DE237568C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

In elektrischen Kraftübertragungseinrichtungen mittels in Reihe in einem gemeinsamen Stromkreise mit konstanter Stromstärke eingeschalteten Stromerzeuger und angetriebenen Motoren, wie eine solche .z. B. schematisch in Fig. 7 der beiliegenden Zeichnungen dargestellt ist, wo mit M zwei eine Empfangsstation bildende Motoren bezeichnet werden, die von den in Reihe mit denselben geschalteten Stromerzeugern N gespeist werden, wird bei Zunahme der Last eines Motors eine Abnahme der Geschwindigkeit desselben verursacht, so daß der Regler dieses Motors in Tätigkeit tritt, um das Drehmoment des Motors durch Verstellung der Bürsten desselben zu vergrößern, indem die Bürsten gegen die Neutrallinie verstellt werden. Eine Vergrößerung der gegenelektromotorischen Kraft des Motors wird dadurch verursacht, und somit ein Herabsetzen der Stromstärke im Übertragungsstromkreise, wenn der Stromstärkeregler der Stromerzeuger die erzeugte Spännung nicht rasch genug vergrößert. In diesem Falle kann es vorkommen, daß die gegenelektromotorische Kraft des Motors einen derartigen Wert bekommt, daß sie der von den Stromerzeugern erzeugten Spannung gleich wird, wodurch das ganze System seine Erregung verliert.

Um dies zu verhindern, ist eine Einrichtung notwendig, welche es verhindert, daß der Geschwindigkeitsregler des Motors, welcher die Bürsten desselben verstellt, rascher wirkt als die Stromstärkeregler der Stromerzeuger, oder einfacher ausgedrückt, welche diese beiden Regulatoren synchronisiert. Eine solche Vorrichtung bildet den Gegenstand der Erfindung.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfmdungsgegenstandes in Verbindung mit einer als Motor arbeitenden Serienmaschine dargestellt, und zwar ist

Fig. ι ein senkrechter Schnitt,

Fig. 2 ein Grundriß,

Fig. 3 ein Querschnitt,

Fig. 4 eine Endansicht der auf den Motor wirkenden Regelungsvorrichtung.

Fig. 5 zeigt einen Teil der Fig. 1 in vergrößertem Maßstabe.

In den Figuren bezeichnet a. einen Zentrifugalregler, der zusammen mit einem elektromagnetischen Kopf &, der aus einer Art Topfmagnet mit auf dem Mittelkern n¹ fest angeordneter, vom Motorstrom durchflossener Spule b besteht (vgl. Fig. 6, die die Anordnung schematisch wiedergibt), auf einen Ölverteiler / wirkt, der unter Druck befindliches Öl auf die eine oder die andere Seite des Kolbens einer Steuervorrichtung für einen die Verstellung der Bürsten des Hauptmotors bewirkenden Servomotor 6" leitet.

Das unter Druck befindliche öl wird von zwei Kapselpumpen ei und e (Fig. 3) geliefert, welche von der zu regelnden Maschine, also beispielsweise eines zu regelnden Motors, angetrieben werden und die Rolle mechanischer

