DE203956C

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Publication number: DE203956C
Application number: DENDAT203956D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JVl 203956 -KLASSE 21 d. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. Oktober 1906 ab.

Gegenstand der Erfindung bildet eine Einrichtung zum Ausgleich der Belastungsschwankungen in Wechselstromnetzen mittels einer mit einer Schwungmasse gekuppelten Synchronmaschine. Man hat bereits versucht, Synchronmotoren zum Belastungsausgleich in Wechselstromanlagen zu benutzen, indem man die zum Laden und Entladen der Schwungmassen erforderliche Tourenänderung des Motors durch

ίο Änderung der Wechselzahl herbeiführte. Gemäß der Erfindung wird nun hierzu ein an und für sich für die Geschwindigkeitsänderung von Wechselstrommotoren bereits benutztes Mittel angewendet, das der bekannten Einrichtung mit Synchronmotoren gegenüber einfacher und wirksamer ist und alle Schwierigkeiten, die mit der Änderung der Periodenzahl verbunden sind, beseitigt.

Das wesentliche Kennzeichen der Erfindung besteht darin, daß die zur Ladung und Entladung der Schwungmassen erforderliche Touren-

, änderung durch gegenseitige Verdrehung des Ständers und Läufers der Synchronmaschine mittels eines Hilfsmotors herbeigeführt wird, dessen Drehmoment sich in Abhängigkeit von der auszugleichenden Belastung nach Größe und Richtung· ändert.

Auf den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen der neuen Einrichtung veranschaulicht.

In Fig. ι ist der Hauptmotor A mit dem Ständer ^s, dem Läufer Ar'und dem Widerstand Ao Άη die Hauptleitungen B durch einen Schalter A c angeschlossen. Der mit dem

. Schwungrade D verbundene Motor S ist ein Synchronmotor, der ein mehrpoliges umlaufendes Feldsystem Sr besitzt. Der Anker 5s ist für Dreiphasenströme gewickelt und steht über den Schalter Sc mit den Hauptleitungen B in Verbindung. Zur Stromzuleitung in den drehbaren Anker dienen die Schleifringe s und die Bürsten b. Das Feldsystem wird durch eine Erregermaschine K erregt, die beispielsweise auf der Welle des Läufers Sr sitzt. Der als Gehäuse ausgebildete Anker 5s ist durch ein Räderwerk mit einem Motor E verbunden, welcher von den Hauptleitungen B aus gespeist wird. Der Läufer Er dieser Maschine wird durch Zahnräder g und h mit dem Gehäuse Ss verbunden, während der Ständer Es über einen Umschalter F an den Hauptleitungen B liegt. Durch den Widerstand Eo wird der Läuferstrom geregelt.

Anstatt den Motor E mit dem Anker Ss mechanisch zu verbinden, kann umgekehrt das Gehäuse auch den Läufer des Motors bilden und das Feldsystem Sr mit dem Motor E gekuppelt werden. Ebenso könnte statt der in Fig. ι dargestellten Innenpolmaschine natürlich auch eine Außenpolmaschine benutzt werden. Der. Umschalter F und der Regelungswiderstand Fo für den Motor E werden nun in irgendeiner Weise in Abhängigkeit von der Belastung des Motors A gesteuert. /

Die Einrichtung arbeitet dann in folgender Weise: Ist der Motor A normal belastet, so steht der Motor E still und die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Läufer Sr und dem Ständer Ss des Synchronmotors ist dann gerade so

groß, daß der Motor das Schwungrad zu treiben vermag. Ändert sich die Belastung des Motors^., so wird der Motor E im einen oder anderen Drehsinn angelassen und damit der Ständer 5 s so gedreht, daß bei sinkender Belastung die Synchronmaschine Strom aufnimmt und das Schwungrad aufladet, bei steigender Belastung dagegen als Generator läuft und von dem Schwungrade getrieben dem Motor A den

ίο Mehrbedarf an Energie liefert. Da also der Motor E nicht ständig läuft, sondern nur bei Belastungsschwankungen in Tätigkeit tritt, braucht er nur für eine geringe Leistung bemessen zu sein.

Zum Anlassen des Synchronmotors S kann derselbe Motor E benutzt werden, indem er mit· dem auf synchrone Geschwindigkeit zu bringenden Teil des Synchronmotors gekuppelt wird. Dazu wird in dem dargestellten Fall ein zweites Zahnräderpaar I, m angeordnet, das durch eine Kupplung mit der Welle des Motors E in Verbindung gebracht werden kann. Zum Andrehen des Läufers Sr könnte natürlich auch ein besonderer Induktionsmotor P mit dem Läuferwiderstand Po verwendet werden, wie in Fig. 1 in punktierten Linien angedeutet ist. Ebenso lassen sich auch andere bekannte Anlaßverfahren benutzen. So könnte z. B. die Synchronmaschine zum Anlaufen als Asynchronmotor geschaltet werden.

