DE225231C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

JVI 225231 KLASSE 21 c. GRUPPE

VOIGT & HAEFFNER AKT-GES. in FRANKFURTa. M.-BOCKENHEIM.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. April 1909 ab.

Parallel zu schaltende Wechselstromerzeuger müssen bekanntlich zunächst auf Synchronismus gebracht werden, was zumeist durch Änderung des Kraftmittelzuflusses der die Maschinen antreibenden Motoren geschieht, so daß die parallel zu schaltende Maschine nach Bedarf schneller oder langsamer läuft. Die erforderliche Änderung kann nun von Hand oder durch mechanische oder elektrische Fernsteuerung bewirkt werden. Ist elektrische Fernsteuerung vorhanden, so liegt es nahe, die Regelung auf Synchronismus durch besonders beschaffene Kontakteinrichtungen vollständig selbsttätig geschehen zu lassen.

Es sind nun Kontakteinrichtungen, z. B. durch Patent 211379, bekannt geworden, die die Kraftmitteländerungen im richtigen Sinne beeinflussen, und die so oft, als in dieser unter dem Namen Dreilampenschaltung bekannten Schaltung Phasenlampen aufleuchten würden, Kontakt geben. Besteht die Fernsteuerung aus einem unter magnetischem Einfluß stehenden Klinkwerk, so können solche Kontaktapparate ohne weiteres zur Steuerung des Klinkwerks verwendet werden. Ist nämlich die Periodenzahl der zuzuschaltenden Maschine sehr verschieden von der Netzperiodenzahl, so sind die Kontaktgebungen entsprechend dem schnellen Aufleuchten der Phasenlampe sehr häufig; das Klinkwerk wird also eine größere Anzahl Zähne weiterschalten, wodurch der Kraftmittelzufluß rasch geändert wird. Sind die zu vergleichenden Periodenzahlen aber annähernd gleich, so erfolgen mit größeren Zwischenzeiten lang andauernde Kontaktgebungen. Das Klinkwerk schaltet hierbei bei jedem durch eine Kontaktgebung verursachten Stromimpuls nur um einen einzigen Zahn weiter, wodurch eine Überregulierung vermieden wird.

Anders verhält es sich bei jenen Einrichtungen, bei denen der Kraftmittelzufluß durch einen von fern gesteuerten Elektromotor geregelt wird. Wenn in diesem Falle die Periodengleichheit erreicht ist, so würde, entsprechend dem langen Aufleuchten der Phasenlampe, der Motor anhaltend weiterarbeiten und die bereits annähernd richtig laufende, zu regelnde Maschine wieder aus dem Tritt werfen.

Nachstehend beschriebene Erfindung gibt nun Mittel an die Hand, solche Steuermotoren in ähnlicher Weise wie ein Klinkwerk arbeiten zu lassen, also so, daß einem Regelungsimpuls von beliebig langer Zeitdauer nur ein einmaliger, bestimmt begrenzter Vorschub des Steuermotors entspricht.

Eine Lösung, die unter die im Patentanspruch gekennzeichnete Erfindung fällt, wäre beispielsweise eine Schaltung, die in Fig. ι schematisch dargestellt ist.

In diesem Schema bedeutet α einen Kontaktapparat, der unter abwechselnder Einwirkung zweier Spulen bei b oder c Kontakt gibt. Wird beispielsweise bei b Kontakt ge-

geben, was etwa einem Betriebszustand »zu schnell« der zu regelnden Maschine entsprechen möge, so bekommt die Spule d Strom auf dem' Wege vom + Pol einer Hilfsstromquelle e durch die Haltespule f, Kontakt b, Spule d zum ·— Pol. Dadurch wird Kontakt g geschlossen, Kontakt h geöffnet,' und der Antriebsmotor i des Regelungsmechanismus erhält Strom vom + Pol über Kontakt g, Motor i, Schalter k, Kontakt I zum — Pol. '

In entsprechender Weise wird durch Kontaktgebung bei c der Motor in umgekehrter Richtung Strom erhalten und den Regelungsmechanismus im entgegengesetzten Sinne bewegen.