Relais spielen. Diese beiden Pumpen d und e sind auf der Welle s angeordnet, welche von dem Motor angetrieben wird und den Regler α mittels eines konischen Zahnrades s¹ bewegt. Die kleine Pumpe d zieht öl aus dem Behälter A, der zugleich das Gestell des Apparates bildet, und drückt dieses öl durch das Rohr d¹ unter den Kolben g (Fig. i), der unter der Wirkung einer Feder R steht. Das ίο unterhalb des Kolbens g befindliche Öl gelangt durch das Rohr ^¹ in den Mittelraum D des ölverteilers. Die von der kleinen Pumpe gelieferte Flüssigkeitsmenge wird derart gewählt, daß sie zwischen den Regelungsperiöden einen konstanten Druck im Raum D aufrecht erhält, indem sie die infolge Entweichens der Flüssigkeit in den Apparat entstandenen Verluste ersetzt. Für den Fall, daß der von der kleinen Pumpe im Raum D aufrecht erhaltene Druck seinen Normalwert übersteigt, wird der Kolben g gehoben und gibt dabei Öffnungen g² frei, durch welche das von der Pumpe d gedrückte Öl wieder in den Behälter zurückfließen kann, wodurch die Pumpe für diejenige Zeit kurzgeschlossen wird, Avelche nötig" ist, um den Druck wieder auf seinen normalen Wert kommen zu lassen. Die große Pumpe e drückt das aus dem Behälter A angezogene Öl in einen Raum e¹ (Fig. 3), der durch ein Rückschlagsventil e² mit dem Rohr g¹ in Verbindung steht (Fig. 2), welches das Öl von der kleinen Pumpe in den Raum D leitet. Der Raum e¹ steht übrigens durch ein Rohr e^s mit Öffnungen g^s (Fig. 1) in Verbindung, welche offen sind, wenn der Druck des von der kleinen Pumpe d gedi"ückten Öles genügt, dein Kolben g in gehobener Stellung zu halten. Das von der Pumpe e gedrückte Öl fließt dann durch die Öffnungen g^z in den Behälter A zurück, wodurch die große Pumpe kurzgeschlossen ist.

Der elektromagnetische Kopf b wirkt, wie weiter unten beschrieben ist, auf eine beweg-. liehe Spule c ein, die mit einem Stift c¹ fest verbunden ist,, dessen unteres Ende einen primären Verteiler I trägt, der in dem Schieber / des Verteilers gleitet. Der Schieber f erhält mittels eines Zahnradgetriebes/³ (Fig. 1) und mittels durch eine Übertragung verbundener Rollen f⁴ eine fortdauernde Drehungsbewegung, welche seine Auf- und Abwärtsbewegungen erleichtern. In dem primären Verteiler I sind Öffnungen I¹ (Fig. 5) vorgesehen, welche den Übergang des unter Druck befindliehen Öles vom Raum D in die Räume f¹ ermöglichen, von welchen der eine über und der andere unter den Öffnungen I¹ des Schiebers / vorgesehen ist. Im primären Verteiler / sind überdies ringförmige Ausnehmungen I² vorgesehen, welche mit den im Schieber / vorhandenen Öffnungen übereinstimmen und die Räume f¹ mit den Räumen f² in Verbindung setzen, welch letztere selbst durch ein Rohr f^a mit dem Behälter A verbunden sind.

Wenn der Stift c¹ durch die unter dem Einnuß des Elektromagneten b stehende Spule c aus seiner Normalstellung, z. B. nach oben, verschoben wird, so wird der obere Raum f¹ durch die Aussparungen P mit dem oberen Raum f² verbunden, und da .alsdann das im ersteren Raum f^l unter Druck befindliche öl durch den Raum /² und Leitung f⁵ wieder in den Behälter A zurückfließen kann, so nimmt der auf die obere Fläche des Schiebers f wirkende Druck ab, während das unter Druck in den unteren Raum f¹ eintretende öl den Druck nach oben vergrößert, wodurch der Schieber / bis zur Schließung der oberen Verbindungsöffnungen zwischen f^x und /² gehoben wird. Diese Hebung des Schiebers / bewirkt die Herstellung einer Verbindung zwischen dem Raum D und dem Rohr E zu dem in Fig. 6 gezeichneten Servomotor S. Daraus folgt, da die kleine Pumpe eine nur geringe Leistung besitzt, eine Abnahme des Druckes des von der kleinen Pumpe d in den Raum D und unter den Kolben g gedrängten Öles. Dieser Kolben g senkt sich und verschließt dabei die öff τ nungen ξ"³, demzufolge die große Pumpe nicht mehr kurzgeschlossen ist. Da das von dieser Pumpe gedrückte Öl jetzt nicht mehr in den Behälter zurückfließen kann, so geht es durch das Ventil e- hindurch, und fließt vom Raum e¹ durch das Ventil e², durch das Rohr g¹ in den Raum D und von dort in das Rohr E, umso den die Bürstenverstellung am zu regelnden Motor bewirkenden Servomotor 5" zu bedienen, bis daß der Schieber / in seine Normalstellung zurückgebracht ist. Wenn hingegen der Stift c¹ z. B. gesenkt ist, so fließt das von der großen Pumpe gedrückte Öl in das Rohr F und bewirkt die Bewegung" des Servomotors im entgegengesetzten Sinne.

