DE569727C

DE569727C - Control device for power machines, especially for turbines with electric power generators

Info

Publication number: DE569727C
Application number: DES100046D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Kurt Halle
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-07-29
Filing date: 1931-07-29
Publication date: 1933-02-07

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 7. FEBRUAR 1933ISSUED ON FEBRUARY 7, 1933

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

Ja 569727 KLASSE 14c GRUPPE 8os Yes 569727 CLASS 14c GROUP 8os

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Juli 1931 abPatented in the German Empire on July 29, 1931

Trotz aller Verfeinerungen in den Reglerbauarten läßt sich mit den bisherigen Mitteln eine Aufgabe der Regelungstechnik nicht zufriedenstellend lösen, nämlich die Verkürzung des Zeitraums, der zwischen einem Regelimpuls und der Regehvirkung liegt. Die Ansprechzeiten sind zu groß und die Regelgeschwindigkeiten zu klein, als daß es möglich wäre, die Änderung einer Zustandsgröße, die sich als Regelimpuls auswirkt, schon im Entstehen abzufangen. Die erforderlichen Zeiten liegen, soweit man das rechnerisch erfassen kann, in der Größenanordnung von Bruchteilen von Sekunden; da die Drehzahlregler Massenwirkungen ausgesetzt sind, so ist ein bestimmter Drehzahlabfall unvermeidlich, ehe eine Regelwirkung einsetzt.In spite of all the refinements in the controller designs, it is possible to use the means available up to now one task of the control engineering not satisfactorily solve, namely the shortening the period of time between a control pulse and the effect of the control. The response times are too large and the control speeds too small for it to be possible to change a state variable that acts as a regulating impulse to intercept as soon as it arises. The times required are, as far as one can computationally grasp, in the order of magnitudes of fractions of seconds; Since the speed controllers are exposed to mass effects, a certain drop in speed is inevitable before a control effect sets in.

Die Erfindung bezieht sich auf die Aufgabe, stoßartige Belastungsänderungen soThe invention relates to the task of sudden changes in load

ao schnell abzufangen, daß eine wesentliche Drehzahländerung nicht eintritt, und zwar macht sie von einer Erscheinung Gebrauch, die bei einem Lastwechsel eintritt. Als Beispiel hierfür sei eine Turbine mit elektrischem Stromerzeuger gewählt. Der Stromerzeuger ist mit einer bestimmten Leistung belastet und die Dampfzufuhr zur Maschine so eingestellt, daß Gleichgewicht zwischen der von der Turbine entwickelten Leistung und der Belastung des Stromerzeugers besteht. Wird nun der Stromerzeuger plötzlich belastet, so übt das Feld desselben auf den Läufer eine bremsende Wirkung aus. Der Läufer hat also die Neigung, gegenüber dem Turbinenläufer zurückzubleiben. Hierdurch wird auf die Kupplung zwischen Stromerzeuger und Turbine eine Kraft ausgeübt, die bestrebt ist, die beiden Kupplungshälften gegeneinander zu verschieben. Diese Erscheinung wird gemäß der Erfindung für den Regelvorgang ausgenutzt werden, und zwar ist zwischen Turbine und Stromerzeuger eine in der Umfangsrichtung elastische Kupplung zwischengeschaltet, von der mindestens ein Teil mit dem Einlaßventil der antreibenden Turbine gekuppelt ist. Im allgemeinen wird man diese Regelung nicht als alleinige Regelung verwenden, sondern sie parallel zum Drehzahlregler arbeiten lassen, so daß normale Lastschwankungen durch den Drehzahlregler ausgeglichen werden, während die Regeleinrichtung nach der Erfindung nur bei Stoßlast in Tätigkeit tritt. Diese Einrichtung kann selbstverständlich in gleicher Weise, wie sie bei einer plötzlichen Belastung eingreift, auch bei einer plötzlichen Entlastung eingreifen und verhindert dann das Ansprechen des Schnellschlußreglers. ao to quickly intercept that a significant speed change does not occur, namely it makes use of a phenomenon that occurs when the load changes. As an an example a turbine with an electric power generator was chosen for this. The power generator is loaded with a certain power and the steam supply to the machine is set so that that there is a balance between the power developed by the turbine and the load on the generator. Will now the generator is suddenly loaded, the field of the same exercises one on the runner braking effect. The rotor thus has the tendency towards the turbine rotor to lag behind. This acts on the coupling between the generator and the turbine exerted a force which tends to move the two coupling halves against each other move. This phenomenon is used according to the invention for the control process between the turbine and the generator there is one in the circumferential direction elastic coupling interposed, of which at least a part is coupled to the inlet valve of the driving turbine is. In general, this rule will not be used as the only rule but let them work in parallel with the speed controller, so that normal load fluctuations are compensated by the speed controller, while the control device according to the invention only in shock load Activity occurs. This facility can of course be used in the same way as at a sudden load intervenes, also intervene in the case of a sudden relief and then prevents the trip controller from responding.

*} Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*} The patent seeker stated as the inventor:

Dipl.-Ing. Kurt Halle in Berlin-Siemensstadt.Dipl.-Ing. Kurt Halle in Berlin-Siemensstadt.

Bei !größeren Maschineneinheiten wird es schwierig sein, die Kupplung so auszubilden, daß sie eine Bewegung ihrer beiden Kupplungshälften gegeneinander zuläßt. In einem solchen Fall kann man sich damit helfen, daß man einen besonderen Hilfsstromerzeuger vorsieht, der ebenfalls mit der Turbinenwelle gekuppelt ist und parallel zum Hauptstromerzeuger arbeitet, also an dessen Lastschwan- «o kungen genau teilnimmt. Dann kann man die Kupplung zwischen dem Hilfsstromerzeuger und der Turbine zur Auslösung der Stoßregelung verwenden.With larger machine units it will be difficult to design the coupling in such a way that that it allows a movement of its two coupling halves against each other. In one In such a case you can help yourself by having a special auxiliary power generator provides, which is also coupled to the turbine shaft and parallel to the main power generator works, that is, precisely participates in its load fluctuations. Then you can Coupling between the auxiliary generator and the turbine to trigger the surge control use.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abb. 1 bis 3 dargestellt, und zwar zeigt die Abb. 1 schematisch den Aufbau der Kupplung, Abb. 2 ihren Zusammenbau mit der Regelung, während die Abb. 3 eine derartige Einrichtung zeigt, bei der die mechaao nische Kraftübertragung durch eine hydraulische Kraftübertragung ersetzt ist.Some embodiments of the invention are shown in Figs. 1 to 3, namely Fig. 1 shows schematically the structure of the coupling, Fig. 2 with its assembly the scheme, while Fig. 3 shows such a device in which the mechaao niche power transmission is replaced by hydraulic power transmission.

