DE627684C - Einrichtung zur Frequenzregelung oder -ueberwachung - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Frequenzregelung oder =überwachung Es ist bereits bekannt, die Frequenz zweier Wechselstromnetze dadurch zu vergleichen bzw. zu regeln, daß- zwei Synchronmotoren mit besonderen Kontaktvorrichtungen vorgesehen werden, von denen der eine von dem Netz, das die Spannung der Sollfrequenz führt,:; erregt wird, während der zweite Synchronmotor von der Spannung der Istfrequenz gespeist wird! Die Kontakteinrichtungen betätigen hierbei entweder Sigrialmittel:, die die Frequenzdifferenz anzeigen oder aber Regele apparate, die j e nach der Frequenzdifferenz nach oben oder unten eine kontinuierliche Regelung der Istfrequenz herbeiführen. Derartige' Einrichtungen; haben einerseits den Nachteil, daß die Regelung sehr unempfindlich ist und andererseits den" daß sehr leicht; bei der Regelung eine mehr oder minder. starke Überregelung eintreten kann.
• Um eine Überregelung bei: Spannungsreglern zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, die von dem Regler bei Abweichungen der Spannung vom Sollwert geschlossenen Kontakte sofort wieder zu öffnen, sobald der Regelvorgang eingeleitet eist. Zu, diesem Zwecke wurde bei derb bekannten- Regler ein besonderer Motor vorgesehen, welcher, zu Beginn jedes Regelimpulses die. Gegenkontakte, so bewegte,. daß der Regelstromkreis wieder unterbrochen wurde. Bei sehr großen Abweichungen vom Sollwert tritt bei der bekannten Regeleinrichtung ein weiterer Hilfsmotor in Tätigkeit; welcher die Gegenkontakte wieder in ihre Mittellage zurückführt.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung: zur Prequenzregelung oder -üb:rwachung; bei welcher die Frequenz mittels zweier unmittelbar' eine Kontakteinrichtung antreibender Motoren verglichen wird; von denen der eine mit der Sollfrequenz, der andre mit der Istfrequenz betrieben ist. Gemäß der Erfindung: steuert die Kontakteinrichtung bei Abweichungen zwischen Sollfrequenz und- I'stfrequenz kurzzeitig Relais, welche ebenfalls kurzzeitig den mixt höherer Frequenz laufenden Synehrönmotor abschalten. Dadurch wird der Vorteil gegenüber der eingangs erwähnten Einrichtung erzielt, däß die Regelung nicht kontinuierlich und daher sehr empfindlich ist bei Vermeidung einer Überregelung der Einrichtung. Sowohl für die Voreilung als auch für die; Nacheilung der Istfrequenz ist je ein Relais vorgesehen, und zwar schaltet. das eine bei Voreilung das Istwertörgan und das andere bei Nacheilung das Sollwertorgan kurzzeitig ab. Zweckmäßig werden die zur Abschaltung der die Frequenz anzeigenden Organe dienenden Relais mit den Relais vereinigt, welche die Frequenzverstellorgane der zu regelnden Maschine im Sinne der Richtigstellung der zu regelnden Frequenz betätigen. 'Die Relais können rnt Ansprech- (und) oder Abfallverzögerung verr sehen`, werden: Außerdem kann die Art und die Häufigkeit der Betätigung des Frequenzregetorgans @urcli Glühlampen kenntlich gemacht werden: _ _ .-In der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung' dargestellt und im nachstehenden beschrieben.
