshalb notwendig, eine derartige Signalerzeugervorrichtung xu schaffen, die mit hoher Empfindlichkeit nahe dem Zeit* ' . punkt in Tätigkeit tritt, wenn die Spannungen der Stromkreise gleichphasig werden, d.h. etwa dann, wenn der Mullpunkt der Differentialspannung, die vom an den Leitern 41 und 42 erzeugten Phasendifferenzwinkel abhängt, auftritt. Um dies zu erreiohen, werden ein Differentiations*

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kreis, der im ganzen mit 43 bezeichnet 1st» und ein Integrationsveraögerungskreis, der im ganzen mit 44 bezeichnet iat, miteinander parallel über Leiter 41 und 42 verbunden (Fig.1).

Wie aia besten aus Fig. 3 zu ersehen, weisen die Verzögerungskrelse 43 und 44 polarisierte Relais A bzw. B auf. Diese Relais bestehen aus ü-förmigen Permanentmagneten 64 und 65» aus zwischen den Magnetpolen angeordneten, beweglichen Ankern 66 und 67» um die Anker gewickelten Spulen 68 und 69» an den Ankern befestigten Kont akt st ticken 70 und 71 und aus an beiden Seiten der Anker angeordneten Paaren von festen Kontakten 72, 73 und 74, 75· Bekanntermaßen arbeiten solch· polarisierten Relais A und B derart, daß ihre beweglichen Kontakte 70 und 71 je nach Größe und Polarität dee durch die Spulen 68 und 69 fließenden Stromes gegen die linken festen Kontakte 72 und 74 oder gegen die rechten festen Kontakte 73 und 75 geschwenkt werden. Somit kann, durch geeignete Auswahl des Abstandes zwischen den einzelnen Kontakten der Relais A und B, der beweglich· Kontakt in Berührung mit dem featen Kontakt jeder Seit· gebracht ;, werden, wenn der durch die Spulen 68 und 69 fließende Strom

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einen Yorbestimmten Wert erreicht. Anderereelte let es möglich, diese Relais so auszubilden, daß sie bei jedem Phasendifferenzwinkel unterhalb eines bestimmten Winkelwertes außer Betrieb sind* Ein differenzierendes Element aus eineme Widerstand 76 und einem mit einem Teil des Widerstands 76 rerbundenen Kondensator 77 ist über Leiter 41 und 42 in Reihe mit der Spule 68 des Relais A geschaltet· Damit kann das Relais A sowohl proportionale als auch differentielle Operationen ausführen* Die Spule des anderen Relais B ist in Serie mit einem Widerstand an die Leiterelemente 41 und 42 angeschlossen und ein Kondensator 79 ist parallel zu einem Teil des Widerstands 78 und zu der Spule 69 geschaltet. Damit kann auch das Relais B sowohl proportionale als auch differentielle Operationen ausführen. Bei dieser Anordnung wird, wenn eine rom Phasendifferenzwinkel abhängige Spannung an die Leiterelemente 41 und 42 gelegt wird, ein Yorelletrom durch die Spule 68 des Relais A fließen, während durch die Spule 69 des Relais B ein nacheilender Strom fließt.

Die Betriebscharakteristiken dieser Kreise können durch Verändern der Stellung der Schieber der Widerstände 76 und 78 reguliert werden. Beispielsweise wird im Kreise 43, wenn der Gleitschieber des Widerstandes 76 nach oben bewegt

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wird, die Phase dee Speisestaaee des Relais A voreilen, während der Voreilwinkel abnimmt, wenn der Gleitschieber nach unten bewegt wird» Im Kreis 44 wird, wenn der Gleitschieber des Widerstandes 78 nach unten bewegt wird, die Phase des Speisestromes des Relais B nacheilen, während die Nacheilung abnimmt, wenn der Ära nach oben bewegt wird. In Fig· 4 stellt die durchgezogene Linie die auf die Leiter 41 und 42 von Pig. 3 gegebene vom Phasendifferenuwinkel abhängige Spannung 80 dar, während die gestrichelten Linien die Speiseströme i. und ig für die Relais A bsw. B darstellen, womit das Phasenverhältnis zwischen ihnen sichtbar gemacht werden soll* Die Abszisse stellt die Phasendifferenz, bzw* den Phasenwinkel θ zwischen zwei zu synchronisierenden ^echselstromsystemen dar und zeigt, dafi die an den Leiterelementen 41 und 42 auftretende Spannung 80 bei P * -180°, 0° oder +180°, wie bereits oben erwähnt, Null ist. Ferner ist zu sehen, daß die Spannung dazwischen bestimmte Werte aufweist, die dem Phasendifferenswlnkel in anderen Punkten entsprechen und daß die Polarität der Spannung bei -180°, 0° und +180° ihr Vorzeichen ändert. Auf der Zeichnung sind zwar die Ströme I^ und ig der Relais A und B so dargestellt, daß sie bezüglich der Spannung 80 der Gleitfrequenz den gleichen Phasenwinkelbetrag aufweisen,

