DE196889C

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Publication number: DE196889C
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Description

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- M 196889 KLASSE 21 d. GRUPPE - M 196889 CLASS 21 d. GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. März 1906 ab.Patented in the German Empire on March 24, 1906.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um in Wechselstromkreisen bei veränderlicher Belastung (Fördervorrichtungen, Walzenstraßen u. dgl.) Ausgleich zu schaffen, um Maschinen kleinerer Bemessungen für eine sich annähernd gleichbleibende Belastung zu erhalten. Es wurde bereits vorgeschlagen, zu diesem Zweck eine Ausgleichvorrichtung anzuordnen, welche zwischen der KraftquelleThe invention relates to a method to in alternating current circuits with variable load (Conveyors, roller lines and the like.) To create compensation for machines smaller dimensions for an approximately constant load. It has already been proposed to arrange a compensation device for this purpose, which between the power source

ίο und der Verbrauchsstelle mit wechselnder Belastung eingeschaltet wurde. Die Vorrichtung ist also bestimmt, nur die Differenz des Überoder des Unterschusses gegenüber der mittleren Energ'ie aufzunehmen oder abzugeben.ίο and the point of consumption with changing loads has been switched on. The device is thus determined, only the difference in the over or of the deficit compared to the mean energy to take up or to give up.

Induktionsmotoren mit einem Schwungrad sind hierzu verwendet worden, indem ein Widerstand, welcher in die Sekundärwicklung des Motors eingeschaltet ist, sich selbsttätig in Übereinstimmung mit der Belastung regelt, um Energie auf- und abzunehmen.Induction motors with a flywheel have been used for this purpose by a Resistance, which is switched on in the secondary winding of the motor, turns itself into Correspondence with the load regulates to take energy up and down.

Um nun mit Sicherheit zum Ziel zu gelangen, muß der Bereich, über welchen ein solcher Sekundärwiderstand geändert wird, oft sehr groß ausfallen, damit die erforderliche Änderung in der Geschwindigkeit des Induktionsmotors erzielt werde.In order to reach the goal with certainty, the area over which such a Secondary resistance is changed, often turn out to be very large, so that the required Change in the speed of the induction motor will be achieved.

Der vorliegenden Erfindung zufolge ist die Ausgleichvorrichtung so entworfen, daß sie zwei synchrone Geschwindigkeiten besitzt, bei welchen die Sekundärwicklungen kurz ohne äußeren Widerstand geschlossen sind. Der Betrag an erforderlichem äußeren Widerstand, um ein weites Bereich für die Geschwindigkeit zu erzielen, ist somit vermindert. Der Ausgleicher besteht aus zwei Induktionsmotoren, welche sich in Kaskadenschaltung befinden, und er wirkt als Stromerzeuger oder als Motor, je nach der Art der Belastung des Speisestromkreises in folgender Weise:According to the present invention, the balancing device is designed so that it has two synchronous speeds at which the secondary windings briefly without external resistance are closed. The amount of external resistance required in order to achieve a wide range for the speed is thus decreased. The equalizer consists of two induction motors, which are in cascade connection, and it acts as a generator or as Motor, depending on the type of load on the supply circuit, in the following way:

Es ist bekannt, daß Induktionsmotoren als Stromerzeuger wirken, falls sie über die synchrone Geschwindigkeit angetrieben werden. Die synchrone Geschwindigkeit ist im Falle eines Einphasenmotors mit Kurzschlußanker offenbar von der Polzahl und Frequenz abhängig. It is known that induction motors act as power generators if they have the synchronous Speed driven. The synchronous speed is in the event of a single-phase motor with short-circuit armature apparently depends on the number of poles and frequency.

Sind dagegen zwei Motoren in Kaskade geschaltet, so fällt die synchrone Geschwindigkeit geringer aus. Dieser Vorgang wird bei der vorliegenden Erfindung benutzt, bei der der Induktionsmotor, welcher den Ausgleicher bildet, mechanisch mit dem Rotor eines anderen Asynchronmotors gekuppelt ist, welcher im folgenden Erreger genannt werden soll. Dabei ist ein Schwungrad vorgesehen und die Windungen der beiden Motoren stehen in elektrischer Verbindung. Durch die Schleifringe kann die Sekundärwicklung des Ausgleichers über einen Widerstand kurzgeschlossen werden, wobei die Sekundärwicklung (Statorwicklung) des Erregers offen bleibt. Alsdann wirkt der Ausgleicher wie ein Induktionsmotor, nimmt von der Linie Arbeit auf, um den Rotor und das Schwungrad zu beschleu-If, on the other hand, two motors are connected in cascade, the synchronous speed drops less from. This process is used in the present invention in which the induction motor, which forms the equalizer, mechanically with the rotor of another Asynchronous motor is coupled, which is to be called the exciter in the following. A flywheel is provided and the windings of the two motors are electric Link. The secondary winding of the equalizer can be short-circuited via a resistor through the slip rings, the secondary winding (stator winding) of the exciter remains open. Then the equalizer works like an induction motor, takes up work from the line to accelerate the rotor and flywheel

