DE235316C

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Publication number: DE235316C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

JVl 235316 KLASSE 21c. GRUPPE

mit Synchrongeneratoren.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. Juni 1909 ab.

Die nachfolgend beschriebene neue Regelungsweise der Antriebsmaschinen von Asynchrongeneratoren kommt zur Anwendung bei Parallelbetrieb von Synchrongeneratoren und Asynchrongeneratoren, etwa wenn ein von der Zentrale entfernteres Netzgebiet von einem dort aufgestellten Asynchrongenerator mitgespeist werden soll. Die Aufgabe besteht dabei darin, die dem betreffenden Netzgebiete

ίο zugeführte Leistung auf die Synchrongeneratoren und die Asynchrongeneratoren nach Vorschrift zu verteilen.

Die bei Synchronmaschinen übliche selbsttätige Regelung der Antriebsmotoren durch ein Zentrifugalpendel ist bei Asynchronmaschinen nicht anwendbar. Die Synchronmaschinen verlangen mit Rücksicht auf den Parallelbetrieb eine statische Regulierkurve für den Antriebsmotor, derart, daß mit zunehmender Belastung die Drehzahl sinkt, mit abnehmender steigt, und zwar muß das Geschwindigkeitsintervall des Reglers um so größer sein, je größer die Ungleichförmigkeit des Maschinensatzes ist. Denn der Regler darf auf die periodischen Geschwindigkeitsänderungen (Pendelungen), die innerhalb einer Umdrehung der Maschine auftreten, nicht ansprechen, um nicht diese Pendelungen durch Resonanzerscheinungen zu vergrößern. Die Asynchronmaschinen verlangen aber gerade eine umgekehrte Regelung, und ihre Drehzahl ist zwangläufig abhängig von der jeweiligen Belastung und Frequenz der taktgebenden Synchronmaschine; die Geschwindigkeit der Antriebsmaschine muß mit zunehmender Belastung (konstante Netzfrequenz vorausgesetzt) zunehmen. Das ergibt sich näher aus folgendem:

Die Asynchronmaschine arbeitet mit negativer Schlüpfung, d. h. sie muß, wenn -sie Energie abgeben soll, durch ihren Antriebsmotor auf eine höhere Drehzahl gebracht werden, als der Frequenz der taktgebenden Synchronmaschine entspricht, und zwar muß die Drehzahl um so höher über dem Synchronismus liegen, je größer die abzugebende. Leistung sein soll. Bei der durch die Synchronmaschine gegebenen Frequenz muß also die Drehzahl des Antriebsmotors der Asynchronmaschine mit der Belastung steigen, mithin die Geschwindigkeitsregelung nach dem umgekehrten Gesetze erfolgen wie bei der Synchronmaschine.

Ein in diesem Sinne arbeitender Regler der üblichen Art würde aber aus anderen Gründen nicht anwendbar sein. Die Frequenz der taktgebenden Synchronmaschine kann nur dann innerhalb gewisser Grenzen gehalten werden, wenn die Synchronmaschine sich an der Netzleistung beteiligt und nicht nur den Erregerstrom für die Asynchronmaschine liefert. Im letzteren Falle läuft die Synchronmaschine als Synchronmotor. Der Antriebsmotor der Synchronmaschine hat dann nichts zu leisten, die Zufuhr seines Triebmittels (Wasser, Dampf usw.) ist abgestellt. Damit ist aber die Grenze des stabilen Laufes erreicht, denn nunmehr wird die Asynchronmaschine die Synchronmaschine mit ihrem Antriebsmotor beschleunigen. Damit nimmt aber die Drehzahl, folglich die Frequenz zu, also auch, die Drehzahl des Asynchrongenerator; das ganze System beschleunigt sich mehr und mehr, es geht durch, weil ja wegen der vorausgesetzten umgekehrten Regulierkurve der Antriebsmotor der Asyn-

chronmaschine mit zunehmender Drehzahl immer mehr leistet.

Aus diesen Gründen wird bei der neuen Regelungsweise von der Verwendung des übliehen Tachometers für den Antriebsmotor der Asynchronmaschine ganz abgesehen. ' Es wird vielmehr durch ein neues regelndes Organ erreicht, daß die Asynchronmaschine selbsttätig die Drehzahl annimmt, die ihr nacli Maßgabe

ίο der Belastung und Frequenz der taktgebenden Synchronmaschine zugeordnet ist. Der Antriebsmotor der Asynchronmaschine hat dann nur noch einen Sicherheitstachometer zu erhalten, der die Zufuhr des Triebmittels abstellt, wenn eine gerade noch als zulässig erachtete Geschwindigkeit erreicht ist, um das Durchgehen des Antriebsmotors unter allen Umständen zu verhindern.

