DE279453C

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Publication number: DE279453C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

KLASSEGREAT

GRUPPEGROUP

ALLGEMEINE ELEKTRICITÄTS-GESELLSCHAFT in BERLIN.GENERAL ELECTRICITY SOCIETY in BERLIN.

Einrichtung zur selbsttätigen Aufrechterhaltung von Phasengleichheit der Ströme parallel geschalteter Wechselstrommaschinen mittels für jede Maschine vorgesehener phasenempfindlicher, auf die Erregung der Maschine einwirkender Geräte.Device for the automatic maintenance of phase equality of the currents in parallel switched AC machines by means of phase-sensitive, Devices affecting the excitation of the machine.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 5. Mai 1912 ab.Patented in the German Empire on May 5, 1912.

In der Patentschrift 69159 ist ein Verfahren zur Verhütung des Außertrittfallens parallel geschalteter Wechselstromerzeuger beschrieben, gemäß welchem die Stärke der getrennt erregten Felder der Maschinen durch in die einzelnen Maschinenstromkreise geschaltete, den wattlosen Strom anzeigende Phasenzeiger so geregelt wird, daß die Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung bei allen Maschinen die gleiche ist. Zu diesem Zwecke werden beispielsweise die etwa als Drehstrommotoren ausgebildeten Phasenzeiger mit den die Erregung der einzelnen Maschinen beeinflussenden Widerstandskurbeln gekuppelt. Um diese Einrichtung zur selbsttätigen Regelung bei induktiver Netzbelastung geeignet zu machen, empfiehlt es sich, gemäß dem Vorschlage von Doliv.o-Dobrowolsky in der E. T. Z. 1894, S. 350ff., sämtlichen Phasenzeigern eine gemeinsame Vorschaltspule zu geben, die mit einem einstellbaren Betrag an Selbstinduktion versehen ist, um bei induktiver (Motoren-) Belastung des Kraftwerkes die Phasenzeiger auf Null zu bringen, so daß sie also nur die zwischen den Maschinen auftretenden Phasenunterschiede (Ausgleichsströme) anzeigen. In the patent specification 69159 a method for preventing falling out of step is parallel switched alternator described, according to which the strength of the separately excited Fields of the machines through the wattless ones switched into the individual machine circuits Current indicating phase phasor is controlled so that the phase shift between Current and voltage is the same on all machines. For this purpose, for example the phase indicator, designed as a three-phase motor, with the excitation of the individual machines influencing resistance cranks coupled. To this facility to make it suitable for automatic control in case of inductive network load, recommends it itself, according to Doliv.o-Dobrowolsky's suggestion in E. T. Z. 1894, p. 350ff., all phase indicators have a common ballast coil to give, which is provided with an adjustable amount of self-induction in order to with to bring the phase indicators to zero due to inductive (motor) load on the power plant, so that they only show the phase differences (equalizing currents) occurring between the machines.

Die vorliegende Erfindung besteht in einer Einrichtung zur selbsttätigen Aufrechterhaltung von Phasengleicheit der Ströme parallel geschalteter Wechselstrommaschinen, bei welcher ebenfalls wie bei der erwähnten bekannten Anordnung für jede Maschine phasenempfindliche Geräte vorgesehen sind, welche dazu benutzt werden, auf die Erregung der zugehörigen Maschine einzuwirken. Die Einrichtung ist jedoch im vorliegenden Falle so getroffen, daß in den zu jeder Maschine gehörigen phasenemfindlichen Geräten, die vom Leistungsfaktor des Netzes unabhängig sind, die jeweilige Phasendifferenz zwischen dem bei Phasenungleichheit zwischen der zugehörigen Maschine und den übrigen Maschinen bzw. einem Teil derselben fließenden — gewissermaßen herausgeschälten — Ausgleichsstrom einerseits und einem anderen, gleichfalls von der Spannung bzw. vom Leistungsfaktor des Netzes unabhängigen Strom, z. B. dem betreffenden Maschinenstrom, andererseits zur Wirkung kommt. 'The present invention resides in an automatic maintenance device of the phase equality of the currents of alternating current machines connected in parallel, in which also phase-sensitive for each machine, as in the known arrangement mentioned Devices are provided, which are used to excite the associated machine to act. However, the device is made in the present case that in the Phase-sensitive devices belonging to each machine, which depend on the power factor of the Network are independent, the respective phase difference between the phase imbalance between the associated machine and the other machines or a part of them flowing - to a certain extent peeled off - equalizing current on the one hand and another, also independent of the voltage or the power factor of the network, z. B. the relevant machine current, on the other hand comes into effect. '

