DE586071C - Einrichtung zur Regelung von Kraftmaschinen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
18. OKTOBER 1933

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

Vr 586071 KLASSE 14 g GRUPPE 3oi

S 102022 Ijl4g

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. November 1931 ab

Bei der Regelung von parallel arbeitenden elektrischen Stromerzeugern in einem Wechselstromnetz hat es sich als vorteilhaft erwiesen, einen der Stromerzeuger mit einer Isodromregelung, also astatischen Regelung, und genauen Gleichhaltung der Frequenz arbeiten zu lassen, der dann also die Spitzenleistungen des Netzes übernimmt, während die übrigen lastfahrenden Maschinen auf

to Grundleistung geregelt sind. Die für die Vornahme der richtigen Regelungsmaßnahmen notwendigen Erfahrungen konnte man erst in den letzten Jahren nach dem Zusammenschluß großer Netze sammeln. Die in den Kraftwerken vorhandenen Dampfkraftmaschinen zum Antriebe der Stromerzeuger besitzen daher meist Regelungen, die für die neuzeitlichen Regelverfahren nicht übermäßig geeignet sind.

Bei den in den deutschen Kraftwerken befindlichen Kraftmaschinen besitzen die Regler im allgemeinen eine feste oder einstellbare Statik von 4 bis 6 °/₀, d. h. es tritt bei Änderung der Belastung von Null auf Vollast ein

25· Drehzahlabf all von 4 bis 6 °/o ^auf. Maschinenregler, die die Einstellung der Statik Null gestatten, sind kaum, vorhanden. Ein Umbau der vorhandenen Regler würde große Kosten verursachen und vor allem auch eine Stillegung des Betriebes während der Umbauzeit erfordern.

Eine Verbesserung in der Regelung von Kraftmaschinen zum Antriebe von Wechselstromerzeugern, die mit astatischen Drehzahlreglern versehen sind, kann man dadurch erzielen, daß man zusätzliche Isodromregler einbaut und Umschaltvorrichtungen vorsieht, die einen beliebigen Übergang von statischer auf astatische Regelung gestatten. Erfindungsgemäß wird eine solche Regeleinrichtung, die also aus je einem statischen und einem astatischen Regler besteht, mit Hilfseinrichtungen versehen, die bei der Steuervorrichtung des jeweils unwirksamen statischen oder astatischen Reglers Befehlsorgane und Gegenorgane des Regelkraftkolbens selbsttätig in der Mittelstellung halten.

Die üblichen Regler mit Hilfsmaschinen besitzen ein die Steuerung bewirkendes, vom Drehzahlregler beeinflußtes Befehlsorgan, das im Zusammenwirken mit einem Gegenorgan die Regelbefehle gibt. Bei einem hydraulischen Regler besteht das Befehlsorgan aus einem Steuerkolben, dessen Gegenorgan der Steuerzylinder darstellt. Bei einem elektrisehen Regler treten in bekannter Weise an deren Stelle Kontaktträger und Gegenkontakte.

Bei einer älteren Maschine, die bereits mit einem statischen Drehzahlregler versehen ist, kann man den zusätzlichen astatischen Regler undl auch die Hilfseinrichtungen nach der Er-

*) Von dem Patentsßcher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Richard Helbing in Berlin-Charlottenburg und Dipl.-Ing. Kurt Halle in Berlin-Zehlendorf.

findung nachträglich einbauen, da der astatische Regler eine vom statischen Regler getrennte bauliche Einheit bilden kann. Hierfür ist es besonders vorteilhaft, wenn die S Rückführung des zusätzlich eingebauten astatischen Reglers nicht über das Kraftmittelzufuhrorgan, sondern über die Reglermuffe dieses astatischen Reglers erfolgt· In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.

Es sei angenommen, daß eine Turbine, deren Regelung zu verbessern ist, den Drehzahlregler ι besitzt, der über den Steuerschieber 2 auf den Regelkraftkolben 6 einwirkt. Der Kraftkolben verstellt das Ventil 21 in der Kraftmittelzufuhrleitung der zu regelnden Maschine.

Die Regelung ist mit der Rückführung 7 versehen. Die Stellung des Kraftkolbens 6 so- hängt also von der Stellung der Reglermuffe ab, nach Art des üblichen statischen Reglers. Gemäß der Erfindung ist nun der weitere Drehzahlregler 11 vorgesehen, der über den Steuerkolben 12 ebenfalls auf den Kolben 6 einwirken kann. Zwischen die Reglermuffe des Reglers 11 und den Steuerkolben 12 ist ein Ölkatarakt 8 geschaltet, dem die Feder 10 parallel liegt. Der Ölkatarakt ist mit dem Zylinder 22 des Steuerkolbens 12 durch eine Feder 19 verbunden. Der eine Angriffspunkt 39 der Feder 19 ist längs des Gestänges 23 verschiebbar. Ebenso läßt sich der Angriffspunkt 25 der Feder 10 längs des Gestänges 13, das in dem festen Punkt 26 abgestützt ist, verschieben.

