DE485515C - Phasenrelais, insbesondere zur Phasenregelung in Wechselstromnetzen - Google Patents

Description

• Phasenrelais, insbesondere zur Phasenregelung in Wechselstromnetzen In Wechselstromnetzen ist es sehr oft erwünscht, den PhasenwinIkel zwischen Strom und Spannung zu kennen bzw. Mittel anzuwenden, um den Blindstrom zu kompensieren. Gegenstand der Erfindung ist ein Relais, das auf den Phasenwinkel anspricht und sowohl zur Anzeige, als auch zur Beseitigung einer unerwünschten Phasenverschiebung benutzt werden kann. Es besteht aus zwei mit gleicher Drehzahl und im gleichen Sinne umlaufenden Motoren, welche bei einer Änderung des Phasenwinkels zweier Wechselstromgrößen, z. B. Strom und Spannung eines Netzes, eine Relativbewegung zueinander ausführen. Normalerweise besteht dies; Einrichtung aus zwei Sync-hronmotoren, von denen der eine mit dem Strom, der andere mit der Spannung des Netzes in Phase liegt. Unabhängig von der Frecittenz, Stromstärke und Spannung laufen leide Motoren mit der synchronen Drehzahl. Da der »Strommotor:< aber mit dein Strom, der >:Spannungsmotor:< mit der Spannung in Phase liegt, so haben beide Läufer gegeneinander eine Verdrehung, welche abhängig ist von dem Winkel zwischen Strom und Spannung des Netzes. Um den Ström des Spannungsmotors möglichst vollständig in die Phase der Spannung zu bekommen, erhält der Motor z (Abb. t) einen verhältnismäßig gro-1.'.en Vorwiderstand. Vorteilhafterweise lä ßt man den Spannungsmotor das Leerlaufdrehmom;nt auch für den Strommotor liefern, und zwar durch eine mitnehmende Feder 6 (Abb. 3), so daß die Verdrehung der beiden Maschinen gegeneinander ,auch bei sehr kleinen Strömen nur von der Phasenlage des Stroms abhängig ist und nicht etwa der Strommotor bei Leerlauf stehenbleibt. Bei: großen Strömen. bzw. Spannungen wird es fernerhin günstig sein, die beiden Motoren über Strom- bzw. Spannungswandler an das Netz anzuschließen; ebenso ist es bei Drehstromnetzen meist zweckmäßig, die beiden Motoren, mindestens aber den Spannungsmotor, als Drehstrommaschinen auszuführen, da einerseits die Spannungen in den drei Phasen -sich praktisch nicht verschieben, andererseits aber bei Wegbleiben und Wiederkehr der Netzspannung die Anlage sich selbsttätig wieder einschaltet. Um ein zu starkes Nachhinken bzw. eine Üble' rsteuerung der Einrichtung bei plötzlichen Stößen zu vermeiden, kann die Relativbewegung der beiden Synchronmotoren gegeneinander durch Anschläge oder Puffer begrenzt werden. -Durch solche je mit Strom und Spannung in Phase laufende Synchronmotoren kann in sehr einfacher Weise mit an sich bekannten Mitteln eine Phasenregelung des Netzstromes bewirkt werden. Beispielsweise rotiert mit dem einen Synchronmotor eine Iiontalztzung-# 3 (Abb. 2), welche zwischen zwei mit dem anderen Synchronmotor rotierenden Kontakten und 5 spielt. Bei Verdrehung der fek den Läufer gegeneinander aus ihrer Nullage infolge einer Phasenverschiebung berührt die Kontaktzunge 3 die Kontakte q. oder 5 und kann damit, z. B. durch zu oder Abschalten von Kondensatoren, den unerwünschten Phasenwinkel cos cp des Netzes kompensieren. Ebensogut können auch die Kontakte dazu benutzt werden, die Erregung von Phasen--ausgleichsmaschinen zu beeinflussen, derart, daß im Erregerstromkreis liegende Widerstände durch die Kontakte eingeschaltet bzw. kurzgeschlossen werden. Blankhaltung der Kontaktflächen wird in einfacher Weise dadurch erzielt, daß die Achsen der beiden Synchronmotoren eine leichte Verschiebung aus der gemeinsamen Drehachse erhalten. Dies verursacht bei der Berührung eine leichte Kontaktreibung bei jeder Umdrehung undhält so die Flächen frei von Grad und Oxydierung.
• Zur Verwirklichung des Erfindungsgegenstandes lassen sich noch eine Reihe von Ausführungsmöglichkeiten angeben.
• In der Abb. q. ist ein Ausführungsbeispiel gegeben, bei dem die Läufer der beiden Motoren Ml und IYh durch ein Reibrad D11 miteinander in Verbindung stehen. Dieses ist an der Scheibe B um seine eigene Achse .drehbar befestigt und rotiert daher mit dem Läufer des Motors M. Auf der anderen Motorachse befindet sich eine entsprechende, das Reibirad Di1 berührende Reibscheibe A. Bei genauem Gleichlauf der beiden Motoren steht das Reibrad Dl in bezug auf seine eigene Achse still, während bei Verlassen des Gleichlaufs infolge Phasenverschiebung die Relativbewegung der beiden Motoren eine Drehung des Reibrades D1 und der Spindel C um die eigene Achse verursacht. Die Spindelmutter E verändert damit die Einstellung des im Reguliersträmkreis einer Phasenausgleichsmaschine liegendMFeinreguHerwiderstandes R, dessen eines Ende i mit einem Schleifring S1 verbunden ist. Der Schleifring S, hat Körp.erschluß und steht demgemäß auch mit der Spindehnutter E in leitender Verbindung. Das in der Abbildung dargestellte Rad D@ ist nur zum Zwecke des Massenausgleichs angeordnet und steht mit der Reibscheibe A nicht .in Berührung. An Stelle des Reibrades und der Reibscheibe kann naturgemäß auch ein Zahnrad (Ritzel) und ein entsprechender Zahnkranz auf dem anderen Motor Verwendung finden.
• Zur Anzeige der Phasenverschiebung bzw. zur Betätigung von Mitteln zur Phasenregelung außerhalb des rotierenden Teiles der Maschinen kann in bekannter Weise auch ein Planeten- bzw. Differentialgetriebe verwendet werden, welches die Relativbewegung der Maschinen nach außen hin überträgt. ES ist hierbei möglich, die Betätigungseinrichtungrai (Kontakte usw.) ständig zu überwachen, was bei Anordnung auf einem der rotierenden Teile natürlich nicht möglich ist.
• Es wäre natürlich auch denkbar, statt der erwähnten Synchronmotoren solche von asynchroner Drehzahl zu benutzen bzw. Motoren, bei welchen die Drehzahl irgendwie übersetzt ist, jedoch mit der Bedingung, daß sie isosynchron laufen, so daß die Beeinflussungsvorrichtungen (Kontakte usw.) in der Ruhelage mit gleicher Drehzahl. rotieren und erst bei einer Änderung des Phasenwinkels der sie steuernden Wechselstromgrößen eine Relativbewegung zueinander ausführen und dadurch zur Betätigung kommen.

