DE606359C

DE606359C - A unit consisting of a thermal engine or turbine and an electric generator

Info

Publication number: DE606359C
Application number: DE1930606359D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1930-07-26
Filing date: 1930-08-28
Publication date: 1934-11-30

Description

Aus Wärmekraftmotor oder Turbine und elektrischem Stromerzeuger bestehendes Aggregat Bei wärmeelektrischen Aggregaten (Wärmekraftmotor oder Turbine und elektrischer Stromerzeuger) ist es bekannt, z. B. durch entsprechende Gegenkompoundierung des Generators o. dgl. eine selbsttätige Regelung des Generators auf annähernd konstante Drehmomentaufnahme vorzusehen. Damit ergibt sich insbesondere hei Fahrzeugen, bei denen zum Antrieb derartige Aggregate dienen, die vorteilhafte Möglichkeit, in einfachster Weise nur durch Regelung der Drehzahl des Wärmekraftmotors das Fahrzeug zu steuern.Consisting of a heat engine or turbine and an electric power generator Unit For heat-electric units (heat engine or turbine and electric Power generator) it is known, e.g. B. by appropriate counter-compounding the Generator o. The like. An automatic control of the generator to approximately constant Provide torque absorption. This results, in particular, in vehicles which are used to drive such units, the advantageous possibility in the simplest Way to control the vehicle only by regulating the speed of the thermal engine.

Ein Nachteil der meisten bekannten Anordnungen mit sich selbst- auf annähernd konstante Drehmomentaufnahme regelndem Generator besteht jedoch darin, daß sich hierbei das aufgenommene Drehmoment nicht über einen genügend weiten Bereich konstant halten läßt, und daß sich an gewissen Stellen des Arbeitsbereiches empfindliche Abweichungen vom richtigen Wert ergeben. Eine zeitweise Unter- bzw. Überlastung der Antriebsmaschine ist daher nicht zu vermeiden.A disadvantage of most known arrangements are self-contained an approximately constant torque consumption regulating generator consists, however, in that in this case the torque absorbed does not extend over a sufficiently wide range can be kept constant, and that at certain points in the work area sensitive Deviations from the correct value result. A temporary under- or overload the prime mover cannot be avoided.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung dieser bekannten Antriebe und besteht darin, daß der Generator des Aggregates noch eine zusätzliche Regelung in Abhängigkeit von den Abweichungen der Geschwindigkeit des Wärmemotors von dessen eingestellter Drehzahl erhält. Die drehzahlabhängige Regelung des Stromerzeugers ist für verbrennungselektrische Aggregate bekannt, und zwar wurde sie als alleinige elektrische Regelung des Generators verwendet. Diese bekannte Regelung des Generators hat den Nachteil, daß sie einen großen und komplizierten Regelapparat mit als Servomotor dienenden Druckmitteleinrichtungen o. dgl. erfordert, der teuer, platzraubend und verhältnismäßig leicht der Gefahr des Versagens ausgesetzt ist. Die Erfindung vermeidet diese Nachteile. Durch die erfindungsgemäße Verbindung der stromabhängigen Regelung des Generators (direkte oder indirekte Gegenkompoundierung o. dgl.) mit der geschwindigkeitsabhängigen Regelung, die nur zusätzlich korrigierend wirkt, wird eine beliebig genaue und stetige Regelung der Drehmomentaufnahme des Generators ermöglicht, ohne daß größere oder kompliziert gebaute Regeleinrichtungen erforderlich sind. Die nach der Erfindung vorzusehende Regeleinrichtung benötigt als zusätzlicher Apparat nur geringe Regelkräfte und kann wesentlich kleiner und einfacher ausgebildet sein als die bekannten geschwindigkeitsabhängigen Regeleinrichtungen. Der für die zusätzliche Regelung vorgesehene Regelwiderstand im Erregerkreis des Generators kann infolge der kleineren Regelkräfte unmittelbar von der Muffe oder dem Gestänge de: Drehzahlreglers für die Brennstoffzufuhr - dei Verbrennungskraftmaschine gesteuert werden. Sollte einmal die geschwindigkeitsabhängige zusätzliche Regelung der nach der Erfindung vorgesehenen Anordnung versagen, so hat dieses Versagen lediglich einen Einfluß auf die Wirtschaftlichkeit des Betriebes und Ausnutzbarkeit der Dieselleistung, jedoch nicht auf die Betriebssicherheit, die durch die daneben vorhandene Hauptregelung stets gewahrt ist.The invention relates to an improvement of these known drives and consists in the fact that the generator of the unit still has an additional control depending on the deviations of the speed of the heat engine from it the set speed. The speed-dependent control of the power generator is known for internal combustion electrical assemblies, and indeed it was used as the sole electrical regulation of the generator used. This known regulation of the generator has the disadvantage that it uses a large and complicated control apparatus as a servo motor serving pressure medium devices o. The like. Requires that expensive, space-consuming and is relatively easily exposed to the risk of failure. The invention avoids these disadvantages. Due to the connection according to the invention of the current-dependent regulation of the generator (direct or indirect counter-compounding or the like) with the speed-dependent Regulation, which only has an additional corrective effect, becomes an arbitrarily precise and continuous one Control of the torque consumption of the generator allows without larger or complex control devices are required. According to the invention The control device to be provided requires only small control forces as an additional apparatus and can be made much smaller and simpler than the known speed-dependent ones Control devices. The rheostat provided for the additional regulation in the exciter circuit of the generator can be directly due to the smaller control forces from the sleeve or the linkage de: speed controller for the fuel supply - the internal combustion engine being controlled. Should once the speed-dependent additional regulation the arrangement provided according to the invention fail, this failure only has an influence on the profitability of the operation and usability of the diesel power, However, this does not affect operational safety, which is caused by the main control system that is next to it is always maintained.

