DE243957C

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Publication number: DE243957C
Application number: DENDAT243957D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JKl 243957 -KLASSE 21 e. GRUPPE

Wechselstromerzeuger.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Juni 1910 ab.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Anzeigen des Zeitpunktes, in dem parallel zu schaltende Wechselstromerzeuger im Synchronismus sind und ohne Gefahr verbunden werden können. Die hierbei verwendete Vorrichtung besteht in bekannter Weise aus einer beweglichen Anzeigevorrichtung, die von dem Frequenzunterschied der beiden Maschinen beeinflußt wird, und aus einer Lampe zum Anzeigen der Phasengleichheit der Maschinen. Diese Lampe wird gemäß der Erfindung über der Mittelstellung des Frequenzzeigers angebracht und so geschaltet, daß sie bei Phasengleichheit der Maschinen hell leuchtet. Infolgedessen wird die Schwingbewegung des Zeigers immer nur im einen oder im anderen Sinne je nach dem Voreilungsverhältnis in den beiden Maschinen dadurch sichtbar gemacht, daß die von dem Phasenverhältnis abhängige Lichtquelle in dem Maße, wie der Synchronismus erreicht wird, immer heller glüht und schließlich zum hellsten Glühen kommt, wenn der Zeiger sich bei Phasen- und· Frequenzübereinstimmung in seiner Mittelstellung in Ruhe befindet, so daß diese Stellung durch die Lichtquelle deutlich sichtbar gemacht wird. Diese Wirkung, bei der die Annäherung an den Synchronismus deutlich verfolgt werden kann, ermöglicht eine genauere Überwachung als solche Instrumente, bei denen die Lichtquelle bei Erreichung des Synchronismus ausgeschaltet wird.

In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung dargestellt. Fig. 1 erläutert die 45

Parallelschaltung zweier Wechselstromgeneratoren, von denen der eine unmittelbar in leitender Verbindung mit einem Stromleitungssystem und mit der neuen nachstehend beschriebenen Vorrichtung ist, während der andere ebenfalls in Verbindung mit der erwähnten Vorrichtung ist, jedoch nicht auf den Leitungsstromkreis geschaltet ist. Fig. 2 zeigt in Form eines Vektordiagramms den Vorgang des Parallelschaltens.

W bezeichnet die Netzleitungen und A einen Wechselstromgenerator, von dem angenommen ist, daß er läuft und in der für die Arbeit erforderlichen Weise mit diesen Leitungen durch einen Schalter Sw verbunden ist. B stellt einen zweiten Wechselstromgenerator dar, der mit einem Schalter S¹W¹ versehen ist, mittels dessen er mit der Hauptleitung verbunden werden kann, wenn er mit dem ersten Generator in Synchronismus ist.

Zum Anzeigen der Frequenzgleichheit dient ein Elektrodynamometer, zweckmäßig von der bekannten Westonkonstruktion. Bei diesem Dynamometer sind feste Feldspulen F vorgesehen, die durch Leitungen w unmittelbar mit den Hauptleitungen W verbunden sind. R ist ein induktionsloser Widerstand zur Regelung des durch diese Spulen fließenden Stroms. M veranschaulicht die bewegliche Spule der Anzeigevorrichtung, die einen mit einem Zeiger P versehenen Arm E trägt. Die erwähnte bewegliche Spule hat zwei nicht dargestellte spiralförmig angeordnete leitende Zugfedern, die einander entgegenwirken und die Spule

gewöhnlich in der mittleren gezeichneten Stellung halten, wenn kein Strom hindurchfließt. . Sie sind mit den Leitungen w¹ verbunden. T stellt einen Transformator dar, dessen Primärspulen P¹ und P² durch Leitungen unmittelbar mit den Leitungen w und w¹ verbunden sind, während die Sekundärwindungen S durch Leitungen w^% mit einer elektrischen Glühlampe L verbunden sind, die unmittelbar unter

