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Einrichtung zur selbsttätigen Aufrechterhaltung des jeweils eingestellten
gegenseitigen Geschwindigkeitsverhältnisses einer beliebigen Anzahl in keinem starren
Zusammenhang stehender Elektromotoren Um mehrere in keinem starren Zusammenhange
stehende, einzeln angetriebene Maschinen in relativem Gleichlauf zu erhalten, sind
verschiedene Möglichkeiten bekannt. Das sicherste Mittel, den Gleichlauf zu erzwingen,
ist der unmittelbare Kraftausgleich zwischen den Teilantrieben mittels einer mechanischen
Ausgleichswelle oder mittels einer starren elektrischen Verbindung, z. B. durch
Svnchronhilfsmaschinen, die mit den einzelnen Antriebswellen mechanisch und untereinander
durch ein Ausgleichnetz elektrisch verbunden sind. Der Nachteil dieser Einrichtungen
liegt darin, daß sie zur Übertragung der Ausgleichleistung bemessen sein müssen,
daher verhältnismäßig groß und teuer sind.
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Ferner ist bekannt, die Größe der Synchronhilfsmaschinen dadurch zu
beschränken, daß die von ihnen aufgenommene oder abgegebene Ausgleichsenergie mittels
besonderer Leistungsrelais oder ähnlicher Apparate überwacht wird, die den Verstellinotor
für das jedem Teilantriebsmotor zugeordnete Regelorgan in solchem Sinne und so lange
einschalten, daß durch entsprechende Änderung der Geschwindigkeit des Teilantriebsmotors
die Belastung der Synchronhilfsmaschine auf 1;u11 zurückgeführt wird.
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In weiterer Durchführung dieses Gedankens können die Hilfsmaschinen
so klein bemessen werden, daß sie die Teilantriebsmotoren nicht mehr unterstützen,
sondern nur noch deren Geschwindigkeit messen und die elektrischen Meßgrößen zum
Ansprechen des den Gleichlauf überwachenden Relais liefern.
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Wesentlich für alle bisher bekannten Einrichtungen ist, daß zur Speisung
der Gleichlaufreglermaschinen ein besonderer Leitgenerator vorgesehen ist. Dieser
wird durch einen der Teilantriebsmotoren oder durch einen besonderen Leitmotor angetrieben.
Alle anderen Teilantriebe sind dadurch gezwungen, der Geschwindigkeit dieses einen
Motors bzw. des Leitgenerators zu folgen. Von diesen bekannten Einrichtungen unterscheidet
sich die Erfindung grundsätzlich dadurch, daß der Leitgenerator fortfällt und somit
die Anlage vereinfacht wird. Bei der neuen Einrichtung ist die Geschwindigkeit jeder
einzelnen der überwachten Maschinen von der aus der Geschwindigkeit aller Maschinen
resultierenden Geschwindigkeit abhängig.
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In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Zur Gleichlaufregelung dienen Synchronhilfsmaschinen mit auf ihrer Läuferwelle drehbar
gelagertem Gehäuse an sich bekannter Ausführung. Ihre mit Gleichstrom vom 1Tetz
P2, N` konstant erregten Läufer werden, wie Abb. r -zeigt, von den zugehörigen Teilantriebsmotoren
21 unter Zwischenschaltung eines kleinen, zur Einstellung des gegenseitigen Geschwindigkeitsverhältnisses
dienenden, veränderlichen Übersetzungsgetriebes, z. B.
eines Kegelscheiben-Riemenantriebes
oder äquivalenter Mittel, zwangläufig angetrieben. Die Drehstromwicklungen der Gehäuse
sind über Schleifringe durch ein Ausgleichnetz unmittelbar miteinander verbunden.
