DE613360C

DE613360C - Einrichtung zur Regelung einer von einer Kraftmaschine angetriebenen elektrischen Maschine, insbesondere fuer die Synchronisierung von Wechselstromgeneratoren

Info

Publication number: DE613360C
Application number: DES107300D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1932-12-02
Filing date: 1932-12-02
Publication date: 1935-05-17

Description

Einrichtung zur Regelung einer von einer Kraftmaschine angetriebenen elektrischen Maschine, insbesondere für die Synchronisierung von Wechselstromgeneratoren Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung -einer von einer Kraftmaschine angetriebenen elektrischen Maschine, die auf Synchronismus mit einem Netz oder einer anderen elektrischen Maschine gebracht bzw. in Abhängigkeit von irgendeiner als elektrische Größe darstellbaren Betriebsgröße fortlaufend vorn Wert Null aus geregelt werden soll. Bei der Mehrzahl der bisher bekanntgewordenen Synchronisierungseinrichtungen erfolgt die Regelung des den Geschwindigkeitsregler der Kraftmaschine steuernden Verstellmotors stoßweise durch Regelimpulse, die in Abhängigkeit von dem Frequenzunterschied (Schlupf) gegeben werden. Diese stoßweise Regelung ist für die Antriebsmaschinen der zu synchronisierenden Maschinen, insbesondere für Turbinen, schädlich. Um diesen Nachteil zu beseitigen, hat man schon stetig arbeitende Regelungen vorgesehen, bei denen beispielsweise der Verstellmotor in Abhängigkeit von dem Frequenzunterschied derart gesteuert: wird, daß an den Motor eine den Frequenzunterschied proportionale Spannung angelegt wird.
Es ist auch bereits zum Zwecke der Synchronisierung einer elektrischen Maschine mit einem Netz vorgeschlagen worden, den Geschwindigkeitsregler der die elektrische Maschine antreibenden Kraftmaschine mittelbar oder unmittelbar von dem dritten Glied eines Differentialgetriebes zu beeinflussen, dessen beide anderen Glieder von Synchronmotoren angetrieben werden, von denen der eine mit einer der Frequenz der zuzuschaltenden Maschine, der andere mit einer der Netzfrequenz proportionalen Geschwindigkeit umläuft. Auch sind Frequenzregler bekannt, bei welchen ein frequenzabhängiges und ein mit konstanter Geschwindigkeit umlaufendes Glied über :ein Differentialgetriebe zusammenwirken. Diese bekannten Anordnungen haben aber den Nachteil, daß in der Nähe des Synchronismus bzw. Sollwertes der zu regelnden Größe infolge der immer kleiner werdenden Drehzahl des Verstellmotors die Regelung nicht mehr einwandfrei ist; geringe Abweichungen vom Synchronismus können infolge der stets veränderlichen Reibungswiderstände nicht mehrexakt erfaßt werden. Auch bietet die Abgleichung der Regeleinrichtung, insbesondere bei der Anwendung von Synchronmotoren, Schwierigkeiten.
Hier soll die Erfindung Abhilfe schaffen, ohne daß die Vorteile einer stetigen Regelung aufgegeben werden. Gemäß der Erfindung wird der Geschwindigkeitsregler der Kraftmaschine in Abhängigkeit von der Differenz einer der zu regelnden Betriebsgröße umgekehrt proportionalen Geschwindigkeit und einer konstanten Vergleichsgeschwindigkeit beeinflußt, insbesondere in der Weise, daß von zwei das Differentialgetriebe antreibenden Motoren der eine mit einer dem Schlupf der beiden zu synchronisierenden Maschinen umgekehrt proportionalen Drehzahl, der andere mit einer konstanten Vergleichsdrehzahl umläuft. Die konstante Vergleichsgeschwindigkeit wird dabei so gewählt, daß ihre Größe gleich dem beim Wert Null der Betriebsgröße vorhandenen Betrag der veränderlichen Geschwindigkeit ist.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Figur dargestellt. Mit i ist das Netz bezeichnet, mit dem die Maschine?, synchronisiert werden soll. Der Schalter, mit dem die Parallelschaltung nach erfolgter Synchronisierung vorgenommen wird; ist mit 3 bezeichnet. Die zur Betätigung dieses Schalters dienenden Einrichtungen sind in der Figur nicht dargestellt. q. ist der Geschwindigkeitsregler der die Maschine z antreibenden Kraftmaschine. Der Geschwindigkeitsregler q. wird von dem dritten Glied .eines Differentialgetriebes 5 beeinflußt, dessen beide anderen Glieder von Elektromotoren 6 und 7 angetrieben werden. Die Motoren 6 und 7 sind Motoren mit N ebenschlußcharakteristik (z. B. Gleichstromnebenschlußmotoren oder- auch Asynchronmotoren).