• Das Netz I führt die Spannung einer bestimmten - als konstant anzusehenden Frequenz. Die Frequenz. des Netzes II, die Istfrequenz; soll auf die Frequenz des Netzes I gebracht werden. Das Netz II wird -von einem Generator i gespeist, der von der Turbine 2 angetrieben wird. Die -Umdrebu13gszabl des Generators i ist also auf eine ?der Frequenz des Netzes I entsprechende Drehzahl zu regeln. Die Regelanordnung enthält die beiden Synchronmotoren 3_ und 12, wobei der Synchronmotor 3 über -die Kontakte ¢ des Kontaktrelais 5 und den Schalter 26 an das Netz I .angeschlossen- ist. Auf der. Achse 6 des Sy4ichronmotors 3- sitzt- ein- Schleifring 7, der über die Bürste g mit einem Pol einer Hilfsstromquelle, beispielsweise der Sekundärwindung des Transformators x9,. verbunden ist Ferner ist auf der Achse 6 des Synchronmotors 3 noch der Kontaktarm 9 angebracht, der in der Ebene -der Kontaktarme io und zi"-die'auf der Achse-i3 des Synchronmotoxs" i2 angebracht sind; in deren kleineren _Qffllungswinkel bewegbar ist. Der SynehronmotQr 12 wird über, den Schalter 27 und die -Kontakte-2i von dem. Netz II gespeist,- das .den Istwert der Frequenz führt - Auf der Achse 13 des Synchronmotors i#g sitzen- außer den Kontaktarmen zo und i i. -die. Schleifringe 1. und 15, die! über die Bürsten 16 und -i7 sowie die Wicklungen der Kontaktrelais. 5 bzw. i8 mit dem. anderen. Pol der Hilfsstrom--quelle- verbunden sind. Das Kontaktrelais 5 ist so eingerichtet, daß es bei seinem An- -sprechen. die Kontakte 4 öffnet und die Kontakte 2o. schließt. Das Relais z8: -öffnet bei -seinem Ansprechen die Kontakte- 2s und .schreßt-die-Kontakte 2ä, 23 ün.d 2.4, siud. Anzeigelampen,. die in Abhängigkeit von dem Ansprechen der Relais 5 öder i8 zum Aufleuchten kommen. Das kurzzeitige-wieder-.holte Aufflammen der Lampe 23. zeigt beispielsweise- an, daß _ die -Turbine 2 beschleunigt werden muß tznd das- Aufflammen der Lampe 2q., daß. die Drehzahl der Turbine zu vermindern ist, Die-Relais 5 -.oder i8 steuern außerdem über ihre Kontakte 2o bzw" 22 den D'rehzahlverstellmotor 28. der. Turbine?-; der .in bekannter Weise auf das Ventil der -Dampfzuführung der Turbine 25 einwirkt. Die beiden Anlaßschaltes 26-'und 27. der- Regelein-,richtung können, mechanisch miteinander verbunden sein. -Wenn die beiden Schalter 25- und 27 eingelegt werden, so beginnen,. ;die Synchronmotoren 3 und 12, die als selbstanlaufende Synchronmotoren nach Art der bekannten Uhrenmötoren ausgebildet sind, anzulaufen. Ist die Maschinenfrequenz und damit die des Netzes II kleiner als die des Netzes I, so liegt auch die Drehzahl des Motors 12 unter der Drehzahl des Motors 3. Die Kontaktarme i i und io bleiben gegen den-Kontaktarm 9 zurück, und der Kontakt 9 schließt am Kontakt iö einen Stromkreis für das Relais 5, der von dem einen Wicklungsende der Sekundärwicklung des Hilfstransformators i9 über das Relais 5, Bürste 17, Kontaktscheibe 15, Kontaktarm i o, Kontaktarm 9, Schleifring 7, Bürste 8 zu dem anderen Wicklungsende der Sekundärwicklung des Transformators i9 führt. Hierdurch wird das Relais,5 erregt, öffnet seinen Kontakt q., schaltet damit den Motor 3 kurzzeitig ab, der sofort stehen-bleibt, und schließt an seinen Kontakt 2o einen Stromkreis für den Verstellmotor 2$, der das Ventil 25 in der Weise verstellt, daß die Umdrehungszahl- der Turbine vergrößert wird. Gleichzeitig kommt über den Kontakt 2o die Anzeigelampe 23 zum Ansprechen, die dem Wärter ein Zeichen für die .zu geringe Frequenz des Netzes II gibt. Sofort nach dem Abschalten des Motors 3 öffnen die Kontakte 9 und io wieder. Hierdurch wird das Relais 5 stromlos und schließt. an seinem Kontakt q, wieder den. Stromkreis für den Synchronmotor 3. Der Synchronmotor 3 kommt sehr rasch wieder auf die syn.chron-e Drehzahl, und das Spiel der Kontakte, 9 und io wiederholtsich so- lange, bis, die Drehzahl des Generators i und damit die Frequenz im Netz II den Wert der Frequenz des Netzes I erreicht hat. Ist- die. Istfrequenz des Netzes II größer als die