DE572277C

DE572277C - Device for controlling the load distribution between two electrical machines working in parallel

Info

Publication number: DE572277C
Application number: DE1930572277D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1929-12-26
Filing date: 1930-09-12
Publication date: 1933-03-13

Description

Einrichtung zur Regelung der Lastverteilung zwischen zwei parallel arbeitenden elektrischen Maschinen Zur Erzielung einer gewollten Lastverteilung zwischen elektrischen Maschinen hat man bereits vorgeschlagen, solche Punkte der Wicklungen der Maschinen, welche bei der gewollten Lastverteilung gleiches Potential haben, durch eine Ausgleichsleitung zu verbinden und die Lastregler der Maschinen durch einen dem bei Abweichung von der gewollten Lastverteilung in der Ausgleichsleitung fließenden Strom proportionalen Strom derart zu beeinflussen, daß das gewollte Lastverhältnis wiederhergestellt wird, so daß also in der Ausgleichsleitung kein Strom mehr fließt. Nun ist es in vielen Fällen nicht möglich, solche Punkte der Maschinenwicklungen durch Ausgleichsleitungen miteinander zu verbinden. Wenn es sich z. B. um bereits vorhandene Maschinen handelt, ist man auf die vorhandenen Anzapfungen der Wicklungen angewiesen, also auf Punkte, welche bei der gewollten Lastverteilung nicht gleiches Potential haben, so daß also in der Verbindungsleitung dauernd ein Strom fließen muß. In diesen Fällen läßt sich das bekannte Regelverfahren, bei welchem auf Stromlosigkeit der Verbindungsleitung geregelt wird, nicht anwenden.Device for regulating the load distribution between two parallel working electrical machines To achieve a desired load distribution between electrical machines it has already been suggested that such points of the Windings of the machines which have the same potential with the desired load distribution have to connect by a compensating line and the load regulators of the machines by one in the event of a deviation from the desired load distribution in the equalizing line To influence flowing current proportional current in such a way that the desired load ratio is restored, so that no more current flows in the equalizing line. In many cases it is not possible to find such points on the machine windings to be connected to each other by compensating lines. If it is z. B. to already Existing machines are involved, one is on the existing taps on the windings dependent, i.e. on points which are not the same with the desired load distribution Have potential, so that a current flows continuously in the connecting line got to. In these cases, the well-known control method, in which there is no current the connection line is regulated, do not apply.

Bei einer anderen bekannten Regeleinrichtung sind die Gleichstrommaschinen, auf welche die Last in einem gewollten Verhältnis verteilt werden soll, mit Hilfserregerwicklungen ausgerüstet, deren Erregerströme durch gittergesteuerte Elektronenröhren gesteuert werden. Die Gitter der Röhren werden von dem in der Verbindungsleitung zwischen zwei Punkten der Maschinenwicklungen fließenden Strom beeinflüßt, und zwar dient zur Steuerung der Gitter der Spannungsabfall in einem in der Verbindungsleitung geschalteten Widerstand. Diese Regeleinrichtung kann so eingestellt werden, daß in der Verbindungsleitung dauernd ein Strom bestimmter Stärke und Richtung fließt und kann daher in allen Fällen verwendet werden.In another known control device, the DC machines, to which the load is to be distributed in a desired ratio, with auxiliary excitation windings equipped, whose excitation currents are controlled by grid-controlled electron tubes will. The grids of the tubes are different from the one in the connecting line between affects two points of the machine windings flowing current, namely serves to control the grid the voltage drop in one in the connecting line switched resistor. This control device can be set so that A current of a certain strength and direction is constantly flowing in the connecting line and can therefore be used in all cases.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zur Regelung der Lastverteilung zwischen zwei parallel arbeitenden elektrischen Maschinen, bei welcher eine Brückenschaltung aus Widerständen mit verschiedenen Temperaturkoeffizienten vorgesehen ist, welche von einer von der Abweichung von der gewollten Belastungsverteilung abhängigen Spannung gespeist werden, und deren Brückenspannung zur Steuerung der Erregungen der beiden Maschinen in entgegengesetztem Sinne dient.The present invention relates to a device for regulating the load distribution between two electrical machines working in parallel which is a bridge circuit made of resistors with different temperature coefficients is provided which of one of the deviation from the desired load distribution dependent voltage are fed, and their bridge voltage to control the Excitation of the two machines serves in opposite sense.