Am Motor ist nun eine Vorrichtung angebracht, die bewirkt, daß bei einer Umdrehung des Motors durch einen Schalter m der Stromkreis für eine Spule η einmal vorübergehend geschlossen wird, die alsdann den Schalter k öffnet, wodurch der Motorstromkreis unterbrochen wird. Um nun den jedesmaligen Vorschub des Regelungsmechanismus unabhängig von der Dauer der Kontaktgebung bei b oder c zu machen, ist die Spule f vorgesehen, die so bemessen ist, daß sie den geöffneten Schalter k in Offenstellung zu halten vermag, nicht aber vermag, den Schalter zu öffnen. Wird nämlich dieser Schalter durch die Spule η in der oben beschriebenen Weise geöffnet, so hält ihn Spule f so lange offen, als bei b oder c noch Kontakt gegeben wird. Es wird hierbei angenommen, daß der Kontakt bei m nur ganz kurze Zeit andauert, und daß die lebendige Kraft des einmal angestoßenen Motors ausreicht, das Kontaktorgan so viel weiterzubewegen, daß Kontakt m wieder geöffnet, Spule η also stromlos wird. Wird dann Spule f noch dadurch stromlos, daß der Kontaktapparat α weder bei b noch bei c Kontakt gibt — das geschieht infolge der Eigentümlichkeit der nach dem bekannten Dreilampenprinzip arbeitenden Synchronisiervorrichtung nach Patent 211379 häufig, wenn die Regelung noch weit vom Normalzustand entfernt ist, und selten, wenn der Normalzustand nahezu erreicht ist —, so wird auch Schalter k geschlossen, und das Schaltwerk ist für die nächste Schaltung bereit.

Durch diese Einrichtung wird also erreicht, daß wirklich einer Kontaktgebung des Kontaktapparates α immer nur eine Umdrehung des Regelungsmotors entspricht.

Diese Anordnung hat aber immerhin noch verschiedene Nachteile. Zunächst müßte man bereits vorhandene Regelungsmotoren mit _#der Hilfskontaktvorrichtung versehen, bei der bei jeder Umdrehung des Motors ein Schalter geöffnet oder geschlossen wird. Außerdem ist es bei der oben beschriebenen Anordnung nicht möglich, den Vorschub des Regelungsmechanismus zu verändern. Der Vorschub entspricht bei der beschriebenen Einrichtung stets nur einer Umdrehung des Motors oder der Übersetzung.

Alle diese Nachteile werden behoben durch Verwendung eines Zeitrelais nach der in der Fig. 2 dargestellten Schaltung.

In diesem Schema bedeutet wieder α einen Kontaktapparat, der je nach dem Betriebszustand der zu regelnden Maschine bei b oder c Kontakt gibt. In der Zeichnung ist weiterhin d ein Schalter, der durch die Zugspule d₁ geöffnet und durch die Haltespule d% offen gehalten wird; β und f sind zwei Steuerschalter mit den Zugspulen gj und f_lt den Haltespulen e₂ und f₂ und den Öffnungskontakten g und h; i bedeutet ein Zeitrelais, das durch eine Spule k beeinflußt wird und dann bei I₁ oder I₂ Kontakt gibt. Endlich ist m der Antriebsmotor für den Regelungsmechanismus und η das Motorfeld. .

Das gesamte Schaltwerk arbeitet nun in folgender Weise: ■ ·

Gibt der Kontaktapparat bei b Kontakt, was beispielsweise einem Betriebszustand »zu schnell« entsprechen möge, so bekommt zunächst die Zugspule ^₁ Strom auf dem Wege vom -f- Pol einer Hilfsstromquelle über Spule d₂, Kontakt b, Spule e_v Kontakt h, Motorfeld η nach dem — Pol. Die Spule e[ bewirkt die Schließung des Schalters e, gleichzeitig die Öffnung des Kontaktes g. Jetzt erhält der Motor Strom vom -f- Pol durch Schalter e, Verbindungspunkt 0, Anker m, Schalter d, Kontakt h, Motorfeld η zum

— Pol. Der Motor wird sich in Bewegung setzen und den Regelungsmechanismus betreiben. Durch Schließung des Schalters e erhält nun aber auch die Spule k des Zeitrelais i Strom vom -f- Pol durch Schalter e, Haltespule e₂, Spule k, Kontakt I₁ nach dem

— Pol. Spule k setzt einen gebremsten Anker in Bewegung, der am Ende seiner Bahn den beweglichen Schaltarm p des Zeitrelais von. Kontakt I₁ zu Kontakt I₂ führt. Dann wird aber der Stromkreis für die Zugspule d₁ des Schalters d geschlossen vom -j- Pol durch Schalter e, Haltespule e₂, Zugspule d_lt Kontakt I₂ zum — Pol. Schalter d wird geöffnet und dadurch der Motorstromkreis unterbrochen. Ist danach der Kontakt b noch geschlossen, so bleibt dennoch der Schalter d in der Offenstellung und der Motorstromkreis unterbrochen, weil die ihn in der Offenstellung haltende Haltespule d₂ noch über Kontakt b, Spule e_x und Kontakt h Strom erhält. Erst wenn Kontakt b geöffnet ist, wird das gesamte Schaltwerk in den ursprünglichen Zustand

versetzt und arbeitet erst dann wieder, wenn bei b oder c neue Kontaktgebungen erfolgen.

