DE1909503B2

DE1909503B2 - Notstromaggregat

Info

Publication number: DE1909503B2
Application number: DE19691909503
Authority: DE
Inventors: Helmut 5000 Köln Adelhofer
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1969-02-26
Filing date: 1969-02-26
Publication date: 1972-05-10
Also published as: FR2032823A5; GB1257765A; DE1909503A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Notstromaggregat, das bei Ausfall der Spannung eines Netzes die Versorgung der an dem Netz angeschlossenen Verbraucher übernimmt, bestehend aus einer Brennkraftkolbenmaschine, die bei Ausfall der Netzspannung über eine Schaltkupplung mit einem die Verbraucher speisenden Stromerzeuger kuppelbar ist, der mit einem Spcichcrschwungrad verbunden ist und zusammen mit diesem auch bei abgeschalteter Brennkraftkolbenmaschine vom Netz aus annähernd auf seiner Ncnndrchzahl gehalten wird und der ferner auch beim Stillsetzen des Aggregates mit der Brennkraftkolbcnmaschine bei abgeschalteter Kraftstoffversorgung und somit unter Ausnutzung der Verdichtungsleistung der Brennkraftkolbenmaschine als Bremsleistung gekuppelt ist.

Mit Speicherschwungrädern ausgerüstete Not-Stromaggregate der vorgenannten Art sind z. B. aus der VDI-Zeitschrift, 106 (1964) S. 472 bis 474 bekannt. Sie finden dort Verwendung, wo bei Ausbleiben der Netzspannung die Versorgung der Verbraucher keine oder nur eine kurzzeitige Unterbrechung erleiden darf. Dieser Forderung wird dadurch entsprochen, daß man den Stromerzeuger des Aggregates zusammen mit dem Speicherschwungrad auch bei Belieferung der Verbraucher mit Energie aus dem Netz und dabei stillstehender Brennkraftkolbenmaschine auf seiner Nenndrehzahl hält. Die bei Betrieb aus dem Netz in dem Speicherschwungrad gespeicherte Energie wird bei Ausfall der Netzspannung von dem Stromerzeuger aufgenommen und verhindert einen zu starken Drehzahlabfall während der Zeitspanne, die vergeht, bis die inzwischen abgelassene Brennkraftkolbenmaschine in der Lage ist,

ίο die volle vom Stromerzeuger geforderte Antriebsleistung zu übernehmen. Der Drehzahlabfall des Stromerzeugers und damit der Spannungsabfall bzw. bei Wechsel- und Drehstrom auch der Frequeruabfull im Verbrauchernetz ist umso geringer, je größer das Speichervermögen des Schwungrades und je kleiner die Zeitspanne ist, die nach Ausfall der Netzspannung vergeht, bis die Brennkraftkolbenmaschine bereit ist zur Übernahme der vollen Last.

Die Ansprüche sind hinsichtlich des Ausmaße?, der

prozentualen Spannungs- bzw. Frequenzabweichung von der Sollspannung bzw. Sollfrequenz während de-> Überganges von Netzbetrieb auf Nolbetrieb immer schärfer geworden. Es gibt Fälle, in denen die Abweichung" nicht mehr als 1 "/0 betragen darf. Diese

erhöhten Ansprüche hinsichtlich Spannungs- und Frequenzkonstanz im Verbrauchernetz bedingen zwangläufig die Anordnung immer schwererer Speicherschwungrader, was insofern ungünstig ist, als sich beim Stillsetzen des ganzen Aggregates der Auslauf auch bei in bekannter Weise eingekuppelter, kraftstoffmäßig jedi.ch abgeschalteter Brennkraftmaschine über eine verhältnismäßig lange Zeit erstreckt.