Die Umschaltung von einem Regler auf den anderen erfolgt durch die Umschalthähne 4 und 5 oder 14 und 15, die so eingegestellt sind, daß jeweils nur. der Steuerkolben 2 oder der Steuerkolben 12 auf den Kolben 6 einwirken kann.

Damit der Steuerkolben des jeweils unwirksamen Reglers stets die Mittelstellung einnimmt, wird der zugehörige Steuerzylinder 27, 22 durch einen Verstellmotor 28, 29 verstellt. Die Verstellmotoren werden durch Differentialdruckmesser 30, 31 gesteuert, die zwischen den Leitungen 32 und 33 des Reglers ι und den Leitungen 34; und 35 des Reglers 11 liegen. Die Differentialdruckmesser sind so ausgebildet, daß ein Kontaktzeiger, je nachdem in der einen oder anderen Leitung ein größerer Druck vorhanden ist, Hilfskontakte schließt,, die den Verstellmotor im einen oder anderen Sinne zum Anlauf bringen. Sind also beispielsweise die Umschalthähne 4 und 5 geschlossen, so wird durch den Differentialdruckmesser 30 selbsttätig dafür gesorgt, daß der Verstellmotor 28 den Steuerzylinder 27 so verschiebt, daß sich der Steuerkolben 2 wieder in der Mittelstellung befindet. Der Regler 1 ist dann, wenn vorher der Regler 11 im Betriebe war, sofort umschaltbereit.

Der Regler 11 arbeitet derart, daß ζ. Β. bei Entlastung die Stange 13 um den festen Drehpunkt 26 gehoben wird. Die Stange nimmt dabei über den Ölkatarakt 8 den Steuerkolben 12 mi't. Hierbei spannt sich die Feder 19, die den Steuerkolben in die, Mittellage zurückzuführen sucht. Der Rückführung wirkt jedoch die Feder 10 entgegen, die ein Erreichen der Mittellage des Steuerkolbens erst dann zuläßt, wenn auch die Reglermuffe ihre Ausgangslage wieder erreicht hat. Die Steuervorrichtung befindet sich also nur dann in Ruhe, wenn die Reglermuffe eine bestimmte Lage, die der vorgeschriebenen gleichzuhaltenden Drehzahl entspricht, einnimmt.

Durch Veränderung der Drosselung im Ölkatarakt sowie auch Verschiebung der Befestigungspunkte 25 und 39 kann die Weichheit der Isodromrückführung willkürlich beliebig eingestellt werden. Der im Ausfüh- 8g rungsbeispiel verwendete astatische Regler überträgt, wie dies auch bekannte Regler tun, die Steuerimpulse starr auf die Steuerorgane. Im Gegensatz zu bekannten Reglern ist jedoch die Rückführung nicht starr, sondern durch die vorgesehene Anordnung des Ölkataraktes nachgiebig. Die Regelzeit wird durch diese Maßnahme wesentlich verkürzt.

Claims (6)

1. Patentansprüche:

   ι. Einrichtung zur Regelung von Kraftmaschinen zum Antriebe von elektrischen Stromerzeugern unter Zuhilfenahme eines statischen Drehzahlreglers und eines weiteren astatischen Reglers, der wahlweise auf! die Kraftmittelzufuhrreglung der Maschine umgeschaltet werden kann, gekennzeichnet durch Hilfseinrichtungen (28, 29), die bei der Steuervorrichtung des jeweils unwirksamen statischen (1) oder astatischen (11) Reglers Befehlsorgane (2, 12) und Gegenorgane (27, 22) des Regelkraftkolbens (6) selbsttätig in der Mittelstellung halten.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1 unter Verwendung von Öldruckreglern, gekennzeichnet durch Verstellmotoren (28, 29), die die Steuerzylinder (27, 22) der Regler (1, 11) abhängig von den durch die Steuerkolben (2, 12) hervorgerufenen Öldrücken (30, 31) selbsttätig in die Mittellage zurückführen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 unter Verwendung eines an sich bekannten astatischen Drehzahlreglers mit starrer Einwirkung auf das Steuerorgan, dadurch

   gekennzeichnet, daß der Regler eine nachgiebige Rückführung (Feder 19) besitzt, die an der Reglermuffe angreift.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen ölkatarakt (8) mit parallel geschalteter Feder (10) im Reglergestänge des astatischen Reglers (11).
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Angriffspunkt der Feder (10) verstellbar ist.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 3, 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine an die ölkataraktfeder (10) sich anschließende weitere Feder (19), die an dem Steuerzylinder befestigt ist und deren einer Angriffspunkt (39) zweckmäßig verschiebbar ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen