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Einrichtung für zu- und abschaltbare parallel arbeitende elektrische
Maschinen Bei parallel arbeitenden elektrischen Maschinen, die entweder als Generatoren
oder Umformer auf ein Netz arbeiten oder als Motoren zum Antrieb von mechanischen
Arbeitsmaschinen dienen, ist es erwünscht, die Belastung gleichmäßig auf die einzelnen
Maschinen zu verteilen. Dies ist besonders dann wichtig, wenn zu einer im Betrieb
befindlichen Maschine eine oder mehrere außer Betrieb gewesene Maschinen zugeschaltet
werden. Da die Feldwicklungen dieser Maschinen im Verhältnis zu den im Betrieb gewesenen
Maschinenwicklungen noch kalt sind, so ergeben sich infolge der verschiedenen Temperaturen
ungleiche Belastungen der parallel arbeitenden Maschinen.
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Nach der Erfindung wird diese ungleichmäßige Belastung der Maschinen
dadurch verhindert, daß in den Erregerstromkreis der zuzuschaltenden Maschine Widerstände
gelegt werden, die durch eine ebenfalls in dem Erregerstromkreis liegende Spule
eines bei gleicher Belastung der Maschinen ausbalancierten Differentialrelais so
verstellt werden, daß die parallel arbeitenden Maschinen auf gleiche Belastungs-
oder Leistungswerte eingestellt werden. Dabei kann die Spannung aller parallel arbeitender
Maschinen durch eine zusätzliche Spannungsregelung konstant gehalten werden, indem
in den Maschinenstromkreisen Widerstände liegen, die von einem an der Netzspannung
liegenden Spannungsrelais gemeinsam verstellt werden.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung gegeben.
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Die Maschinen i i und 12 können über Schalter 13 und 1.4 parallel
zueinander auf die Sammelschienen 15, 16 arbeiten oder als Motoren von diesen gespeist
werden. In dem Feldstromkreis der z. B. zuzuschaltenden Maschine 12 liegt ein Widerstand
17 und eine . Spule 18 des Differentialrelais i9. Ein weiterer Widerstand 2o dient
zur zusätzlichen Spannungsregelung dieser Maschine und ist mit dem in dem Stromkreis
der andern Maschine i i liegenden Widerstand 21 gekuppelt. Der Widerstand 17 in
dem Feldstromkreis der Maschine 12 wird durch einen Motor 22 verstellt, der von
dem Differentialrelais i9 über Endschalter 23 und 24. gesteuert wird. Die andere
Spule 25 des Differentialrelais i 9 liegt in dem Feldstromkreis der Maschine i i.
Durch
einen Umschalter 29 ist es möglich, die beiden Spulen 18 und 25 von dem jeweiligen
andern Feldstromkreis beeinflussen zu lassen. Die Zugkräfte der Spulen 18 und 25
des Differentialrelais ig wirken auf einen doppelarmigen Hebel 26, der elektrisch
an der Sammelschiene 16 liegt und Kontakte 27 bzw. 28 abwechselnd schließen kann.
Der Kontakt 27 des Differentialrelais i9 ist den Hilfskontakten 30 und 31
der Schalter 13 und 14 parallel geschaltet. Der Kontakt 28 des Differentialrelais
i9 liegt in Hintereinanderschaltung mit den Hilfskontakten 32 und 33- der Schalter
13 und 14. Die zur zusätzlichen Spannungsregelung dienenden Widerstände 2o und 2i
werden durch einen Motor 34 verstellt, der über Endschalter 35, 36 von dem Spannungsrelais
37 gesteuert wird. Die Spule 38 des Spannungsrelais liegt an den Sammelschienen
15, 16 und hat als Gegenkraft eine Feder 39. Spule und Feder greifen an einem doppelarmigen,
elektrisch an die Sammelschienen 15 angeschlossenen Hebel 4o an, der die-
Kontakte 44 4a abwechselnd schließen kann.