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nigen, bis sie nur wenig unter dem Synchronismus laufen. Wenn der Widerstand, der die Sekundärwicklung des Ausgleichers kurzschließt, verringert wird, so nimmt die Geschwindigkeit zu und nähert sich dem Synchronismus. Wenn nun, während der Motor mit dieser Geschwindigkeit läuft, die Sekundärwicklung des Erregers über einen Widerstand kurzgeschlossen und die Schleifringe des Ausgleichers von dem Kurzschlußwiderstand abgeschaltet werden, so wird der vereinigte Rotor offenbar mit einer höheren Geschwindigkeit wie der Synchronismus der in Kaskade geschalteten Alotoren laufen, und es wird folglich der Ausgleicher Energie an das Netz abgeben, welche Energie von der lebendigen Kraft des Schwungrades und des Rotors herrührt. Dabei wird die Geschwindigkeit nachlassen, bis der wirkliche Synchronismus des Maschinensatzes erreicht ist. Die Abgabe der Energie an das Netz hängt von der Größe des Kurzschlußwiderstandes für die Sekundärwicklung des Erregers ab. Einschaltung und Regelung des Widerstandes für die Sekundärwicklung des Ausgleichers und des Erregers geschieht durch einen Regler (z. B. Elüssigkeits\viderstand). until they run just a little under synchronism. If the resistance that the Secondary winding of the equalizer shorts, is reduced, so the speed decreases and approaches synchronism. If now, while the motor is running at this speed, the secondary winding of the exciter short-circuited via a resistor and the slip rings of the equalizer from the short-circuit resistor turned off, the unified rotor appears to be moving at a higher speed how the synchronism of the cascaded alotors run, and it will consequently the balancer gives off energy to the network, what energy is from the living Force of the flywheel and the rotor arises. Thereby the speed will decrease, until the real synchronism of the machine set is achieved. The delivery of the Energy to the network depends on the size of the short-circuit resistance for the secondary winding of the pathogen. Activation and regulation of the resistance for the secondary winding the equalizer and the exciter is done by a regulator (e.g. liquid resistance).

Fig. ι zeigt die Schaltung für ein Dreiphasensystem, und Fig. 2 zeigt den zuletzt erwähnten Regler.Fig. Ι shows the circuit for a three-phase system, and Fig. 2 shows the last-mentioned controller.

Der Belastungsausgleicher 3 hat eine Primärwicklung 7, die durch den Ausschalter 6 an die Phasenleitungen angeschlossen ist, und zwar an einem Punkt zwischen dem Stromerzeuger 1 und der Verbrauchsstelle 2 (beide • nicht gezeichnet). Die Sekundärwicklung 8 des Ausgleichers ist an Schleifringe 11 angeschlossen, er selbst aber mit einem Schwungrad ausgestattet und mit dem Rotor des Induktionsmotors 4 (vorzugsweise nach dem Zweipolsystem), welcher als asynchroner Erreger wirkt, gekuppelt. Die Primärwicklung 9 des Motors 4 ist an die Sekundärwicklung 8 des Ausgleichers angeschlossen, die Sekundärwicklung 10 des Erregers 4 dagegen an den Widerstandsregler 14. Dieser Widerstandsregler 14 ist weiter mit den Schleifringen 11 des Ausgleichers 3 verbunden.The load equalizer 3 has a primary winding 7, which is controlled by the circuit breaker 6 connected to the phase lines at a point between the generator 1 and consumption point 2 (both • not shown). The secondary winding 8 of the equalizer is connected to slip rings 11, but he himself with a flywheel equipped and equipped with the rotor of the induction motor 4 (preferably after the Two-pole system), which acts as an asynchronous exciter, coupled. The primary winding 9 of the motor 4 is connected to the secondary winding 8 of the equalizer, the secondary winding 10 of the exciter 4, however, to the resistance regulator 14. This resistance regulator 14 is further connected to slip rings 11 of equalizer 3.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, besteht der Regler aus zwei Teilen, nämlich den isolierten Gefäßen 12 und 13, welche mit Wasser o. dgl. gefüllt sind, und die mit den Leitungen 16 und 17 in Verbindung stehen. Zwei Satz 18 und 19 von Flügeln sind auf der Achse 20 befestigt, und zwar so, daß durch Drehung der Achse in einer Richtung der eine Satz in die Flüssigkeit taucht und Kurzschluß erzeugt, während der andere Satz sich außerhalb der Flüssigkeit befindet. In der Zwischenstellung tauchen die Enden beider Flügelsätze in die Flüssigkeit ein, so daß der Stromschluß stets vor Unterbrechung stattfindet, was die Funkenbildung vermindert. Die Drehung des Widerstandes geschieht durch die Regelmotoren 15, die die Form von Induktionsmotoren 21, 22 annehmen können. Die Primärwicklung von 21 ist an die Sekundärwicklung eines Reihentransformators 23 geschaltet, dagegen der Motor 22 an die Sekundärwicklung des Transformators 24 angeschlossen. Es wirkt somit der eine Motor wie ein Ampere-, der andere wie ein Voltmesser, welche an einem geeigneten Punkt der Linie eingeschaltet sind.As can be seen from Fig. 2, the regulator consists of two parts, namely the isolated Vessels 12 and 13, which are filled with water or the like, and those with lines 16 and 17 are connected. Two sets 18 and 19 of wings are fixed on the axle 20, in such a way that by rotating the axis in one direction, one set dips into the liquid and creates a short circuit, while the other set is out of the liquid. In the intermediate position the ends of both sets of blades are immersed in the liquid so that the current is always closed takes place before interruption, which reduces sparking. The rotation of the Resistance happens through the regulating motors 15, which are in the form of induction motors 21, 22 can accept. The primary winding of 21 is to the secondary winding of a series transformer 23, while the motor 22 is connected to the secondary winding of the transformer 24 connected. So the one motor acts like an ampere, the other like a voltmeter which turned on at a suitable point on the line are.

