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Vorrichtung zur Drehzahlregulierung einer von einer Kraftmaschine
angetriebenen Maschine, die auf Synchronismus mit einer -anderen Maschine gebracht
werden soll Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Drehzahlregulierung einer
von einer Kraftmaschine angetriebenen Maschine, die auf Synchronismus mit einer
anderen :Maschine gebracht werden soll. Gemäß der Erfindung wird die von der Kraftmaschine
angetriebene Maschine mit Hilfe eines auf die Regelung der Kraftmaschine einwirkenden
Differentialgetriebes selbsttätig derart geregelt, daß ihre Drehzahl mit ständig
abnehmender Amplitude um die synchrone Drehzahl pendelt. Dabei kann durch das dritte
Glied des Differentialgetriebes, dessen zwei andere Glieder von den auf Synchronismus
zu bringenden Maschinen direkt oder indirekt angetrieben werden, die Kraftmittelzufuhr
der Kraftmaschine unmittelbar geregelt werden. Um eine Überregulierung beim Anlauf
der Kraftmaschine zu vermeiden, kann die Anordnung so getroffen sein, daß beim Erreichen
einer bestimmten Drehzahl durch den Geschwindigkeitsregler der Kraftmaschine eine
zusätzliche Regelung der Kraftmittelzufuhr bis auf einen der synchronen Drehzahl
ungefähr entsprechenden Betrag erfolgt. Beispielsweise kann dabei das dritte Glied
des Differentialgetriebes gemeinsam mit dem Geschwindigkeitsregler auf das die Kraftmittelzufuhr
regelnde Steuergestänge einwirken. Es ist auch möglich, die Anordnung so zu treffen,
daß das dritte Glied des Differentialgetriebes allein auf das die Kraftmittelzufuhr
steuernde Gestänge einwirkt und daß eine zusätzliche Regelung dadurch erzielt wird,
daß bei Erreichen einer bestimmten Drehzahl die Kupplung des einen der beiden anderen
Glieder des Differentialgetriebes mit der ihm zugeordneten Maschine so lange unterbrochen
wird, bis die Kraftmittelzufuhr einen ungefähr dieser Drehzahl entsprechenden Betrag
erreicht hat.
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Es sind Parallelschalteinrichtungen bekannt geworden, bei denen der
Regler der Antriebsmaschine des parallel zu schaltenden Generators selbsttätig so
beeinflußt wird, daß er bis zum Parallelschalten die Drehzahl der Antriebsmaschine
zum wiederholten langsamen Pendeln durch den synchronen Punkt veranlaßt. Die Pendelungen
der Generatordrehzahl durch den synchronen Punkt haben bei diesen bekannten Anordnungen
im Gegensatz zu der Erfindung eine gleichbleibende Amplitude. Die Erfindung, bei
der die Drehzahl des zuzuschaltenden Generators mit ständig abnehmender Amplitude
um die synchrone Drehzahl pendelt, hat demgegenüber den Vorteil, daß das Einschwingen
des parallel zu schaltenden Generators vollkommen stoßfrei erfolgt und im Augenblick
des Einschaltens die synchronisierende Kraft sehr groß ist. Es sind ferner Drehzahlregelvorrichtungen
bekannt geworden, bei denen die Kraftmittelzufuhr durch einen Verstellmotor geregelt
wird, dessen Drehrichtung vermittels einer Umschalteinrichtung bei auftretenden
Drehzahldifferenzen zwischen der zu synchronisierenden und einer synchron laufenden
Maschine in dem einen
oder anderen Sinne umgesteuert wird. Der Regelmotor
kann erst umgesteuert werden, wenn der Drehzahlunterschied ein bestimmtes Mindestmaß
erreicht hat. Die Amplituden der Drehzahlpendelungen der zu synchronisierenden .Maschine
können daher bei diesen bekannten Regelvorrichtungen einen bestimmten Mindestwert
niemals unterschreiten. Bei der Regelvorrichtung gemäß der Erfindung wirkt auch
die kleinste Drehzahldifferenz sofort im Sinne einer Drehrichtungsänderung des dritten
Gliedes des Differentialgetriebes und damit im Sinne einer Änderung der Kraftmittelzufuhr,
so daß die Amplituden der Drehzahlpendelungen beliebig kleine Werte annehmen können
und demzufolge das Einschwingen des parallel zu schaltenden Generators vollkommen
stoßfrei erfolgt.
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Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das vom Differential
ausgeübte Verstellmoment auch in der Nähe des Synchronimus lediglich von dem Drehmoment
der auf das Differential einwirkenden beiden Maschinen bzw. der Hilfsmaschinen,
d. h. also von deren Größe, abhängig ist. Bei den bekannten Anordnungen wird im
Gegensatz dazu das Verstellmoment in der Nähe des Synchronismus geringer, wodurch
eine Regelung der Drehzahl bei sehr geringen Abweichungen vom Synchronismus erschwert
wird.
