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Optische Anzeigevorrichtung für den Regelvorgang bei einer Drehzahl-
bzw. Leistungsregelung der Kraftmaschinen elektrischer Generatoren Es sind bereits
Einrichtungen zur Drehzahl-bzw. Leistungsregelung der Kraftmaschinen elektrischer
Generatoren bekannt, bei welchen die der Kraftmaschine zugeführte Leistung in jedem
Augenblick der vom Generator abgegebenen Leistung angeglichen wird. Entsprechend
der bekannten Drehzahlleistungskennlinie der Drehzahlregler, mit welchen derarti&e
Kraftmaschinen zumeist versehen sind, wird die Kraftmittelzufuhr der Generatorbelastung
so lange angepaßt, bis wieder ein Gleichgewichtszustand erreicht ist. Bei diesem
Regelvorgang bleibt allerdings infolge der Zusammengehörigkeit zwischen Generatorleistung
und Drehzahl (Frequenz) eine bleibende Drehzahl(Frequenz-)abweichung bestehen, die
durch zusätzliche Verstellung des Drehzahlreglers zum Verschwinden gebracht werden
muß. In Fällen, wo diese zusätzliche Verstellung von Hand vorgenommen wird, hat
man es bisher als störend empfunden, daß der Betrag der erforderlichen, zusätzlichen
Verstellung unbekannt ist und lediglich während der Verstellung selbst die Anpassung
der Drehzahl (Frequenz) an den neuen Belastungszustand an einem genau zeigenden
Frequenzmesser abgelesen werden kann. Infolge der Trägheit des Übertragungswegs
von den zur Handverstellung des Reglers dienenden Organen bis zu dem Frequenzmesser
waren Überregelungen kaum zu vermeiden. Eine optische Überwachung des Regelvorganges
würde diese Nachteile beseitigen.
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Es ist nun schon eine Einrichtung zum Regeln der Erregung von Wechselstrommaschinen
mit stark schwankender Geschwindigkeit und Belastung mittels Vibrationsreglern insbesondere
für Schiffsantriebe vorgeschlagen worden, bei der zur Überwachung des Betriebes
der elektrischen Maschinen eine optische Anzeigevorrichtung mit zwei in einem Gehäuse
vereinigten gleichartigen Meßinstrumenten vorgesehen ist, die derart angeordnet
sind, daß bei Einhaltung des konstanten Verhältnisses von zwei Betriebsgrößen ein
Zeiger, der von dem einen Meßinstrument betätigt wird, und eine Kennmarke einer
aus zwei Feldern bestehenden, beispielsweise mehrfarbigen Scheibe, die von dem anderen
Meßinstrument betätigt wird, in derselben Geraden liegen. Bei Abweichung von dem
konstanten Verhältnis bewegt sich der Zeiger oberhalb oder unterhalb eines Feldes
der Scheibe, das dem Bedienenden die erforderliche Änderung der dritten zu steuernden
Betriebsgröße angibt.
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Gegenstand der Erfindung ist nun ebenfalls eine optische Anzeigevorrichtung,
die aber bei der Überwachung des Regelvorgangs der Kraftmaschinen elektrischer Generatoren
verwendet wird, und zwar dann, wenn die Regelung nach
Leistung bzw.
Drehzahl derart erfolgt, daß Beziehungen zwischen der von dem Generator verlangten
Leistung und der der Kraftmaschine zugeführten Leistung gebildet werden. Erfindungsgemäß
werden diese Beziehungen durch eine bewegliche Gerade in einem System von Parallelkoordinaten
angezeigt, bei dem zwei Koordinaten die Generatorbelastung und die Kraftmaschinenleistung
darstellen. An der Lage der beweglichen Geraden in bezug auf eine vorher bestimmte
Normallage ist also jeweils der Betrag der Abweichung und damit der Betrag der zusätzlichen
erforderlichen Hauptverstellung erkennbar.
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In den Abb. i und z sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Abb. i eine Schaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung, Abb. 2 eine
Ansicht des Meßgeräts.