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diese Voreil- oder Hacheilwinkel können jedoch unabhängig Yoneinander durch Verändern der Lage der Gleitschieber der Widerstände 76 und 78 nach £lg. 3 eingestellt werden. Somit kann die Phase des Stromes 1. so eingestellt werden, daß sie bezüglich der Spannung 80 der Gleitfrequenz nur geringfügig roreilt, so daß der Strom 1. zu einem Augenblick durch den Hullpunkt läuft, der um etwa 1/5 ^ek, früher ist» al« der Augenblick» an dem die Spannungen der zwei Systeme gleichphasig werden und somit die Spannung der Gleitfrequenz lull wird. Wird der Zwischenraum zwischen den Kontakten des Eelais A klein gehalten, so ist es möglich, dessen beweglichen Kontakt von einem festen Kontakt zu trennen und in die neutrale Stellung überzuführen. Ba die Phase des Speisestromes des Relais A, wenn die Gleitfrequenz ansteigt, Toreilt, wird der Augenblick, an dem der bewegliche Kontakt die neutrale Stellung einnimmt, ebenfalle tuner eintreten. Gleichzeitig arbeitet das Relais B derart , daS dessen beweglicher Kontakt die neutrale 8teilung in einen Augenblick einnimmt, der dem Augenbliok der Gleiehphaeigkeit nacheilt* VIg. 5 let eine graphische Darstellung, welche die Betriebsoharakteristiken der lclais zeigt. Die Abszisse stellt die Gleitfrequenz ^ t «ad die Ordinate den Phasenwinkel dar* Wie eben erwähnt, kana durch eehr enges Bemessen des Zwischenräume« «wieoben

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den festen Kontakten des Relais A der bewegliche Kontakt bei einem Stromwert in neutrale Stellung gebracht werden, der unterhalb eines kleinen, vorbestimmten Wertes liegt und zwar vor bzw. nach dem lulldurchgang des Speisestromes. Ba der Augenblick, an dem dtr bewegliche Kontakt die neutrale Stellung einnimmt, mit dem Ansteigen der Gleitfrequenz /) f sich in Voreilricbtung verschiebt, neigt das Relais A. dazu, seine Kontakte bei größerem Phasenwinkel zu öffnen. Deshalb kann der Bereich, in dem der bewegliche Kontakt des Relais A die neutral Stellung einnimmt, durch einen Kreisbogen zwischen zwei geraden Linien 81 und 82 dargestellt werden, wenn der Phasendifferenzwinlcel stufenweise bezüglich irgendeines Wertes der Differenzfrequenz ,j f abnimmt. Beispielsweise wird bei einem bestimmten Wert von /Jf, wenn der Phasendifferenzwinkel gegen Null abnimmt und einen entsprechenden Wert von r erreicht, der bewegliche Kontakt von einem der festen Kontakt* getrennt und abhängig von dem Wert von β in die neutrale Stellung * gebracht· Der Wert von£ let durch die Ordinate der geraden Linie 81 dargestellt und wenn Θ weiterhin abnimmt, wird der bewegliche Kontakt in Berührung alt dem anderen festen Kontakt gebracht und zwar abhängig von dem durch die Ordinate der geraden Linie 82 dargestellten Wert von ·

