DE180105C - - Google Patents

Description

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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-JVe 180105-KLASSE 21 c. GRUPPE

von Synchronismus.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 2. Dezember 1905 ab.

Zweck der Erfindung ist, die Kupplung von Schaltern bei Erreichung des Synchronismus von parallel geschalteten Wechselstrommaschinen in einfacher Weise zu bewirken.

Zu dem Zwecke ist die Vorrichtung so angeordnet, daß der Zeitpunkt der Schalterbewegung in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit, mit welcher man sieh dem Synchronismus nähert, gebracht wird.

ίο Fig. ι zeigt die Erfindung in Ansicht.

Fig. 2 zeigt die Erfindung in Draufsicht und teilweisem Schnitte,

Fig. 3 und 4 dagegen geben zwei Schaltungsschemate an.

Bei dem Ausführungsbeispiele, welches zeichnerisch dargestellt ist, sind die einzelnen Teile der Vorrichtung 1 auf einer Grundplatte 2, die sich durch den Deckel 3 bedecken läßt, angeordnet.

Auf der Grundplatte 2 erhebt sich eine Anzahl von Stützen, die mit einer von ihnen getragenen Platte 5 mittels Schrauben 6 verbunden sind. Auch auf der Platte 5 sind wieder Stützen angebracht, die ihrerseits die Platte oder das Plattenstück 8 tragen und mit diesem mittels der Schrauben 7 verbunden sind. Die genannten Teile bilden das Gestell, welches die beweglichen Teile der Vorrichtung trägt.

In Lagern, deren eines an der Grundplatte 2 und deren anderes an der Gestellplatte 5 befestigt ist, ist drehbar eine Achse 10 angeordnet und an ihr der Doppelarm 11 starr befestigt. Dieser trägt einen Ring 12 mit einer (nicht gezeichneten) Stellschraube.

An den Enden des Hebels 11 sind die Kerne 13, 14 der Spulen 15, 16 befestigt, und zwar mittels Federn 17 und 18. An dem Ende des Hebels 11, das an der Seite der Spule 14 liegt, ist mit seinem Ende ein Winkelstück 19 angebracht, das seinerseits an seinem freien Ende den Dämpfungszylinder 20 drehbar befestigt trägt. An dem genannten Ende von 11 befindet sich ferner ein Schleifkontakt 21, der sich nach dem Drehpunkte des Hebels zu erstreckt; am anderen Ende des Hebels 11 dagegen ist ein Gewicht 22 befestigt, um das Gewicht des Zylinders 20, des Dämpfers usw. auszugleichen.

Die Kolbenstange 23 ist an den Hebel 25 angelenkt, der sich um den Zapfen 26 dreht, welcher mit seinen Enden in den Platten 5- und 8 gelagert ist. An 25 greift die Feder 28 an, welche durch die Schraube 29, die in die Stange 27 sich einschraubt, entsprechend eingestellt werden kann. Am anderen Ende des Hebels 25 ist das Gelenkstück 30 angelenkt, dessen anderes Ende an das Ende eines Armes 31, welches sich frei um die Achse 32 dreht, befestigt ist. Das Ende vom Arme 31, welches drehbar auf der Achse 32 sitzt, ist mit einer Gabel 33 versehen. Fest auf der Achse 32 zwischen den Platten 5 und 8 ist ein Segmentstück 34 angebracht. Dies besteht vornehmlich aus isolierendem Materiale und hat einen Zapfen 35 in solcher Anordnung, daß er zwischen den Zinken der Gabel 33 gelegen ist und von einer dieser je nach Bewegungsrichtung mitgenommen wird. Der Zapfen 35 ist mit

einem Ansätze am Arme 31 vermittels einer Spiralfeder verbunden, welch letztere bewirkt, daß das Segmentstück 34 und folglich auch der Zapfen 35 von links nach rechts bewegt und gegen die rechts gelegene Zacke der Gabel gedrückt wird. An dem Umfange von 34 ist ein leitender Streifen 38 so befestigt, daß er über eine Aussparung in der Scheibe 34 sich erstreckend die äußere Peripherie der letzteren fortsetzt, dabei aber infolge der Aussparung in dem Stücke .34 nicht fest an dem Stücke 34 anliegt. Ungefähr am Ende dieses Ausschnittes des Stückes 34 befindet sich ein kleiner Isolierblock 39 mit einem Ansätze 391, welcher nahe seinem Ende nach dem Streifen 38 zu eine Nase trägt, unter welche sich das freie Ende des federnden Streifens 38 unterlegt.

Der erwähnte Arm 31 kommt an seinem freien Ende mit der Peripherie des Segmentklotzes 34 in Eingriff. Eine Kontaktfeder 40 ist im Arme 41 angebracht, welcher seinerseits mit einer Schraube 42 in einem Schlitze der Platte 5 verstellbar angeordnet ist, so daß das freie Ende der Feder 40 in bezug auf die Kontaktplatte 38 eingestellt werden kann.