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Die Schaltung nach der Erfindung wirkt in folgender Weise: Sind die
Kontakte 43 und 44 und die Kontakte 45 und 46 miteinander durch den Umschalter 29
verbunden, so verläuft bei eingelegtem Schalter 13 der Strom von der Sammelschiene
15 über die Feldwicklung der Maschine ii, den Widerstand 21, die Kontakte 45, 46,
über die Spule 25 des Differentialrelais ig nach der Sammelschiene 16. Dadurch schließt
der doppelarmige Hebel 26 des Differentialrelais ig den Kontakt 27, so daß bei selbsttätigem
oder von Hand aus erfolgtem Zuschalten der Maschine 12 durch den Schalter 14 der
Stromkreis dieser Maschine von der Sammelschiene 15 über die Feldwicklung der Maschine
12, den Widerstand 2o, die Kontakte 4.3, 44 des Umschalters 29, die Spule 18 des
Differentialrelais ig, den Widerstand 17 zu der Sammelschiene 16 verläuft. Der die
kalte Feldwicklung der Maschine 12 durchfließende Strom ist nunmehr größer als der,
welcher die Feldwicklung der erwärmten Maschine i i durchströmt. Es überwiegt daher
die Zugkraft der Spule 18, so daß der Kontakt 28 des Differentialrelais ig geschlossen
wird. Dadurch bekommt der den Widerstand 17 verstellende Motor 22 von der Sammelschiene
15 über seinen Anker, die Feldwicklung, den Endschalter 24, die Hilfskontakte 32
und 33 der Schalter 13 und 14, den Kontakt 28 und den Kontakthebel 26 nach
der Sammelschiene 16 hin Strom. Der Widerstand wird durch den Motor 22 so lange
vergrößert, bis die Zugkraft der Spule 25 in dem Feldstromkreis der Maschine ii
die Zugkraft der Spule 18
im Feldstromkreis der Maschine 12 überwindet, d.
h. bis die die Feldwicklungen durchfließenden Ströme oder die Belastungen gleich
sind. Durch Öffnen des Kontaktes 28 wird der Motor 22 wieder abgeschaltet. Hat die
Temperatur in der Feldwicklung der Maschine 12 sich der normalen Arbeitstemperatur
genähert, so überwiegt die Spule 25 in dem Feldstromkreis der Maschine i i, und
der Kontakt 27 wird geschlossen. Der Motor 22 erhält nunmehr von der Sammelschiene
i 5 über den Anker, die Feldwicklung, den Endschalter ''3, den Kontakt 27 und den
Kontakthebel 26 nach der Sammelschiene 16 hin Strom, so daß er den Widerstand 17
in der andern Richtung hin verstellt und diesen stufenweise so lange verkleinert,
bis bei Erreichung der normalen Arbeitstemperatur der Maschine 12 der Kontakt 27
geöffnet wird und das Differentialrelais zur Ruhe kommt.
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Arbeiten die beiden parallel geschalteten Maschinen zusammen, so wird
ihre Spannung durch die Widerstände 2o und 21 der zusätzlichen Spannungsregelung
geregelt. Die Überwachung der Spannung erfolgt durch die an den Sammelschienen
15, 16 liegende Spule 38 und die entgegenwirkende Feder 39. Die Widerstände
2o und 2i werden gleichmäßig durch den Verstellmotor 34 bei Schließen der Kontakte
41 oder 42 verstellt.
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Ist die eine der Maschinen, z. B. Maschine 12, durch den Schalter
14 abgeschaltet, so wird der Stromkreis des Motors 22 über den Endschalter 23 und
die Hilfskontakte 31 des Schalters 14 geschlossen, so daß der Motor 22 den Widerstand
17 auf seinen kleinsten Wert bringt und dabei seinen Stromkreis durch den
Endschalter 23 unterbricht.
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Die Amperewindungszahlen der, Spulen 18 und 25 des Differentialrelais
brauchen nicht gleich zu sein, sondern können in dem gleichen Verhältnis zueinander
stehen wie die Größen der Maschinen.
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An Stelle des Differentialrelais ist es auch möglich, ein polarisiertes
Relais zu verwenden, so daß die Schaltung auch dann richtig arbeitet, wenn aus irgendeinem
Grund der Strom umgekehrt verläuft. Auch kann, da die Temperaturcharakteristik einer
Maschine sich innerhalb weiter Grenzen nicht ändert und annähernd ermittelt werden
kann, an Stelle des Differentialrelais ein Zeitschalter vorgesehen werden, der den
Widerstand i7 stufenweise während des vorher durch die Temperaturcharakteristik
gegebenen Zeitabschnittes vermindert.