DE462366C - Regelungsvorrichtung fuer elektrische Netz- oder Generatorfrequenzen - Google Patents

Regelungsvorrichtung fuer elektrische Netz- oder Generatorfrequenzen

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DE462366C
DE462366C DEM85121D DEM0085121D DE462366C DE 462366 C DE462366 C DE 462366C DE M85121 D DEM85121 D DE M85121D DE M0085121 D DEM0085121 D DE M0085121D DE 462366 C DE462366 C DE 462366C
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    • G04HOROLOGY
    • G04CELECTROMECHANICAL CLOCKS OR WATCHES
    • G04C15/00Clocks driven by synchronous motors
    • G04C15/0063Synchronous clock systems, e.g. provided with radiolink or using transmission of alternating current via existing power distribution lines
    • G04C15/0081Automatic stabilisation of net frequency with regard to time, e.g. by comparing one of the clocks with an independent clock, means being provided for automatic compensation of disturbances

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Description

  • Regelungsvorrichtung für elektrische Netz- oder Generatorfrequenzen Die Erfindung betrifft eine Reguliervorrichtung für Netz- oder Generatorfrequenzen, von denen insbesondere elektrische Zeitmesser abhängig sind, die mittels an Starkstromnetzen angeschlossener Synchronmotore betrieben werden und bei denen ein Glied des Differentialgetriebes von einem Normaluhrwerk und ein anderes Glied von einem von der Frequenz des Netzes abhängigen Motor betrieben wird, um durch die Differenztourenzahl auf die Geschwindigkeit des das Netz speisenden Wechselstromgenerators einzuwirken. Solche Differentialgetriebe sind an sich bekannt. Meist wird dabei die Differentialbewegung unmittelbar zur Steuerung, z. B. eines Regulierwiderstandes, oder zur Abbremsung der Tourenzahl des Motors und zur Beeinflussung seines Stromkreises benutzt.
  • Mit der Vorrichtung nach vorliegender Erfindung sollen nun mittels des Differentialgetriebes solche Maschinen, die bereits einen Grobregler besitzen, noch feineingestellt werden. Dazu dient in üblicher Weise ein Hilfsmotor, der seinen Antrieb in der einen oder anderen Richtung von einem Relais aus erhält, das seinerseits durch die vom Differentialgetriebe geschlossenen Stromkreise in Wirkung gesetzt wird. Um dies zu erreichen, beherrschen gemäß der Erfindung die vom Differentialgetriebe aus verstellbaren Kontaktgeber die Feinsteuerung des Reglers, während die Grobregelung, wie üblich, von der Maschine selbst übernommen wird. Dadurch ist es möglich, die Frequenz des Starkstromnetzes so gleichmäßig zu halten, wie es für den richtiggehenden Antrieb der ang,eschlosisenen Uhrenanlagen erforderlich ist. Bei diesen kommt es darauf an, die Frequenzzahl möglichst wenig schwanken zu lassen bzw. die Schwankungen auf Bruchteile von Perioden zu beschränken.
  • Die Reguliervorrichtung kann auch für Frequenzregelung von Werken benutzt werden, die gemeinschaftlich dasselbe Hauptsnetz speisen.
  • Auf der Zeichnung ist eine beispielsweise Einrichtung zur Ausführung der Erfindung in Abb. i dargestellt. Darin stellen -im besonderen dar: Abb. ia ein Relais zur Fernsteuerung des Hilfsmotors, - Abb. ib eine an sich bekannte Drehzahlverstellvorrichtung für die Antriebsmaschinen der Generatoren, Abb. ic ein Ausführungsbeispiel des Differentialgeftriebes im Zusammenbau mit einem Kontaktgeber in Seitenansicht, zum Teil im Schnitt, Abb. id die Vorderansicht des Kontaktgebers und Abb. ie den Stromunterbrecher der Abb. ic in Vorderansicht. Abb. z und 3 zeigen in Vorderansicht zwei andere Ausführungsbeispiele des Kontaktgebers für die Fern;-steu@erung des Hilfsmotors in Abb. ib, und Abb. q. zeigt .einen Umschaltsteuerkontakt