DE424961C

DE424961C - Device for the automatic restoration of synchronism of synchronous phase converters that have fallen out of step

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Publication number: DE424961C
Application number: DEK89861D
Authority: DE
Original assignee: KALMAN VON KANDO DIPL ING
Current assignee: KALMAN VON KANDO DIPL ING
Priority date: 1924-06-08
Filing date: 1924-06-08
Publication date: 1926-02-08

Description

Einrichtung zur selbsttätigen Wiederherstellung des Synchronismus von außer Schritt gefallenen Synchronphasenumformern. Bei Anlagen, inbesondere bei Eisenbahnfahrzeugen, die aus einem Stromnetz durch Vermittlung eines Phasenumformers gespeist «erden, hat das zeitweilige Ausbleiben oder Unterbrechen des Stromes oder eine plötzliche Überlastung der Motoren bzw. des Phaseniunforiners zur Folge, daß der Phasenumforiner aus der Phase fällt.Device for the automatic restoration of synchronism of out of step synchronous phase converters. With systems, especially with Railway vehicles coming from an electricity network through the intermediary of a phase converter fed «has the temporary absence or interruption of the current or a sudden overload of the motors or of the phase information iner that the phase converter falls out of phase.

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung, die den Synchronismus des Phasenumformers wiederherstellt, wenn derselbe aus der Phase gefallen, oder den Phasenumformer wieder anläßt, wenn dieser ganz zum Stillstand gekommen ist.The invention relates to a device that the synchronism of the Phase converter recovers if it has fallen out of phase, or the The phase converter starts up again when it has come to a complete standstill.

Die Phasenumformer besitzen die Eigenschaft, daß, nachdem sie aus der Phase gefallen sind, die Umlaufsgeschwindigkeit derselben in unbelastetem Zustande nur sehr langsam abnimmt, so daß der Phasenumformer selbst nach mehreren Minuten noch eine genügend hohe Umlaufsgeschwindigkeit besitzt, um ohne besondere Anlaßvorrichtungen wieder in Phase gebracht «-erden zu können, wenn er einfach wieder Anschluß an das -Netz erhält. Das Wiederanschalten an das Netz ist ohne Stromstoß möglich, wenn die Synchronphasenuinformer zwecks Ermöglichung der von der Primärspannung unabhängigen Reglung der Sekundärspannung mit einer besonders hohen inneren Selbstinduktion ausgeführt werden.The phase converters have the property that after they are out the phase have fallen, the speed of rotation of the same in the unloaded state decreases only very slowly, so that the phase converter even after several minutes still has a high enough rotational speed to be able to use without special starting devices brought back into phase "- to be able to earth if he simply reconnects with the -Net receives. Reconnection to the mains is possible without a power surge if the synchronous phase shaper to enable the independent of the primary voltage Regulation of the secondary voltage carried out with a particularly high internal self-induction will.

Bei der Erfindung kommt es darauf an, daß der Sekundärstromkreis des Phasenumformers derart mit einem einerseits unter die Wirkung eines die primäre Leistung des Phasenumformers messenden Wattmessers und anderseits unter die entgegengesetzte Wirkung eines die sekundäre Leistung des Phasenumformers messenden Wattmessers gestellten selbsttätigen Ausschalter ausgerüstet ist, daß beim Überwiegen der Wirkung des die sekundäre Leistung messenden Wattmessers der Ausschalter ausgelöst wird.In the invention, it is important that the secondary circuit of the Phase converter such with a one hand under the effect of a the primary power of the phase converter measuring wattmeter and on the other hand below the opposite effect of one measuring the secondary power of the phase converter Wattmeter provided automatic off switch is equipped that when predominating the effect of the wattmeter measuring the secondary power, the circuit breaker is triggered will.

Infolge dieser Einrichtung wirkt die Steuerung des Ausschalters sowohl im Falle der Stromaufnahme des Motors als auch dann, wenn der Motor Strom in das Netz liefert, und auch während des Überganges zwischen diesen beiden Arbeitsweisen stets in gleichem Sinne. .As a result of this facility, the control of the circuit breaker acts both in the case of the current consumption of the motor as well as when the motor current into the Netz supplies, and also during the transition between these two working methods always in the same sense. .