Bekannt ist noch eine Zusatzregelung, die von der Fahrzeuggeschwindigkeit oder von der von den Triebmotoren aufgenommenen Leistung abhängig ist. Abgesehen davon, daß für diese Art der Regelung besondere Hilfsgeräte (ein zweiter von der Fahrzeuggeschwindigkeit beeinflußter Fliehkraftregler bzw. ein. Kontaktwattmeter) erforderlich sind, ist ihre Auswirkung auf den Wärmekraftmotor nicht eindeutig, da den Betriebsgrößen, welche die Hilfsgeräte steuern, je nach den herrschenden Betriebszuständen, insbesondere der Temperatur der elektrischen Maschinen, mehrere voneinander verschiedene Betriebszustände des Wärmekraftmotors zugeordnet sein können. Vorzuziehen ist daher die Regelung gemäß der Erfindung, die unmittelbar von einer Betriebsgröße des Wärinekraftmotors selbst abhängig und somit eindeutig mit dessen Betriebszustand verknüpft ist.Another known additional control is that of the vehicle speed or depends on the power consumed by the traction motors. Apart from that from the fact that special auxiliary devices (a second from the Vehicle speed influenced centrifugal governor or a. Contact wattmeter) are required, their effect on the thermal engine is not clear, as the operating parameters that control the auxiliary devices, depending on the prevailing Operating states, in particular the temperature of the electrical machines, several mutually different operating states of the thermal engine can be assigned. Therefore, the scheme according to the invention is preferable, which is directly from a Operating size of the heat engine itself dependent and thus clearly with it Operating state is linked.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt vereinfacht die Zeichnung in Fig: i. i ist der Generator des Aggregates, der von einem nicht gezeichneten Wärmemotor angetrieben wird, 2 eine Erregerwicklung des Generators, außer der noch eine vom Strom abhängige Erregung, z. B. eine Gegenkompoundwicklung 22, zur Regelung der Drehmomentaufnahme vorgesehen ist- 3 und q. sind Widerstände im Kreis der Erregung 2, von denen der Widerstand 3 durch die Kontakte 5, 6 entweder eingeschaltet oder überbrückt ist. Mit 7 ist der Drehzahlregler der Wärmekraftmaschine angedeutet, 8 sind seine Fliehgewichte, g eine Feder, =o die Muffe des Reglers, =i, 12, 13 ein Gestänge, über das die Treibmittelzufuhr eingestellt wird. Von diesem Gestänge wird zugleich auch der bewegliche Kontakt 15 gesteuert, der mit den Kontakten 5 und 6 zusammenarbeitet.An exemplary embodiment of the invention is shown in simplified form in the drawing in Fig: i. i is the generator of the aggregate, that of a not shown Heat engine is driven, 2 an excitation winding of the generator, in addition to the still a current-dependent excitation, e.g. B. a counter compound winding 22, for regulation the torque absorption is provided- 3 and q. are resistances in the circle of excitation 2, of which the resistor 3 is either switched on by the contacts 5, 6 or is bridged. With 7 the speed controller of the heat engine is indicated, 8 are its flyweights, g a spring, = o the sleeve of the regulator, = i, 12, 13 a Linkage through which the propellant supply is adjusted. From this linkage is at the same time, the movable contact 15, which is connected to the contacts 5 and 6, is also controlled cooperates.

Solange die Muffe =o ihre mittlere Stellung behält, die Wärmekraftmaschine also mit der richtigen Drehzahl läuft, sind die Kontakte 5 und 6 durch Kontakte 15 geschlossen, der Widerstand 3 also überbrückt. Tritt jedoch Überlastung des Wärmekraftmotors ein, so daß seine Drehzahl sinkt und die Muffe in eine tiefere Stellung geht, so werden die Kontakte 5 und 6 geöffnet, und der Widerstand 3 kommt voll im Erregerkreis 2 zur Wirkung. Die Erregung des Generators wird geschwächt und das von ihm aufgenommene Drehmoment auf den gewünschten Wert heruntergesetzt. Durch entsprechende Auslegung des Widerstandes 3 kann die richtige Drehmomentaufnahme erreicht werden..As long as the sleeve = o maintains its middle position, the heat engine So running at the correct speed, contacts 5 and 6 are through contacts 15 closed, the resistor 3 thus bridged. However, if the thermal engine is overloaded a, so that its speed drops and the sleeve goes into a lower position, so contacts 5 and 6 are opened, and resistor 3 comes fully into the excitation circuit 2 to the effect. The excitation of the generator is weakened and that absorbed by it Torque reduced to the desired value. By appropriate design of the resistor 3, the correct torque absorption can be achieved.

