DE604057C

DE604057C - Control of electrical machines or apparatus

Info

Publication number: DE604057C
Application number: DE1930604057D
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Mueller
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1929-12-19
Filing date: 1930-11-21
Publication date: 1934-10-13

Description

Regelung von elektrischen Maschinen oder Apparaten Um den Energieaustausch zwischen parallel arbeitenden Kraftwerken nach bestimmten getroffenen Abmachungen. zu regeln, ist der Einbau von Einrichtungen, wie Induktionsregler oderReguliertransformatorenmit Stufenschalter, notwendig. Für den automatischen Betrieb müssen diese Einrichtungen durch besondere Regulierorgane verstellt werden. Die Regelung auf einen bestimmten Leistungsfaktor hat sich dabei als die zweckmäßigste erwiesen. Hierzu wurden cos (p-Regler entwickelt, z. B. gemäß dem Schweizer Patent 11q.=77. Vor dem Zuschalten des in Frage kommenden Induktionsreglers oder Stufenschalters wirkt der cos (P-Regler nicht, da ihn noch keine Leistung durchfließt; es muß daher die Einheit von Hand auf richtige Übersetzungsverhältnisse, d. h. auf die Spannung gebracht werden, die dem zu kuppelnden Netz entspricht.Control of electrical machines or apparatus to the exchange of energy between power plants working in parallel according to certain agreements made. The installation of devices such as induction regulators or regulating transformers is to be regulated Step switch, necessary. For automatic operation, these facilities must adjusted by special regulating organs. The scheme on a particular Power factor has proven to be the most appropriate. For this purpose, cos (p-controller developed, e.g. according to Swiss patent 11q. = 77. Before switching on of the induction controller or step switch in question, the cos (P controller not because there is no performance flowing through it yet; it must therefore be the unit by hand correct transmission ratios, d. H. be brought to the tension that corresponds to the network to be coupled.

Dasselbe Problem tritt auf bei bedienungslos betriebenen Kraftwerken, die mit andern Kraftwerken parallel arbeiten. Vor der Zuschaltung soll die automatische Einheit so erregt werden, daß ihre Spannung gleich ist der Spannung des Netzes an ihrem Anschlußpunkt. Nach Zuschaltung soll die Gruppe in häufigen Fällen auf den günstigsten Leistungsfaktor reguliert werden. Beide Aufgaben können z. B. mit Hilfe von Reglern gemäß dem Schweizer Patent 131682 gelöst werden, die zwei getrennte Meßsysteme besitzen, eines für die Spannung, eines für, den cos (p, die beide auf dasselbe Steuerorgan einwirken. Bei diesen Reglern muß man beim Übergang von der einen auf die andere Regulierungsart das vorher in Betrieb gewesene Regelsystem entkuppeln und an seiner Stelle das andere mit dem Steuerorgan kuppeln.The same problem occurs with unattended power plants that work in parallel with other power plants. Before switching on, the automatic unit should be excited so that its voltage is equal to the voltage of the network at its connection point. After switching on, the group should in frequent cases be regulated to the most favorable power factor. Both tasks can e.g. B. can be solved with the help of regulators according to the Swiss patent 131 682 , which have two separate measuring systems, one for the voltage, one for the cos (p, both of which act on the same control element One of them can be used to decouple the previously operated control system and, in its place, couple the other to the control unit.

Die Erfindung ermöglicht, bei Leerlauf die Regulierung auf Spannung, bei Belastung die Regulierung auf cos rp mit ein und demselben Regelsystem ohne irgendwelche Umschaltung vorzunehmen.The invention makes it possible to regulate the voltage when idling, in the event of a load, the regulation to cos rp with one and the same control system without make any switchover.

Die Durchführung des den Gegenstand der Erfindung bildenden Verfahrens läßt sich beispielsweise, wie in der Zeichnung dargestellt, in Anwendung zur Reglung eines bedienungslos laufenden Generators ermöglichen.Carrying out the method forming the subject of the invention can, for example, as shown in the drawing, be used for regulation an unattended generator.

Der in Fig. x dargestellte Regler x ist ein Gleichgewichtsregler und besitzt einen Waagebalken 16, welcher bei aus der Gleichgewichtslage abweichenden Stellungen einen Servomotor g im gewünschten Sinne steuert und den Erregerstrom regelt. An beiden Enden des Waagebalkens 16 übt je ein mit Strom- und Spannungsspulen versehenes System eine Zugkraft aus. Jedes System ist von solcher Art, daß die Zugkraft eine direkte Funktion der geometrischen Summe der von der Stromspule und der Spannungsspule erzeugten Amperewindungen ist. Die Spannungsspulen :z und3 sind an verschiedene Phasen des Mehrphasenstromes (im Beispiel des Drehstromes) angeschlossen, und zwar die Spule 2 über einen Wandler 6 vor dem Ölschalter io, die Spule 3 über einen Wandler 7 nach dem Ölschalter io. Die Stromspulen q. und 5 sind vom selben Strome durchflossen, der vom Wandler 8 geliefert wird. Solange der Schalter io geöffnet ist, wirkt das Regelorgan als Differentialspannungsregler und reguliert den Generator auf gleiche Spannung wie das Netz, auf das er zugeschaltet werden soll. Dabei ist es ganz ohne Einfluß, daß die beiden verglichenen Spannungen verschiedenen Phasen angehören, da der Vergleich mechanisch erfolgt.The controller x shown in Fig. X is an equilibrium controller and has a balance beam 16, which deviates from the equilibrium position Positions a servo motor g controls in the desired sense and the excitation current regulates. At both ends of the balance arm 16, one exercises each with current and voltage coils provided system a traction the end. Every system is of such a kind Kind that the tensile force is a direct function of the geometric sum of the of the Current coil and the voltage coil generated ampere-turns. The tension coils : z and 3 are connected to different phases of the multi-phase current (in the example of the three-phase current) connected, namely the coil 2 via a converter 6 in front of the oil switch io, the coil 3 via a converter 7 after the oil switch io. The current coils q. and 5 are traversed by the same current that is supplied by converter 8. So long the switch io is open, the control element acts as a differential voltage regulator and regulates the generator to the same voltage as the grid to which it is connected shall be. It has no effect whatsoever that the two voltages compared belong to different phases, since the comparison is made mechanically.