Der Motor 6 läuft mit konstanter Drehzahl. Die Drehzahl des Motors 7 hängt von der Einstellung des als Spannungsteiler. geschalteten Widerstandes 8 ab. Der Spannungsteiler 8 wird von einem Gerät g verstellt, das entsprechend dem Schlupf. zwischen dem Netz und der Maschine betätigt wird. Mit io ist ein Induktionsmotor bezeichnet, dessen Rotor mit der zu synchronisierenden Maschine z gekuppelt ist und dessen Ständer an das Netz i angeschlossen ist. In der Anschlußleitung liegt das Gerät 9, das entsprechend der Leistungsaufnahme des Motors io anspricht. Die Höhe der Leistungsaufnahme des Motors hängt von der Größe des Schlupfes ab. Der Spannungsteiler 8 kann auch von irgendeinem anderen zur Schlupfmessung geeigneten Apparat, z. B. von einem Synchronoskop (doppelt gespeisten Motor), beeinflußt werden.
Wenn der Schlupf sehr groß ist, also beim Beginn der Synchronisierung, befindet sich der Schieber des. Spannungsteilers 8 in der Figur ganz rechts, so daß der Motor 7 stillsteht. Der Motor 6 dagegen läuft, wie erwähnt, mit konstanter Drehzahl. Es findet also eine entsprechend des großen Schlupf kräftige Regelung der Kraftmaschine statt. Die Folge davon ist, daß der Schlupf kleiner wird, so daß der Schieber des Spannungsteilers 8 aHihählich nach links verschoben. wird. Der Motor 7 beginnt daher zu laufen; seine Drehzahl wird .immer größer, je mehr der Schieber des Spannungsteilers 8 nach links verschoben wird. Das dritte Glied des Differentialgetriebes 5 dreht sich infolge des immer kleiner werdenden Drehzahlunterschiedes der beiden anderen Glieder des Differentialgetriebes immer langsamer; die Beeinflussung der Antriebsmaschine durch den Regler q. wird immer geringer. Wenn der Schlupf zu Null wird, wird die Drehzahl des Motors 7 gleich der konstanten Drehzahl des Motors 6, so daß der Geschwindigkeitsregler q. nicht mehr von dem Differentialgetriebe beeinflußt wird. Der Anschluß der Maschine z an das Netz i kann. jetzt durch eine in der Figur nicht dargestellte Parallelschalteinrichtung vorgenommen werden.
Im Gegensatz zu den bekannten Anordnungen wird der Geschwindigkeitsregler q. gerade bei ganz geringem Schlupf bzw. bei ganz geringem Unterschied zwischen Isrivert und Sollwert genau gesteuert, da die zur Regelung erforderlichen Kräfte von beiden Motoren 6 und 7 aufgebracht werden. Dies hat den Vorteil, daß in der Nähe des Synchronismus eine genaue Regelung erfolgt und daß eine ummittelbare Einwirkung auf den Geschwindigkeitsregler möglich ist.
Die Erfindung ist nicht nur zur Synchronisierung von Wechselstromerzeugern mit einem Energieverteilungsnetz geeignet, sondern sie kann auch zur Synchronisierung von irgendwelchen tonlaufenden Maschinen dienen. Falls diese tonlaufenden Maschinen keine Wechselstrommaschinen sind, müssen kleine Taktgeber mit ihnen gekuppelt und diese Taktgeber miteinander gemäß der Erfindung synchronisiert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Regelung einer von einer Kraftmaschine angetriebene elektrischen Maschine, die auf Synchronismus mit einem Netz oder einer anderen elektrischen Maschine gebracht bzw. in Abhängigkeit von irgendeiner als elektrische Größe darstellbaren Betriebsgröße fortlaufend vom Wert Null aus geregelt werden. soll, wobei der Geschwindigkeitsregler mittelbar oder ummittelbar durch den Differenzwert zweier Geschwindigkeiten, beispielsweise von dem dritten Glied eines durch Motoren angetriebenen Differentialgetriebes, beeinflußt wird, insbesondere für die Synchronisierung von Wechselstromgeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß der Geschwindigkeitsregler in Abhängigkeit von der Differenz einer der Betriebsgröße umgekehrt proportionalen Geschwindigkeit und einer konstanten Vergleichsgeschwindigkeit, deren Größe gleich dem beim Wert Null der Betriebsgröße vorhandenen Betrag der veränderlichen Geschwindigkeit ist, beeinflußt wird, insbesondere in der Weise, daß von den das Differentialgetriebe antreibenden Motoren der eine (7) mit einer dem Schlupf der beiden zu synchronisierenden Maschinen umgekehrt proportionalen Drehzahl, der andere (6) mit der konstanten Vergleichsdrehzahl umläuft. z. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer dem Schlupf umgekehrt proportionalen Drehzahl umlaufende-Motor (7) über einen zweckmäßig als Spannungsteiler geschalteten Widerstand (8) gesteuert wird, der in Abhängigkeit von der Größe des Schlupfes bzw. der für die Regelung maßgeblichen Betriebsgröße verstellt wird.