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In der Abbildung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
i und z sind zwei .Maschinen, von denen die Maschine i von einer in der Abbildung
nicht dargestellten Kraftmaschine angetrieben wird und auf Synchronismus mit der
Maschine :z gebracht werden soll. Beispielsweise kann es sich darum handeln, einen
von einer Kraftmaschine angetriebenen Sychrongenerator mit einem Drehstromnetz zu
synchronisieren. Die Maschine 2 kann dann ein Synchronmotor sein, der an das Netz
gelegt ist. Sobald die Drehzahl des Synchrongenerators i mit der Drehzahl der Maschine
2 übereinstimmt, kann dann der Generator auf das Netz geschaltet werden. Jede von
den beiden :Maschinen i und 2 treibt entweder direkt oder indirekt je ein Glied
3 bzw. 4. eines Differentialgetriebes an. Entsprechend der Abweichung der Drehzahlen
der beiden Maschinen i und 2 wird mittels des dritten Gliedes 5 des Differentialgetriebes
eine Welle 6 verstellt. 7 ist ein Steuerstift, der die Kraftmittelzufuhr der die
Maschine i antreibenden Kraftmaschine steuert und über ein Gestänge 8 sowohl von
der Welle 6 durch Verstellung der Muffe 9 als auch von dem Geschwindigkeitsregler
io der Kraftmaschine durch Verstellung der Muffe ii betätigt werden kann.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgendermaßen: Bei Stillstand
der Kraftmaschine und damit der Maschine i wird die Welle 6 mit der Drehzahl der
Maschine 2 angetrieben. Durch Anheben der Muffe 9 wird der Steuerstift 7 nach oben
gezogen, wodurch die Kraftmittelzufuhr freigegeben wird. Die Muffe ii des Geschwindigkeitsreglers
io bleibt dabei noch in ihrer unteren Lage. Erfolgt die Kraftmittelzufuhr in genügenden
Mengen, so läuft die Kraftmaschine an, so daß die Drehzahl der Welle 6 entsprechend
der Differenz der Drehzahlen der beiden Maschinen i und 2 angetrieben wird. Die
Verstellung der Muffe 9 wird also immer langsamer vor sich gehen. Beim Erreichen
einer bestimmten Drehzahl wird die Muffe ii des Geschwindigkeitsreglers angehoben
und dadurch der Steuerstift 7 gesenkt, was eine Verringerung der Kraftmittelzufuhr
zur Folge hat. Durch weiteres Heben der Muffe 9 wird die Kraftmittelzufuhr entsprechend
den Leerlaufverlusten der Kraftmaschine eingestellt. Auf diese Art und Weise wird
eine Überregulierung der Kraftmittelzufultr vermieden. Gelangt die Maschine i in
Synchronismus mit der Maschine 2, so bleibt die Welle 6 stehen. Wird die synchrone
Drehzahl überfahren, so dreht sich die Welle 6 im entgegengesetzten Sinne und reguliert
die Kraftmaschine umgekehrt wie bisher. Auf diese Art und Weise schwingt sich die
Maschine i allmählich in den Synchronismus hinein, wobei die Pendelungen um den
Synchronismus immer geringer werden.
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Die Anordnung kann auch so abgeändert werden, daß beim Fehlen eines
Geschwindigkeitsreglers die Überregulierung der Kraftmittelzufuhr dadurch vermieden
wird, daß nach Anlauf der Maschine i beim Erreichen einer bestimmten Drehzahl eine
der beiden Maschinen i oder 2 von dem Differentialgetriebe getrennt oder abgeschaltet
wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß das betreffende Glied des
Differentialgetriebes von der Antriebswelle abgekuppelt wird oder daß bei Verwendung
von Hilfsmaschinen, die von den beiden Maschinen i und 2 angetrieben werden und
dann auf das Differentialgetriebe einwirken, die betreffende Hilfsmaschine stillgesetzt
wird. Hierdurch kann die Kraftmittelzufuhr wieder verringert werden, und zwar auf
einen Betrag, der ungefähr der Drehzahl entspricht, bei der die Kupplung des Differentialgetriebes
mit der einen Maschine getrennt wurde. Wenn dieser Betrag erreicht ist, wird selbsttätig
die Kupplung dieser Maschine mit dem Differentialgetriebe wieder hergestellt und
die Kraftmittelzufuhr allmählich auf einen Betrag entsprechend den Leerlaufsverlusten
gebracht.
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Das Abschalten der einen Maschine vom Differentialgetriebe kann kurz
nach dem Anlaufen der Maschine erfolgen, während der Wiedereingriff in die Regulierung
bei einer bestimmten Kraftmittelzufuhr selbsttätig herbeigeführt werden kann. Bei
Verwendung besonderer Hilfsmaschinen können diese außerdem nach erfolgter Synchronisierung
über das Differential-
Betriebe zur Lastregulierung herangezogen
werden, indem bei einer Änderung der Last vorübergehend der eine oder der ändere
Motor anläuft. Die Steuerung der Hilfsmaschinen kann dabei von Hand erfolgen.
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Diese Einrichtung kann nicht allein zur Parallelschaltung von Synchrongeneratoren
verwendet werden, sondern sie kann auch dazu dienen, zwei voneinander unabhängige
Maschinen auf die gleiche Drehzahl zu bringen und auf dieser zu halten.