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung schematisch dargestellt. T ist die Arbeitsleitung, aus welcher die Primärwicklung LTp des Phasenumformers gespeist wird, dessen Sekundärwicklung Us den Induktionsmotor M versorgt. Die umlaufende Erregerwicklung des Phasenumformers sowie die Erregermaschine desselben ist in der Zeichnung der Einfachheit halber nicht dargestellt. Im sekundären Stromkreis des Phasenumformers ist ein selbsttätiger Ausschalter J angeordnet, der durch eine Sperrung a gegen die Feder d in der geschlossenen Stellung gehalten wird. Die Sperrung a, kann durch Erregung des Auslösemagneten r gelöst werden, der an die Stromquelle B angeschlossen ist. Der Stromkreis dieser Stromquelle wird durch den Kontakthebel f mittels des Kontaktes h beherrscht. Der Kontakthebel f steht unter der Wirkung zweier Wattmesser W, und von denen der erstere in den Stromkreis der Primärwicklung U p des Phasenumformers und der zweite in den Stromkreis der Sekundärwicklung [rs des Phasenumformers geschaltet ist. Die beiden Wattmesser LT', und W, sind derart angeordnet, daß sie auf den Steuerhebel f in entgegengesetztem Sinne wirken. Im normalen Betriebe ist mit Rücksicht auf die im Phasenumformer auftretenden Verluste die Primärleistung höher als die sekundäre Leistung, so daß die Wirkung des Wattmessers W, diejenige des Wattmessers TJJ= überwiegt, also der Kontakt h in diesem Zustande unterbrochen ist. Erfährt die Stromzufuhr aus irgendeinem Grunde eine Unterbrechung oder aber fällt der Phasenumformer aus der Phase, so bleibt die Energieaufnahme des Umformers gleichfalls aus und in beiden Fällen wird der Wattinesser W, wirkungslos, so daß die nunmehr alleinige oder überwiegende Kraft des Wattinessers ff,, den Steuerhebel f in dem Sinne ausschwingt, daß der Kontakt h geschlossen und der Auslösemagnet r erregt wird, so daß der ausgelöste Schalter J den Motor H abschaltet. Wenn das Abschalten des %Totors M genügend schnell nach der eingetretenen Unterbrechung des Primärstromes bzw. nachdem der Phasenumformer aus der Phase gefallen ist, erfolgt, so besitzt der Phasenumformer eine genügende Umlaufsgeschwindigkeit, um seine Umlaufszahl von selbst wieder so weit zu steigern, daß der Umformer unter Strom abermals in Phase kommt. Der Motor kann nunmehr wieder eingeschaltet werden.In the drawing, an embodiment of the device is shown schematically. T is the working line from which the primary winding LTp of the phase converter, whose secondary winding Us supplies the induction motor M, is fed. The circulating excitation winding of the phase converter and the excitation machine of the same are not shown in the drawing for the sake of simplicity. In the secondary circuit of the phase converter, an automatic circuit breaker J is arranged, which is held in the closed position by a lock a against the spring d. The blocking a can be released by energizing the release magnet r, which is connected to the current source B. The circuit of this power source is controlled by the contact lever f by means of the contact h. The contact lever f is under the action of two watt meters W, of which the former is connected to the circuit of the primary winding U p of the phase converter and the second to the circuit of the secondary winding [rs of the phase converter. The two watt meters LT 'and W are arranged in such a way that they act in opposite directions on the control lever f. In normal operation, with regard to the losses occurring in the phase converter, the primary power is higher than the secondary power, so that the effect of the wattmeter W prevails over that of the wattmeter TJJ =, i.e. the contact h is interrupted in this state. If the power supply is interrupted for any reason or if the phase converter falls out of phase, the converter also does not consume energy and in both cases the wattinesser W is ineffective, so that the now sole or predominant force of the wattinesser ff ,, den Control lever f swings out in the sense that the contact h is closed and the release magnet r is excited, so that the released switch J switches the motor H off. If the% Totors M is switched off sufficiently quickly after the interruption of the primary current or after the phase converter has fallen out of phase, the phase converter has a sufficient rotational speed to increase its number of revolutions by itself so far that the converter comes into phase again under power. The motor can now be switched on again.