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Das Schließen, und öffnen dep Heiais B maoh Jig. 5 verläuft identisch wie beim Relais A₉ mit der Ausnahme, daß dae Relais B auf den nacheilenden Strom ig, wie oben erw&hnt, anspricht· Der Abstand zwischen den Kontakten des Relais B 1st beträchtlich größer bemessen als derjenige des Relais A, so daß der bewegliche Kontakt von dem rechten oder linken festen Kontakt selbst dann getrennt und in die neutrale Lage gebracht werden kannI^

wenn der Phasendifferenzwirikel wesentlich positiv oder negativ ist. Die Betriebecharakteristiken des Relais B können durch zwei gerade Linien 85 und 84 dargestellt werden, wobei dieses Relais durch den nacheilenden Strom betätigt wird. Somit nehmen die beweglichen Kontakte der beiden Relais A und B gleichzeitig die neutrale Stellung bei jedem Oleltfrequenxwert unterhalb einer Gleitfrequenz ,if» ein, wie es durch den Kreuzungspunkt der Charakteristik· kurven beider Relais dargestellt ist. Demgemäß werden die Konstanten der verschiedenen Elemente so eingestellt, daß die beweglichen Kontakte beider Relais A und B die neutrale Stellung gleichzeitig, und zwar etwa 1/5 Sek. vor Eintritt des Synchronisraus, einnehemen.

Fig. 6 zeigt einen Steuerkreis zum Zuführen eines Schließsignalß sun Leistungsschalter 12 nach Fig. 1 unter

BAP CFUG^AL

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Verwendung der Relais A und B, Der bewegliche Kontakt $0 des Relais A ist hier mit einem positiven Leiterelement 85, der feste Kontakt 72 über ein Hilf»relais 87 mit einem negativen Leiter 86 und der andere feste Kontakt 73 über ein Hilfsrelais 80 mit dem negativen Leiter 86 verbundent Die negativen Klemmen der Einweggleichrichter 89 und 90 sind mit festen Kontakten 72 bzw* 73» und die positiven Klemmen gemeinsam über ein Hilfsrelais 91 alt dem negativen Leiterelement 80 verbunden. Wenn der bewegliche Kontakt 70 den festen Kontakt 72 berührt, so werden die Hilfsrelais 87 und 91 an die Leiterelemente 85 und 86 angeschlossen« während wenn der bewegliche Kontakt 70 den anderen festen Kontakt 72 berührt, die Hilfsrelais 88 und 91 an die Leiterelemente 85 und 86 angeschlossen werden· In ähnlicher Weise ist der bewegliche Kontakt des Relais B mit dem positiven Leiterelement 85 verbunden, während seine festen Kontakte 74 und 75 über Hilfsrelais 92 und 93 alt dta negativen Leiterelement 86 verbunden sind. Wenn somit der bevjegliche Kontakt 71 den festen Kontakt 74 und 75 berührt, so wird das Relais 92 oder das Relais 91 von den Leitern und 86 gespeist, während dagegen, wenn der bewegliche Kontakt die neutrale Stellung einnimmt, die Hllfsrelais

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itroalos werden. Ein Zeitveraögerungsrelale 94, das beim Einschalten mit einer Zeitverzögerung arbeitet, aber auf Ausschaltung eofort reagiert, ist in Reihe mit einem Kontakt 26a an die Leiterelemente 85 und 86 angeschlossen* Der Kontakt 26a ist geschlossen, wenn daS Relais 26 von Fig. 1 in Betrieb ist. Ein Kontakt 95b ist eo angeordnet! daß er geschlossen ist, wenn ein Relais 95» «ie spättr erläutert wird, in Betrieb ist. Um das Relais 94 Bit einer Zeltverzögerung au betätigen, lat ein Ztitverzögerungßkreie mit in Serie geschaltetem Kondensator 96 und Widerstand 9? parallel mit dem Relais 94 verbunden» Kontakte 87a und 93a, die schließen, wenn di· HilfarelaiB 87 bzw. 93 in Betrieb sind, Bind parallel aiit einea Relais 95 verbunden. Kontakte 88a und 92a, die schließen, wenn die Hilfsrelaie 88 bzw. 92 in Betrieb sind, sind ebenfalls zu dem Relais 95 parallel geschaltet. Diese Parallelkreise sind in Reihe über einen Kontakt 94a, der geschlossen 1st, wenn das Zeitverzögerungsrelais 94 in Betrieb ist, bzw. einen strombegrenzenden Widerstand 98 und einen Kontakt 99b, der offen ist, wenn ein Steuerrelais 99» das später beschrieben v.ird, im Betrieb ist, mn die Leiterelemente 85 bzw* 86 angeschlossen. Ein

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BAt- O<« ■;■·...