Die Arbeitsweise des Reglers x bei Belastung der Einheit, d. h. nach dem Schließen des Schalters io, ist am besten aus dem Diagramm Fig. 2 ersichtlich. In jedem System erzeugt die angelegte Spannung ETR bzw. ERS einen magnetischen Fluß 0" bzw. 0 ", die sich im Leerlauf am Waagebalken das Gleichgewicht halten. Zu diesen Flüssen addiert sich geometrisch der Fluß des Belastungsstromes in Phase R, der unter den üblichen vereinfachten Annahmen beim Leistungsfaktor i die Richtung O R, einnimmt. Die beiden resultierenden Flüsse 0 1 und 0, sind einander an Größe gleich und halten sich das Gleichgewicht am Waagebalken i. Verschiebt sich der Strom jR um den Winkel <p, nach Jn, so ändern sich die beiden resultierenden magnetischen Flüsse, in o i und Z,, die sowohl in der Richtung als auch in der Größe voneinander abweichen. Das Gleichgewicht ist gestört. Der Waagebalken i kippt nach einer bestimmten Richtung und läßt das Steuerorgan g in entsprechendem Sinne regulieren. Um auf jeden beliebigen Leistungsfaktor regulieren zu können, muß man in der Nullstellung die beiden angelegten Spannungen E gegenüber dem Strome beliebig verdrehen können. Es geschieht dies in bekannter. Weise z. B. durch Verwendung von zwei zwischen Spannungswandler und Reglerspulen geschalteten, mechanisch miteinander verbundenen kleinen Induktionsreglern ii und 12 (Fig. i).The mode of operation of the controller x when the unit is loaded, ie after the switch io has been closed, can best be seen in the diagram in FIG. In every system, the applied voltage ETR or ERS generates a magnetic flux 0 "or 0", which is balanced when idling on the balance beam. The flow of the load current in phase R, which under the usual simplified assumptions for the power factor i, assumes the direction OR, is geometrically added to these flows. The two resulting flows 0 1 and 0 are equal to each other in size and keep their equilibrium on the balance beam i. If the current jR shifts by the angle <p, to Jn, the two resulting magnetic fluxes change in oi and Z ,, which differ from each other both in direction and in magnitude. The balance is disturbed. The balance beam i tilts in a certain direction and allows the control element g to regulate accordingly. In order to be able to regulate to any power factor, one must be able to rotate the two applied voltages E with respect to the current in the zero position as desired. It does this in a familiar way. Way z. B. by using two mechanically interconnected small induction regulators ii and 12 connected between voltage converters and regulator coils (Fig. I).

Fig. 3 zeigt als Beispiel eine mögliche Aus= führungsform des Reglers i. Auf dem mittleren Schenkel des Magnetkernes 13 sind die beiden Spulen 2 und q. aufgewickelt. Der Waagebalken 16 (nur eine Hälfte dargestellt) trägt an jedem Ende einen Bügel 1q., an welchem eine Kurzschlußwickelung 15 befestigt ist, die in die beiden Luftspalten des Magnets 13 eintaucht. Es ist nun ohne weiteres verständlich, daß bei Stromlosigkeit der Wicklung q. der Regler als Spannungsregler, bei gleichzeitiger Erregung von 2 und q. als Phasenregler, wie oben erwähnt, Wirken muß.3 shows a possible embodiment of the controller as an example i. On the middle leg of the magnetic core 13 are the two coils 2 and q. wound up. The balance beam 16 (only one half shown) carries at each end a bracket 1q., To which a short-circuit winding 15 is attached, which in the two air gaps of the magnet 13 is immersed. It is now readily understandable that when there is no current in the winding q. the regulator as a voltage regulator, at the same time Excitation of 2 and q. as a phase regulator, as mentioned above, must act.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Control of electrical machines or devices, characterized by the use of a single controller with the special property, that when the machine is switched off from the mains, it checks for equality of two voltages Regulates the load to a certain adjustable power factor.

2. Controller for Implementation of the regulation according to claim i, characterized by a balance beam (i6), at the ends of which train systems provided with current and voltage coils attack, their power from the voltage, from the current and from the phase shift of both in such a way depends on the fact that when there is no current, the balance beam is at the same amplitude Tensions are in equilibrium, but that when currents flow of the same amplitude and certain phase position (and simultaneous presence of voltages of the same Amplitude and certain phase) the balance of the balance beam at least within of a certain regulation range only possible for a certain power factor is.

3. Regulator according to claim 2, characterized by connecting the voltage coils to different phases of a multi-phase system and by connecting the power coils only one phase. q ..

Regulator according to Claim 2, characterized by connection the voltage coils to the same phase of a multi-phase system and connecting them the current coils to different phases.

5. Regulator according to claim 2, characterized by pulling systems, each of which consists of a magnetic core that is common is magnetized by the current and voltage coils and in its air gap a short-circuited winding emerges, the carrier of which attacks the balance beam.