Um aber den Synchronismus des Phasenumformers auch dann selbsttätig wieder herzustellen, wenn die Unterbrechung der primären Stromaufnahme so lange gedauert hat, claß die Umlaufsgeschwindigkeit auch im unbelasteten Zustande des Phasenumformers nicht mehr genügt, um diesen von selbst auf den Synchronismus zurückzubringen, benützt man einen mit der Auslösung des selbsttätigen Ausschalters des sekundären Stromkreises gleichzeitig eingerückten selbsttätigen Anlaßschalter für den Phasenumformer. Gemäß der Zeichnung besteht dieser Schalter aus einem Schalter K, der einerseits unter dieWirkung -einer Feder q gesetzt und anderseits mit einer dieser entgegenwirkenden, durch die selbsttätige Ausschalteinrichtung des sekundären Stromkreises des Phasenumformers beherrschten Einrückvorrichtung gestellt ist. Diese letztere besteht gemäß der Zeichnung beispielsweise aus einem in den Stromkreis der Stromquelle B liegenden Elektromagneten S. Der Anlaßschalter K ist ferner mit einem Zweischritthemmwerk E ausgerüstet, welches durch einen von der sekundären Spannung des Phasenumformers beherrschten, der Feder t entgegenwirkenden Elektromagneten -z, gesteuert wird, in dessen Erregerstromkreis der in der Mittelstellung II des Anlaßschalters K durch diesen unterbrochenen Kontakt N angeordnet ist. Dieses Zweischritthemmwerk besteht beim dargestellten Beispiel aus einer um den Zapfen iz schwingenden und mit zwei Zähnen e, und e. versehenen Klinke E, die durch die Feder t in der gezeichneten Lage gehalten wird. Dieser Feder t wirkt der von der sekundären Spannung des Phasenumformers gespeiste Elektromagnet v entgegen, der nur dann erregt wird, wenn der Umformer schon nahe zum Svnchronismus ist. Beim Auslösen des Ausschalters J und Abschalten des Motors wird gleichzeitig mit dem Auslösernagneten r der Eindrückmagnet S des Anlaßschalters K erregt und bringt den Anlaßschalter in die Stellung I, in welcher derselbe durch den Zahn e, der Klinke E festgehalten wird. In der Stellung I schaltet der Anlaßschalter K den nicht dargestellten Erregerstromkreis des Phasenumformers aus und schaltet den Anlaßmotor oder die Kunstphase des Phasenumformers ein, wodurch der Phasenumformer auch dann angelassen bzw. bis auf den Synchronismus beschleunigt wird, wenn derselbe bereits zum vollen Stillstand gelangt sein sollte. Knapp bevor der Phasenumformer seine synchrone Umlaufszahl erreicht hat, steigt die sekundäre Spannung des Phasenumformers plötzlich stark an, so daß der Elektromagnet v erregt wird und die Klinke F_ entgegen der Feder t dreht und infolgedessen der Zahn e. den Anlaßschalter K freigibt. Da infolge der Zunahme der primären Wattaufnahme des Phasenumformer: die Wirkung des Wattmessers W, überwiegend geworden und der Kontakt 1c unterbrochen worden ist, so hat auch der Einrückmagnet S seine Erregung verloren, so daß die Feder q den Anlaßschalter K in die durch den Zahn e. der Klinke E begrenzte Stellung II bringt.But to ensure the synchronism of the phase converter then also automatically restore if the interruption of the primary power consumption for so long has lasted, the speed of rotation even in the unloaded state of the Phase converter is no longer sufficient to bring it back to synchronism by itself, if you use one with the triggering of the automatic switch of the secondary Circuit simultaneously engaged automatic starter switch for the phase converter. According to the drawing, this switch consists of a switch K, on the one hand placed under the action of a spring q and on the other hand with one of these counteracting, by the automatic switch-off device of the secondary circuit of the phase converter controlled engagement device is placed. The latter consists according to the drawing for example from a lying in the circuit of the power source B electromagnet S. The starter switch K is also equipped with a two-step inhibitor E, which by one of the secondary tension of the phase converter, the spring t counteracting electromagnet -z, is controlled in its excitation circuit in the middle position II of the starter switch K by this interrupted contact N is arranged. This two-step inhibitor exists in the example shown from a swinging around the pin iz and with two teeth e, and e. provided Pawl E, which is held in the position shown by the spring t. This feather The electromagnet fed by the secondary voltage of the phase converter acts v, which is only excited when the converter is already close to synchronism is. When the circuit breaker J is triggered and the motor is switched off, at the same time with the trigger magnet r, the push-in magnet S of the starter switch K is energized and brings the starter switch to position I, in which the same by the tooth e, the latch E is held. In the position I, the starter switch K switches the excitation circuit not shown of the phase converter from and switches on the starter motor or the artificial phase of the phase converter, whereby the Phase converter also started or accelerated to synchronism if the same should have already come to a complete standstill. Almost before the phase converter has reached its synchronous number of revolutions, the secondary increases The voltage of the phase converter suddenly rises sharply, so that the electromagnet v is excited and the pawl F_ rotates against the spring t and consequently the tooth e. the starter switch K releases. Since, as a result of the increase in the primary wattage of the Phase converter: the action of the wattmeter W, become predominant and the contact 1c has been interrupted, the engagement magnet S has also lost its excitation, so that the spring q the starter switch K in the by the tooth e. the latch E limited Position II brings.