Solange die phasenempfindlichen Geräte ein Drehmoment haben, wird diese Kraftwirkung zur Beeinflussung der Erregung der zugehörigen Maschinen in solchem Sinne benutzt, daß der Ausgleichsstrom zwischen den parallel geschalteten Maschinen verschwindet, d. h. also, daß die parallel geschalteten Wechselströmmaschinen wieder auf übereinstimmende Strom phase abgeglichen werden. Das Drehmoment in den phasenempfindlichen Geräten kann bekanntlich nur dann zustande kommen, wenn ' ihre beiden Spulensysteme gleichzeitig von Strom durchflossen werden und diese beiden Ströme untereinander verschiedene Phasen haben. Die Zeichnung. zeigt einige Ausführungsbeispiele. As long as the phase-sensitive devices have a torque, this force will act used to influence the excitation of the associated machines in such a way that the The equalizing current between the machines connected in parallel disappears, i.e. H. so, that the parallel-connected alternating current machines again on matching current phase can be adjusted. The torque in the phase sensitive devices can be known only come about when 'their two coil systems are flowed through at the same time by current and these two Currents have different phases among each other. The drawing. shows some embodiments.

Fig. ι zeigt beispielsweise eine Schaltanordnung für drei parallel arbeitende Ein- oder Mehr-Fig. Ι shows, for example, a switching arrangement for three single or multiple working

phasenmaschinen. In entsprechende Phasen der einzelnen, selbst nicht eingezeichneten, . durch die Bezugszeichen I, II, III angedeuteten Maschinen sind in bekannter Weise die Stromwandler ι, 2, 3 eingebaut. Die vollständige Schaltung ist in Fig. 13 dargestellt. Erfindungsgemäß sind die Sekundärwicklungen dieser Stromwandler einerseits über gleichartige Widerstände w zu je einem Stromkreise k geschlossen und andererseits durch Ausgleichsleitungen 4 und 5 untereinander parallel geschaltet. Jeder Maschine ist ein phasenempfmdliehes Gerät zugeordnet, welches je zwei Spulensysteme besitzt, von denen das eine α in eine der Verbindungsleiturigen zu den Ausgleichsleitungen eingeschaltet ist, während das zweite Spulensystem b an irgendeiner Stelle in dem Stromkreis k angeordnet ist. Bei der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung sind die Spulen-Systeme b zwischen die Sekundärwicklung des Transformators und eine der zu den Ausgleichsleitungen führenden Verbindungsleitungen eingeschaltet, während bei der Anordnung nach Fig. 2 die Spulensysteme b erst hinter der Abzweigung der Verbindungsleitungen in Reihe mit den Widerständen w eingeschaltet sind. Die Widerstände w können je nach den Umständen induktionsfrei oder induktiv sein. Auch können gegebenenfalls, wie in Fig. 3 dargestellt ist, diese Widerstände w durch die Spulensysteme b ersetzt werden, sofern diese genügend Widerstand besitzen.phase machines. In corresponding phases of the individual, even not shown,. Machines indicated by the reference symbols I, II, III are installed in a known manner, the current transformers ι, 2, 3. The complete circuit is shown in FIG. According to the invention, the secondary windings of these current transformers are on the one hand closed via resistors w of the same type to form a circuit k each and on the other hand are connected in parallel with one another by compensating lines 4 and 5. Each machine is assigned a phasenempfmdliehes apparatus having two coil systems, one of which α is turned in one of the Verbindungsleiturigen to the bonding lines, while the second coil system b at any point in the circuit disposed k. In the illustrated in Fig. 1 circuit arrangement, the coil systems are b connected between the secondary winding of the transformer and one of the lines leading to the compensating lines connecting lines, whereas in the arrangement of Fig. 2, the coil systems b until after the branch of the connecting lines in series with the Resistors w are switched on. The resistors w can be induction-free or inductive, depending on the circumstances. If necessary, as shown in FIG. 3, these resistors w can also be replaced by the coil systems b , provided they have sufficient resistance.

Wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, lassen sich die Spulensysteme α auch auf die zwei von jeder Maschine zu den Ausgleichsleitungen 4 und 5 führenden Verbindungsleitungen verteilen, so daß die phasenempfindlichen Geräte für jede Maschine unter Einwirkung von Spulensystemen a¹, «² und b stehen.As can be seen from Fig. 4, the coil systems α can also be distributed over the two connecting lines leading from each machine to the compensating lines 4 and 5, so that the phase-sensitive devices for each machine under the influence of coil systems a ¹ , « ² and b stand.

Anstatt die Ströme der einzelnen Maschinen über Transformatoren in den phasenemfindlichen Geräten zur Wirkung zu bringen, kann man auch in entsprechende Leitungen der Maschine induktive oder induktionslose Widerstände einbauen und von diesen Widerständen die entsprechenden Abzweigungen für die Spulensysteme α und b vornehmen. Eine Ausführungsform hierfür ist beispielsweise in Fig. 5 dargestellt, wobei diese Widerstände mit r bezeichnet sind.Instead of bringing the currents of the individual machines into effect via transformers in the phase-sensitive devices, inductive or non-inductive resistors can also be installed in the corresponding lines of the machine and the corresponding branches for the coil systems α and b can be made from these resistors. An embodiment for this is shown, for example, in FIG. 5, these resistors being denoted by r.