Um ein Pendeln des Kontaktes 15 zu vermeiden, kann zweckmäßig zwischen dem beweglichen Teil des Reglers (Gestänge, Muffe) und dem in seiner Abwärtsbewegung durch Anschläge =7, 18 begrenzten Widerstandsschalter 15 im Erregerkreis des Generators ein Totgang 16 eingeschaltet sein, so daß erst nach einem gewissen Anstieg der Muffe wieder die Kontakte 5, 6 geschlossen werden.In order to prevent the contact 15 from swinging, it is useful between the moving part of the regulator (linkage, sleeve) and that in its downward movement Resistance switch 15 limited by stops = 7, 18 in the exciter circuit of the generator a backlash 16 must be switched on, so that only after a certain increase in the sleeve contacts 5, 6 are closed again.

Die Wirkung der erfindungsgemäßen Einrichtung zeigt Fig. 2 im Diagramm. I ist die Kurve, die der ideellen konstanten Drehmomentaufnahme des Generators entspricht. II ist die tatsächliche Generatorcharakteristik bei normaler Erregung (Widerstand 3 überbrückt). Arbeitet der Generator in der Nähe der Punkte i und 2, so nimmt er das gewünschte Drehmoment auf. Arbeitet er aber im dazwischenliegenden Bereich, so nimmt er ein höheres Drehmoment auf als durch die Kurve I vorgezeichnet ist, der Wärmekraftmotor ist überlastet. Wird jedoch hierbei das Generatorfeld entsprechend geschwächt (Einschaltung des Widerstandes 3), so entspricht dem eine Generatorcharakteristik entsprechend Kurve 1I', die wieder in den Punkten i' und 2' und in deren Umgebung den gewünschten Drehmomentwert liefert.The effect of the device according to the invention is shown in FIG. 2 in a diagram. I is the curve that corresponds to the ideal constant torque consumption of the generator. II is the actual generator characteristic with normal excitation (resistance 3 bridged). If the generator works near points i and 2, it takes the desired torque. But if he works in the area in between, so it absorbs a higher torque than is indicated by curve I, the heat engine is overloaded. However, the generator field is here accordingly weakened (switching on resistor 3), this corresponds to a generator characteristic corresponding to curve 1I ', which is again in points i' and 2 'and in their vicinity delivers the desired torque value.

Um bei kleinem Generatorstrom die Antriebsmaschine noch voll belasten zu können, kann, sinngemäß. die Erregung des Generators verstärkt werden. Zu diesem Zweck können z. B. Teile des Widerstandes q. überbrückt werden, wenn die Reglermuffe über ihre Mittelstellung ansteigt, wenn also eine gewisse Entlastung des Generators eintritt.. Die entsprechenden Kurven sind in Fig.2 mit II", II"' bezeichnet.In order to still fully load the prime mover when the generator current is low to be able to, analogously. the excitation of the generator can be increased. To this Purpose can e.g. B. Parts of the resistance q. be bridged when the regulator sleeve rises above its middle position, so when a certain relief of the generator enters .. The corresponding curves are designated in Fig.2 with II ", II" '.

Die einzuschaltenden Widerstände können au ch aus mehreren nacheinander zu schaltenden Teilen bestehen. Ebenso können statt einer unmittelbaren Betätigung vom Reglergestänge oder von der Reglermuffe aus auch Servomotoren, Relais u. dgl. zur Steuerung der Widerstände dienen. PATENTANSPRÜCHE:The resistors to be switched on can also consist of several one after the other parts to be switched exist. Likewise, instead of an immediate actuation Servo motors, relays, etc. from the controller linkage or from the controller sleeve. serve to control the resistors. PATENT CLAIMS:

Claims

i. From a thermal engine or turbine and an electric generator existing unit with automatically dependent on the generator current (e.g. through direct or indirect countercompounding) regulated to an approximately constant torque absorption Power generators, in particular for thermal vehicles with electrical power transmission, characterized in that one for internal combustion electrical units at known, dependent on the speed of the heat engine, preferably of its speed controller influenced control device as an additional control device for the current-dependent regulated power generator serves, for the purpose, at least on part of the work area that of the automatic current-dependent control of the generator occurring deviations of its torque absorption from the correct one Balance value.

2. Heat-electric unit according to spoke z, characterized by depending on the movement of the sleeve or the linkage of the regulator of the thermal engine controlled resistances in the excitation circuit of the also with self-regulation provided generator.

3. Heat-electric unit according to claim x, characterized characterized in that between the movable part of the controller of the thermal engine and the control element in the excitation circuit of the generator is switched on backlash.