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In Abb. i bezeichnen i den Drehzahlregler der Kraftmaschine eines
elektrischen Generators und z den Steuerkolben des Oldruckzylinders 3, der zur Verstellung
des Ventils 4 für die Kraftmittelzufuhr dient. 5 bezeichnet das Meßgerät, welches
zur Anzeige der Kennlinie dient. Dieses Meßgerät besteht aus einem Potentiometerwiderstand
6, dessen Schleifkontakt eine der Stellung des Einlaßventils der Kraftmittelzufuhr
entsprechende Lage einnimmt. Ferner ist ein weiteres Potentiometer 7 vorhanden,
dessen Schleifkontakt entsprechend der vom Generator geforderten Belastung verstellt
wird. Die beiden Potentiometer sind räumlich derart angeordnet, daß ihre Schleifkontakte
auf parallelen Linien gleiten. Beide Schleifkontakte sind durch ein elastisches
Glied, welches sich der wechselnden Lage und Länge anpaßt, verbunden, also beispielsweise
eine Gummischnur, einen Rollenzug mit darüberlaufenden Draht, der beiderseits durch
Gewichte beschwert ist und gespannt gehalten wird. Ferner ist ein Relais 9, ein
Reglerverstellmotor io sowie ein von Hand zu betätigender Umschalter ix vorhanden.
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Es sei beispielsweise angenommen, daß die Generatorleistung der vorgeschriebenen
Belastung angepaßt ist und außerdem der Generator mit der vorgeschriebenen Drehzahl
läuft und somit eine Normalfrequenz liefert. Dementsprechend haben die Schleifkontakte
der beiden Potentiometer die in Abb. i dargestellte Lage, und das sie verbindende
elastische Glied ist dementsprechend durch die Linie 8 dargestellt. In Abb. 2, welche
das Meßgerät zeigt, soll dies der stark ausgezogenen Linie entsprechen. Steigt nun
die Belastung des .Generators, dann bewegt sich zunächst der Schleifkontakt des
Potentiometers 7 nach unten. Diese Annahme ist willkürlich deshalb getroffen, um
den Zusammenhang mit den bekannten Kurven für die Drehzahlreglerkennlinie zu verdeutlichen.
Entsprechend der Verstellung des. Schleifkontaktes 7 wird von dem Potentiometer
ein anderer Strom abgenommen als bisher, während der Strom von dem Potentiometer
6 noch unverändert geblieben ist. Dementsprechend wird das Gleichgewicht in dem
Relais 9 gestört, und dessen Kontakt schlägt in dem einen oder anderen Sinne aus,
wodurch der Verstellmotor io an Spannung kommt und den Regler i so lange verstellt,
bis die Stellungen der Schleifkontakte der beiden Potentiometer wieder einander
angepaßt sind und der Kontakt im Relais 9 unterbrochen wird. Hierbei hat sich die
Lage des elastischen Gliedes verschoben und ist beispielsweise durch die gestrichelte
Linie in Abb. 2 dargestellt. Aus der geänderten Neigung dieser Linie ist zu entnehmen,
daß nunmehr noch eine Abweichung der Frequenz von dem Normalwert besteht. Diese
Abweichung kann dadurch beseitigt werden, daß der Umschalter ii in dem einen oder
anderen Sinne betätigt wird, wodurch der Verstellmotor io an Spannung kommt und
eine zusätzliche Verstellung des Drehzahlreglers und damit des Potentiometers 6
herbeiführt. Durch diese zusätzliche Verstellung erfolgt eine Verdrehung des elastischen
Gliedes 8 um den Schleifkontakt des Potentiometers 7 als Drehpunkt solange, bis
das in dem Meßgerät sichtbare elastische Glied wieder eine dazu parallele Lage einnimmt.
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Das Meßgerät selbst enthält zweckmäßig ein mit Millimeterteilung versehenes
Papier, vor dem sich das elastische Glied bewegt. An Stelle des Papiers kann auch
eine Mattscheibe treten, auf der eine entsprechende Einteilung eingeätzt ist und
die von der Rückseite gegebenenfalls beleuchtet wird.
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Die Einrichtung kann nicht bloß zur Regelung einer Kraftmaschine verwendet
werden, sondern sie kann auch zur Einregelung einer gewünschten Lastverteilung zwischen
zwei oder mehr Generatoren dienen. In diesem Falle ist in dem Fenster des Meßgeräts
eine entsprechende Anzahl von Kennlinien zu sehen, und die Lage des Schnittpunktes
ist j eweils ein Maß für die bestehende Verteilung der Belastung.