Auf der mit 1 bezeichneten Stromerzeugerwelle sitzt die Kupplungshälfte 2, auf der Turbinenwelle 3 die Kupplungshälfte 4. An »5 den Kupplungshälften sind Bolzen 5 und 6 befestigt, die durch Federn 7 untereinander verbunden sind. Die von der Welle 3 entwickelte Drehkraft wird also über die Scheibe 4, die Bolzen 6 und die Federn 7 auf die Bolzen 5 und von diesen über die Kupplungsscheibe 2 auf die Welle 1 übertragen. Da die Kupplung nicht starr, sondern elastisch ist, so ist eine Verdrehung der Kupplungshälften 2 und 4 gegeneinander möglich. Diese wird zur Einleitung eines Regelvorganges verwendet. Zu diesem Zweck liegt innerhalb der Wellen 1 und 3 eine Schieberstange 8, die an ihrem Ende einen Steuerstift 9 trägt. Diesem ist eine Steuerhülse 10 zugeordnet, wie es aus der allgemeinen Regeltechnik bekannt ist. Die Schieberstange 8 trägt eine Gewindescheibe 11 und ist durch Feder und Nut 12 an der Drehung verhindert. Das der Gewindescheibe 11 zugeordnete Muttergewinde ist in eine Büchse 19 der Kupplung 4 eingeschnitten. Tritt eine Verdrehung der Scheiben 2 und 4 gegeneinander ein, so wird hierdurch eine Längsbewegung der Schieberstange 8 und damit des Steuerstiftes 9 hervorgerufen, wodurch in bekannter Weise über einen Kraftkolben das Einlaßventil der Turbine verstellt wird. Falls diese Steuerung nicht parallel zum Drehzahlregler arbeitet, kann man sie auf besondere Ventile arbeiten lassen. Jeder über die Kupplung übergeleiteten Leistung entspricht'ein bestimmter Ausschlag des Steuergestänges, also auch eine bestimmte Ventilöffnung.On the generator shaft designated by 1, the coupling half 2 sits on the Turbine shaft 3 the coupling half 4. On »5 the coupling halves are bolts 5 and 6 attached, which are connected to one another by springs 7. The one developed by wave 3 The torque is thus applied to the bolts 5 via the disc 4, the bolts 6 and the springs 7 and from these via the clutch disc 2 transferred to shaft 1. Because the coupling is not rigid, but elastic is, a rotation of the coupling halves 2 and 4 against each other is possible. These is used to initiate a control process. To this end lies within of the shafts 1 and 3 a slide rod 8 which carries a control pin 9 at its end. This is assigned a control sleeve 10, as is known from general control technology is. The slide rod 8 carries a threaded washer 11 and is by tongue and groove 12 prevented from rotating. The nut thread assigned to the threaded washer 11 is cut into a sleeve 19 of the coupling 4. If there is a twisting of the discs 2 and 4 against each other, this results in a longitudinal movement of the slide rod 8 and thus the control pin 9 caused, which in a known manner via a power piston, the inlet valve of the turbine is adjusted. If this control does not work in parallel with the speed controller, you can let them work on special valves. Everyone passed through the clutch Performance corresponds to a certain deflection of the control linkage, i.e. also a certain one Valve opening.

Die Steuerung nach der Abb. 3 ist grundsätzlich in der gleichen Weise aufgebaut. Die Welle 3 ist in diesem Fall mit einer Bohrung 13 versehen, in die durch eine Leitung 14 Drucköl eingeleitet wird.' Sie mündet in Bohrungen 15 aus, denen Gegenbohrungen 16 in einer festen Hülse 17 an der Scheibe 2 entsprechen. Jede Verschiebung der Kupplungshälften 2 und 4 gegeneinander bewirkt eine Veränderung des freien Durchgangsquerschnittes zwischen den Bohrungen 15 und 16, also auch eine Veränderung des Öldruckes in der Bohrung 13. Diese Änderungen können z. B. über einen Membrantaktgeber 18 auf das Regelorgan übertragen werden. Auch in diesem Fall kommt der Steuerimpuls schon zur Wirkung, ehe eine merkliche Drehzahländerung der Turbine eingetreten ist.The control according to Fig. 3 is basically constructed in the same way. the In this case, shaft 3 is provided with a bore 13, into which a line 14 Pressure oil is introduced. ' It opens into holes 15, which counterbores 16 in a fixed sleeve 17 on the disc 2 correspond. Each shift of the coupling halves 2 and 4 against each other causes a Change in the free passage cross-section between holes 15 and 16, thus also a change in the oil pressure in the bore 13. These changes can z. B. be transmitted via a membrane clock generator 18 to the control element. Also in In this case, the control pulse takes effect before a noticeable change in speed the turbine has entered.

Claims

Patent claims:

1. Control device for power machines, especially for turbines with electrical power generators, characterized in that between the engine (turbine) and power generator an in Circumferential elastic coupling for shock control is interposed, of at least a part of which is coupled to the intake valve of the driving engine is.

2. Device according to claim 1, characterized in that the shock control device is connected in parallel to the normal speed control.

3. Device according to Ansprvch 1, -thereby marked that. the shock control device is used to influence special shock control valves.

4. Device according to claim 1, characterized in that with the machine set an auxiliary power generator connected in parallel to the main power generator is coupled via a flexible coupling from which the surge control pulses are derived.

For this 1 sheet. drawings