In Fig. 3 ist das Schaltungsschema für die Anordnung des Apparates dargestellt. Zwei Wechselstrommaschinen 43, 44 dienen als Stromquellen, die parallel zu schalten sind. Hierzu dienen die Doppelschalter 45, 46, welche die Verbindung zu den Sammelschienen 47, 48 herstellen; von ihnen aus geht

35' in gewohnter Weise die Leitung zu den Verbrauchsstellen. Jeder der Schalter 45, 46 kann selbstätig eingestellt werden, und zwar geschieht das durch die Verbindungsstangen 451 bis 461 sowie durch die Schnuren 49, die zu den Gewichten 50 über die Rollen 52 führen, wobei diese Schnuren mit Fangvorrichtungen 51 versehen sind.

Die Umschalter stehen für gewöhnlich in geöffneter Stellung, indem die Fangvorrichtungen 51 von den Ansätzen 53 der Kerne 54, welche zu den Spulen 55 gehören, festgehalten werden. Wird z. B. der Kern des zur Maschine 44 gehörenden Schalters angezogen, so wird die Fangvorrichtung freigegeben und der Schalter geschlossen. Die Spulen 55 sind parallel zu dem für gewöhnlich offenen Stromkreise 56,57 geschaltet, der seine Energiebeispielsweise von der Batterie 58 erhält.
Die Schleifkontakte 21 und 40 des Reglers bilden die Endklemmen des Batteriestromkreises, und ihr Stromkreis ist deshalb nur geschlossen, wenn beide Schleifkontakte mit dem Streifen oder der Platte 38 des Segmentblockes 34 in Berührung stehen.

Dies tritt aber ein und nur ein, wenn die Maschinen 43, 44 synchron laufen.

Zur Verdeutlichung sind beispielshalber die Spulen 15, 16 so dargestellt, daß ihre oberen Klemmen an die Außenklemmen der Sekundärwicklung 59 des Transformators 60 führen, dessen Primärwicklung an die Sammelschienen 47, 48 angeschlossen ist. Die unteren Klemmen der Spulen 15, 16 sind untereinander und mit je einer Klemme der Sekundärwicklung 62 der Transformatoren 63 verbunden, deren Primärwicklung 64 an die Maschinenklemmen 43, 44 gelegt sind. Die anderen Klemmen der Sekundärwicklung 62 der Transformatoren 63 sind mit dem Mittelpunkte der Sekundärwicklung 59 des Transformators 60 verbunden.

Der Schalter 45 ist geschlossen dargestellt, so daß die Maschine 43 an die Sammelschiene gelegt ist. Wenn nun die Maschine 44 an die Sammelschienen 47 und 48 gelegt werden soll, um parallel mit der Maschine 43 zu arbeiten, so läßt man sie zuerst mit geöffnetem Schalter 46 laufen. Solange nun ihre Frequenz sich von der der Maschine 43 unterscheidet, wird der in der zur Maschine 44 gehörenden Sekundärwicklung 62 erzeugte Strom beide Hälften der Sekundärwicklung 59 durchsetzen, und zwar in umgekehrter Richtung, um alsdann beide Spulen 15, 16 zu durchfließen.

Da nun dieser Strom nicht im Takte ist mit dem, der in der Sekundärwicklung 59 vom Stromerzeuger 43 aus erregt wird, so wird im großen und ganzen Gleichmäßigkeit in dem Zuge herrschen, welchen die Solenoide hervorbringen, bis endlich die Frequenz von 44 annähernd die gleiche wie die von 43 wird. Wenn dies eintritt, so wird der Strom in der Hälfte der Sekundärwicklung 59, die an 16 angeschlossen ist, dem Strome, der in dieser Hälfte durch die zugehörige Primärwicklung induziert wird, entgegenarbeiten. Dagegen wird der Strom, welcher die andere Hälfte von 59 durchfließt, den darin induzierten verstärken, d. h. die Spule 15 wird so erregt, daß sie einen stärkeren Zug als 16 ausübt. Infolgedessen wird der Hebel 11 sich drehen und die Feder 21 mit dem Streifen 38 in Kontakt bringen, wodurch der Stromkreis der Batterie 58 und des Solenoids no 55 geschlossen wird. Wenn dieser Stromkreis geschlossen wird, so wird der Kern 54 gehoben und das Gewicht 50 frei gegeben und der Schalter geschlossen.

