DE525211C

DE525211C - Device for the automatic control of prime movers, in particular for driving alternating current generators

Info

Publication number: DE525211C
Application number: DEA58734D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Dr Lion Fleischmann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-08-11
Filing date: 1929-08-11
Publication date: 1931-05-21

Description

Vorrichtung zum selbsttätigen Regeln von Kraftmaschinen, insbesondere zum Antrieb von Wechselstromerzeugern Es ist bekannt, den Gang von Uhren, die durch an das Leitungsnetz angeschlossene Synchronmotoren angetrieben werden, in der Weise zu regeln, daß die Frequenz des erzeugten Wechselstromes in Abhängigkeit von einem Kontrolluhrwerk in der Zentrale geregelt wird. Ein solches Kontrolluhrwerk hat gewöhnlich zwei Zeiger, von denen der eine durch ein mechanisches, genau gehendes Uhrwerk angetrieben ist, während der andere seinen Antrieb durch einen an das Wechselstromnetz angeschlossenen Synchronmotor erhält. Bei normaler Frequenz haben die beiden Zeiger gleiche Winkelgeschwindigkeit, bei abweichender Frequenz ändert sich die Winkelgeschwindigkeit des durch den Synchronmotor angetriebenen Zeigers, und dieser wird gegenüber dem anderen Zeiger (Vergleichszeiger) zurückbleiben oder voreilen. Die Stellung der Zeiger wird von einer Bedienungsperson von Zeit zu Zeit kontrolliert, die durch Beeinflussung der Antriebsmaschine des Generators eine Erhöhung oder Herabsetzung der Periodenzahl des Netzes veranlaßt, bis beide Zeiger wieder dieselbe Stellung zum Zifferblatt eingenommen haben bzw. mit gleicher Winkelgeschwindigkeit umlaufen. Es ist bereits vorgeschlagen worden, mit Hilfe von Blenden o. dgl. und lichtelektrischer Zellen Relais in Tätigkeit zu setzen, die eine automatische Regelung der Stromerzeuger hinsichtlich der Frequenz und damit des Laufes der Uhren bewirken. Bei diesen Anordnungen werden die Blenden in Abhängigkeit von der zu regelnden und von der Vergleichsgeschwindigkeit bewegt, und es erfolgt bei gewissen Frequenzabweichungen eine Belichtung der die Regelbewegungen bewirkenden Zellen.Device for the automatic control of prime movers, in particular for driving alternators It is known to control the rate of clocks that run through Synchronous motors connected to the line network are driven in the manner to regulate that the frequency of the alternating current generated depending on a Control clockwork is regulated in the headquarters. Such a control clockwork usually has two hands, one of which is driven by a precise mechanical clockwork while the other is powered by one connected to the AC mains Synchronous motor receives. At normal frequency the two hands have the same angular velocity, if the frequency deviates, the angular speed of the synchronous motor changes driven pointer, and this is compared to the other pointer (comparison pointer) lagging behind or rushing ahead. The position of the hands is controlled by an operator controlled from time to time by influencing the prime mover of the Generator causes an increase or decrease in the number of periods of the network, until both hands have returned to the same position in relation to the dial or rotate at the same angular velocity. It has already been suggested with the help of diaphragms o. The like. And photoelectric cells relay in action set that an automatic control of the power generator with regard to the frequency and thus the running of the clocks. In these arrangements, the diaphragms moves depending on the controlled speed and the comparison speed, and with certain frequency deviations an exposure of the control movements takes place causing cells.