Es sei noch erwähnt, daß jede der Ausgleichsleitungen 4 und 5 zu einem Punkte zusammen-' schrumpfen kann. Dies ergibt sich beispielsweise aus Fig. 6, in der die einzelnen Verbindungsleitungen, in denen die Spulensysteme a untergebracht sind, in einem Punkte 6 vereinigt werden.It should also be mentioned that each of the compensating lines 4 and 5 can shrink to one point. This results, for example, from FIG. 6, in which the individual connecting lines in which the coil systems a are accommodated are combined in one point 6.

Die beiden Spulensysteme α und b kann man beispielsweise gemäß Fig. 7 auf eine Ferrarisscheibe wirken lassen. Derartige Apparate sind ebenso wie ihre Wirkungsweise an sich allgemein bekannt. Solange die Ströme in den Spulensystemen α und b die gleiche Phase besitzen oder solange in einem. dieser Systeme kein Strom fließt, bleibt die Ferrarisscheibe 7 in der durch die Gegenkraft, z. B. die Feder 8, vorgeschriebenen Lage. Sobald dagegen eine Phasendifferenz zwischen den durch die Systeme α und b fließenden Strömen auftritt, wird die Richtkraft der Feder 8 oder eines Gewichtes überwunden und die Scheibe 7 nach der einen oder anderen Richtung gedreht. Diese Drehung läßt sich für die Regelung der zugehörigen Maschine auf die verschiedenste Art in an sich bekannter Weise benutzen. Beispielsweise kann durch einen mit der Scheibe verbundenen Kontakthebel 11 entweder ein Stromkreis 9 oder 10 geschlossen werden, wodurch z. B. ein Servomotor (m in Fig. 13) in dem einen oder anderen Sinne in Bewegung gesetzt und der Erregerstrom der Maschine, z. B. durch einen Regelungswiderstand (t- in Fig. 13), beeinflußt wird. Auch kann durch die Kontaktgebung unmittelbar Widerstand im Erregerstromkreis ein- oder ausgeschaltet werden. Ferner ist es unter Umständen auch möglich, die Bewegung dieser Ferrarisscheibe unmittelbar auf den Kern der Spannungsspule eines Reglers, z. B. eines Tirrillreglers, wirken zu lassen, dessen Gleichgewichtslage hierdurch verändert wird, und zwar so lange, bis der in dem Spulensystem α fließende Ausgleichsstrom wieder verschwunden ist.The two coil systems α and b can be made to act on a Ferrari disk, for example, as shown in FIG. Such apparatus, as well as their mode of operation, are generally known per se. As long as the currents in the coil systems α and b have the same phase or as long as in one. In these systems no current flows, the Ferraris disc 7 remains in the position caused by the opposing force, e.g. B. the spring 8, prescribed position. On the other hand, as soon as a phase difference occurs between the currents flowing through the systems α and b , the directional force of the spring 8 or a weight is overcome and the disk 7 is rotated in one direction or the other. This rotation can be used for the regulation of the associated machine in the most varied of ways in a manner known per se. For example, either a circuit 9 or 10 can be closed by a contact lever 11 connected to the disk, whereby z. B. a servomotor (m in Fig. 13) is set in motion in one sense or the other and the excitation current of the machine, e.g. B. by a control resistor (t- in Fig. 13) is influenced. Resistance in the excitation circuit can also be switched on or off directly by making contact. Furthermore, it is also possible under certain circumstances, the movement of this Ferrari disk directly on the core of the voltage coil of a regulator, z. B. a Tirrill regulator to act, the equilibrium position is changed as a result, until the equalizing current flowing in the coil system α has disappeared again.

Eine andere Anordnung gemäß vorliegender Erfindung ist in Fig. 8 dargestellt. In diesem Falle sind die Sekundärspulen s der Stromwandler, welche in den entsprechenden Phasen der einzelnen Maschinen I, II, III... liegen, in Reihenschaltung zu einem geschlossenen Stromkreis verbunden, im Schaltungsschema also polygonartig. Ferner sind entsprechende Widerstände w, welche gleich und gleichartig sind, ebenfalls polygonartig in Reiherischaltung zu einem geschlossenen Stromkreis verbunden. Zwischen den einzelnen Sekundärwicklungen s und Widerständen w sind Verbindungsleitungen angeordnet, in denen die bereits oben genannten Spulensysteme α eingeschaltet sind. Die zugehörigen Spulensysteme b sind in Reihe mit den Sekundärwicklungen der Maschinenstromwandler geschaltet. Die Wirkungsweise ist die gleiche, wie früher beschrieben.Another arrangement in accordance with the present invention is shown in FIG. In this case, the secondary coils s of the current transformers, which are in the corresponding phases of the individual machines I, II, III ..., are connected in series to form a closed circuit, i.e. polygon-like in the circuit diagram. Furthermore, corresponding resistors w, which are identical and of the same type, are also connected in a polygon-like manner in series to form a closed circuit. Connecting lines are arranged between the individual secondary windings s and resistors w , in which the coil systems α already mentioned above are switched on. The associated coil systems b are connected in series with the secondary windings of the machine current transformers. The mode of operation is the same as described earlier.