Die Benutzung einer Brückenschaltung aus Widerständen mit verschiedenen Temperaturkoeffizienten bietet gegenüber den bei den bekannten Anordnungen vorgesehenen Widerständen den Vorteil, daß bei einer Änderung der die Brückenschaltung speisenden Spannung bzw. Stromstärke eine wesentlich stärkere Änderung des in der Brücke fließenden Stromes bzw. der Brückenspannung erreicht werden kann. Wenn z. B. die Widerstandswerte der Brückenschaltung so gewählt sind, daß bei einer Speisespannung von beispielsweise io Volt die Brückenspannung o Volt ist, so kann man durch entsprechende Wahl der Temperaturkoeffizienten der Widerstände erreichen, daß bei einer Änderung der Speisespannung um i Volt diese Änderung praktisch in voller Größe als Brückenspannung wirksam wird. Während sich bei den bekannten Regeleinrichtungen die Steuerspannung der Regler nur proportional der an die Widerstände angelegten Spannung ändert, wird bei der Einrichtung nach der Erfindung eine Änderung der Steuerspannung erreicht, welche proportional der Änderung der angelegten Spannung ist. Die Einrichtung nach der Erfindung arbeitet daher wesentlich genauer und empfindlicher als die bekannte Einrichtung.The use of a bridge circuit made up of resistors with different Offers temperature coefficients compared to those provided in the known arrangements Resistances the advantage that when changing the bridge circuit feeding voltage or current intensity a much stronger change in the Bridge flowing current or the bridge voltage can be achieved. If z. B. the resistance values of the bridge circuit are chosen so that at a supply voltage for example, io volts, the bridge voltage is o volts, you can use appropriate Choice of temperature coefficients of the resistors achieve that with a change of the supply voltage by i volts this change practically in full size as the bridge voltage takes effect. While in the known control devices, the control voltage the regulator only changes proportionally to the voltage applied to the resistors will achieved a change in the control voltage in the device according to the invention, which is proportional to the change in applied voltage. The establishment after the invention therefore works much more precisely and sensitively than the known Furnishings.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. i und 2 stellen zwei Gleichstrom-Compound-Maschinen dar, die über Schalter 3 und 4 auf den gemeinsamen Belastungskreis 5 arbeiten. Die Generatoren i und 2 sind mit Nebenschlußfeldwicklungen 6 bzw. 7, vom Hauptstrom durchflossenen Kommutierungswicklungen 8 bzw. g und Hauptschlußfeldwickltmgen io bzw. i i versehen.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. i and 2 represent two direct current compound machines that are activated via switches 3 and 4 work on the common load circle 5. The generators i and 2 are with Shunt field windings 6 or 7, commutation windings through which the main current flows 8 or g and main closing field windings io and i i, respectively.

Die Leistung des Generators i wird gesteuert, indem die Erregung einer eine Gegen-EMK liefernden Maschine 12 geregelt wird. Ihr Anker ist in Reihe mit der Nebenschlußfeldwicklung 6 des Generators i geschaltet. Ihre Feldwicklung 14 liegt an den Klemmen des Generators i. Die Leistung des Generators a wird in ähnlicher Weise gesteuert, indem die Erregung einer eine Gegen-EMK liefernden Maschine 13 geregelt wird. Ihre Ankerwicklung ist mit der Nebenschlußfeldwicklung 7 des Generators :2 in Reihe geschaltet. Ihre Feldwicklung 15 liegt an den Klemmen des Generators z.The power of the generator i is controlled by the excitation of a a machine 12 delivering back EMF is regulated. Your anchor is in series with the shunt field winding 6 of the generator i switched. Your field development 14 is at the terminals of the generator i. The performance of the generator a will be similar Controlled by the excitation of a back-emf machine 13 is regulated. Your armature winding is with the shunt field winding 7 of the generator : 2 connected in series. Your field winding 15 is connected to the terminals of the generator z.