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Kontakt 95a, der geschlossen ist, wenn daß Relais 95 im Betrieb ist» ist parallel zu dem Kontakt 94a des Zeitverzbgerungerelais 94 angeordnet, um einen selbsthaltenden Kreis für dieses 2eitverzögerungsrelais zu bilden. Kontakte 91b, 92b 93b bzw. 26b, die offen sind, wenn die Hilfsrelais 91, 92 bzw. 93 und das Relais 26 von Fig. 1 in Betrieb sind und ein normal schließender Hilfskontakt 12b des Seistungeschalters 12 von fig. 1 sind in Reihe zu einem Steuerrelais 99 geschaltet. Ein Ende dieser Reihenanordnung 1st an ein gemeinsames Verbindungsstück zwischen den Kortakten 94, 95a und dem Relais 95 angeschlossen, während das andere Ende mit dem negativen Leiterelement 86 verbunden ist. Eine Klemme eines Kontaktes 99a, der geschlossen ist, wenn das Relais 99 in Betrieb ist, ist mit dem positiven leiterelement verbunden und die andere Klemme ist an einem Punkt zwischen dem Relais 99 und dem Konta t 26b angeschlossen. Auf diese Weise wird das Schließsignal vom Ausgangsleiterelement 100 abgegeben, das zwischen die letztere Klemme des Kontakts 99a und das negative Leiterelement 86 geschaltet ist.

Der in fig. 6 gezeigte Stromkreis arbeitet auf folgende Weise ι Wenn die Frequenzdifferenz zwischen den zwei

BAD

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su synchronisierenden Systemen groß ist, so wird das Relais 94 nicht betätigt, da es ein Zeitvergögerungsrelais darstellt, so daß sein Kontakt 94^a offen bleibt. Auch der Stromkreis zum Erzeugen des Schließsignals wird nicht geschlossen.

Wenn sich die Frequenz der beiden Systeme einander annähert und wenn das Relais 26 von Mg. 1 bei einer Phasendifferenz eines Phasendifferenzwinkels von über 90° arbeitet und seinen Kontakt 26a schließt, dann wird das Zeitverzögerungsgelais 94 seinen Kontakt 94a ebenfalls schließen. Bas Schließen' des Kontakts 94a bewirkt eine Stromzuführung zum Relais 95t wodurch dessen selbsthaltender Kontakt 95a geschlossen wird. 7/ährend des Zeitintervalls, bei dem sich der Phasendifferenzwinkel von einem Wert von über 90° dem Wert Null nähert, treten unter Annahme, daß die Frequenzdifferenz/j f größer war als At _Q nach Fig.5, die beweglichen Kontakte der Relais A und B in verschiedener Weise in Tätigkeit. Wenn beispielsweise der bewegliche Kontakt 71 des Relais B den festen Kontakt 71 berührt, so berührt der bewegliche Kontakt 70 des relais A den festen Kontakt 73. Zu diesem Zeitpunkt werden die

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HiIfsrelais 91, 88 und 92 von den Leitern 85 und 86 mit Strom versorgt, so daß die Kontakte 88a und 92a geschlossen und die Kontakte 91b und 92b geöffnet werden. Das Schließen der Kontakte 88a und 92a zeitigt ein Kur«- schließen des Relais 95» wodurch es zurückfällt und seinen Kontakt 95a öffnet, so daß kein das Schließsignal aussendender Stromkreis entsteht.

Wenn die Frequenzen der zwei Systeme sich immer mehr aneinander annähern und der Phasendifferenzwinkel auf den '.Vert /If« und + ^₀ absinkt, werden beide Relais A und B außer Tätigkeit gesetzt und öffnen ihre Kontakte gleichzeitig. Damit werden aber auch alle Hilfsrelais 87_f 91, 88, 92 und 93 außer i'ätigkeit gesetzt. Wie bereite erwähnt, betätigt das Relais 26 von Fig. 1 bei einem Phasendifferenzwinkel über 90° das Relais 95» und hält es im offenen Zustand vermittels des Kontaktes 95a. Wenn der Ihasendifferenzwinkel unter 90° absinkt fällt das Relais 26 zurück und öffnet seinen Kontakt 86a und schließt seinen Kontakt 26b. Wenn jedoch während dieses Zustandee die Relais 87,88,91, 92 und 93t wie oben erwähnt, gleichzeitig stillgelegt werden, so öffnen sioh auch die Kontakte 87a, 88a, 92a und 93a, so daß das Relais 95 nicht zurüok-