Entsprechend spielt sich der Vorgang ab,

wenn bei c Kontakt gegeben wird, was unter der früheren Annahme einem Betriebszustand »zu langsam« der zu regelnden Maschine entsprechen würde. Aus dem Schema ergibt sich, daß dann der Antriebsmotor in entgegengesetzter Richtung Strom erhält, also

ίο im entgegengesetzten Sinne den Regelungsmechanismus betreiben würde.

Nach Fig. 2 kann der Motor m stets von neixem seinen Lauf beginnen, wenn die Spulen Cl₁ und d₂ einen Augenblick stromlos werden, so daß sich der Schalter d wieder schließt. Dies tritt ein, wenn sowohl b und c als auch der Kontakt bei I₂ geöffnet ist. Wird nachher b oder c wieder von neuem geschlossen, so ist die Haltespule d₂ allein nicht imstande, den Schalter d zu öffnen. Anderseits öffnet sich der Schalter β ζ. B. erst dann wieder, wenn weder e_x noch e₂ Strom erhält, wenn also gleichzeitig b sowie I₁ und I₂ geöffnet wird. Dies geschieht beim Übergang des Kontakthebels p von I₁ nach I₂ aus dem Grunde, weil der Hebel p die Kontakte I₁ und I₂ nicht zu überbrücken vermag. Wie bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung wird der Zustand des Kontaktapparates a, daß weder bei b noch bei c Kontakt gegeben wird, nach Patent 211379 häufig eintreten, wenn der Normalzustand der auf Synchronismus zu bringenden Maschinen noch weit entfernt ist, und selten, wenn der Normalzustand nahezu erreicht ist.

Der wesentliche Teil der vorbeschriebenen Einrichtung ist das Zeitrelais i in Verbindung mit dem Öffnungsschalter d, der nach jeder Ablaufperiode des Zeitrelais den Motorstromkreis so lange unterbricht, als der Kontakt bei b oder c andauert, und erst, wenn die Kontaktgebung bei b oder c aufgehört hat, in die Ruhelage, also in Geschlossenstellung, zurückfällt. Für das Zeitrelais i sind viele Ausführungen möglich. Im wesentlichen muß es so eingerichtet sein, daß bei einer einmaligen Erregung der Betätigungsspule k ein Schaltarm p von einem Kontakt auf den anderen umgeschaltet wird, wobei der Stromkreis der Spule k unterbrochen wird, so daß das Zeitrelais wieder in die Anfangsstellung zurückfällt, dabei den Schaltarm p wieder . umschaltend.

Die in Fig. 2 dargestellte Einrichtung besitzt die schon oben angedeuteten Vorteile, daß sie ohne weiteres bei schon vorhandenen Regulierungen mit Motorantrieb zu verwenden ist, weil sie keine Änderungen an bereits vorhandenen Regelungsmotoren nötig macht, und weil keine weiteren Hilfsleitungen vom Kontaktapparat nach den zu regelnden Maschinen erforderlich sind. Alle Relais, also sowohl die Steuerrelais und das Öffnungsrelais als auch das Zeitrelais, können zusammen auf gemeinschaftlicher Tafel vereinigt werden, wobei nur wenig Leitungen nach dem Reguliermotor zu legen sind. Dadurch, daß das Zeitrelais auf verschiedene Zeiten in bekannter Weise leicht eingestellt werden kann, hat man es in der Hand, die Größe des jedesmaligen Vorschubes des Reguliermechanismus beliebig zu verändern.

Es sei schließlich noch ausdrücklich betont, daß die oben beschriebene und im Patentanspruch näher umgrenzte Einrichtung selbstverständlich überall da angewendet werden kann, wo durch einen Impuls einer gewissen Richtung, aber beliebiger ■ Zeitdauer mit Hilfe eines Elektromotors nur ein begrenzter Vorschub erzielt werden soll, also nicht nur zu Zwecken der Tourenregulierungen.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zum Regeln elektrischer Maschinen oder des Kraftmittelzuflusses der Antriebsmaschinen elektrischer Maschinen durch einen Elektromotor, der von einem mittels Kontaktapparat beeinflußten Schaltwerk gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß jedem durch den lediglich go von der zu regelnden Größe abhängigen

■ Kontaktapparat gegebenen Impuls von gewisser Richtung, aber beliebiger Zeitdauer nur ein einmaliger bestimmter, bei jedem gegebenen Impuls gleicher Vorschub des durch den Elektromotor angetriebenen Regelungsmechanismus entspricht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen von einem die Verstellung des Vorschubes des Regelungsinechanismus ermöglichenden Zeitrelais (i) beeinflußten Schalter (d), der nach jeder Ablaufperiode des Zeitrelais den Motorstromkreis so lange unterbricht, als ein Kontaktschluß (bei b oder c in Fig. 2) am Kontaktapparat (a) dauert.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.