als weiteres Ausführungsbeispiel des Kontaktgebers in Abb. id. Das in Abb. ic dargestellte Differentialgetriebe besteht aus drei Kegelrädern, und zwar aus den beiden auf der Welle b drehbar gelagerten Kegelrädern c und d und dem mit ihnen im Zahneingriff befindlichen Planetenrad e, das auf dem mit der Welle b fest verbundenen Arm f gelagert ist. Die zu regelnde Kraftmaschine ist beispielsweise .ein Wechsel,-bzw. Drehstromgenerator, der - durch eine Dampfturbine betrieben wird, deren Drehzahl durch den Feinregler geregelt werden soll. Das eine Kegelradd wird von der zu regelnden Kraftmaschine elektrisch etwa durch einen kleinen Synchronmqtor angetrieben, von dem nur der Rotorg in Abb. ic dargestellt ist. Der Antrieb erfolgt zur Verringerung der Drehzahl über eine Schnecken- und Zahnradübersetzung 1a auf das Stirnrad i, einen zwischen diesen und dem Kegelrad d in fester Verbindung eingebauten, umlaufenden Stromunterbrecher L, der die Stromzuführung zum Steuermotor a in Abb. ib bzw. zum Steuerrelais a (Abb. ia) periodisch unterbricht. Das Kegelrad c wird von einem Präzisionsuhrwerk, z. B. mit Pendelhemmung m, über die Stirnrädern und n1 angetrieben. Während die Drehrichtung des Kegelrades d die entgegengesetzte wie beim Kegelrad c ist, werden die übersetzungsverhältnisse dieser beiden Antriebe so bemessen, daß die Umdrehungszahlen der beiden K egelräder c und d bei der gichtigen Drehzahl de;: Kraftmaschinen genau gleich sind. In diesem Falle dreht sich auch das Planetenrad e nur um seine Achse, da es von den beiden Kegelrädern c und d im gleichen Drehsinn und mit gleicher Drehzahl angetrieben wird. Es ändert also seine Lage nicht. Sobald die Kraftmaschine z. B. in ihrer Drehzahl zurückbleibt oder voreilt, so kommt diese Differenz durch eitle kreisende Bewegung des. Planetenrades e um die Achse der beiden Kegelräder c und d zum Ausdruck, welche beim Zurückbleiben der DrehzahL in dem einen Drehsinn und beim Voreilen in dem anderen Drehsinn auf die Welle b übertragen wird; Demzufolge können mit dieser Welle b die Kontaktgeber zum Steuern des Motorsa in Abb. ih betätigt werden. Am .einfachsten könnte dies z. B. dadurch geschehen, daß man den als Feder aus.-gebildeten Kontakthebel o3 in Abb. z auf die Welle b federnd aufklemmt und zwischen den beiden Kontaktschrauben p und p1 anordnet. Infolge der federnden Klemmung der Kontaktfeder o3 auf der Welle b ist es möglich, daß sich diese unter Überwindung der Klemmreibung auch dann weiterdrehen kann, wenn die Kontaktfeder an dem Kontakt p oder p1 anliegt. Dieser Fall z. B. könnte bei einer plötzlichen starken Be- oder Entlastung eintreten, worauf nach dem Eintreten des Gleich;-gewichtszustandes der Kontaktgeber -wieder normal arbeiten kann.
  • Durch einen solchen Vorgang hat sich aber die Lage der Kontaktfeder o3 auf der Welle b in der einen oder anderen Drehrichtung geändert; demzufolge kann die resultierende Differenzbewegung der Welle b bzw. die Differenz -in der Drehzahl der Kraftmaschine nicht mehr -zum Ausgleich gebracht werden. Da dieser Ausgleich aber eine Notwendigkeit bildet, wenn .es sich z. B. darum handelt, bei elektrischen Antrieben, deren Gesamtleistungsarbeit von der Summe der Umdrehungen des Antriebsmotors abhängig ist, in bestimmter Zeit bestimmte Leistungen zu :erzielen oder auch ein Richtiggehen von Synchronmotoruhren im Anschluß an diese Kraftmaschine zu erzielen, so empfiehlt @es sich, den Feinregler mit einer Steuerkontakteinrichtung nach Abb. id oder 3 zu versehen. Bei diesen werden auch die bei den vorerwähnten vorübergehenden, abnormalen Betriebsfällen auftretenden Gangdifferenzen wieder eingeholt bzw. zum Ausgleich gebracht.