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fallen kann und die Kontakte 92b, 93b, 91b und 26b schließen sich gleichzeitig und geben somit ein Schließsignal an den Klemmen 100 ab. Gleichzeitig schließt das Relais 99 seinen Kontakt 99a und damit auch seinen Selbsthaltekreis. Wenn er geschlossen ist, öffnet,der Leistungssohalter 12 von Fig. 1 seinen normalen Hilfsschließkontakt 12b und öffnet damit diesen Selbathaltekreis wieder. Vie bei der Erläuterung von Fig« 5 ausführlich dargelegt, wird das Schließsignal durch gleichzeitiges Abheben der beweglichen Kontakte der Relais A und B von ihren festen Kontakten bei einer Frequenzdifferenz AtQ und einem Phasendifferenzwinkel + t'_Q erzeugt, d.h. etwas vor dem Eintreten des Synchronismus, bei dem sowohl die Phasendifferenz c als auch die ffrequenzdifferenz /If Null sind. Durch geeignete Auswahl der Stromkreiskonatanten des in £ig. 3 gezeigten Verzögerungskreises ist es möglich, dieses Schließsignal genau zu einem Zeitpunkt zu erzeugen, der beispielsweise 1/5 Sek. vor dem Augenblick liegt an dem die Spannungnphasen der beiden Systeme vollständig übereinstimmen. Damit ! ann ein Luftleistungsschnellschalter sehr kurzer Schließzeit, etwa 1/5 Sekunden, genau zu dem Zeitpunkt geschlossen werden, an dem die

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Spannungsphasen der beiden Systeme im wesentlichen übereinstimmen.

Da gemäß dem Synchronisationskreis nach der Erfindung Spannungen, deren Phasen senkrecht zueinander stehenι erhalten werden, wenn die Spannungsphasen von zwei Systemen übereinstimmen und außerdem Spannungen entsprechend der Vektorsumme und Vektordifferenz dieser Spannungen gleichgerichtet werden, so daß deren .Differenz erzeugt wird und dabei die Stromkreise 41 und 42 der Relais A und E₁ ?.de in Fig. 1 und 2 dargestellt, mit Strom versorgt werden, besteht keine Gefahr, daß bei den Relais A und B Schaltfehler entstehen und zwar selbst dann nicht, wenn eine Spannungedifferenz zwischen den beiden zu synchronisierenden Systemen besteht. Es ist daher möglich, den Leistungsschalter 12 auf ,jeden Fall zu dem Zeitpunkt zu schließen, an dem die Phasen der beiden Systeme übereinstimmen.

Da außerdem in der Synchronieiervorrichtung nach der Erfindung die Stromkreise so angeordnet sind, daß durch die Relais A und B Ströme mit bezüglich der Spannung entsprechend der Frequenzdifferenz vor- und nacheilenden

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Phasen geschickt werden und damit die Relais A und B ihren Kontaktwechsel entsprechend dem Stromwert ausführen, ist es möglich, den Punkt an dem Phasen genau übereinstimmen festzustellen, und zwar durch Feststellung des Augenblickes, an dem sich die beweglichen Kontakte gleichzeitig von ihren entsprechenden festen Kontakten lösen und in die neutrale Stellung schwenken.

Wie aus -Fig. 4 eindeutig hervorgeht, werden die Relais A und B, deren Arbeitsweise mit Bezug auf die Figuren 3, 5 und 6 bereits ausführlich dargelegt wurde, an einem Punkt in der liehe des Phasendifferenewinkel & , bei dem die SpannungBphasen beider Systeme übereinstimmen, gleichzeitig außer Tätigkeit gesetzt. Die Relais A und B werden aber auch bei einem Phasenwinkel von 180 außer Tätigkeit gesetzt. Es ist deshalb notwendig, ein Abgeben eines Schließeignale an den Leistungsschalter 12 an einem Punkt in der Nähe des Phasendifferenzwinkels 180° IU verhindern. Zu diesem Zweck ist in Fig. 6 der Kontakt 26b, der in Heihe mit dem Selbsthalterelais 99 geschaltet ist, vorgesehen. Dieser Kontakt 26b ist ein normaler Schließkontakt des Relais 26 von Fig. 1. Er let so angeordnet, daß er geschlossen ist, wenn der Phasendifferenz-