Das regelnde Organ hat also die Aufgabe, nach Maßgabe der Netzbelastung die Zufuhr des Triebmittels zu dem Antriebsmotor der Asynchronmaschine zu regeln. Es besteht im wesentlichen in einem an sich bekannten elektrischen Strom- oder Leistungsrelais, das auf das Steuerventil bzw. den Schützen des Antriebsmotors einwirkt. Ein einfaches Stromrelais ist deshalb zulässig, weil die Asynchronmaschine nur wirkliche Leistung liefern kann und deshalb einem bestimmten Strome immer eine bestimmte Leistung entspricht.

Je nach der gewünschten Betriebsart kann das Relais in verschiedener Wirkungsweise verwendet werden. 1. Stellt das Relais auf konstante Leistung bzw. auf konstanten Strom ein, so ist die von der Asynchronmaschine in das Netz geschickte Leistung konstant, und die Schwankungen des Netzbedarfes sind von der taktgebenden Synchronmaschine auszugleichen. 2. Ist das Relais aber so durchgebildet, daß es einem gewissen Werte der Leistung bzw. des Stromes entsprechend die hierzu erforderliche Leistung des Antriebsmotors einstellt, so wird die Asynchronmaschine die ganze Netzleistung übernehmen, und die taktgebende Synchronmaschine wird nur den Erregerstrom liefern. Erst wenn eine Leistungssteigerung des Antriebsmotors der Asynchronmaschine nicht mehr möglich ist, wird sich die Synchronmaschine an der Netzleistung beteiligen.

Bei einer Turbine als Antriebsmotor für die Asynchronmaschine wird, wie üblich, die Regelung, d. Ii. die Verstellung der Schützen usw., durch einen indirekt wirkenden Regler (Servomotor) erfolgen.

Man kann diesen Regler mit Hilfe einer einstellbaren Vorrichtung zum Regeln der Drehzahl (Rückführung) so gestalten, daß der Antriebsmotor seine Drehzahl konstant hält. Zu diesem Zwecke ist nötig, ein nachgiebiges Glied (Verstellmutter) in das Rückführungsgestänge einzufügen, das von einem Leistungs- bzw. Stromrelais der oben genannten Art so beeinflußt wird, daß einem bestimmten Strome bzw. einer bestimmten Leistung eine eindeutige Stellung der Verstellmutter entspricht. Da dann der Antriebsmotor der Asynchronmaschine seine Drehzahl bei jeder Leistung nahezu konstant hält, ist es möglich, durch Änderung der Frequenz der taktgebenden Synchronmaschine die Leistung nach Belieben auf die Synchronmaschine und die Asynchronmaschine zu verteilen.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Einrichtung zum selbsttätigen Regeln von Asynchrongeneratoren in Parallelbetrieb mit Synchrongeneratoren, gekennzeichnet durch ein nur vom Strome des Asynchrongenerators beeinflußtes Leistungsoder Stromrelais, das die Zufuhr des Trieb- mittels zum Antriebsmotor des Asynchrongenerators nach Maßgabe der Belastung unabhängig von der Drehzahl regelt, zu dem Zwecke, beim Parallelarbeiten von Synchrongenerator und Asynchrongenerator eine vorgeschriebene Verteilung der Leistungen an das Netz auf die beiden Maschinenarten zu erreichen.

. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais auf konstante Leistung bzw. auf konstanten Strom regelt, zu dem Zwecke, die von dem Asynchrongenerator in das Netz geschickte Leistung konstant zu halten.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais derart regelt, daß einer bestimmten, an das Netz abzugebenden Leistung eine bestimmte Leistung des Antriebsmotors des Asynchrongenerators entspricht, zu dem Zwecke, den Asynchrongenerator die ganzs Netzleistung übernehmen und den taktgebenden Synchrongenerator nur die Erregerleistung liefern zu lassen.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 mit auf konstante Drehzahl des Antriebsmotors des Asynchrongenerators regelnder, mittels Servomotor arbeitender Vorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais die Vorrichtung derart beeinflußt, daß eine der an das Netz abzugebenden Leistung entsprechende Leistung des Antriebsmotors eingestellt wird, zu dem Zwecke, durch Änderung der Frequenz der taktgebenden Synchronmaschine die Leistung nach Belieben auf die beiden Maschinenarten zu verteilen.