DE511234C - Verfahren zur selbsttaetigen, mittels mechanischer Regler bewirkten Steuerung von Regelsaetzen aus Asynchronmaschinen und staendererregten Hintermaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 27. OKTOBER 1930

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVl 511234 KLASSE 21 d² GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 28. März 1929 ab

Die Steuerung von Regelsätzen aller Art, mögen diese nun der Drehzahlregulierung von Motoren dienen oder mögen sie zum Zwecke haben, sich Schlupf Veränderungen, z. B. bei Netzkupplungsumformern, anzupassen, ist, sofern man die den Schleifringen der Hauptmaschine zugeführte Spannung betrachtet, eindeutig durch die bekannten Verhältnisse an derartigen asynchronen Maschinen festgelegt. Wenn die Klemmenspannung der Asynchronmaschine fest gegeben ist, so ist damit das Hauptfeld der Maschine bestimmt, und ida es der Zweck der Hintermaschine des Regelsatzes ist, die von diesem Felde erzeugte Sehlupfspannung aufzunehmen und zu verarbeiten, so folgt daraus, daß die Hintermiaschinen eine Spannung entsprechend der Veränderung der Schlüpfung, wie sie entweder gewollt ist oder durch die Verhältnisse gegeben ist, zu besorgen haben. Da das Feld durch die Klemmenspannung, wie oben gesagt, eindeutig festgelegt ist, so hängt Größe und Richtung der zu erzeugenden Hauptspannunig bloß vom Schlupf ab. Insofern man also nur das Gegengewicht gegen die Hauptschlupfspannung der Asynchronmaschine zu bieten hat, haben die mechanischen Regler, die die Spannung der Hintermaschinen beeinflussen, eine einfache Aufgabe zu erfüllen.

Die Schlupfspannung wird z. B. im Untersynchronismus bei einer stärkeren Belastung der Maschine, also Zunahme des Schlupfes, größer; entsprechend muß die Gegenspannung größer werden, sofern die Zunahme der Leistung dabei unerwünscht ist. Soll die Drehzahl steigen, sich also dem Synchronismus nähern, so fällt die Schlupfspannung, mithin muß die über die Hintermaschinen zugeführte Spannung an den Schleifringen ebenfalls fallen. Soll die Drehzahl über den Synchronismus steigen, so wechselt die Schlupf spannung ihr Vorzeichen und nimmt nunmehr im weiteren wiederum zu. Man kann also mit einem mechanischen Regler durch Beeinflussung einer Kommutatormaschine das Fallen und Steigen der Spannung nachahmen, insofern die von dem Regler gesteuerte Spannung zu der von den Koimmutatormaschinen an die Schleifringe der Asynchronmaschine abgelieferten Spannung in einem derartigen Verhältnis steht, daß diese letztere Spannung dasselbe Gesetz befolgt wie die vom Regler gesteuerte Spannung. Solche Verhältnisse liegen z. B. vor, wenn eine Asynchronmaschine durch eine läiufergespeiste Kommutatormaschine geregelt wird. Die Spannung, welche von einer solchen Kommutatormaschine an ihren Schleifringen vorgeschrieben wird, wiederholt sich bekanntlich unmittelbar auf dem Kommutator der Erreger-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. e. h. Morit\ Schenkel in Berlin-Charlottenburg.

maschine, weil Schleifringe und Kommutator an die gleiche Wicklung angeschlossen sinid. Weder Größe noch Richtung der Spannung ■wird, dabei durch die Erregermaschine selbst geändert, nur die Frequenz wind durch den Kommutator geändert. Das Regelprogramm bei Asynchronmaschinen, die mit derartigen Kommutatormaschiinen geregelt werden, bietet daher gar keine Schwierigkeiten. ίο Die Verhältnisse liegen jedoch anders, wenn ein derartiger einfacher Zusammenhang zwischen der vom Regler gesteuerten Spannung und der vom Kommutator an die Hauptmaschine abgegebenen Spannung nicht besteht. Solche Fälle liegen vor, wenn zur Speisung der Hauptmaschine ständererregte Maschinen benutzt werden. Hier sind in gewissen Kreisen, z. B. den Erregerkreisen, bei Abweichung vom Synchronismus im Verhältnis zu den Ohmschen starke induktive Widerstände tätig. Dadurch werden die in diesen Kreisen fließenden Ströme um Winkel von nahezu i8o° beim Übergang von starkem Untersynchronisnius auf starken Übersynchronismus, und umgekehrt, gedreht. Man kann also die von den Kommutatormaschinen ■in solchen Fällen an die Schleifringe der Hauptmaschine abgelieferte Spannung nicht mehr als ein Abbild der durch den Regler hergestellten Spannung ansehen.