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winkel zwischen den beiden Systemen unter 90° liegt und daß er offen ist, wenn der Phasendifferenzwinkel über 90° liegt. Deshalb ist dieser Eontakt, wenn der Shasendifferenzwinkel 180° beträgt, offen, so daß dem Schalter 12 kein Schließeignal übermittelt werden kann.

Die Synchronisiervorrichtung nach der Erfindung kann auch zur synchronen Geschwindigkeiteanpaasung verwendet werden. Wie bereits mit Bezug auf die Figuren 3 bis einschließlich 6 erläutert, ist es für das synchrone Verbinden nicht notwendig, daß beide Relais A und B wie dies dargestellt wurde gleichzeitig an einem Punkt in der Nähe eines Phasendifferenzwinkels von 180° zwischen beiden Systemen außer Betrieb gesetzt werden. Wenn jedoch die Greschwindigkeitsanpassung bei einem großen Phasendifferenzwinkel zwischen beiden Systemen von 180 ausgeführt wird, so liegt darin der Vorteil, daß, im Gegensatz zu einer gleichphasigen Greschwindigkeitsanpassung, keine Übersteuerung auftreten kann. In Fig. 7 ist ein normaler Öffnungskontakt 26a-| des Relais 26 von Fig. 1 dargestellt. Dieses Relais ist so ausgebildet, daß es bei einem Phasendifferenzwinkel von über 90 zwischen beiden Systemen geschlossen und unter 90 offen ist. Die Kontakte 87a.., 88a-

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^ und 9Ia₁ sind normale Schließkontakte der Relais 87»88,92 bzw. 93 Ton Fig. 6 und sinffso ausgebildet, dafi eie abhängig von der Wirkungsweise der Relais A und B öffnen und schließen. Die Kontakte 87a.j und 93a^ sind in Reihe mit einem Einweggleichrichter 101 verbunden. Auch die Kontakte 88a.. und θ2ag sind in Reihe zu einem Einweggleichrichter 102 geschaltet. Diese Reiheinkreise werden in Parallelschaltung miteinander verbunden und dann in Reihenschaltung über den Kontakt 26a. bzw. über ein Relais 103, das verzögerungsloB in Tätigkeit tritt aber mit einer Zeitverzögerung ausschaltet, einen Widerstand 104, sowie normale Schließkontakte 105 und 106b der Relais 105 bzw. 106, die später beschrieben werden, in Reihenschaltung an eine durch + und - bezeichnete Stromquelle angeschlossen. Um das Relais 103 sofort ein- aber mit Zeitverzögerung auszuschalten, ist parallel dazu ein Stromkreis mit einer Zeitkonstante gelegt. Dieser Zeitkonstantenkreis weist den normalen Kontakt 103a.. des Relais 103, einen Kondensator 107 und einen Widerstand

108 auf. Um das Relais 103 ohne Verzögerung in Tätigkeit EU setzen ist ein Stromkreis mit einem normalen Öffnungskontakt 103b und einem dazu in Reihe liegenden Kondensator

109 an den Widerstand 104 angeschlossen. Dieser Kreis

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BAD OPiGiNAL

Bicheifc ein schnelles Arbeiten des Relais 104 durch momentanen Kurzschluß dee Serienwiderstandes 104, so daß der Speisestrom, wenn das Relais 103 erregt ist, anst igt. JJach der Betätigung des Relais 103 wird der Kurzschluß über den Widerstand 104 unterbrochen und somit der Zuführungsstrom wieder vermindert.