Dieser lange Auslauf ist unerwünscht, weil solche Aggregate in der Regel unbeaufsichtigt laufen. So können beispielsweise entweder vom Bedienungspersonal schnell erkannte oder durch Überwachungseinrichtungen gemeldete Störungen an sich leichter Natur, wie etwa ein unzulässig starker Temperaturanstieg in den Wicklungen der Elcktromaschinen, auch bei sofortiger Abschaltung des Aggregates infolge des langen Auslaufes oft noch zu ernsten Schaden führen. Das gleiche gilt sinngemäß auch für die Brennkraftkolbenmaschine. Ganz besonders gcfährdet sind die Lager des Spcichcrschwungrade.s, da der sogenannte Mischrcibungsbercich, in dem keine zuverlässige Schmierung mehr gewährleistet ist bzw. in dem es häufig zu einem Abreißen des Schmierfilms kommt, so langsam durchfahren wird, daß schwere Lagerschäden auftreten können. Besonders gefährdet sind solche Aggregate, die mehrmals täglich vollständig stillgesetzt werden, wie es beispielsweise in Krankenhäusern üblich ist. in denen die Aggregate lediglich während einer Operation eine kontinuierliehe Stromversorgung sicherstellen müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Auslaufzeit des Aggregates mit einfachen Mitteln zu verkürzen ohne die sofortige Betriebsbereitschaft beim nächsten Einsatz zu gefährden. Diese Aufgabe wird bei einem Notstromaggregat der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine die Bremsleistung der Brennkraftkolbenmaschine erhöhende Einrichtung vorgesehen ist, die beim Stillsetzen des Aggregates betätigt wird und deren Bctätigung erst beim Stillstand des Aggregates selbsttätig wieder aufgehoben wird.

Dadurch wird grundsätzlich bei jedem Stillsetzen des ganzen Aggregates dessen Auslaufzeit mittels der

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Bronnkraftkolbenmaschine wesentlich verkürzt und »,mit die Entstehung ernster Schäden als Folgeeridieinung eventuell auftretender Störungen weitgehend vermieden.

Bei Verwendung einer Viertakt-Brennkraftkolbenmaschine als Antriebsmaschine kann die die Brems-Irisiung erhöhende Einrichtung in an sich bekannter Weise aus einer den Querschnitt der Abgasleitung verkleinernden Drosselklappe bestehen. Bei Verwendung einer Zweitakt-Brennkraftkolbenmaschine kann die die Bremsleitung erhöhende Einrichtung in an sich bekannter Weise aus im Zylinderkopf angeordneten Abblaseventilen bestehen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Das dargestellte Notstromaggregat ist als sogenanntes Sofortreserveaggregat für unterbrechungslose Stromversorgung einer Verbrauchergruppe ausgeführt. Es besteht im wesentlichen aus einer Viertakt-P/ennkraftkolbcnmaschine 1, die über eine schaltbare Kupplung 2 mit einem aus eim.·» Speicherschwungrad 3, einem die Verbraucher speisenden Drehstromcrzeiiger4 und einem Drehstrommotor 5 bestehenden Maschinensatz kuppelbar ist. Speicherschwungrad 3 Drehstromerzeuger 4 und Drehstrommotor 5 sind fest miteinander gekuppelt. Das Speicherschwungrad 3 ist mittels zweier Gleitlager 6 und 7 gelagert. Dem Aggregat ist eine zentrale Schalt- und Steuereinrichtung 8 zugeordnet, an die außer dem Versorgungsnetz 9 und <lem Verbrauchernetz 10 Speiseleitungen Il und 12 des Drehstrommotors 5 bzw. des Drehstromerzeugers 4 sowie eine zu einem Schaltkasten 13 an der Brennkraftmaschine 1 führende Querverbindung 14 ingeschlossen sind. Die Wirkungsweise der Anlage ist folgende:

Bei Betrieb aus dem Versorgungsnetz 9 ist die Brennkrattmaschine 1 abgekuppelt. Der Drehstrommotor 5 treibt den Stromerzeuger 4 und das Speicher- »diwungrad 3 an. Außerdem ist das Verbrauchernetz 10 mit der Speiseleitung 12 des Stromerzeugers 4 verblinden. Bei Störungen im Netz 9 bzw. bei Ausfall «ler Netzspannung läuft die Brennkraftkolbenmaschine 1 automatisch an und übernimmt bei eingeflickter Kupplung 2 die bisher vom Drehstrommotors aufgebrachte Antriebsleistung für den Stromerzeuger 4. Ein unzulässig starkes Absinken der Spannung und der Frequenz im Verbrauchernetz 10 fceim Übergang von Netzbetrieb auf Notbetrieb wird dadurch verhindert, daß das Speicherschwungrad 3 während der Umschaltp&usc in ausreichendem Ausmaß kinetische Energie als Antriebsleistung an den Stromerzeuger 4 abgibt.