Die Primärverbindungen für die Regelmotoren 21,2.2. sind so hergestellt, daß in den Sekundärwindungen der Motoren entgegengesetzte Drehmomente entstehen, so daß bei einem bestimmten Strom und einer bestimmten Spannung des Netzes Gleichgewicht herrscht, folglich der Widerstand 14 nicht bewegt wird.. Die Bewegung tritt vielmehr erst ein, wenn die Wirkung eines Motors die des anderen überwiegt. Der Stromregelmotor 21 hat das Bestreben, die entsprechenden Flügel in die Behälter 12 eintauchen zu lassen, während der Spannungsregelmotor 22 den anderen, Flügelsatz in die Behälter 13 eintauchen lassen will. Stromzuwachs im Hauptstromkreis ruft deshalb Widerstandsverringerung für den Widerstand, der die Wicklung 10 des Erregers schließt, hervor, während Spannungszuwachs oder Stromabnahme im Hauptkreis den Widerstand, durch den die Schleifringe geschlossen werden, vermindert. Abnahme aber des Wider-Standes bei den Ringen 11 läßt den Ausgleicher 3 als Motor arbeiten und Energie dem Netze entnehmen; Abnahme des Widerstandes, welche an die Wicklung 10 des Ausgleichers geschlossen ist, läßt dagegen den Ausgleicher als Stromerzeuger arbeiten und gibt Energie an das Netz ab. Im ersten Falle nimmt die Geschwindigkeit des Schwungrades zu, im zweiten ab.The primary connections for the variable speed motors 21,2.2. are made in such a way that opposite torques arise in the secondary windings of the motors, so that equilibrium prevails at a certain current and voltage of the network, consequently the resistor 14 is not moved .. The movement only occurs when the action of a motor that of the other predominates. The current regulating motor 21 tends to immerse the corresponding blades in the container 12, while the voltage regulating motor 22 wants to immerse the other set of blades in the container 13. An increase in current in the main circuit therefore causes a decrease in resistance for the resistance that closes the winding 10 of the exciter, while an increase in voltage or a decrease in current in the main circuit reduces the resistance by which the slip rings are closed. However, a decrease in the resistance at the rings 11 causes the compensator 3 to work as a motor and draw energy from the network; On the other hand, the decrease in the resistance, which is connected to the winding 10 of the equalizer, makes the equalizer operate as a power generator and emits energy to the network. In the first case the speed of the flywheel increases, in the second it decreases.

Die Regelmotoren 21,22 regeln auf diese Weise die Wirkungsweise des Ausgleichers auf einen gewissen vorher bestimmten Betrag der scheinbaren Energieentnahme aus dem Stromerzeuger. Sollte die Regelung auf effektive Energie erwünscht sein, so ist es nur notwendig, ein Wattmesserdrehmoment auf die Achse des Widerstandes wirken zu lassen, was sich dadurch erreichen läßt, daß die Spulen wie bei einem Wattmesser angeordnet werden. Statt der Motoren 2,1,2.2. können auch andere entsprechend wirkende Vorrichtungen, z. B. Ferraris-Scheiben, oder auch für einen Motor eine regelbare Feder oder ein Gewicht benutzt werden.In this way, the regulating motors 21, 22 regulate the operation of the equalizer to a certain predetermined amount of the apparent energy consumption from the power generator. Should regulation for effective energy be desired, it is only necessary to apply a wattmeter torque to the axis of the resistor, which can be achieved by arranging the coils like a wattmeter. Instead of the engines 2,1,2.2. can also use other correspondingly acting devices such. B. Ferraris discs, or an adjustable spring or weight can be used for a motor.

Will man die mittlere Energieausgabe ver-If you want to use the mean energy output

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ringern, so kann man die Drehmomente der Regelmotoren entsprechend vergrößern oder verringern.lessen, then you can increase the torque of the variable speed motors or accordingly to decrease.

Claims

Patent claim:

Procedure for charging and discharging of machines coupled with asynchronous machines Flywheels, characterized in that with a second asynchronous machine Mechanically coupled flywheel machine for loading the centrifugal masses alone and for unloading in cascade connection is used with the second machine.

For this purpose ι sheet of drawings.