  • Bei der Ausführungsform der Steuerkontakteinrichtu% nach Abb. i d befindet sich der Kontakthebel o ebenfalls zwischen den beiden Kontaktschrauben p und p1, jedoch ist er nicht auf der Differentialtriebwelle b angeordnet, sondern einerseits - mit dem seiner Achse nach verschiebbaren und um sein Lager schwenkbaren Führungshebel q durch ein Gelenk verbunden und wird anderseits durch ein Drucklager r gegen die auf der Welle b verstellbarbefestigte, kreisrunde Metallscheibe s, und zwar normalerweise in eine Vertiefung s1 gedrückt. Der Druck wird durch die Federt (Abb. ic) ausgeübt, deren Spannung durch die Druckschraube t1 regelbar ist.- Am unteren Ende des Kontaktlhehels o befidet sich eine kleine Laufrolleo",:.die auf der Metallscheibe s läuft, wenn diese sich -dreht. Bei normalem Betrieb greift der Kontakthebel o mit seiner Rolle o" in die Vertiefung si der Scheibe- s und ist durch diese in leitender Verbindung mit der Welle b, auf welcher der periodische Stromunterbrecher L drehbar gelagert ist, der eine periodische Stromverbindung und -unterbrechung durch die Feder h herstellt. Tritt nun bei der Kraftmaschine eine Abweichung von der normalen Drehzahl ein, so wird der Steuerkontakthebel o im Sinne-der resultierenden Differenzbewegung vorwärts oder rückwärts bewegt -werden und bei der -Berührungseiner Kontakte- mit den Kontaktschrauben p und p1 den Steuermotor a in Ä.bb- ib durch das Relais a1 in Abb. ia in der-einen oder der anderen Richtung unter Strom setzen bzw. denselben im Sinne des Ausgleichs, der eingetretenen Abweichung steuern. I ?er zwischengeschaltete periodische Stromunterbrecherl, ll (Abb. ic und ie) bezweckt, in den Pausen der durch ihn verursachten Stroxnunterbrechungen dem Regler Zeit zur Erreichung des Beharrungszustandes zu geben und damit ein periodisches Öffnen und Schließen des Reglers zu vermeiden.
  • Wenn bei großen Belastungsänderungen die Scheibe s sich weiterbewegt, als es die Einstellung der Kontaktschrauben p und p1 gestattet, so wird nach dem Anstoß des Kontakthebels o an den einen oder den anderen dieser Kontakte dessen Laufrolle o" aus der Vertiefung s1 der Scheibe s gedrängt und beim Weiterdrehen der Scheibe bei geschlossenem Steuerkontakt auf deren Umfang laufen, bis nach genügender Öffnung oder Schließung des Steuerorgans des Betriebsmittels der Kraftmaschine eine rückläufige Differenzbewegung der Metallscheibe s eintritt und die Vertiefung sl die Rolle o" samt Kontakthebel o wieder mitnimmt, wodurch der geschlossene Steuerkontakt p oder p1 wieder unterbrochen wird. Damit isst die eingetretene Differenz der Drehzahl der Kraftmaschine von der richtigen Zahl der Umdrehungen in der fraglichen Zeitdauer wieder ausgeglichen.
  • Da bei einem Kontaktgeber nach Abb. ic und id der Steuerkontakt o-p oder o-pl auch bei der rückläufigen Bewegung der Differentialbewegung der Metallscheibe s, d, h. nach dem Erreichen und Überschreiten der richtigen Drehzahl der Kraftmaschine, geschlossen bleibt, so empfiehlt es sich, in die Verbindungsleitungen zwischen den Steuerkontakten p und p1 mit dem Steuerrelais a1 eine Kontakteinrichtung nach Abb. :1 einzuschalten, die in jeder Bewegungsrichtung gegen die Kontakte p°-p3 bzw. pl-p5 die Kontakte schließt und bei der entgegengesetzten, d. h. rückläufigen Bewegung unterbricht, ohne die Differentialbewegung des Getriebes zu behindern. Dies geschieht gemäß Abb. ¢ mittels eines zwischen den Kontakten p2-p3 einerseits und p4-p5 anderseits wie bei Abb. ic und id gelagerten Steuerhebels o1, der gegen die gleichfalls auf der Differentialwelle b befestigte Reibscheibe s' gedrückt wird und durch Reibung mittels der vom Hebel o1 isolierten Kontaktplatte v einerseits und v1 anderseits: die Kontakte auf der einen Seite schließt und auf der anderen Seite öffnet. Die Kontaktplatten v und v' sind auf einem Zwischenstück drehbar befestigt, das im Hebel o1 drehbar gelagert ist. Dadurch wird ein sicheres Anlegen der Kontakte erzielt.
  • Bei der Steuerkontakteinrichtung nach Abb. 3 findet ein Kontakthebel o Anwendung, der auf der Differentialtriebwelle b verstellbar befestigt ist. Er kann über die Kontakte p und p1 hinweggleiten. Demzufolge ist die Dieferentialbewegung über die Kontakte hinaus nicht behindert. Durch eine Verschiebung der Steuerkontakte p und p1 sowohl in radialer Richtung als auch gegenseitig und auch durch entsprechende Bemessung der Kontaktflächen kann die Stromschluß- und Unterbrechungsdauer beliebig eingestellt bzw. erzielt werden.
  • Von Wichtigkeit ist auch die Einstellbarkeit der Stromschluß- und Unterbrechungsdauer bei dem periodischen Stromunterbrecher nach Abb. ic und ie. Demzufolge sind bei demselben, wie aus Abb. ic ersichtlich, die Kontaktflächen des Rotors Z verschieden breit gestaltet, und die Kontaktfeder h ist zu diesem Zweck einstellbar angeordnet.
