DE640401C

DE640401C - Einrichtung zur selbsttaetigen Regelung eines ueber einen Drehtransformator aus einem primaeren Wechselstromnetz schwankender Frequenz gespeisten sekundaeren Wechselstromnetzes auf konstante Frequenz

Info

Publication number: DE640401C
Application number: DER91505D
Authority: DE
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1933-09-29
Filing date: 1934-09-28
Publication date: 1937-01-04

Description

REICHS NTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung eines über einen Drehtransformator aus einem primären Wechselstromnetz schwankender Frequenz gespeisten sekundären Wechselstromnetzes auf konstante Frequenz und dient dazu, Drehzahl und Phasenlage von an ein industrielles Netz mit beispielsweise 60 Perioden und no Volt angeschlossenen Synchronmotoren konstant zu halten.

Als Drehtransformator wird ein Wechselstrommotor benutzt, dessen Läuferwicklung die Ausgangsenergie liefert. Um diese Ausgangsenergie bezüglich Frequenz bzw. Phase auch bei Phasenänderungen der dem Ständer zugeführten Wechselspannung konstant zu halten, wird eine Vergleichsspannungsquelle vorgesehen, die genau auf ihrer Frequenz gehalten wird und die selbsttätig die Stellung des Läufers gegenüber dem Ständer so verschiebt, daß die Phase und 'damit die Frequenz an den Klemmen der Läuferwicklung konstant bleibt.

Die Abb. 1, 2 und 2a zeigen schaltbildmäßig drei Ausführungsbeispiele der Erfindung.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Energie von dem primären Kraftnetz schwankender Frequenz 2 den Ständerwicklungen 4 eines Wechselstrommotors mit einphasig gewickeltem Läufer 6 zugeführt, dessen Welle mit 8 bezeichnet ist. Erforderlichenfalls kann der Motor auch einen mehrphasigen Ständer und einen einphasigen Läufer besitzen. Die Energie wird von der Läuferwicklung 6 durch Leitungen 10 den nicht dargestellten Synchronmotoren zugeführt.

Damit die an das Sekundär netz-10 gelieferte Wechselspannung auf einer konstanten Frequenz gehalten wird, werden Richtung und Größe der Verdrehung - des Läufers 6 bei Frequenz- bzw. Phasenänderungen der des primären Netzes durch eine im folgenden beschriebene Einrichtung selbsttätig geändert. *

Zur Steuerung des Läufers wird ein Teil der Läuferenergie über einen Transformator 12 den Anoden 14 und 16 von Dampfentladungsstrecken 18, 20 zugeführt, die außerdem noch die Gitter 22 und 24 und die Kathoden 26 und 28 enthalten. Den Gittern wird die Spannung einer Vergleichswechselspannungsquelle 30 zugeführt, die etwa ein in

seiner Temperatur gesteuerter Stimmgabeloszillator sein kann; es können auch statt dessen zwei temperaturgesteuerte Piezo-Oszillatoren zur Überlagerung gebracht- wer-, den, so daß sie in den Leitungen 32 euje, Steuerspannung von einer gewünschten koä%·, stanten Frequenz erzeugen. Die Steuer-] spannung wird über den Phasenregler 34 und den Transformator 36 in bestimmter Phasenbeziehung zu der an die Anoden angelegten Wechselspannung den Gittern zugeführt. Zweckmäßig beträgt diese Phasenverschiebung 90°, wenn die Spannung im Sekundärnetz 10 synchron zu derjenigen der Vergleichsspannungsquelle 30 ist.

Die Entladungsstrecken 18, 20 haben die Eigenschaft, daß sie durch Anlegen einer geeigneten Spannung an die Gitter leitend werden und nur eine Verringerung des Anodenstromes ihr Wiedererlöschen bewirken kann; mit anderen Worten: sobald einmal durch die dem Gitter zugeführte Spannung der Lichtbogen gezündet hat, kann das Gitter nicht mehr den durch die Entladungsstrecke fließenden Strom steuern. ·

38 ist ein Relais, durch das bei Synchronismus ein gewisser mittlerer Strom fließt und das zum Zwecke der Glättung des Stromes durch einen Kondensator 40 überbrückt ist. Der Anker 44 ist mit einer Feder 42 verbunden, die so eingestellt ist, daß der Anker bei diesem mittleren Strom auf keinem der beiden Kontakte 46 oder 48 aufliegt, sondern eine Zwischenstellung einnimmt. Falls sich nun die Phasenlage der Spannung im Sekundärnetz 10 und damit in dem Transformator 12 gegenüber derjenigen der Vergleichsspannungsquelle 30 ändert, tritt entweder eine Zunahme oder eine Abnahme des durch das Relais 38 fließenden Stromes ein. Bei zunehmendem Strom legt sich der Relaisanker 44 nach rechts und legt an die Ankerleitung 50 des umkehrbaren Verstellmotors 52 eine positive Spannung, wodurch die Welle 8 in einer solchen Richtung gedreht wird, daß die Spannung im Sekundärkreis 10 wieder in Synchronismus mit der Spannung der Vergleichsspannungsquelle 30 gebracht wird. Für den Fall, daß sich die Phasenlage der Klemmenspannung des Läufers 6 in entgegengesetzter Richtung ändert, erhält man eine Stromabnahme in der Relaisspule 38, wodurch an die Ankerleitung 50 eine negative Spannung gelegt wird, was eine umgekehrte Drehung der Läuferwelle zur Folge hat, bis die im Läufer 6 erzeugte Spannung wieder in Synchronismus mit derjenigen der Vergleichsspannungsquelle 30 ist.

Bei der Anordnung gemäß Abb. 2 ist die Einrichtung zur Verdrehung des Läufers des Drehtransformators abgeändert. Der Läufer G wird über ein Differentialgetriebe D durch einen an das Primärnetz angeschlossenen Wechselstrommotor M₁ und einen Gleich-. strom-Reihenschlußmotor M₂ angetrieben. Das ifferentialgetriebe D ist so ausgebildet, daß Läufer bei stillstehendem Motor M₂ in ;';£mer bestimmten Richtung mit einer der " größten zu erwartenden Abweichung der Netzfrequenz von derjenigen der Vergleichs-Spannungsquelle entsprechenden Drehzahl und bei größter Geschwindigkeit des Motors M₂ in der entgegengesetzten Richtung angetrieben wird.

Der Motor M₂ liegt, ebenso wie das Steuerrelais im ersten Ausführungsbeispiel, einerseits am Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Transformators X₁ und andererseits an der Verbindungsleitung der Kathoden der Entladungsstrecken T₁ und T₂, die den Entladungsstrecken 18 und 20 in Abb. 1 entsprechen. Dieser Motor arbeitet mit einer Drehzahl, die von dem Mittelwert des durch die Entladungsstrecken T₁ und T₂ fließenden Stromes abhängt, der seinerseits bestimmt wird durch die Phasenabweichung zwischen der Spannung der Vergleichsspannungsquelle und derjenigen, die der Sekundärspule des Transformators X₁ zugeführt wird.

In der gemeinsamen Gitterleitung liegt, verbunden mit einer Gleichstromvorspannungsquelle, ein Schalter SW. Dieser wird beim Anlassen der Vorrichtung geöffnet, wodurch die Gitter so weit positiv vorgespannt werden, daß sie während der ganzen Periode der Vergleichsspannungsquelle oberhalb der Zündspannung gehalten werden. Dieses hat zur Folge, daß der Motor M₂ mit voller Geschwindigkeit läuft, bis ungefähr das gewünschte Phasenverhältnis zwischen dem Läufer G und der Vergleichsspannungsquelle erreicht ist, worauf der Schalter wieder geschlossen wird.

Abb. 2_a zeigt eine etwas andere Anordnung zur Erreichung dieses Zweckes, bei der anstatt eines Schalters ein Spannungsteiler P verwendet ist, der eine stufenlose Regelung der Einstellung von Hand beim Anlassen erlaubt. Natürlich kann man auch andere Einrichtungen für die Regelung des Motors M₂ von Hand verwenden; beispielsweise wird dieser Motor beim Anlassen von einer Gleichstromquelle gespeist und dann in den Röhrenkreis eingeschaltet, worauf das gewünschte Phasenverhältnis zwischen der Vergleichsspannungsquelle und dem Sekundärnetz eintritt.

Claims

Patentansprüche:

i. Einrichtung zur selbsttätigen Regelung eines über einen Drehtransformator aus einem primären Wechselstromnetz

schwankender Frequenz gespeisten sekundären Wechselstromnetzes auf konstante Frequenz, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (6) des Drehtransformators mit einem durch ein Relais (38) gesteuerten Verstellmotor (52) starr gekuppelt ist und daß das den Verstellmotor (52) steuernde Relais (38) einerseits an den Mittelpunkt der Sekundärwicklung eines primärseitig an dem zu regelnden Netz (10) liegenden Transformators (12) und andererseits an die Verbindungsleitung der Kathoden (26, 28) zweier gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsgefäße (18, 20) angeschlossen ist, deren Anoden (14, 16) mit den Endpunkten der Sekundärwicklung des an dem zu regelnden Netz (10) liegenden Transformators (12) und deren Gitter (22,24) mit einem eine konstante, der einzuhaltenden Frequenz entsprechende * "Vergleichsfrequenz liefernden Schwingungserzeuger (30) verbunden sind (Abb. 1).
2. Abänderung der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegliche Teil (G) des Drehtransformators über ein Differentialgetriebe (D) mit zwei Motoren gekuppelt ist, von denen der eine (M₁) aus dem primären Wechselstromnetz gespeist wird und der andere (M₂) an Stelle des Steuerrelais einerseits an die Verbindungsleitung der Kathoden der Entladungsgefäße (T₁, T₂) und andererseits an den Mittelpunkt der Sekundärwicklung (X₁) des primärseitig an dem .zu regelnden Netz liegenden Transformators angeschlossen ist Abb. 2).

Hierzu 1 Blatt 'Zeichnungen