Damit eine vorbestimmte Lastverteilung zwischen den beiden Generatoren i und 2 aufrechterhalten wird, steuert man die Erregungen der Gegen-EMK-Maschinen 12 und 13 mittels der Elektronenentladungsgefäße 16 bzw. 17. Die Gefäße 16 und 17 sind mit Kathoden 18 bzw. i9, Anoden 2o bzw. 21 und Steuerelektroden 22 bzw. 23 versehen. In die Anodenkreise der Gefäße 16 und 17 sind die Feldwicklungen 14 bzw. 15 der Gegen-EMK-Maschinen ia bzw. 13 geschaltet.Thus a predetermined load distribution between the two generators i and 2 is maintained, one controls the excitations of the back emf machines 12 and 13 by means of the electron discharge vessels 16 and 17, respectively. The vessels 16 and 17 are with cathodes 18 and i9, anodes 2o and 21 and control electrodes 22 and 23, respectively Mistake. In the anode circles of the vessels 16 and 17, the field windings 14 and 15 of the back EMF machines ia and 13 are switched.

Damit die Erregung der Gegen-EMK-Maschine 12 so gesteuert werden kann, daß die Spannung des Generators i sich verringert, wenn der Generator mehr belastet ist als vorbestimmt, und sich vergrößert, wenn der Generator i weniger belastet ist als vorbestimmt, sind die Kathode 18 und die Steuerelektrode 22 des Gefäßes 16 so geschaltet, daß die Steuerelektrode 22 stärker positiv wird in bezug auf die Kathode 18, wenn der Generator i einen zu großen Teil der Gesamtlast übernimmt, so daß der Strom durch die Feldwicklung 14 der Gegen-EMK-Maschine 12 sich vergrößert, andererseits die Steuerelektrode 22 stärker negativ wird in bezug auf die Kathode 18, wenn der Generator i einen zu kleinen Teil der Gesamtlast übernimmt, so. daß die Erregung der Feldwicklung 14 der gegen-EMK-Maschine 12 sich verringert. In ähnlicher Weise sind die Kathode ig und die Steuerelektrode 23 des Gefäßes 17 so geschaltet, daß die Steuerelektrode 23 stärker positiv in bezug auf die Kathode 1g wird, wenn der Generator :2 einen zu großen Teil der Gesamtlast übernimmt, so daß die Erregung der Feldwicklung 15 der Gegen-EMK-Maschine 13 sich vergrößert, und die Steuerelektrode 23 stärker negativ wird in bezug auf Kathode i9, wenn der Generator :2 einen zu kleinen Teil der Gesamtlast übernimmt, so daß die Erregung der Maschine 13 sich verringert.So that the excitation of the back EMF machine 12 can be controlled so that the voltage of the generator i decreases when the generator loads more is as predetermined, and increases when the generator i loads less is predetermined, the cathode 18 and the control electrode 22 are the vessel 16 switched so that the control electrode 22 is more positive with respect to the Cathode 18, if the generator i takes on too large a part of the total load, so that the current through the field winding 14 of the back EMF machine 12 increases, on the other hand, the control electrode 22 becomes more negative with respect to the cathode 18, if the generator i takes on too small a part of the total load, see above. that the excitation of the field winding 14 of the back EMF machine 12 is reduced. In a similar way Way, the cathode ig and the control electrode 23 of the vessel 17 are connected so that the control electrode 23 becomes more positive with respect to the cathode 1g when the generator: 2 takes too much of the total load, so that the excitation the field winding 15 of the back EMF machine 13 increases, and the control electrode 23 becomes more negative with respect to cathode i9 when the generator: 2 one to small part of the total load takes over, so that the excitation of the machine 13 itself decreased.