Die Hülse des Zentrifugalreglers α nimmt bei ihren Bewegungen den um den Punkt 0 i°5 schwingenden Hebel h mit. Dieser Hebel hebt oder senkt mittels einer flachen Feder k den Stift c¹ und den Verteiler /^: und verstellt infolgedessen die Bürsten des zu regelnden Motors mittels des Servomotors um den ge- no wünschten Betrag. Der elektromagnetische Kopf b ist derart eingerichtet, daß die Spule c in das Innere des Kopfes angezogen wird, wenn die Stromstärke zunimmt und nach unten abgestoßen wird, wenn die Stromstärke abnimmt. Der elektromagnetische Kopf b übt dabei zufolge der eigenartigen Gestalt der Feder k eine Überwachung der Schnelligkeit der Geschwindigkeitsregelung aus. Diese Feder k ist nämlich ausgeschnitten und besitzt eine mittlere Zunge m (Fig. 2), deren Biegsamkeit mittels eines Gleitstückes η geregelt werden

kann. Der Stift, c¹ und die' Spule c sind mit dem Ende dieser Zunge m verbunden.

Die Schaltung der Spulen b und c mit der zu regulierenden Maschine ist in Fig. 6 gezeigt. Angenommen, diese Maschine besitze einen einzigen Anker, der Strom fließt zuerst durch den Feldmagneten und den Anker hindurch und dann durch die feste und durch die bewegliche Spule der elektromagnetischen ίο Wage hindurch, welche parallel geschaltet sind. Die Spulen der elektromagnetischen Wage könnten auch vor dem Feldmagneten mit dem Stromkreise verbunden sein. Es würde dann der Strom zuerst durch die Wage fließen, dann durch den Feldmagneten und endlich durch den Anker hindurch. Mit dieser Schaltung kann das Reglergestell ungefähr sich auf derselben Spannung befinden als das Gestell des Feldmagneten und folglich der Maschine, so daß die Schwierigkeiten in der Isolierung des Reglergestelles, welche im ersten Falle entstehen können, beseitigt werden.

In der Erzeuger- und in der Empfangsanlage ist jede Maschine mit einem Regler versehen, welcher, wie in Fig. 6 dargestellt, vermittels des Servomotors 6" die Scheibe T in Drehung versetzen kann, welche die Bürsten der Maschine trägt. Werden die Stromerzeuger durch Dampfmaschinen, Turbinen oder andere mit konstanter Geschwindigkeit arbeitende Motoren angetrieben, so fallen die Zen-■ trifugalregler α bei den Regulierapparaten dieser Motoren weg. In dem Falle des Antriebes der Stromerzeuger durch Motoren mit veränderlicher Geschwindigkeit kann auch die Regulierungseinrichtung der Erzeugeranlage aus einer elektromagnetischen Vorrichtung bestehen, welche direkt auf die Turbine, Dampfmaschine oder . anderen Motor oder Motoren wirkt, welche die Stromerzeuger antreiben.

