DE588371C

DE588371C - Automatic regulator for network coupling devices

Info

Publication number: DE588371C
Application number: DEA62182A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Weiler
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-06-04
Filing date: 1931-06-04
Publication date: 1933-11-15

Description

Selbsttätiger Regler für Netzkupplungsvorrichtungen Die Erfindung betrifft einen Regler, der für Vorrichtungen zur Kupplung von Wechselstromnetzen verwendet werden. soll, bei denen man an der Kupplungsvorrichtung selbst die von einem zum. anderen Netz fließende Leistung einstellen kann. Solche Vorrichtungen sind z. B. zwei gleichstromseitig verbundene Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer, Induktionsumformer mit mechanisch gekuppelter Kollektormaschine zur Einstellung des Drehmomentes oder aus zwei Wechselstrommaschinen bestehende Umformer, von denen die eine eine Asynchronmaschine ist, die mit sonst zur Drehzahlregelung dienender Hintermaschine in Kaskade geschaltet ist.Automatic controller for network coupling devices. The invention relates to a regulator which is used for devices for coupling alternating current networks be used. should, in which one of the coupling device itself one for. other network can adjust flowing power. Such devices are z. B. two AC-DC converters connected on the DC side, Induction converter with mechanically coupled collector machine for adjustment of the torque or converters consisting of two alternating current machines, one of which one is an asynchronous machine, the other is used for speed control Rear machine is connected in cascade.

Um nun die von einem Netz in das andere fließende Leistung einzustellen, muß man einen Regler vorsehen, der in Abhängigkeit von der Frequenz eines der beiden Netze arbeitet, also einen Regler, welcher die Kupplungseinrichtung zweier Wechselstromnetze so beeinflußt, daß die von einem Netz in das andere übertragene Leistung in der Abweichung der Frequenz eines der beiden Netze von einem bestimmten Wert nahezu proportional ist. "Eine sehr einfache und betriebssichere Ausführung, eines derartigen Reglers erhält man nach der Erfindung dadurch, daß einer Spule oder Spulengruppe eines oder mehrerer an das Netz, dessen Frequenzabweichung die zu übertragende Leistung bestimmt, angeschlossenen, auf einen Reglerhebel einwirkenden Spulenpaare eine Drosselspule vorgeschaltet-wird, deren induktiver Widerstand den Ohmschen Widerstand ihres Stromkreises weit überwiegt, während der anderen Spule oder Spulengruppe der Spulenpaäre ein aus einer Induktivität und einer dieser pärallel geschalteten Kapazität bestehender, auf eine bestimmte Frequenz abgestimmter Schwingkreis vorgeschaltet wird.In order to adjust the power flowing from one network to the other, a regulator must be provided that works depending on the frequency of one of the two networks, i.e. a regulator that influences the coupling device of two AC networks so that the from one network to the other transmitted power is almost proportional in the deviation of the frequency of one of the two networks from a certain value. "A very simple and reliable embodiment of such a regulator is obtained according to the invention in that a coil or coil group is connected upstream of one or more of the power, the frequency deviation of the determined power to be transmitted, connected to and acting on a regulator lever coil pairs a choke coil whose inductive resistance far outweighs the ohmic resistance of their circuit, while the other coil or coil group of the coil pairs is preceded by an oscillating circuit consisting of an inductance and a capacitance connected in parallel and tuned to a certain frequency.

Die Abbildung stellt einen so ausgerüsteten Regler schematisch dar. Der gleicharmige Regulierhebel h stellt unmittelbar oder mittelbar die von einem zum anderen Netz fließende Leistung ein. Spulen, die unter dem Einflusse des einen Netzes stehen, üben auf h ein Drehmoment aus, das der diesem Netz zufließenden Leistung proportional ist. Die Feder f übt ein Gegendrehmoment aus. h dreht sich und stellt die übertragene Leistung im richtigen Sinne ein, sobald beide Drehmomente nicht gleich sind, d. h. die übertragene Leistung entspricht der von Hand einstellbaren Spannung der Feder f. In der Abbildung besitzt h zwei Eisenkerne m, die unter dem magnetischen Einflusse der beiden Stromspulen 2 und q. und .der beiden Spannungsspulen i und 3 stehen.The figure shows a controller equipped in this way schematically. The equal-armed regulating lever h directly or indirectly adjusts the power flowing from one network to the other. Coils that are under the influence of one network exert a torque on h that is proportional to the power flowing into this network. The spring f exerts a counter torque. h rotates and adjusts the transmitted power in the correct sense as soon as both torques are not equal, i.e. the transmitted power corresponds to the manually adjustable tension of the spring f. In the figure, h has two iron cores m, which are under the magnetic influence of the two Current coils 2 and q. and .the two voltage coils i and 3 are available.