Ein Leiter 110 ist an einen Punkt zwischen dem Kontakt 93a- und dem Gleichrichter 101 angeschlossen und ein Leiter 111 ist mit einem Punkt zwischen dem Kontakt 9Sa₁ und dem Gleichrichter 102 verbunden. In diesen Leiterelementen befinden sich die normalen Öffnungskontakte 103αΛ bzw. 103a» des sofort öffnenden und mit einer Zeitverzögerung schließenden Relais 103. Die Leiter sind mit der negativen Seite der Stromquelle über das Relais 105 bzw. 106 verbunden. Die Klemmen der einen Seite der normalen öffnungskontaKte dieser Relais sind an die positive Seite der Stromquelle angeschlossen und die anderen Klemmen sind über vorwärts und rückwärts gerichtete PeId-

über wicklungen 113 bzw. 114, sowie/einen Anker 115 eines Elektromotors 112 mit dem negativen Pol verbunden. Der Motor 112 reguliert, es ist dies nicht dargestellt, den Steuerkreis einer Antriebsmaschine für den Wechselstrom-

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generator 10 fön Fig. 1_f um so den Energieeingang zur Antriebsmaschine zu steuern.

Wenn der Phasendifferenzwinkel zwischen "beiden Systemen sich in der Nähe Abt Punkte 180° + 90° befindet, wird der Kontakt 2Oa₁ geschlossen und bildet einen Steuerkreis zur Gepchwindigkeitsan^ssung. Die Relais A und B schwenken ihr- beweglichen Rontakte entweder gegen die linken oder die rechten festen Kontakte so daß die Kontakte 87a- und 93a-j, wenn die Phase des %echselstromgeneratore bezüglich der Spannungsphase des Sypteme, das nun als Bezugssystem verwendet wird, nacheilt, und andererseits bei Voreilung die Kontakte 88a.j und 92a- geschlossen werden. Während die Kontakte 8Ta₁ und 93a-, bzw. 88a., und 92a., gleichzeitig geschlossen werden, wird der Steuermotor 112 während eines Zeitintervalls, das duroh das Relais 103 bestimmt wird, einen Vor- oder Rücklauf ausführen. Dadurch wird der Energieeingang zum Antriebsmotor gesteigert oder erniedrigt, wodurch eine Geeobwindigkeitsanpassung des Veehselstromgeneratore durch Steigern oder Vermindern seiner Geschwindigkeit bewirkt wird.

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Wenn die in Pig. 7 gezeigte Vorrichtung in Kombination mit der Torrichtung nach Fig. 6 verwendet wird, kann eine kombinierte ffesohwindigkeitsanpassunge- und Synchronisiervorrichtung erzielt werden. Dabei wird .eine synchrone Gesohwindigkeitsanpassung bewirkt» wenn der Phasendifferenzwinkel !zwischen den beiden Systemen bei etwa 180° liegt, die Geschwindigkeitsanpaesung durch öffnen des Kontakts 26a^, wenn der Phasendifferenzwinkel unter 90° absinkt, beendet und eine automatische Synohronverbindung in der Nähe des Phasendifferenzwinkels 0° aus-, geführt. Außerdem zeigt die in Pig. 7 dargestellte Synchronisiervorrichtung den weiteren Vorteil, daß sie durch den Einbau nur einiger weniger Teile in die Vorrichtung nach Fig. 6 gebildet werden kann.

Figl8 zeigt eine Abwandlungsform, bei der die Relais A und B von Fig. 3 in einer Vorrichtung verwendet werden, die ausschließlich zur (Jeschwindigkeiteanpassung Verwendung findet. Den Figuren 6 und 7 entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Bisherige automatisch· Gesohwiridigkeitsanpassungsvorrichtungen waren so ausgebildet, daß der Steuermotor für den Antriebsmotor in Abhängigkeit von der Größe und Richtung einer Gleitfrequenz (slip frquenz) gesteuert wurde, um die Generatorfrequens

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der Syittafrequenz anzupassen. Eine solche Vorrichtung kann aber nur dann richtig arbeiten, wenn beide Frequenzen vollständig übereinstimmen» Bei derartigen Vorrichtungen besteht deshalb das Beetreben, eine Übersteuerung oder Aufschaukelung hervorzurufen. Ist der Frequenzunterschied groß» so ist außerdem eine beträchtliche Zeitspanne nötig, bis di· Frequenzen vollständig abgeglichen sind.