Nimmt die Last eines durch den Apparat gesteuerten Motors zu, so fängt die Geschwindigkeit des Motors an, kleiner zu werden, und die Hülse des Reglers a des Apparates sinkt, wodurch der Hebel h bewegt wird. Würde dabei der Verteiler / von dem Hebel einfach mitgenommen werden und somit die Bürsten des Motors gegen die Neutrallinie der Maschine verstellt, bevor eine Zunahme der von den Stromerzeugern erzeugten Spannung von den Regulierapparaten dieser Erzeuger verursacht worden ist, so könnte die gegenelektromotorische Kraft des Motors das ganze System aberregen und dadurch zum Stillstand bringen. Dies ist aber durch die oben beschriebene Einrichtung verhindert, indem die aufsteigende Bewegung· des Verteilers / durch die Spule c nur, wenn eine Zunahme des Stromes erfolgt, erlaubt wird.

Dieser Zentrifugalregler und der elektromagnetische Kopf üben demnach auf den Verteiler / eine Differentialwirkung aus, welche mittels des auf der Feder k und Zunge 111 läng'sverschiebbaren Gleitstückes η geregelt werden kann.

Endlich kann auch der elektromagnetische Kopf noch mit einer Sicherungsvorrichtung versehen sein, welche dann in Tätigkeit tritt, wenn der beschriebene Regler z. B. dazu benutzt werden soll, die Stromstärke eines Generators konstant zu erhalten und wenn infolge einer Störung in der Leitung diese Stromstärke unter einen gewissen Bruchteil ihres Normalwertes fällt.

Der innere Kern n¹ des elektromagnetischen Kopfes ist zu diesem Zwecke mittels eines Bronzeringes b¹ von den übrigen Teilen des Kopfes magnetisch isoliert. Eine Eisenplatte p, die an einem Hebel, der um den Punkt o¹ schwingt, befestigt ist, schließt im allgemeinen den magnetischen Kreis, wenn der Strom, der durch die feste auf n¹ angeordnete Spule geht, eine normale Stärke besitzt. Sobald jedoch diese Stärke unter einen bestimmten Wert sinkt, genügt die auf die Platte p wirkende magnetische Anziehung nicht mehr, um der Kraft der Gegenfeder r¹ zu widerstehen. Der magnetische Kreis wird unterbrochen und die Spule c, der Stift c¹ nebst Schieber / gehen in eine solche Stellung über, daß der Servomotor die Bürsten in die Pollinie des Generators bringt, in welcher Stellung der Bürsten der Generator keinen Strom mehr liefert.

Claims (3)

Patent-Ansprüche:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Re-, geln der Stromes und der Geschwindigkeit von in Reihe geschalteten Serienmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Geschwindigkeit beeinflußte Organ die Regelung der Geschwindigkeit nur dann bewirken kann, wenn die von dieser Regelung herrührende Veränderung der Stromstärke einen gewissen Bruchteil des Normalwertes der Stromstärke nicht übersteigt, um zu verhindern, daß die Reihenübertragungsanlage die Erregung verliert.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der ein die Geschwindigkeitsregelungsorgane verstellender Servomotor mittels von der Vorrichtung gesteuerter Druckflüssigkeit betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckflüssigkeitsstrom von zwei parallel geschalteten Pumpen (d und e) geliefert und derart geregelt wird, daß mittels der einen kleineren Pumpe (d) der Flüssigkeitsdruck konstant gehalten und mittels der anderen größeren Pumpe (e) die für den Antrieb des Servo-

motors nötige Flüssigkeitsmenge geliefert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 für die Konstanthaltung der Stromstärke eines Generators mit einer bei Nachlassen des Stromes ansprechenden Sicherheitsvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die die Geschwindigkeitssteuerung überwachende, in Topfmagnetform mit fester, vom Strom durchflossener und beweglicher, Steuerspule (c) ausgebildete Stromüberwachungsvorrichtung eine den magnetischen Kreis des Topfmagneten schließende paramagnetische Platte (p) besitzt, die drehbar gelagert und entgegen der Wirkung einer Feder (V¹J gehalten, bei Stromverminderung aber freigegeben wird, so daß der magnetische Stromkreis unterbrochen und die bewegliche Steuerspule (c) in eine solche Lage zurückgeht, daß die von ihr gesteuerten Regelungsorgane den Generator stromlos machen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.