Unter den Spulen i und 2 entspricht die Induktion der geometrischen Differenz der beiden Ströme und iiT, also der arithmetischen Differenz unter den Spulen 3 und 4. dagegen der arithmetischen Summe wobei r der Vorschaltwiderstand der Spulen i und 3, ü das Übersetzungsverhältnis des Stromtransformators und 9 die Phasenverschiebung zwischen dem Strom T und der Netzspannung E sind. Die Zugkräfte auf die Magnetkerne m sind proportional dem Quadrat der Induktionen. Daher ist das durch Vermittlung der Spulen i, z, 3 und 4 auf den gleicharmigen Hebel h ausgeübte Drehmoment proportional dem Ausdruck Dieser Ausdruck ist der Leistung E J cos cp proportional.Under the coils i and 2, the induction corresponds to the geometric difference between the two currents and iiT, i.e. the arithmetic difference under coils 3 and 4, on the other hand, the arithmetic sum where r is the series resistance of coils i and 3, ü is the transformation ratio of the current transformer and 9 is the phase shift between the current T and the mains voltage E. The tensile forces on the magnetic cores m are proportional to the square of the inductions. Therefore, the torque exerted on the equal-armed lever h by the intermediary of the coils i, z, 3 and 4 is proportional to the expression This expression is proportional to the power EJ cos cp.

Erfindungsgemäß wird nun die Abhängigkeit der übertragenen Leistung von der Frequenz des einen Netzes durch ein zusätzliches Drehmoment hergestellt, das die Spulen 5 und 7 sowie 6 und 8 durch magnetische Anziehung der Eisenkerne in hervorrufen.According to the invention, the dependency of the transmitted power is now produced from the frequency of one network by an additional torque, that the coils 5 and 7 as well as 6 and 8 by magnetic attraction of the iron cores in evoke.

Die Spulen 5 und 7 sind über die Drosselspule d an das Netz angeschlossen. Der induktive Widerstand x. von d ist so groß, daß er nahezu allein die Größe des die Spulen 5 und 7 durchfließenden Stromes i bestimmt. Die Spulen 6 und 8 sind über die parallel zu dem Kondensator 1z geschaltete Drosselspule d2 an das Netz angeschlossen. Der induktive Widerstand x2 von d2 und der kapazitive Widerstand y1 von k sind ebenfalls so groß, daß sie- die Ströme i2 und il nahezu allein bestimmen. y1 und x2 sind so gewählt, daß sie bei mittlerer Netzfrequenz gleich sind. il ist also nahezu gleich und entgegengesetzt dem Strome i2. Der die Spulen 6 und 8 durchfließende Strom (il-i2) ist also nahezu gleich Null.The coils 5 and 7 are connected to the network via the choke coil d. The inductive resistance x. of d is so large that it almost alone determines the size of the current i flowing through the coils 5 and 7. The coils 6 and 8 are connected to the network via the choke coil d2 connected in parallel with the capacitor 1z. The inductive resistance x2 of d2 and the capacitive resistance y1 of k are also so large that they almost alone determine the currents i2 and il. y1 and x2 are chosen so that they are the same at medium network frequency. So il is almost equal to and opposite to the current i2. The current (il-i2) flowing through the coils 6 and 8 is therefore almost equal to zero.

Mit wachsender Netzfrequenz nimmt il zu und i2 ab. (il i2) wird also positiv.With increasing network frequency, il increases and i2 decreases. (il i2) therefore becomes positive.