Die Erfindung betrifft eine andere Ausgestaltung einer solchen Einrichtung, und zwar werden erfindungsgemäß die Zeiger der Kontrolluhr mit optischen Einrichtungen ausgestattet, die den bei Voreilen oder Zurückbleiben des frequenzabhängigen Zeigers auffallenden Lichtstrahl zur Einwirkung auf die lichtelektrischen Zellen bringen. Bei derartigen Uhren wird also der Zeiger, welcher in Abhängigkeit von der Periodenzahl angetrieben wird, und/oder der andere Zeiger, dessen Antrieb ein genaues mechanisches Uhrwerk liefert, dazu benutzt, mit Hilfe an den Zeigern vorgesehener optischer Einrichtungen bei Frequenzabweichungen einen Lichtstrahl derart abzulenken oder zu brechen, daß der Lichtstrahl auf eine oder mehrere lichtelektrische Zellen einwirken kann, wodurch ein Signal ausgelöst oder auf die Regelvorrichtung der Antriebsmaschine der Wechselstromerzeuger eingewirkt werden kann. Als optische Einrichtungen können lichtbrechende, wie Linsen oder Prismen, oder reflektierende, wie Spiegel oder Prismen, Verwendung' finden. Handelt es sich nun darum, bei abweichender Frequenz ein Signal auszulösen, und ist der Sinn der Abweichung gleichgültig, so braucht nur der eine dem Zifferblatt näher liegende Zeiger mit einer optischen Einrichtung ausgestattet zu werden, während der andere Zeiger gewissermaßen als Abblendvorrichtung die optische Einrichtung des ersteren verdeckt, solange eine normale Periodenzahl eingehalten wird.The invention relates to another embodiment of such a device, namely, according to the invention, the hands of the control clock with optical devices equipped, which is the case of leading or lagging the frequency-dependent pointer Bring incident light beam to act on the photoelectric cells. In such clocks, the pointer, which depends on the number of periods is driven, and / or the other pointer, whose drive is an accurate mechanical Movement supplies, used for this purpose, with the help of optical devices provided on the hands to deflect or refract a light beam in the event of frequency deviations in such a way that the light beam can act on one or more photoelectric cells, whereby triggered a signal or on the control device of the prime mover of the alternator can be acted upon. Refractive light such as lenses can be used as optical devices or prisms, or reflective, like mirrors or prisms, use ' Find. If it is a matter of triggering a signal at a different frequency, and if the meaning of the deviation is indifferent, only one of them needs the dial closer pointer to be equipped with an optical device while the other pointer acts as a dimming device, as it were, the optical device of the former covered as long as a normal number of periods is observed.

Soll eine selbsttätige Regelung bewirkt werden, so muß der Lichtstrahl verschieden abgelenkt werden, je nachdem der eine Zeiger dem andern vorauseilt oder zurückbleibt; es müssen dann beide Zeiger optische Einrichtungen erhalten. Der Lichtstrahl wird vom ersten Zeiger beispielsweise durch ein Prisma zu einem Spiegel des zweiten Zeigers gelenkt und gelangt von diesem auf verschiedene lichtelektrische Zellen, je nachdem der erste Zeiger vorausgeeilt oder zurückgeblieben ist. Ferner müssen Einrichtungen vorgesehen sein, welche die Lichtstrahlen unabhängig von der Stellung der Zeiger auf diese gelangen lassen; und Abschirmeinrichtungen, die nur einen Lichtstrahl bzw. ein -Strahlenbündel; und zwar das vom Zeiger reflektierte oder -abgelenkte, in die lichtelektrischen Zellen gelängen lassen, dagegen fremdes Licht abhalten. Statt eine feststehende Lichtquelle und Spiegel oder andere optische Systeme zu verwenden, kann auch die Lichtquelle mit dem einen Zeiger mitbewegt werden.If an automatic regulation is to be effected, the light beam must be deflected differently, depending on whether one pointer is ahead of the other or remains behind; both pointers must then receive optical devices. The ray of light becomes a mirror of the second from the first pointer, for example through a prism Is steered by the pointer and reaches various photoelectric cells from it, depending on whether the first pointer ran ahead or lagged behind. Furthermore must Means can be provided, which the light beams regardless of the position let the pointer go to this; and shielding devices that only have a beam of light or a beam of rays; namely that which is reflected or deflected by the pointer, Let it get into the photoelectric cells, but keep out foreign light. Instead of a fixed light source and mirrors or other optical systems too use, the light source can also be moved with one pointer.

Die Erfindung läßt sich sowohl bei solchen Periodenkontrolluhren anwenden, bei denen die beiden Zeiger normalerweise scheinbar in Ruhe verbleiben, als auch bei jenen, bei welchen die Zeiger normalerweise über das Zifferblatt wandern.The invention can be applied to such period control clocks, in which the two pointers usually seem to remain at rest, as well for those where the hands normally move across the dial.

Ausführungsbeispiele sind .in den Abbildungen schematisch dargestellt. Abb. r veranschaulicht eine Einrichtung, durch die bei abweichender Frequenz lediglich ein Signal ausgelöst werden soll.Exemplary embodiments are shown schematically in the figures. Fig. R illustrates a device through which, if the frequency deviates, only a signal should be triggered.