  • In die Leitungen zur Steuerung des Motorsa bzw. seines Relais.al kann ferner ein Kontaktgeber o'-p6 (Abb. ic) eingeschaltet sein, der beim Stillstand des Synchronantriebsmotors g, von der Fliehkraft, z. B. der Pendel tv, gesteuert, den Kontakt unterbricht und ihn nur während des Betriebs geschlossen hält. Durch diese Einrichtung kann ein Öffnen des Steuerorgans für das Betriebsmittel der Kraftmaschine beim Stillstand des Synchronantriebsmotors. g verhindert werden. Der Pendelregler w sitzt auf der Welle des Rotors g vom Synchronmotor. Der Stellring w1 ist in Verbindung mit ziem Steuerhebel o', der den Kontakt mit p6 nur während des Betriebs des Synchronmotors bzw. der Kraftmaschine aufrechterhält, beim Stillstand jedoch unterbricht. Auch kann zur Vermeidung einer unrichtigen Wirkung beim Stehen; bleiben des Synchronantriebsmotors g der von dem Regler tv gesteuerte Hebel o' mit der Hemmung m des Uhrwerks so in Eingriff gebracht werden, daß er das Pendel m beim Stehenbleiben des Synchronmotors in der ausgeschwungenen Stellung abfängt, beim Betrieb hingegen unbehindert schwingen läßt. Zu demselben Zweck kann auch umgekehrt in das Antriebsuhrwerk eine Kontakteinrichtung eingeschaltet sein, die beim Stehenbleiben des Uhrwerks den Stromzufluß zum Synchronmotor unterbricht und dadurch diesen gleichfalls zum Stillstand bringt.
  • Der Feinregler kann zur genauen Regelung der Drehzahl jeder Art von Kraftmaschinen Anwendung finden. Beim Antrieb von elektrischen Stromerzeugern kann dies auch dann noch geschehen, wenn die Belastung sich an der Grenze der Leistungsfähigkeit der Kraftmaschine bewegt, wie dies z. B. beim Antrieb mit Wasserkraft leicht vorkommt und man aus Gründen der wirtschaftlichen Betriebsführung eine Wärmekraftmaschine nicht zuschalten will. In diesem Falle empfiehlt es sich, mittels des Steuermotors a die Belastung zu regeln, was entweder direkt durch Be- oder Entlasten oder mittelbar durch- die dementsprechende Regelung der Spannung, d. h. Erniedrigung oder Erhöhung derselben, mittels des vom Steuermotor a beeinflußten Nebenschlußerregerwiderstandeserfolgen kann.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜC$R: i. Regelungsvorrichtung für elektrische Netz- oder Generatorfrequenzen, bei der ein Gliedeines Differentialgetriebes von einem Normaluhrwerk und ein anderes Glied von einem von der Frequenz des Netzes abhängigen Motor betrieben wird, unter Benutzung der Differentialdrehzahl zur Einwirkung auf die Geschwindigkeit des das Netz speisenden Wechselstromgenerators, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktgeber (o, p, p1) des Differentialgetriebes (c, d, e) die Feinsteuerung des Reglers der Antriebsmaschine des Generators beherrschen.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in die Stromkreise der Kontaktgeber des Differentialgetriebes zum Schaltrelais (a1) ein auf der Welle (b) des Differentialrades (e) sitzender. Stromunterbrecher (L) eingeschaltet ist. >3. Vorrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktdauer des periodischen Stromunterbrechers (L, 1l) einstellbar ausgebildet ist. q.. Vorrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch. gekennzeichnet, daß auf der Differentialtriebwelle (b) eine Scheibe, (s) sitzt, die .eine Vertiefung (s1) besitzt, in die der zwischen den Kontakten (p und p1) beweglich angeordnete Steuerhebel: (o) gedrückt wird, so däß er bei der Drehung der Scheibe (s) mitgenommen wird, bis er an einen der Kontakte (p oder p1) stößt, bei der Weiberdrehungg der Scheibe jedoch aus der Vertiefung gedrängt wird und in dieser Lage auf der Scheibe schleifend verharrt, bis ihn die zurückbewegte Vertiefung (s1) wieder in seine Normalstellung führt.-5. Vorrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitungen zur Steuerung des Motors (a) bzw. seines Relais (a1) ,eine Kontakteinrichtung (o2-p6) eingeschaltet ist, die beim Stillstand des Synchronantriebsmotors (g), z. B. durch dessen Fliehkraftpendel (w), gesteuert wird.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE961326C (de) * 1951-11-16 1957-04-04 Krauss Maffei Ag Drehzahlregelung von Kraftmaschinen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE961326C (de) * 1951-11-16 1957-04-04 Krauss Maffei Ag Drehzahlregelung von Kraftmaschinen

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