Bei sinkendem c) tritt das Umgekehrte ein; i eilt der Netzspannung E um go ° nach, (il i2) um go° vor oder nach. Die Strömei und (il-i2) sind also stets in Phase. Sie durchfließen die Spulen 5 und 6 in gleichem, die Spulen 7 und 8 in entgegengesetztem Sinne. Die dem Quadrat der Induktion entsprechende Zugkraft entspricht also für die Spulen 5 und 6 dem Ausdruck [i + (il i2) ] 2 und für die Spulen 7 und 8 dem Ausdruck [i- (il-i.) ] 2 und das Drehmoment dem Wert [i + (il i2) ] 2 - [i - (il i2) ] 2 = 4 i (4- 4) . With decreasing c) the opposite occurs; i lags the grid voltage E by go °, (il i2) by go ° before or after. The Strömei and (il-i2) are always in phase. They flow through the coils 5 and 6 in the same direction, the coils 7 and 8 in the opposite direction. The tensile force corresponding to the square of the induction corresponds to the expression [i + (il i2) ] 2 for the coils 5 and 6 and the expression [i- (il-i.)] 2 for the coils 7 and 8 and the torque to the Value [i + (il i2) ] 2 - [i - (il i2) ] 2 = 4 i (4- 4) .

Die folgenden Tabellen zeigen die Änderung dieses Drehmomentes in Abhängigkeit von der Netzfrequenz, und zwar einmal, wenn E konstant, das andere Mal, wenn E proportional co ist. 1050/, 100 11/' 95% il 105,o Zoo 95,0 i2 95,2 Zoo ' -1o5,2 E konstant ..... ' J-i'.> 9,8 0 10,2 i = EIx 9,52 1o 10,52 Drehmoment 93,3 0 _i07,5 il 11o,2 10o 90,3 i" 1oo,o 100 100,0 E proportional a) 711 42 10,2 0 - 9,7 i - EIx 10,0 10 10,0 Drehmoment 102,0 0 - 9710 Wie das der Leistung entsprechende Drehmoment hervorgerufen wird, ist gleichgültig. Da die dem einen Netz zufließende Leistung gleich der dem anderen Netz entnommenen ist, kann man die hierzu nötigen Strom- und Spannungsspulen an das eine oder andere Netz anschließen.The following tables show the change in this torque as a function of the mains frequency, once when E is constant and the other time when E is proportional to co. 1050 /, 100 11 / '95% il 105, o Zoo 9 5.0 i2 9 5.2 zoo '-1o5.2 E constant ..... ' J-i'.> 9.8 0 10.2 i = EIx 9.52 1o 10.52 Torque 93.3 0 _i07.5 il 11o, 2 10o 9 0.3 i "1oo, o 100 100.0 E proportional a) 711 42 10.2 0 - 9.7 i - EIx 10.0 10 10.0 Torque 102.0 0 - 9710 How the torque corresponding to the power is generated is irrelevant. Since the power flowing into one network is the same as that drawn from the other network, the current and voltage coils required for this can be connected to one or the other network.

Die Neigung der Regelcharakteristik kann am einfachsten durch Änderung von x, z. B. durch Anzapfungen an der Drossel d, die Parallelverschiebung derRegelkennlinie (Nullpunktverlegung) durch Änderung der Fahrspannung eingestellt werden.The easiest way to change the inclination of the control characteristic is to change it from x, e.g. B. by taps at the throttle d, the parallel shift of the control characteristic (Zero point shift) can be set by changing the driving voltage.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Automatic controller that controls the coupling device of two alternating current networks is influenced in such a way that the one transmitted from one network to the other Performance of the deviation of the frequency of a of the two networks of is almost proportional to a certain value, characterized in that one Coil or coil group (5, 7) one or more to the network, its frequency deviation the power to be transmitted is determined, connected, on a control lever (left) acting coil pairs (5, 6 or 7, 8) are preceded by a choke coil (d), whose inductive resistance far outweighs the ohmic resistance of your circuit, while the other coil or coil group (6, 8) of the coil pairs one from one Inductance (d2) and one of these capacitance (k) connected in parallel tuned to a certain frequency resonant circuit is connected upstream.

2. Automatic, in particular indirectly acting regulator according to claim i, characterized in that that the forces exerted by the coil pairs on the lever of the regulator a or several coil systems fed depending on the transmitted power (1, 2 or 3, 4) counteract this.