Claims (1)

1. PATCNTANSPRÜciir: i. Phasenrelais, insbesondere zur Phasenregelung in Wechselstromnetzen, gekennzeichnet durch die Verwendung zweier nach der gleichen Richtung umlaufender isosynchroner Motoren, die bei einer Änderung des Phasenwinkels zweier Wechs.elstromgrößen vom gewünschten Mittelwert desselben (z. B. y = O) eine Relativbewegung zueinander ausführen. a. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Motoren Synchronmotoren sind. und der eine von ihnen mit dem Strom, der andere mit der Spannung in Phase läuft. 3. Einrichtung nach Anspruch i und a, dadurch gekennzeichnet, daß die Motoren über Strom- und Spannungswandler mit dem Netz verbunden sind. 4.. Einrichtu:üg nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Strommotor oder der Spannungsmotor oder beide Drehstrommotoren sind. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsmotor über eine als Kupplung diedienende Feder den Strommotor antreibt, so daß der Strommotor nur die Kraft zur Ablenkung aus der Nullage aufzubringen hat. ' 6. Einrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch Anbringung irgendwelcher Anschläge oder Federn die beiden Läufer sichnurbegrenzt gegeneinander verdrehen können. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem einen Synchronmotor eine Kontaktzunge rotiert, welche zwischen mit dem anderen Synchronmotor rotierenden Kontakten spielt, derart, daß beim Schließendes einen oder anderen Kontaktes Mittel (Kondensatoren, Widerstände usw.) eingeschaltet oder kurzgeschlossen werden, welche direkt oder indirekt eine etwa im Netz auftretende Phasenverschiebung ,aufheben. B. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen der Motoren zur Blankhaltung der Kontakte in radialer Richtung gegeneinander versetzt sind. 9. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem einen Motor ein Reibrad bzw. Zahnrad (mit radialer Achse), mit dem anderen Motor eine Reibscheibe bzw. ein Zahnkranz rotieren, welche bei, Phasenänderungen eine Relativbewegung ausführen, wodurch Mittel zur Aufhebung der Phasenverschiebung betätigt werden. io. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Relativbewegung des Reibrades gegen die Scheibe ein im Erregerstromkreis, einer Phasenausgleichsmaschine liegendIer Widerstand beeinflußt wird. i i. Einrichtung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß. die Relativbewegung--der Motoren durch ein Planetengetriebe o. dg1. nach außen übertragen und dort zur Anzeige der Phasenverschiebung bzw. zur Betätigung von Mitteln zur Phasenregelung ausgenutzt wird.