Nach der Einrichtung der Fig. 2 und 3 ist der Hauptmotor A wieder mit den Hauptleitungen B verbunden, während die synchrone Hilfsmaschine R wiederum über den Schalter Rc mit der Hauptleitung B in Verbindung steht. Der Läufer Rr ist mit dem Schwungrade D gekuppelt. Das Gehäuse Rs wird hier von einem Gleichstrommotor M durch die. Zahnräder g und h gedreht. Von einer Gleichstrommaschine N, die beispielsweise mit der Maschine R und dem Schwungrade D auf einer Welle sitzt, wird der Strom zu dem Anker Ma des Motors M zugeleitet. Die Felder Mf und Nf werden von den Hauptleitungen T aus erregt, in welchen zur Regelung der Felderregung des Generators N ein Widerstand und ein Umschalter V vorge- \ sehen sind. Der dem Anker des Motors M von dem Generator N zugeführte Strom kann dadurch in Abhängigkeit von der Belastung des Motors A nach Größe und Richtung derart verändert werden, daß die Drehung und die Ge- j schwindigkeit des Motors M sich ebenfalls j ändert.

Wenn der Hauptmotor A leicht belastet ist, so liefert der Gleichstromgenerator N Strom zu dem Motor M; in diesem Falle treibt der Motor ; M das Gehäuse Rs des Hilfsmotors R, und es wird Energie aus dem Netz B in den Schwungmassen D aufgespeichert. Wenn die Belastung des Hauptmotors A über die normale hinausgeht, so hält der Motor M das Gehäuse Rs zurück, so daß der Motor R nun wie ein Generator arbeitet, durch welchen die in den Schwungmassen D aufgespeicherte Energie in elektrische Kraft übersetzt dem Netze B zugeführt wird, wodurch der in diesem fließende Strom verstärkt wird, so daß damit auch die von dem Motor A zu leistende Arbeit unter- ■ stützt wird. In letzterem Falle, wenn der Motor M direkt vom Gleichstrom angetrieben wird, könnte er Energie als ein Generator in dies Gleichstromnetz zurückliefern; bei der dargestellten Einrichtung dagegen wird er, wenn die Felderregung so angeordnet ist, daß der Motor M beim Verzögern der Bewegung des Gehäuses Rs als ein Generator arbeitet, elektrische Energie in N einführen, so daß in N eine antreibende. Wirkung erzeugt wird, die die Drehung des Motors von R unterstützt, da ja N₁R und D auf derselben Welle sitzen. Letztere Wirkung unterstützt natürlich die Wirkung, welche die Netzspannung auszugleichen sucht und die von der Anwendung der Hilfsmaschine R herrührt, wenn diese als ein Motor arbeitet, wenn die Belastung von A gering ist, um Energie von B nach D zu übertragen, und wie ein Generator arbeitet, wenn die Belastung von A erhöht ist, um. Energie von D in das Netz B zu übertragen. ' '

Claims

90 Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum Ausgleich von Belastungsschwankungen in Wechselstromnetzen mittels einer mit einer Schwungmasse gekuppelten Synchronmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Ladung und Entladung. der Schwungmasse erforderliche Tourenänderung durch gegenseitige Verdrehung des Ständers und des Läufers der Synchronmaschine mittels eines Hilfsmotors herbeigeführt wird, dessen Drehmoment sich in Abhängigkeit von der auszugleichenden Belastung nach Größe und Richtung ändert.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der im Betriebe mit dem zu verdrehenden Teil der Synchronmaschine gekuppelte Hilfsmotor zum Anlassen mit dem im Betriebe ständig rotierenden Teil gekuppelt und dazu benutzt wird, die Synchronmaschine auf synchrone Tourenzahl zu bringen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der das Gehäuse der Synchronmaschine drehende Hilfsmotor ein Gleichstrommotor mit getrennt erregten Feldmagneten ist, dessen Anker mit dem Anker eines Gleichstromgenerators verbunden ist, der auf der gemeinsamen

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Welle der Synchronmaschine und des Schwungrades sitzt, wobei die Feldmagneten dieses Gleichstromgenerators ebenfalls getrennt erregt werden, so daß durch Veränderung oder Umkehrung der Felderregung der Gleichstrommotor derart geregelt werden kann, daß er das Gehäuse treibt oder von ihm getrieben wird, in welch letzterem Falle durch den als Motor laufenden Gleichstromgenerator Energie in das rotierende System der Synchronmaschine zurückgeführt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

Berlin, gedruckt in der reichsdruckerei.