Das Zifferblatt der Kontrolluhr ist mit a bezeichnet, und zwar soll es sich um eine solche Kontrolluhr handeln, bei welcher, beide Zeiger normalerweise nicht über das Zifferblatt wandern: Der vom mechanischen normalen Uhrwerk angetriebene Zeiger b ist dem Zifferblatt näher angeordnet und trägt einen Spiegel c. Der andere, vom Synchronmotor angetriebene Zeiger d ist so ausgebildet, daß er bei normaler Frequenz den Zeiger b überdeckt. Die von einer Lichtquelle e ausgehenden Lichtstrahlen werden durch einen Spiegel f gegen die Zeiger hin reflektiert. Bei normaler Frequenz wird der Spiegel c durch den Zeiger d abgeschirmt, bei abweichender Frequenz jedoch verschiebt sich der Zeiger d gegenüber dem Zeiger b, und es kann ei: Lichtstrahl bzw. ein Strahlenbündel durch de: Spiegel c auf die lichtempfindliche Zelle geworfen werden, wodurch ein Signal aus gelöst wird. Der Schirm g verhindert da Eindringen fremden Lichtes, insbesonder, direkten Lichtes der Lichtquelle c, in di lichtempfindliche Zelle, doch kann selbst verständlich die lichtempfindliche Zelle aucl mit besonderen Blenden ausgestattet sein, 6 nur das Eindringen eines Lichtstrahls au, bestimmter Richtung gestatten.The dial of the control clock is marked with a, namely should it is such a control clock, with which, both hands normally do not wander over the dial: The one driven by the normal mechanical clockwork Pointer b is closer to the dial and carries a mirror c. The other, by the synchronous motor driven pointer d is designed so that it is at normal Frequency covers the pointer b. The rays of light emanating from a light source e are reflected by a mirror f towards the pointer. At normal frequency the mirror c is shielded by the pointer d, but if the frequency is different the pointer d shifts in relation to the pointer b, and it can ei: light beam or a bundle of rays thrown through de: mirror c onto the light-sensitive cell which triggers a signal. The screen g prevents penetration extraneous light, especially direct light from the light source c, in di light-sensitive Cell, but of course the light-sensitive cell can also with special Apertures to be equipped, 6 only the penetration of a light beam au, certain Allow direction.

Als lichtempfindliche Zelle h kann ein( Alkalizelle Verwendung finden, in der durcl das Licht Elektronen ausgelöst werden, wa: eine gewisse Leitfähigkeit ergibt, oder e: kann eine Selenzelle Anwendung finden, derer Widerstand durch das absorbierte Licht ge. ändert wird, ferner können auch Thermo. elemente Verwendung finden, in denen absorbiertes Licht bzw. Wärmestrahlen eine EMK erzeugen, oder bolornetrische Widerstände, deren Widerstand sich ändert, unc andere.An (alkaline cell can be used as the light-sensitive cell h, in which electrons are released by the light, wa: a certain conductivity results, or e: a selenium cell can be used whose resistance is caused by the absorbed light ge. is changed, furthermore also Thermo. elements use in which absorbed light or heat rays generate an EMF, or bolornetric Resistors whose resistance changes, and others.

Die Abb. 2 und 3 zeigen schematisch eine Frequenzkontrolluhr, deren beide Zeiger mit optischen Einrichtungen versehen sind, urr bei Frequenzabweichungen in dem einen oder anderen Sinne eine selbsttätige Regelung zu bewirken. Abb. q. veranschaulicht schematisch den Strahlengang bei einer solchen Einrichtung.Figs. 2 and 3 show schematically a frequency control clock whose Both pointers are provided with optical devices, urr in the event of frequency deviations to bring about an automatic regulation in one sense or the other. Fig.q. illustrates schematically the beam path in such a device.

Vor einem Zifferblatt a ist der dem Zifferblatt näher liegende Zeiger b angeordnet, der einen Spiegel c trägt und von einem genau gehenden mechanischen Uhrwerk angetrieben wird. Der vom Zifferblatt weiter entfernte Zeiger d ist vom Synchronrnotor angetrieben und mit einer optischen Einrichtung, z. B. einem Prisma i, ausgerüstet. Beide Zeiger befinden sich bei normaler Frequenz dem Zifferblatt gegenüber in Ruhe.In front of a dial a is the pointer closer to the dial b, which carries a mirror c and of a precise mechanical Clockwork is driven. The hand d further away from the dial is from Synchronous motor driven and with an optical device such. B. a prism i, equipped. Both hands are on the dial at normal frequency opposite at rest.