Falls die Annäherung an den Synchronismus langsam und allmählich vor sich geht, erlaubt der Eintritt der Luft in den Dämpfzylinder, daß sich der Zylinder 20 unabhängig vom Kolben 24 bewegt. Die Dämpfvorrichtung wirkt folglich in diesem Falle vollkommen nachgiebig, so daß sich ohne merkliche Bewegung des Segmentstückes 34 die

Schleiffeder 21 auf den Streifen 38 schiebt und somit Stromschluß veranlaßt. Bei schnellerer Annäherung an den Synchronismus dagegen ist die Vorrichtung weniger nachgiebig aber auch nicht ganz starr, so daß mit der Hinaufbewegung der Schleif feder 21 auf den Streifen 38 von der einen Seite eine gleichzeitige Drehung des Segmentstückes 34 durch das (in diesem Falle etwas nachgiebig) an, dem Kolben 24 befestigte Hebelgestänge herbeigeführt wird und so ein schnellerer Stromschluß an dem Kontaktstreifen 38 erziejt wird. Es wird nämlich der Zug von der Spule 15 auf 13 so stark und der Hebei 11 so geschwind gedreht werden, daß kein nennenswerter Betrag von Luft in den Dämpfzylinder eintreten kann. Folglich bewegt sich der Kolben mit dem Zylinder der Wirkung der Feder 28 entgegen und es wird der Hebel 25, das Gelenkstück 30 und der Arm 31 das Segmentstück 34 von rechts nach links zu derselben Zeit verdrehen, während welcher die Bürste 21 in entgegengesetzter Richtung bewegt wird.

Bei den infolge zufälliger Übereinstimmung der Phasen aber nicht der Frequenz der Ströme auftretenden plötzlichen Stoßen dagegen wirkt die Dämpfvorrichtung mit dem Hebelgestänge zusammen wie ein vollkommen starres Gebilde, so daß der Zapfen 391 unter der Feder 40 hinweg schnell fortgerissen wird, ehe die Schleif feder 21 den Kontaktstreifen 38 berühren kann. Dadurch wird ein Stromschluß verhindert, so daß das Schließen des Hilfsbatteriestromkreises nicht zustande kommt. Es wird somit der Segmentblock in dieser. Stellung verriegelt, bis das Herabgehen des Dämpferkolbens die Gabel über die Entfernung bewegt, welche sich durch die Differenz des Durchmessers des Zapfens 35 und des Raumes zwischen den Zacken der Gabel ergibt. Eine weitere Bewegung zwingt den Zapfen 391 seine zu der Feder 40 eingenommene Riegelstellung zu verlassen und die Feder 40 über sich hinweg wieder auf den Streifen 38 gleiten-zu lassen. Die Ausführungsform, welche Fig. 4 darstellt, ist der vorigen ähnlich und ist nur in einem Punkte, der den Regler 1 und die Verbindungen zwischen ihm und der Sekundärwicklung 59 des Transformators 60 betrifft, verschieden. Anstatt zwei Spulen 15, 16, welche einander das Gleichgewicht halten, zu benutzen, ist an Stelle von 16 eine Spiralfeder 65 angeordnet. Die Feder ist so stark gehalten und ihre Spannung so eingestellt, daß sie dem Zuge, den die Spule 15 ausübt, das Gleichgewicht hält, außer, wenn die Maschinen sich dem Synchronismus nähern, in welchem Falle der Strom, der unmittelbar der Sekundärwicklung 59 zugeführt wird, den in dieser durch die Primärwicklung in-, duzierten unterstützt. Alsdann überwindet der Zug der Spule 15 die Federkraft von 65 und die Vorrichtung bewegt sich, wie zuvor auseinander gesetzt ist.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Eine Vorrichtung zur selbsttätigen Einschaltung von Wechselstrommaschinen bei Eintritt von . Synchronismus mittels eines in der Normalstellung offenen Schalters eines Regelstromkreises, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Regelstromkreise zwei Kontakte (38, 21) vorgesehen sind, deren einer (21) elektromagnetisch mit einem anderen Kontakte (38) in Berührung tritt und deren anderer (38) mit dem Mechanismus für den ersten Kontakt (21) durch eine Dämpfvorrichtung (Luftpumpe) verbunden ist, die bei langsamer Annäherung an den Synchronismus vollständig nachgiebig, bei schnellerer Erreichung des Synchronismus weniger nachgiebig, aber auch nicht ganz starr wirkt, so daß in diesem Falle der Stromschluß der Kontaktstücke (38, 21) beschleunigt wird.

2. Eine Ausführungsform nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei plötzlichen Stoßen (wenn ^Λzufällig die Phasen aber nicht die Frequenzen übereinstimmen) das Hebelgestänge sich wie ein starres Gefüge verhält, so daß der Zapfen (391) unter der Feder (40) hinweg schnell fortgerissen wird, ehe die Schleif feder (21) den Kontaktstreifen berühren kann, wodurch ein Stromschluß verhindert wird. .

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.