Indem in der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiel werden die Potentiale der Elektroden 18, 22 und 19,:23 der Gefäße 16 bzw. 17 in Abhängigkeit von den Belastungen der beiden Generatoren i und 2 geändert, indem die positiven Klemmen der Reihenschlußfeldwicklungen io und ii über einen Schalter 27 verbunden werden, so daß der Spannungsabfall an jeder Kommutierungsfeldwicklung proportional dein Ausgangsstrom des betreffenden Generators ist. Die negativen Klemmen der beiden Feldwicklungen 8 und g sind durch zwei Kreise miteinander verbunden, von denen der eine die in Reihe geschalteten Widerstände 28 und 2g und der andere die in Reihe geschalteten Widerstände 30 und 31 enthält. Die Widerstände 28 und 31, die unmittelbar an den Generatoren i bzw. 2 anliegen, bestehen aus geeignetem Material, das einen verhältnismäßig höheren Temperaturkoeffizienten als das Material hat, aus dem die Widerstände 29 und 3o hergestellt sind. Daher ruft eine gegebene Stromänderung in den Widerständen eine größere prozentuale .Änderung des Spannungsabfalles an den Widerständen 28 und 31 als an den Widerständen 29 und 30 hervor. Wenn daher ein Strom von der negativen Klemme der Feldwicklung 8 zur negativen Klemme der Feldwicklung 9 fließt, so wird das Potential an einem gegebenen Punkt 32 zwischen den Widerständen 28 und 29 in stärkerem Maße negativ in bezug auf einen gegebenen Punkt 33 zwischen den Widerständen 30 und 31, als der Strom sich vergrößert, und in stärkerem Maße positiv, als der Strom sich-vermindert. Ähnliches ergibt sich, wenn Strom von der negativen Klemme der Feldwicklung 9 zur negativen Klemme der Feldwicklung 8 fließt. Das Potential am Punkt 32 wird in bezug auf Punkt 33 in stärkerem Maße positiv, als der Strom sich vergrößert, und in stärkerem Maße negativ, als der Strom sich verringert. Gemäß der Erfindung wird diese Veränderung der Potentiale der Punkte 32 und 33 als Mittel zum Steuern der Ströme durch die Elektronenentladungsgefäße 16 .und 17 verwendet. Dies wird erreicht, indem man die Kathode 18 des Gefäßes 16 und die Steuerelektrode 23 des Gefäßes 15 an den Punkt 33 zwischen den Widerständen 30 und 31 und die Kathode ig des Gefäßes 17 und die Steuerelektrode 22 des Gefäßes 16 an den Punkt 32 zwischen den Widerständen 28 und 29 anschließt.In the exemplary embodiment shown in the drawing, the potentials of the electrodes 18, 22 and 19,: 23 of the vessels 16 and 17, respectively, are changed depending on the loads on the two generators i and 2 by the positive terminals of the series field windings io and ii via a switch 27 are connected so that the voltage drop across each commutation field winding is proportional to the output current of the generator in question. The negative terminals of the two field windings 8 and g are connected to one another by two circuits, one of which contains the series-connected resistors 28 and 2g and the other the series-connected resistors 30 and 31. The resistors 28 and 31, which are in direct contact with the generators i and 2, respectively, consist of a suitable material which has a relatively higher temperature coefficient than the material from which the resistors 29 and 3o are made. Therefore, a given change in current in the resistors causes a larger percentage change in the voltage drop across resistors 28 and 31 than across resistors 29 and 30 . Therefore, when a current flows from the negative terminal of the field winding 8 to the negative terminal of the field winding 9 , the potential at a given point 32 between resistors 28 and 29 becomes more negative with respect to a given point 33 between resistors 30 and 31, as the current increases, and more positive than the current decreases. Something similar occurs when current flows from the negative terminal of the field winding 9 to the negative terminal of the field winding 8. The potential at point 32 becomes more positive with respect to point 33 as the current increases and more negative as the current decreases. According to the invention, this change in the potentials of the points 32 and 33 is used as a means for controlling the currents through the electron discharge vessels 16 and 17. This is achieved by the cathode 18 of the vessel 16 and the control electrode 23 of the vessel 1 5 to the point 33 between the resistors 30 and 31 and the cathode ig of the vessel 17 and the control electrode 22 of the vessel 1 6 to the point 32 between the resistors 28 and 29 connects.

Die Kathoden 18 und ig der Gefäße 16 bzw. 17 werden in passender Weise geheizt, z. B. ist in der Zeichnung die Kathode 18 über die Widerstände 34 und 3 1 an die Klemmen des Generators 2 und die Kathode ig über die Widerstände 35 und 28 an die Klemmen des Generators i angeschlossen.The cathodes 18 and ig of the vessels 16 and 17 are heated in a suitable manner, for. B. in the drawing, the cathode 18 is connected via the resistors 34 and 3 1 to the terminals of the generator 2 and the cathode ig via the resistors 35 and 28 to the terminals of the generator i.