Übersteigt beispielsweise die Frequenz die normale Periodenzahl, so bewegt sich der Zeiger d im Uhrzeigersinne vom Zeiger b weg und gelangt in die Stellung dl (Abb. 3 und 4). Dann wird ein Strahlenbündel e durch das Prisma i. gegen den Spiegel c des Zeigers b abgelenkt und von diesem Spiegel zur lichtelektrischen Zeile w:, reflektiert. Durch die lichtelektrische Zelle kann über Verstärkerröhren und Relais eine entsprechende Beeinflussung der Antriebsmaschine des Wechselstromerzeugers erfolgen, so lange, bis die Netzfrequenz normal geworden ist und der Zeiger d in seine normale Lage zurückgekehrt ist. Wird die normale Netzfrequenz unterschritten, so entfernt sich der Zeiger d im entgegengesetzten Sinne vom Zeiger b, gelangt in die Stellung d. (Abb. q:), und der Weg des Lichtstrahlbündels geht dann über den Spiegel c in die lichtelektrische Zelle w2, die die entgegengesetzte Regelung der Antriebsmaschine für den Wechselstromerzeuger herbeiführt. Auch in diesem Falle sind Abschirinvorrichtungen g, g, vorgesehen, die das Eindringen des direkten Lichtes der Lichtquelle e in die lichtempfindlichen Zellen verhindert. Statt dieser Schirme können auch besondere Blendvorrichtungen vorgesehen sein, die nur Lichtstrahlen in bestimmter Richtung in die Zellen eindringen lassen.For example, if the frequency exceeds the normal number of periods, so the pointer d moves clockwise away from the pointer b and comes to the position dl (Fig. 3 and 4). Then a beam e is passed through the prism i. against the Mirror c of the pointer b deflected and from this mirror to the photoelectric line w :, reflected. The photoelectric cell can use amplifier tubes and Relay a corresponding influencing of the drive machine of the alternator take place until the mains frequency has become normal and the pointer d in has returned to its normal position. If the normal grid frequency is not reached, so the pointer d moves away from the pointer b in the opposite sense, arrives in the position d. (Fig. Q :), and the path of the light beam then passes over the Mirror c in the photoelectric cell w2, which is the opposite regulation of the Driving machine for the alternator brings about. In this case too Shielding devices g, g, are provided which prevent the penetration of direct light the light source e prevents the light-sensitive cells. Instead of these umbrellas Special masking devices can also be provided that only use light beams allow it to penetrate the cells in a certain direction.

Statt eine feststehende Lichtquelle zu benutzen, deren Strahlen zweimal gebrochen bzw. abgelenkt oder reflektiert werden müssen, könnte auch eine Lichtquelle mit dem einen Zeiger bewegt werden, beispielsweise könnte ein kleines Lämpchen auf dem Zeiger d selbst angeordnet sein, dessen Strahlen, je nach der Stellung des Zeigers d gegenüber dein Zeiger b, durch den Spiegel c auf verschiedene lichtelektrische Zellen geworfen werden.Instead of using a fixed light source, its rays twice A light source could also have to be refracted or deflected or reflected can be moved with one pointer, for example a small lamp could be on the pointer d itself be arranged, its rays, depending on the position of the pointer d opposite your pointer b, through the mirror c to different photoelectric Cells are thrown.

Der Einfachheit halber ist bei den Ausführungsbeispielen angenommen, daß die Zeiger der Kontrolluhr sich normalerweise in Ruhe befinden, doch ist die Erfindung sinngemäß auch anwendbar bei allen Kontrolluhren, deren Zeiger gemeinsam über das Zifferblatt wandern, dann müssen nur besondere optische Vorrichtungen vorgesehen sein, um von einer feststehenden Lichtquelle die Lichtstrahlen mit entsprechendem Winkel auf die Zeiger fallen zu lassen, gleichgültig, in welcher Stellung sie sich gerade befinden. Diese besonderen optischen Vorrichtungen können erspart werden, wenn sich die Lichtquelle mit dem einen Zeiger bewegt, so daß es dann nur auf die gegenseitige Lage der beiden Zeiger ankommt.For the sake of simplicity, it is assumed in the exemplary embodiments that that the hands of the control clock are normally at rest, but it is The invention can also be used, mutatis mutandis, for all control clocks whose pointers are common wander over the dial, then only special optical devices have to be provided be to the light rays with appropriate from a fixed light source To drop angles on the hands, no matter in which position they are are currently located. These special optical devices can be saved, when the light source moves with one pointer, so that it only points to the mutual position of the two pointers matters.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the automatic control of prime movers, in particular for driving alternating current generators connected to their network by synchronous motors driven clocks are connected, using frequency control clocks and photoelectric cells, which are exposed when the frequency deviates from the target value and thereby excite relays for controlling the prime movers, characterized in that that the hands of the control clock are equipped with optical devices that those that are noticeable when the frequency-dependent pointer leads or lags Bring the light beam to act on the photoelectric cells.

2. Device according to claim i, characterized in that the closest to the dial, The hand (b) driven by the comparative movement is provided with a mirror (c), that of the other frequency-dependent phasor (d) at normal frequency of the alternating current or correct gear of the synchronous motors is covered, so that the path of the light beam to the mirror or to the photoelectric cell is interrupted, while at different Frequency of the light beam can reach the photoelectric cell via the mirror.

3. Apparatus according to claim i using two or more photoelectric Cells for regulating speeds in one sense or another, thereby characterized in that the frequency-dependent pointer (d) with a refractive or reflective device, prism: o. The like. Is provided that the light beam depending on the position of this pointer in relation to the first (comparison) pointer above the mirror attached to it on one or the other of the photoelectric Distracts cells. q :. Device according to claims i to 3, characterized in that the light source is arranged on the one pointer itself.