Sollfrequenz,. d. h. die Frequenz des Netzes I,: so. läuft der Motor 12 schneller als der Motor 3.. ' Der Kontaktarm i i bewegt sich also auf den. Kontaktarm 9 zu und schließt dort einen Stromkreis für das Kontaktrelais i8., Dieser Stromkreis hat folgenden Verlauf: Von. dem einen Wicklungsende der SekundärWicklung .des Hilfstransformators i9 nach der Wicklung. des Kontaktrelais i8, Schleifring 16, Kontakt ii, Kontakt 9, Schleifring 7 nach dem anderen Ende- der Sekundärwicklung des Hilfstransformators i9. Hierdurch wird das Relais i8 erregt und öffnet an seinem Kontakt 2i den Stromkreis für den Motor 12., wodurch dieser Motor für kurze Zeit zum Stillstand kommt. Gleichzeitig schließt das Kontaktrelais z 8 an seinem Kontakt 2z einen Stromkreis für den. Drehzahl.-verstellmotor 28, der auf das Ventil 25 nun in der Weise einwirkt,. daß die Drehzahl der Turbine .2 und damit die Frequenz des Netzes. Il herabgesetzt wird. - Gleichzeitig mit dem Stromkreis für den Drehzahlverstellmotor wird jetzt die Anzeigelampe 2¢ zum Aufleuchten gebracht, deren Aufleuchten ein Zeichen für zu hohe Frequenz im Netz II ist. Kürze Zeit nachdem der Kontaktschluß bei 9 und i i zustande gekommen war; war der Motor 12 infolge Öffnens des Kontaktes 21 zum Stillstand gekommen, die Kontakte und i i öffnen also wieder. Hierdurch fällt das Relais 18 wieder ab und schließt an seinem Kontakt 21 den Motor 12 wieder an, der sehr rasch wieder auf die synchrone Umdrehungszahl kommt, die denn Wert der Frequenz im Netz IIentspricht.
• Ist die Abweichung von dem Sollwert: der Frequenz im Netz II von dem Istwert im Netz I sehr groß, so wird:: sich der Aus- und Einschaltvorgang der Motoren 3 bzw. 12 sehr rasch; wiederholen. Mit zunehmender Angleichung der beiden Frequenzen wird der Kontaktschluß seltener erfolgen, und bei Frequenzgleichheit pendelt der Kontakt 9 zwischen den Kontakten ig und ii, ohne daß es aber zu einer Berührung mit den Kontakten i9 und it kommt.
• Die Zeitdauer der für den Drehzahlverstellmotor in Frage kommenden Stromimpulse ist variabel, und zwar wird-ein Impuls bei.großer Frequenzdifferenz etwa, o,8 Sek. dauern, während er bei kleiner Frequenzdifferenz etwa 0,3 Sel@. beträgt. Die Relais 5 und 18 werden zweckmäßig mit einer kleinen Ansprechverzögerung gegebenenfalls auch mit einer gewissen Abfallverzögerung versehen. Bei großen Verteilungsanlagen, bei welchen es sich um die Zu- und Abschaltung großer Netzgruppen handelt, treten selbstverständlich an die Stelle des Drehzahlverstellmotors die hierfür bekannten Mittel zur Frequenzregelung. t

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Frequenzregelung öder -überwachung, bei welcher die Frequenz mittels zweier unmittelbar eine Kontakteinrichtung antreibender Synchronmotoren verglichen wird, von denen der eine mit der Sollfrequenz, der andere mit der Istfrequenz betrieben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtung (9, io, ii) bei Abweichungen zwischen Sollfrequenz und Istfrequenz kurzzeitig Relais (5, 18) steuert, welche ebenfalls kurzzeitig den mit höherer Frequenz laufenden Synchronmotor abschalten. -
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i; dadurch,:gekennzeichnetdaß sowohl für die Voreilung als auch für die Nacheilung der Istfrequenz j e ein -Relais (5, 18) vorgesehen ist, von denen das eine (18) bei Voreilung das Istwertorgan (1z) und das andere (5) bei Nacheilung das Sollwertorgan (3) kurzzeitig abschaltet.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakteinrichtungen oder die Relais bei ihrem Ansprechen gleichzeitig das Frequenzverstellorgan (28) der zu regelnden Maschine im Sinne' der Richtigstellung der zu regelnden Frequenz betätigen. q:.
4. Einrichtung nach Anspruch-i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Relais mit Ansprech- (und) oder Abfallverzögerung versehen sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß die Art und die Häufigkeit der Betätigung des Frequenzregelorgans durch Glühlampen (23, 2q.) kenntlich gemacht wird.