Die Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung ist folgendermaßen: Wenn jeder Generator seinen entsprechenden Teil der Gesamtlast übernimmt, werden die Spannungsabfälle an den Feldwicklungen 8 und 9, die wie Impedanzen im Kreis der Generator@n wirken, so sein, daß infolge der Potentialdifferenz zwischen den negativen Klemmen der Wicklungen 8 und 9 Ströme gleicher Größe und Richtung durch die Widerstände 28 und 29 und die Widerstände 30 und 31 fließen, die eine Potentialdifferenz zwischen den Punkten 32 und 33 hervorrufen. Infolgedessen werden die durch die Gefäße i6" und 17 fließenden Ströme und entsprechend die Erregungen der Generatoren gerade solche Werte haben, daß die gewünschte Lastverteilung zwischen den Generatoren aufrechterhalten wird.The operation of the device shown in the drawing is as follows: If each generator takes on its corresponding part of the total load, the voltage drops across the field windings 8 and 9, which are like impedances im Circle of the generator @ n act so that as a result of the potential difference between the negative terminals of windings 8 and 9 have currents of the same magnitude and direction through the resistors 28 and 29 and the resistors 30 and 31 flow, the one Create a potential difference between points 32 and 33. As a result will be the currents flowing through vessels 16 "and 17, and correspondingly the excitations of the generators have such values that the desired load distribution between the generators is maintained.

Wenn die Belastung des Generators i in bezug auf die Last des Generators 2 sich vergrößert, so daß der Generator i einen zu großen Teil der Gesamtlast übernimmt, vergrößert sich der Spannungsabfall an der Feldwicklung 8 in bezug auf den Spannungsabfall an der Feldwicklung g. Daher wird die negative Klemme der Feldwicklung 8 stärker negativ in bezug auf die negative Klemme der Feldwicklung 9, und es fließt ein größerer Strom von der negativen Klemme der Feldwicklung 9 zur negativen Klemme der Feldwicklung 8 als bei normaler 'Lastverteilung. Dieser größere Strom bewirkt eine stärkere prozentuale Änderung des Spannungsabfalles an den Widerständen 28 und 31 als an den Widerständen 29 und 30, so daß der Punkt 32 zwischen den Widerständen 28 und 29 stärker positiv wird in bezug auf den Punkt 33 zwischen den Widerständen 30 und 31. Daher wird die Steuerelektrode 22 des Gefäßes 16 stärker positiv in bezug auf die entsprechende Kathode 18. Infolgedessen fließt ein größerer Strom durch die Feldwicklung 1q. der mit dem Generator i verbundenen Gegen-EMK-Maschine 12. Dieses Anwachsen des Stromes durch die Feldwicklung 1q.. verringert die Erregung des Generators i, so daß der Ausgangsstrom verringert wird.If the load on the generator i with respect to the load on the generator 2 increases, so that the generator i takes on too large a part of the total load, the voltage drop across the field winding 8 increases with respect to the voltage drop across the field winding g. Therefore, the negative terminal of the field winding 8 becomes more negative with respect to the negative terminal of the field winding 9, and a larger current flows from the negative terminal of the field winding 9 to the negative terminal of the field winding 8 than with normal load distribution. This larger current causes a greater percentage change in the voltage drop across resistors 28 and 31 than across resistors 29 and 30, so that point 32 between resistors 28 and 29 becomes more positive with respect to point 33 between resistors 30 and 31 Therefore, the control electrode 22 of the vessel 16 becomes more positive with respect to the corresponding cathode 18. As a result, a larger current flows through the field winding 1q. the back EMF machine 12 connected to the generator i. This increase in the current through the field winding 1q .. reduces the excitation of the generator i, so that the output current is reduced.