Zweck der Erfindung ist es, Mittel anizugeben, die über diese Schwierigkeit hinweghelfen. Die Mittel liegen in der Ausnutzung des Umstandes, daß die zum Betrieb solcher Maschinen nötwendigen und vom Schlupf abhängigen Spannungen ihr Vorzeichen ändern, wenn der Synchronismus durchschritten wird, und bestehen darin, daß der mechanische Regler mit Einrichtungen versehen wird, welche +0 beim Durchgang durch den Synchronismus ihm eine umgekehrte Bewegungsrichtung erteilen.

Die Verhältnisse mögen an einem Beispiel erläutert werden. Es sei eine Maschine auf einem größeren positiven Schlupf, also in Untersynchronismus, und es sei ein mechanischer Regler vorhanden, welcher die Leistung dieser Maschine konstant zu halten versucht, also durch ein wattmetrisches Relais gesteuert wird. Nähert sich diese Maschine dem Synchronismus, so wird zunächst, wie oben erläutert, die Spannung sinken, und es muß daher auch, der Kommutatormaschine eine sinkende Spannung zugeführt werden. Dieses Verfahren ist so lange eindeutig, d.h. es kann durch den Regler in gleicher Bewegungsrichtung vollzogen werden, solange die Maschine im Untersynchronismus fährt, also die Spannungsriohtung sich nicht wesent-δο lieh ändert. Es sei nun aber angenommen, daß durch die zwischen die Hauptmaschine und den Regler geschalteten Maschinen mit Überschreitung des Synchronismus an sich schon eine Umkehrung der der Asynchronmaschine gelieferten Spannung stattfinde. Wenn dann die Maschine in das Gebiet des Über synchronismus hineinkommt, so muß der mechanische Regler veranlaßt werden, wiederum Spannungen von der gleichen Richtung herzugeben wie zuvor, als die Maschine im Untersynchronismus lief. Da eben die Umkehrung des Spannungsvorzeichens bereits durch die Kommutatormaschinen vollzogen ist infolge von deren Ständererregung, so hat der Regler die Umkehrung der Spannung z-u besorgen nicht mehr nötig. Infolgedessen muß bei einer Änderung der Leistung der Regler nunmehr nach der anderen Seite hin arbeiten. Nach der Erfindung wird in diesem Falle der Regler z. B. mit zwei wattmetrischen Relais ausgestattet, von denen das eine bei der Erreichung des Synchronismus ausgeschaltet und das andere eingeschaltet wird, und die beide derartig auf das Bewegungsorgan des Reglers einwirken, daß nunmehr nach Durchgang durch den Synchronismus die Bewegung des Reglerorgans im entgegengesetzten Sinne wie zuvor erfolgt.

Unter dem im vorstehenden genannten mechanischen Regler ist die Kombination des Regelmechanismus mit dem spannungsgebenden Teile der Anlage zu verstehen, auf den der Mechanismus einwirkt, also z. B. ein Drehtransformator oder ein Stufentransformator mit seiner Verstellvorrichtung. Die Arbeitsrichtung dieses Reglers kann also nicht nur mechanisch abhängig vom Durchgang durch den Synchronismus umgekehrt werden, sondern auch elektrisch abhängig von diesem Durchgang. So kann z. B. bei einem Stufentransformator beim Durchgang durch den Synchronismus die mechanische Bewegungsrichtung eines Regelorgans beibehalten werden, wenn man den Wicklungssinn des Teiles der Transformatorwicklung, der in der zwei- *°5 ten Hälfte des gesamten Regelbereiches liegt, umgekehrt zu dem anderen Teil der Wicklung, der in der ersten Hälfte des Regelbereiches liegt, anordnet, wodurch die Arbeitsrichtung des Reglers beim Durchgang durch den Synchronismus elektrisch umgekehrt wird.

Claims (2)

1. Patentansprüche:·

   i. Verfahren zur selbsttätigen, mittels mechanischer Regler bewirkten Steuerung von Regelsätzen aus Asynchronmaschinen und ständererregten Kommutatorhintermaschinen beim Durchgang durch den Synchronismus der asynchronen Hauptmaschine, deren Spannung beim Durchgang durch den Synchronismus von selbst

   umgekehrt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsrichtung des Reglers abhängig vom Durchgang durch den Synchronismus mechanisch oder elektrisch umgekehrt wird.
2. 2. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Regler zwei Beeinflussungssysteme von an sich gileieher Art, aber mit entgegengesetztem Vorzeichen besitzt, die beim Durchgang des Regelsatzes durch den Synchronismus wechselweise ein- und ausgeschaltet werden.