In diesein Ausgleichnetz herrscht eine aus der Geschwindigkeit aller Teilantriebe
resultierende Einheitsfrequenz. Diese ist bestrebt, die Läufer aller Synchronhilfsmaschinen
zu genauem Synchronlauf zu zwingen. Bei Synchronlauf besteht keine Kraftwirkung
zwischen Läufer und Gehäuse. Das Gehäuse steht dabei still. Sobald jedoch einer
der Läufer vom Synchronismus abweichen will, bewirkt das hierbei entstehende Reaktionsmoment
eine entsprechende Drehbewegung des Gehäuses, die das mit dem Gehäuse verbundene
Regelorgan des zugehörigen Teilantriebsmotors 1V1, im dargestellten Beispiel den
Feldregler R, in solchem Sinne verstellt, daß wieder genauer Synchronlauf hergestellt
wird. Die Synchronhilfsmaschinen sind hier also unmittelbare Gleichlaufreglermaschinen.
Sie ersetzen die oben genannten Leistungsrelais und die Verstellmotoren. Außer der
hierdurch erzielten Vereinfachung ergibt sich eine vorteilhaftere Regelwirkung.
Während bei unmittelbarem Kraftausgleich die Synchronhilfsmaschinen zur Übertragung
eines Teiles der Antriebsenergie bestimmt sind und dementsprechend groß bemessen
sein müssen, brauchen die Gleichlaufreglermaschinen nur die zur Verstellung der
Regelorgane erforderlichen geringen Regelkräfte zu übertragen. Sie brauchen deshalb
nur Maschinen kleinster Type zu sein. Das gegenseitige Geschwindigkeitsverhältnis
der Teilantriebsmötoren hl ist dabei in praktisch ebenso vollkommenem Maße gesichert,
wie wenn sie starr miteinander verbunden wären. Auch wenn die Spannung in dem den
Teilantriebsmotoren gemeinsamen Kraftnetz P1, NI in weiten Grenzen, z. B. in bekannter
Weise durch Zu- und Gegenschaltung oder Leonardschaltung, geändert wird, bleibt
das jeweils eingestellte gegenseitige Geschwindigkeitsverhältnis unverändert.
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In ähnlicher Weise können, wie Abb.2 zeigt, statt der Synchronreglermaschinen
S an sich bekannte mechanische Differenzgetriebe D verwendet werden, die einerseits
über die Kegelscheiben-Riemenantriebe K', K= von .den Teilmotoren 11/1 angetrieben
werden, andererseits durch eine mechanische Verbindung in gegenseitigem Eingriff
stehen. Würde man ohne Zwischenschaltung der Differenzgetriebe sämtliche Teilantriebsmotoren
durch eine Ausgleichwelle unmittelbar verbinden, so würde diese ebenso wie bei starrer
elektrischer Verbindung die Synchronhilfsmaschinen mitunter beträchtliche Ausgleichenergie
zu übertragen haben, und sie müßte dementsprechend stark bemessen sein. Ähnlich
wie die drehbaren Gehäuse der Gleichlaufreglermaschinen gemäß Abb. i sind jedoch
die zwischen jeden Teilantriebsmotor und die Ausgleichwelle geschalteten Differenzgetriebe
nachgiebige Glieder.
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Treten Gleichlaufstörungen an einzelnen Teilmotoren auf, so werden
die Mittelräder der betreffenden Differenzgetriebe verstellt und in Abhängigkeit
davon die Regelorgane der Teilmotoren so beeinflußt, daß der Gleichlauf wieder hergestellt
wird. So schaffen sich auch hier sämtliche Teilantriebsmotoren selbst eine resultierende
Einheitsgeschwindigkeit, und zwar die Geschwindigkeit der Ausgleichwelle, der dann
jeder einzelne Teilmotor folgen muß.