Die Potentialerhöhung des Punktes 32 in bezug auf Punkt 33 läßt auch die Steuerelektrode 23 des Gefäßes 17 stärker negativ werden in bezug auf die entsprechende Kathode 19, so daß der durch die Feldwicklung 15 der Gegen-EMK-Maschine 13 fließende Strom sich verringert. -Diese Verringerung der Erregung der Gegen-EMK-Maschine 13 - ergibt eine Vergrößerung der Erregung des Generators 2, so daß sein Ausgangsstrom sich vergrößert. Auf diese Weise werden die Erregungen beider Generatoren gleichzeitig in entgegengesetztem Sinne verändert, so daß die gewünschte Lastverteilung zwischen ihnen wiederhergestellt wird.The increase in potential of the point 32 relative to point 33 also operates the control electrode 23 of the vessel 17 to be more negative so that the reduced with respect to the corresponding cathode 1 9, through the field winding 1 5 of the flowing back emf machine 13 current is. This reduction in the excitation of the back EMF machine 13 results in an increase in the excitation of the generator 2, so that its output current increases. In this way, the excitations of both generators are changed simultaneously in opposite directions, so that the desired load distribution between them is restored.

Wenn die Belastung des Generators a in bezug auf die Belastung des Genrators i anwächst, so daß der Generator :2 einen zu großen Teil der Gesamtlast übernimmt, so wächst der Spannungsabfall an der Feldwicklung g in bezug auf den Spannungsabfall an der Feldwicklung B. Daher wird die negative Klemme der Feldwicklung 9 stärker negativ in bezug auf die negative Klemme der Feldwicklung 8, und daher wird der Punkt 32 weniger positiv in bezug auf Punkt 33. Diese Änderung der Potentiale der Punkte 32 und 33 bewirkt, daß das Gefäß 16 die Erregung der Feldwicklung 1q. der Gegen-EMK-Maschine 12 verringert und das Gefäß 17 die Erregung der Feldwicklung 15 der Gegen-EMK-Maschine 13 vergrößert. Daher vergrößert sich der Ausgangsstrom der Maschine 2, und der Ausgangsstrom der Maschine i verringert sich, und die gewünschte Lastverteilung zwischen den beiden Generatoren wird somit wiederhergestellt.If the load on the generator a increases with respect to the load on the generator i, so that the generator: 2 takes on too large a part of the total load, the voltage drop across the field winding g increases with respect to the voltage drop across the field winding B. the negative terminal of field winding 9 is more negative with respect to the negative terminal of field winding 8, and therefore point 32 becomes less positive with respect to point 33. This change in the potentials of points 32 and 33 causes vessel 16 to energize Field winding 1q. of the back EMF machine 12 and the vessel 17 increases the excitation of the field winding 15 of the back EMF machine 13. Therefore, the output current of the machine 2 increases and the output current of the machine i decreases, and the desired load distribution between the two generators is thus restored.

Verwendet man eine Kombination von Widerständen, die verschiedene Temperaturkoeffizienten haben, so ist es möglich, eine empfindliche Arbeitsweise der Elektronenentladungsgefäße zu erreichen, da eine gegebene Änderung der Potentialdifferenz zwischen den negativen Klemmen der Wicklungen 8 und 9 eine größere prozentuale Änderung der Potentiale der Punkte 32 und 33 hervorruft.One uses a combination of resistors that are different Have temperature coefficients, so it is possible to work in a sensitive manner of the electron discharge vessels to achieve a given modification the potential difference between the negative terminals of windings 8 and 9 a causes greater percentage change in the potentials of points 32 and 33.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for regulating the load distribution between two electrical machines working in parallel, characterized by a bridge circuit composed of resistors with different temperature coefficients, which differ from one of the Deviation from the desired load distribution dependent voltage are fed and their bridge voltage to control the excitations of the two machines in the opposite one Serving the senses.

2. Device according to claim i, characterized in that in the Bridge circuit the one pair of diagonally opposite resistors (28 and 31) has a greater temperature coefficient than the other pair itself diagonally opposite resistors (29 and 30).

3. Device according to claim i and 2, characterized in that the supply voltage for the bridge is a differential voltage the main current-dependent voltage drops across the stator windings (8 and 9) of the two Machine is removed. q ..

Device according to claims i to 3, characterized in that that the bridge voltage is opposite to the lattice circles of two electron tubes Senses is fed.

5. Device according to claim i to q., Characterized in that that in the anode circles of the electron tubes the field windings of two generate the excitation of the two main machines influencing auxiliary machines are switched.