ίο der durchscheinenden Fläche D des Anzeigeinstruments angebracht ist, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß die Lampe L mit ihrer größten Helligkeit leuchtet, wenn in den Maschinen A und B Phasengleichheit herrscht, und daß der Zeiger P des schwingbaren Armes E bei seiner Schwingung zwischen eier Lampe und der beleuchteten durchscheinenden Fläche D hindurchgehen kann. Die Worte »Langsam« und »Schnell« sind in deutliehen Buchstaben auf dieser Fläche vermerkt. Diese durchscheinende Fläche ist zweckmäßig aus mattiertem. Glas hergestellt, und wegen . dieses Umstandes ist der Zeiger P nur sichtbar, wenn die Lampe L glüht.

C stellt einen Kondensator dar, der in Reihe mit der beweglichen Spule M des Systems geschaltet ist, und r einen kleinen induktionslosen Widerstand, um dem durch die bewegliche Spule fließenden Strom eine Phasenver-Schiebung von 90° mit Vorauseilung vor der Phase in dem Stromkreis der Feldspule zu erteilen, wenn die elektromagnetischen Kräfte, die in den Stromkreisen der beweglichen und der Feldspule wirken, dieselbe Phase und Frequenz haben. Dieser kleine induktionslose Widerstand wird nur angewendet, wenn dieser Phasenverschiebungswinkel genügend größer als 90 ° ist,, um einen sichtbaren Fehler zu verursachen. Es ist klar, daß, wenn die beiden Maschinen A und Z? in Phasenübereinstimmung sind, keine Drehkraft auf die bewegliche Spule M wirkt und der Zeiger deshalb unter dem Einfluß der oben erwähnten Spiralfedern sich in seine Mittelstellung einstellen wird.

Wie bereits erwähnt, glüht die Lampe L in diesem Falle mit ihrer größten Helligkeit. Sofern die Maschinen außer Phasengleichheit kommen, wird der Zeiger E nach der einen oder nach der anderen Seite abgelenkt, je nachdem eine der Maschinen in der Phase vorauseilt. Wenn die Maschinen in den Phasen entgegengesetzt sind, wird der Zeiger P natürlich in der Mittel- oder Normalstellung stehen, aber die Lampe wird unter dieser Bedingung nicht leuchten, und der Zeiger kann deshalb nicht gesehen werden.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 sei angenommen, daß F¹ die momentane Spannung des Generators A und des durch die FeIdspulen des Anzeigeinstruments fließenden Stromes darstellt. F² gebe die momentane Spannung von B und I² den momentanen Wert des durch die bewegliche Spule M fließenden Stromes an. Man hat jetzt nur die Phasenverhältnisse von A und B zu betrachten; hiernach kann man der Einfachheit halber F¹ als stillstehend ansehen, während F² mit einer Frequenz umläuft, die gleich der Differenz der Frequenzen der Maschinen A und B ist, und zwar in der einen oder in der anderen Richtung, je nachdem die eine oder die andere Frequenz größer ist. Die Lampe L ist so angeschlossen, daß, wenn F¹ und F² gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind, der durch die Lampe hindurchgehende Strom gleich Null ist; , dies ist der Fall, wenn der Vektor F² bei D¹ ist. Die Lampenspannung erreicht ihr Maximum, wenn F² bei L¹ ist. Da die in der Lampe L wirksame elektromotorische Kraft der Resultierenden aus F¹ und F² proportional ist, so nimmt diese elektromotorische Kraft allmählich in dem Maße zu, wie F² in einer von beiden Richtungen von D¹ nach L¹ sich bewegt. Die Anzeigevorrichtung ist so ausgeführt, daß, wenn F² bei M¹ oder N¹ ist, die in der Lampe wirkende elektromotorische Kraft annähernd solche Größe hat, daß jede weitere Zunahme das sichtbare Glühen der Lampe veranlaßt. Unter diesen Bedingungen ist die Lampe im wesentlichen dunkel, während F² über die schraffierte Fläche wandert, und in entsprechendem Maße leuchtend, während F² sich über der weißen Fläche bewegt. Wenn F² bei N¹ ist, sind J¹ und J² in Phasengleichheit, und der Zeiger wird sich in der einen oder der anderen äußersten Endstellung seiner Schwingung befinden, und zwar je nach der Verbindung der beweglichen Spule M mit den Leitungen w¹. Wenn F² in der durch den Pfeil in Fig. 2 angezeigten Richtung wandert, bewegt sich der Zeiger P unter der durchscheinenden Fläche D (Fig. 1) von rechts nach links, wobei er die mittlere oder Normalstellung erreicht, wenn F¹ und F² in Phasengleichheit sind, und F² wird sich alsdann nach M¹ (Fig. 2) weiterbewegen. Etwa an dieser Stelle wird die Lampe dunkel und verbleibt in diesem Zustande, bis F² ungefähr nach N¹ fortgeschritten ist, wobei der Zeiger P wieder am äußeren rechten Ende der durchscheinenden Fläche sich befindet und am Beginne eines ähnlichen Zyklus ist. Wenn F² sich in entgegengesetzter Richtung bewegt, könnte der Zeiger P nur als in umgekehrter Richtung sich bewegend gesehen werden. Damit der Zeiger bei allen vorkommenden Spannungen oder Frequenzen sich über die ganze Länge der durchscheinenden Fläche bewegt, ist die Vorrichtung so eingestellt, daß dieser Zeiger bei der niedrigsten Spannung und Frequenz sich über die ganze Länge der durchscheinenden Platte bewegt. Eine größere