Die beiden Gleitlager 6 und 7 weisen Temperaturfühler 15 und 16 auf, die über eine gemeinsame Leitung 17 an dem Schaltkasten 13 angeschlossen sind. Weiterhin führt zu diesem Schaltkasten 13 eine Schaltleilung 18 für die elektromagnetisch betätigte Kupplung 2. Mit einem Regler 19 an der Einspritzpumpe 20 der Brennkraftmaschine 1 ist ein Hubmagnet 21 gekuppelt, dessen Erregerleitung 22 ebenfalls an dem Schaltkasten 13 angeschlossen ist. In einer Abgassammelleitung 23 der Brennkraftmaschine 1 ist ferner eine Drosselklappe 27 angeordnet, die über ein Gestänge 26 von einem Hubmagnet 25 betätigt wird, dessen Erregerleitung 24 zum Schaltkasten 13 führt.

Wird das Aggregat stillgesetzt, sei es von Hand oder durch einen Im;· Js von den Temperaturfühlern 15 und 16, so wird sofort die Kupplung 2 eingerückt, sofern der Stillsetzbefahl bei Netzbeirieb erfolgt. Gleichzeitig schaltet der Hubmagnet 21 die Brenn stoffzufuhr zur Brennkraftmaschine 1 ab, während der Hubmagnet 25 die Drosselklappe 27 in Schließstellung rückt. Durch diese Maßnahmen wird die Bremsleistung der Brennkraftmaschine I so stark erhöht, daß der gefährliche Mischrcibungsbereich in den Lagern 6 und 7 des Speicherschwungrades der zu ernsten Lagerschäden führen kann, in einer kurzen Zeitspanne durchfahren wird. Die Querverbindung 14 dient im wesentlichen zur Übertragung des Stillsetzimpulses entweder vom Schaltkasten 13 zur Einrichtung 8 oder umgekehrt, je nach dem Betriebszustand, bei dem das Stillsetzen erfolgt. Wird beispielsweise bei Netzbetrieb, also bei stillstehender Brennkraftmaschine, das Aggregat dirch Unterbrechung der Leitung 11 stillgesetzt, so muß ein entsprechender, die oben beschriebenen Brcmsmaßnahmen an der Brennkraftmaschine 1 auslösender Impuls von der Einrichtung 8 zum Schaltkasten 13 gegeben werden. Wird dagegen bei Netzbetrict ein Stillsetzimpuls von den Fühlern 15 und 16 z:im Schaltkasten 13 gegeben, so muß er wcitergeleitct werden zur Einrichtung 8, um eine Unterbrechung der Leitung 11 herbeizuführen. Die Steuerung ist im übrigen so ausgcleg., daß die Drosselklappe 27 nach dem Stillstand des Aggregates selbsttätig wieder öffnet, um einen Start der Brennkraftmaschine 1 nicht zu behindern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

I 909 503 Patentansprüche;

1. Notstromaggregat, das bei Ausfall der Spannung eines Netzes die Versorgung der an dem Netz angeschlossenen Verbraucher übernimmt, bestehend aus einer Brennkraftkolbenmaschine, die bei Ausfall der Netzspannung über eine Schaltkupplung mit einem die Verbraucher speisenden Stromerzeuger kuppelbar ist, der mit einem Speicherschwungrad verbunden ist und zusammen mit diesem auch bei abgeschalteter Brennkraftkolbenmaschine vom Netz aus annähernd auf seiner Nenndrehzahl gehalten wird und der ferner auch beim Stillsetzen des Aggregates mit der Brennkraftkolbenmaschine bei abgeschalteter Kraftstoffversorgung und somit unter Ausnutzung der Verdichtungsleistung der Brennkraftkolbenmaschine als Bremsleistung gekuppelt ist, dadurch gekennzeichnei, daß eine die Bremsleistung der Brennkraftkolbenmaschine (1) erhöhende Einrichtung vorgesehen ist, die beim Stillsetzen des Aggregates betätigt wird und deren Betätigung erst beim Stillstand des Aggregates selbsttätig wieder aufgehoben wird.

2. Notstromaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer Viertakt-Brennkraftkolbenmaschine die die Bremslcistung ernöhende Einrichtung in an sich bekannter Weise aus einer d; 1 Querschnitt der Abgasleitung (23) verkle^:nernden Drosselklappe (27) besteht.

3. Notstromaggregat nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung einer kolbengeslcuerten Zweitakt-Brcnnkraftkolbenmaschine die die Bremslcistung erhöhende Einrichtung in an sich bekannter Weise aus im Zylinderkopf angeordneten Abblaseventil besteht.