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Um zu verhindern, daß während des Betriebs durch wechselseitige Kraftwirkung
zwischen den Gleichlauf- oder Differenzregelvorrichtungen die Regelorgane (in den
hier dargestellten Beispielen die Kontaktarme der Regler R) allmählich gemeinsam
in die Anfangs- oder Endstellung wandern, wodurch Schwebungen in der Durchschnittsgeschwindigkeit
aller Teilantriebe entstehen würden, werden zweckmäßig noch besondere Maßnahmen
getroffen, um das Wandern der Regelorgane zu verhindern. Zu diesem Zweck werden
Mittel zur Ausübung von Richtkräften angeordnet, die bestrebt sind, die Regelorgane,
z. B. die Feldregler R, in bestimmte Lage zu zwingen und dabei den durch die Gleichlaufreglermaschine
oder Differenzregelvorrichtungen übertragenen Verstellkräften entgegenwirken. Durch
Wahl und Anordnung entsprechender Mittel, z. B. Federn, Gewichtsbelastung, magnetische
oder motorische Kraftwirkung oder ähnliche gleichwertige Einrichtungen kann erreicht
werden, daß die Richtkräfte entweder konstante Größe haben oder mit zunehmender
Abweichung der Regelorgane von der Mittelstellung ansteigen. In den Abb. i und 2
sind beispielsweise Federn angedeutet, die an den Kontaktarmen der Regler R angreifen.
Angenommen, daß der erste Teilmotor IU langsamer als der mittlere, der dritte
Teilmotor dagegen um den gleichen Betrag schneller laufen soll, was durch entsprechende
Verstellung der Riemen auf den Kegelscheiben bewirkt wird, so müssen die Reglermaschinen
des ersten und dritten Teilantriebs dauernd der Richtkraft an den Reglerarmen entgegenwirken.
Die Reglerarme können also nicht in beliebige Stellungen wandern. Die jeweils eingestellte
Durchschnittsgeschwindigkeit aller Teilantriebe ist somit gesichert.
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Statt der in der Abb. i dargestellten Gleichlaufreglermaschinen oder
der in Abb.2 gezeigten
Differenzgetriebe können gleichwertige oder
ähnliche Einrichtungen in den verschiedensten bekannten Ausführungen verwendet werden,
ohne daß die grundsätzliche Anordnung geändert wird. Z. B. können statt der Synchronreglermaschinen
mit Gleichstromerregung solche mit ausgeprägten Polen, aber ohne Gleichstromerregung
verwendet werden. Eine solche Maschine kann bekanntlich ein . normaler kleiner Kurzschlußläufermotor
sein, dessen Läuferkern in Form eines Polkreuzes aufgebaut ist. Statt der Gleichstromerregung
muß ihm aber zur Erzeugung des Drehfeldes Blindstrom zugeführt werden, dessen Frequenz
von der Einheitsfrequenz des Ausgleichnetzes abhängig ist. Dieser Blindstromgenerator,
eine kleine Synchronmaschine mit Gleichstromerregung, kann erfindungsgemäß entweder
mit der Welle einer der Kegelscheiben E= gekuppelt oder als übererregter, leerlaufender
Synchronmotor aufgestellt werden. Es genügt auch, wenn nur eine der Gleichlaufreglermaschinen
mit Gleichstromerregung versehen und zur Abgabe des erforderlichen Blindstromes
für die anderen ohne Gleichstromerregung ausgeführten Reglermaschinen bemessen wird.
Wenn, wie erwähnt, die Drehstromerregermaschine mit der Läuferwelle einer der Reglermaschinen
verbunden ist, wird erfindungsgemäß ihr Gehäuse ebenso wie das der Reglermaschine
drehbar gelagert, so daß die Erregerfrequenz von der Einheitsfrequenz des Ausgleichnetzes
abhängig bleibt.
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Es ist selbstverständlich, daß in der beschriebenen Weise die Gleichlaufregelung
für eine beliebige Anzahl gemeinsam arbeitender Teilantriebe durchgeführt werden
kann, daß ferner statt der beispielsweise in den Abbildungen dargestellten Gleichstrom-h;
eben= schlußmotoren tIT alle anderen Arten von Elektromotoren oder Kraftmaschinen
beliebiger Art verwendet werden können, wobei die Feldregler R durch entsprechende
andere Regelorgane zu ersetzen sind, z. B. Einrichtungen zur Bürstenverschiebung,
zur Verstellung von Schlupf- oder Induktionsreglern, Drosselorganen für flüssige
oder gasförmige Treibmittel usw.