Schwingung unter anderen Bedingungen wird entweder durch Pufferfedern, die an den entgegengesetzten Enden der Schwingungsbahn des Zeigers in bekannter Weise angebracht sind, verhindert, oder sie ist dem Blick entzogen, indem sie unter dem Gehäuse oder dem Deckel der Vorrichtung vor sich geht.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Form der Synchronisiervorrichtung beschränkt,

ίο sondern kann in den Einzelheiten abgeändert werden. Beispielsweise kann der Kondensator C durch eine Induktionsspule ersetzt sein, und jede dieser Anordnungen kann, wenn dies vorgezogen wird, in den Stromkreis der Feldspulen verlegt sein. Das Elektrodynamometer kann durch eine elektrostatische Vorrichtung oder eine gleichwertige elektromotorische Vorrichtung ersetzt sein. Zwei besondere Transformatoren können auch den einzigen gezeichneten Transformator ersetzen. Die Stromkreise der beweglichen und der festen Spule können in anderer Weise angeordnet und verbunden werden, wenn nur die Bedingung erfüllt wird, daß der bewegliche Teil des Frequenzzeigers dann von der Lampe hell beleuchtet wird, wenn er stillsteht.

Claims

Patent-An Sprüche:

1. Vorrichtung zum Anzeigen des Synchronismus parallel zu schaltender Wechselstromerzeuger, bei der zum Anzeigen der Phasengleichheit eine elektrische Lampe und zur Bestimmung der Frequenzverhältnisse ein Zeigerinstrument angewendet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlampe über der Mittelstellung des Zeigers des die Frequenzgleichheit anzeigenden Instruments angebracht und von den parallel zu schaltenden Maschinen derart beeinflußt wird, daß sie den Zeiger in seiner Mittelstellung hell beleuchtet und je nach dem Sinne des Frequenzunterschiedes die Schwingbewegung des Zeigers immer nur in einem oder im anderen Sinne sichtbar macht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Anzeigevorrichtungen hinter einer durchscheinenden Fläche in bezug aufeinander in solcher Weise angeordnet sind, daß die Bewegung des Zeigers erst beim Leuchten der Glühlampe nach und nach deutlicher sichtbar wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.