Fig. 9 stellt eine Abänderung der Schaltung gemäß Fig. 8 dar. An Stelle der Widerstände w sind in diesem Falle die Spulensysteme α gesetzt. Fig. 14 zeigt die zugehörige vollständige Zeichnung. Wie sich aus den bekannten Gesetzen der Stromverteilung leicht ergibt, fließt hier in j edem Spulensystem α ein Strom, welcher proportional ist zur Differenz zwischen dem die betreffende Maschine wirklich durchfließenden Strome und demjenigen Strome, den sie bei gleicher Belastung aller Maschinen zu liefern hätte, alsoFIG. 9 shows a modification of the circuit according to FIG. 8. In this case, the coil systems α are set in place of the resistors w. 14 shows the associated complete drawing. As can easily be seen from the well-known laws of current distribution, a current flows in each coil system α which is proportional to the difference between the current actually flowing through the machine in question and the current that it would have to deliver with the same load on all machines, i.e.

proportional dem Strome, welcher von dieser Maschine zu den übrigen fließt. Fig. io, ii und 12 zeigen weitere Ausführungsformen der Erfindung. Hierbei sind die Ecken des Polygons der Sekundärwicklungen mit einer offenen Ausgleichsleitung 12 (Fig. io), mit einer in sich geschlossenen Ringleitung 14 (Fig. 11) oder mit einem. Ausgleichspunkt 13 (Fig. 12) verbunden, wobei die Spulensysteme α der phasenempfindliehen Geräte jeder Maschine in die betreffenden Verbindungsleitungen eingeschaltet sind, während die zweiten Spulensysteme b in Reihe mit den Sekundärwicklungen s der Stromwandler liegen.proportional to the current that flows from this machine to the others. Figs. Io, ii and 12 show further embodiments of the invention. Here are the corners of the polygon of the secondary windings with an open compensating line 12 (Fig. 10), with a closed ring line 14 (Fig. 11) or with a. Compensation point 13 (Fig. 12) connected, the coil systems α of the phase-sensitive devices of each machine are switched into the relevant connecting lines, while the second coil systems b are in series with the secondary windings s of the current transformers.

Claims

Patent-to sayings:

1. Device for the automatic maintenance of phase equality of the currents AC machines connected in parallel by means of phase-sensitive, on the excitation of the machine acting devices, characterized in that in each of these devices one phase difference independent of the power factor of the network and only caused by the phase imbalance of the machines between a occurring, between the machine in question and the other machines or a part the same flowing equalizing current and another, likewise from the voltage or the power factor of the network independent, z. B. from the machine in question derived current is brought into effect.

2. Embodiment according to claim 1, characterized in that the secondary windings of the current transformers lying in corresponding phases of the machines are firstly closed via resistors (w) to form circuits (k) and secondly by equalizing lines (4 and 5) are connected in parallel with one another, one The coil system (α) of the phase-sensitive device for each machine is connected to the connection line leading to the compensating lines, while the second coil system (b ) is inserted at any point in the circuits (A) that is the same for all machines.

3. Embodiment according to claim 1, characterized in that the secondary windings of the current transformers lying in corresponding phases of the machines as well as an equal number of identical and similar resistors (w) are connected one behind the other to form a closed polygon, the corresponding corners of which are interconnected by connecting lines are bridged, one coil system (a) of the phase-sensitive device for each machine in the associated connecting line and the second coil system (b) is connected in series with the relevant secondary winding of the machine current transformer.

4. Embodiment according to claim 1 or the sub-claims, characterized in that that as resistors in the secondary circuits, the coil systems lying in these the phase-sensitive devices themselves.

5. Embodiment according to claim 1, in which the secondary windings of the current transformers lying in corresponding phases of the machines are combined one behind the other to form a polygon, characterized in that the corners of the polygon are connected to a compensation line or a compensation point, the first coil systems («) the phase-sensitive devices of the machines are switched on at the corresponding points on the connection lines, while the second coil systems (b) are in series with the secondary windings of the current transformers.

1 sheet of drawings.