In dieser Stellung des Schalters K schaltet dieser die Anlaßvorrichtung des' Phasenumformers wieder aus, so daß der Umformer als Einphaseninduktionsmotor weiterläuft. Gleichzeitig wird beim Kontakt -- die Stromzuführung des Magneten v unterbrochen, wodurch die infolge ihrer Massenträgheit langsam schwingende Klinke E wieder in die gezeichnete Stellung zurückschwingen kann, in «elcher der Zahn e., den Anlaßschalter K freigibt, so daß dieser durch die Feder q in die Ruhestellung III gebracht wird. In dieser Stellung des Anlaßschalters ist die Erregung des Phasenumformers wieder eingeschaltet. Der Motor kann wieder angeschaltet werden.In this position of the switch K this switches the starting device of the 'phase converter off again, so that the converter as a single-phase induction motor continues. At the same time on contact - the power supply of the magnet v interrupted, whereby the pawl, which oscillates slowly due to its inertia E can swing back into the position shown, in which the tooth e., the starter switch K releases so that it is in the rest position by the spring q III is brought. In this position of the starter switch, the phase converter is excited switched on again. The motor can be switched on again.

Durch diese Einrichtung wird also erreicht, daß, sobald an den Klemmen der Primärwicklung des Phasenumformers eine entsprechende Spannung herrscht, der Umformer selbsttätig beschleunigt bzw., wenn er stillgestanden hat, selbsttätig angelassen wird. Der Phasenumformer wird selbsttätig in den Zustand gebracht, in dem der Motor 111 abermals eingeschaltet werden kann.By this device it is achieved that as soon as the terminals the primary winding of the phase converter has a corresponding voltage, the Converter automatically accelerates or, if it has stood still, automatically is left on. The phase converter is automatically brought into the state in which the motor 111 can be switched on again.

Verwendet man zur Geschwindigkeitsreglung des Induktionsmotors eine Polumschaltung, die auch gleichzeitig mit einer Änderung der Phasenzahl verbunden ist, so muß gleichzeitig mit der Änderung der Phasenzahl die Konstante des einen oder der beiden Wattmesser W, und TI', geändert werden. Hierzu läßt sich ein in dem Stromkreise des betreffenden Wattmessers angeordneter kegelwiderstand R verwenden, dessen Einstellcigan mit dein die Polumschaltung des Motors bewirkenden Schalter zwangläufig verbunden sein kann, so daß der Widerstand R selbsttätig auf den der jeweiligen Geschwindigkeitsstufe entsprechenden Wert eingestellt wird.If you use a to regulate the speed of the induction motor Pole switching, which is also connected at the same time with a change in the number of phases is, the constant of the one must simultaneously with the change in the number of phases or the two watt meters W, and TI ', can be changed. An in use the cone resistor R arranged in the circuit of the wattmeter in question, whose setting cigan with your pole changing of the motor causing switch can be inevitably connected, so that the resistor R automatically changes to that of the value corresponding to the respective speed level is set.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Automatic recovery facility the synchronism of out of step synchronous phase converters, thereby characterized in that the secondary circuit of the phase converter so with a on the one hand under the effect of a measuring the primary power of the phase converter Wattmeter (W,) and on the other hand under the opposite effect of one the secondary Power of the phase converter measuring wattmeter (WZ) provided automatically Off switch (I) is equipped that when the effect of the secondary predominates Power measuring wattmeter (WZ) the off switch (J) is triggered.

2. Establishment according to claim i for the automatic starting of the fallen out of the phase or for Synchronous phase converter which has come to a standstill, characterized in that the starter switch of the phase converter so under the effect of the automatic shutdown of the secondary circuit of the phase converter causing mis switch is set, that the starter switch (K) when switching off the load circuit of the phase converter is indented.

3. Device according to claim i and 2, characterized in that one of the two wattmeters dominating the automatic off switch a regulating device (R) which allows its constant to be changed is. 4 .. Device according to claim i and 2, characterized in that the starter switch of the phase converter from a multi-stage switch with one of the current consumption of the phase converter controlled inhibition (E) consists in the engagement position the starting device switches on with the excitation of the phase converter switched off, in the increase in the secondary voltage that precedes the synchronism produced middle position, however, the starting device switches off again and allows the starter switch to return to its rest position in which the excitation is switched on.