Bei dem in Fig« 8 gezeigten Stromkreis dagegen sind ein Kreis 43 für proportionale und differentielle und ein Kreis 44 für proportionale und integrierende Operationen an Kreise 41 und 44 zum Feststellen der Phasendifferenz zwischen dem System und dem Wechselstromgenerator angeschlossen· Die polarisierten Eelale A und B sind in den Kreisen 43 und 44 untergebracht, so daß es möglich ist, die Differenz zwischen dem differentiellen und dem integralen Wert auszunützen, d.h. die Differenz zwischen dem Toreilen und dem Nacheilen des das Relais speisenden Strom und zwar zusätzlich zu der proportionalen Funktion aufgrund der Frequenzdifferenz· Ist die Frequenzdifferenz groß, ist auch diese Differenz groß, so daß die Steuerung proportional dazu ausgeführt wird, d»h. die Geschwindigkeit sanpaesung wird beschleunigt. Wenn die Frequenidifferenz

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abnimmt, aowwird die Vorrichtung stillgelegt, so daß keine Gefahr einer Übersteuerung besteht.

Patentansprüchet

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Claims (1)

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   Patentansprüche

   MJ Synchronisiervorrichtung zum synchronen Verbinden zweier Wechselstromkreise über einen Leistungsschalter, dadurch gekennzeichnet* daß aus den zwei Wechselstromkreisen Spannungen abgenommen werden_t deren Phasen, wenn die Phasen der beiden Wechselstromkreise übereinstimmen, zueinander senkrecht stehen, daß resultierende Spannungen« die der Vektorsumme bzw. der Vektordifferenz der abgenommenen Spannungen mit zueinander senkrechten Phasen entsprechen abgeleitet und, um ihre Differenz zu erzeugen, gleichgerichtet werden, daß parallel geschaltete Differentiationskreise und Integrationskreise vorgesehen sind, wobei diese KreiBe mit der Differenzspannung gespeist werden und daß jeder der !Differentiations- und Integrationskreise Elemente aufweist, die zusammenwirkend das Schließen des Leistungsschalters, in Abhängigkeit von den durch die Differentiationsund Integrationekreise fließenden Strömen steuern.

   2· Synchronisiervorrichtung zum synchronen Verbinden eine« Wechselstromkreises alt einer Aeohselstrommaschine

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   über einen Leistungsschalter» dadurch gekennzeichnet» daß aus den beiden Wechseletrooeystemen Spannungen abgenommen werden, deren Phasen» wenn die Phasen der beiden Wechselstromsysteme übereinstimmen, zueinander senkrecht stehen» daß resultierende Spannungen» die dtr Vektorsumme bzw« der Vektordifferenz der abgenommenen Spannungen mit zueinander senkrechten Phasen entsprechen abgeleitet und, um ihre Differenz zu erzeugen, gleichgerichtet werden, daß parallel geschaltete Differentlatione- und Integrationskreise vorgesehen sind» die mit der Differenzspannung gespeist werden, daß der Differentiationskreie ein erstes polarisiertes Relais aufweist, das proportional zum durchfließenden Strom arbeitet» und daß der Integrationskreis ein zweites polarisiertes Relais aufweist» das proportional zum durchfließenden Strom arbeitet» fobel beide polarisierten Relais in der Nβhe der Phasenübereinstimmung außer Tätigkeit treten, so daß an den Leistungesohalter ein Schließsignal abgegeben wird» aber beide gleichzeitig bei etwa 130° Phasenverschiebung eineGesohwindigkeiteanpassung der Wechselstrommaschine durchführen, indem eic in Tätigkeit treten.

   3, Synohronislervorrichtung zur synchronen Seschwindigkeitsanpassung einer Wechseletrommaschine an einen

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   Wechselstromkreis, wobei ein Stromkreiselement vorgesehen iet, dae durch eine» der Frequenedifferenz «wischen der Wechsele tronunas chine und dem Wechselstromkreis entsprechenden Spannung gespeist wird« dadurch gekenneeichnet, daß dae Stromkreiselement parallel geschaltete Differentiations- und Integrationskreise auf. weist» daß in den Differentiationskreis ein erstes polarisiertes Relais eingeschaltet ist, daß in den Integrationskreis des Stromkreiseleraentes ein zweites polarisiertes Relais eingeschaltet ist und daß Geechwindigkeitsanpaeeungssteuerelemente vorgesehen Bind, die sum Steuern der Geschwindigkeit der fteehselstrommaehine die Kontakte des ersten und des zweiten polarisierten Relais enthalten·

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