-
Impulsregler für mehrere parallel arbeitende Stromerzeuger Es ist
vielfach vorgeschlagen worden, zur Regelung der Lastverteilung zwischen mehreren
parallel arbeitenden Maschin-n Einrichtungen zu benutzen, durch welche die am stärksten
bzw. am schwächsten belasteten Ma= schineu ermittelt werden. Mit Hilfe derartiger
Einrichtungen kann man die Regelimpulse, welche gewissermaßen Kommandos zur Erhöhung
oder Verkleinerung der Last darstellen, derart auf die zu regelnden Maschinen verteilen,
daß Kommandos zur Erhöhung der Last auf die am schwächsten belasteten Maschinen
und Kommandos zur Verkleinerung der Last auf die am stärksten belasteten Maschinen
im größeren Maße einwirken als auf ,iie übrigen Maschinen. je nach Art der zum Vergl.eieh
-der Belastungen dienenden Einrichtungen kann es vorkommen, däß eine kleinere oder
größere Anzahl von Maschinen gleichzeitig geregelt wird,. Besonders bei Anordnungen,
bei welchen mehrere Maschinengruppen miteinander verglichen werden, um möglichst
viele Maschinen gleichzeitig bei der Regelung zu ,erfassen, ist die Zahl der gleichzeitig
geregelten Maschinen von dem jeweiligen Betriebszustand abhängig. Um die zu regelnde
Größe zu verändern, kann man beispielsweise einen Impulsregler verwenden, bei dem
durch jeden Regelimpuls Vorrichtungen zur Veränderung der zu regelnden Größe während
einer bestimmten Zeit in Gang gesetzt werden. Wenn es sich um größere
Ab-
w e:c " hungen des Istwertes der zu regelnden Größe vom Sollwert
handelt, werden bei solchen Impulsreglern im allgemeinen mehrere Regelimpulse erforderlich
sein. Setzt man dabei eine bestimmte konstante Umlaufsgeschwindigkeit der Verstellmotoren
voraus, su ergibt sich, daß entweder bei geringer Zahl der gleichzeitig geregeltenMaschirnen
diemittlere Änderungsgeschwindigkeit der zu regelnden Größe bei einem Regelvorgang,
für den mehrere Regelimpulse erforderlich sind, zu klein, bei großer Maschinenzahl
zu groß ist.
-
Die gleichen Schwierigkeiten ergeben sich bei Reglern, bei denen bei
einer Abweichung zwischen Ist- und Sollwert ein Dauerregelkommando bis zur Ausregelung
der Abweichung gegeben wird. Für diese Regler hat man diese Schwierigkeiten dadurch
beseitigt, daß man,die Drehzahl der Verstellmotoren in Abhängigkeit von der Zahl
der gleichzeitig zu verstellenden Maschinen verändert.
-
Die Erfindung bezieht sich auf einen Impulsregler
für
mehrere parallel arbeitende Stromerzeuger, bei dem durch jeden Regelimpuls Verstelleinrichtungen
(z. B. Drehzahlverstellmotoren) zur Veränderung der zu regelnd en .Größe während
einer von der Länge der Regelimpulse unabhängigen Zeit in Gang gesetzt werden. Um
bei diesen Reglern die obengenannten Nachteile zu beseitigen, wird erfindungsgemäß
,die durch einen Regelimpuls veranlaßte Laufdauer dieser Verstelleinrichtungen bei
unveränderlicher Umlaufgeschwindigkeit im umgekehrten Verhältnis zur Zahl der gleichzeitig
geregelten Maschinen verändert. Auf .diese Weise wird die mittlere Änderungsgeschwindigkeit
,der zu regelnden Größe bei Regelvorgängen, für die mehrere Regelimpulst erforderlich
sind, von der Zahl der zu regelnden Maschinen unabhängig gemacht. .
-
Ein Ausführungsbeispfe.l der Erfindung, bei dem die Laufdauer der
Drehzahlverstellmotoren von der Zahl der gleichzeitig geregelten Maschinen abhängig
ist, ist in den zusammengehörigen Abb. i und 2 dargestellt.
-
Bei der in den Abbildungen dargestellten Einrichtung wird die Verteilung
der Belastung mit Hilfe einer Anordnung vorgenommen, bei der gleich stark belastete
Maschinen gleichzeitig zur Regelung herangezogen werden. Man kann natürlich, ohne
an dem Wesen der Erfindung etwas zu verändern, auch andere Vorrichtungen zur Belastungsverteilung
verwenden, z. B. solche, bei welchen Kommandos zur Erhöhung der Belastung allen
Maschinen mit Ausnahme der am stärlzsten belasteten Maschine, zur Verminderung der
Last aber nur der am stärksten belasteten Maschine zugeführt werden..
-
In der Abb. -> sind mit 51, 52, 53, 54 vier Wechselstromgeneratoren
bezeichnet, welche auf eine gemeinsame Sammelschiene 55 arbeiten. Es sei angenommen,
daß die Gesamtleistung sämtlicher Maschinen, die durch den Leistungsmesser 56 gemessen
wird, nach einem vorgeschriebenen Fahrplan oder in Abhängigkeit von dem Leistungsübergang
an einer beliebigen Stelle eines mit der Sammelschiene 55 gekuppelten Energieverteilungsnetzes
geregelt werden soll. Anstatt die Rege@lung in Abhängigkeit von der Wirkleistung
vorzunehmen, kann man natürlich auch in Abhängigkeit von der Blindleistung oder
in Abhängigkeit vom Strom arbeiten. Zum Vergleich des Istwertes der durch den Leistungsmesser
56 gemessenen Leistung mit dem Sollwert dient die mit i (Abb. i) bezeichnete, an
sich bekannte Vergleichsanordnung: Durch sie wird der Istwert mit dem Sollwert verglichen,
und bei Abweichungen des Istw.ertes vom Sollwert werden Regelimpulse erzeugt, die
durch die Einrichtung gemäß der Erfindung auf die Drehzahlverstellmotoren 57, 58,
59 und 6o verteilt werden sollen. Die Laufdauer der Drehzahlverstellmot.oren
57 bis 6o wird durch das mit 2i bezeichnete Zeitwerk begrenzt. Um die Laufdauer
von der Zahl der gleichzeitig geregelten Maschinen abhängig zu machen, werden die
Motoren 32 und 42 mit .einer von der Zahl,der gleichzeitig geregelten Maschinen
abhängigen Spannung gespeist, welche durch die Relais- und Widerstandsanordnung
61 geliefert wird.
-
Um die von,der Vergleichsanordnung i gelieferten Regelimpulse auf
die einzelnen Maschinen zu verteilen, sind die Ferrarisrelais 62, 63 und 64 vorgesehen.
Die zur Erregung der Relais dienenden Stromkreise sind nur schematisch, und zwar
einpolig eingezeichnet. Das Relais 62 vergleicht die Belastung der Maschinen
5 1 und 52, das Relais 63 die der Maschinen 53 und 5q.. Durch das Relais
64 wird die Belastung der aus den Maschinen 5i und 52 bzw. 53 und 54 bestellenden
Maschinengruppen verglichen. Die Relais 62 bis 6.4 sind mitten Kontaktpaaren 65,
66, 67, 68, 6g, 70 ausgerüstet, die derart geschaltet sind, daß den Drehzahlverst.ellmotoren
die Regelimpulse derart zugeführt werden, daß je nach der Belastungsverteilung eine
kleinere oder größere Maschinenzahl gleichzeitig geregelt wird. Die zu den Drehzahlverstellmotoren
57 bis 6o gehörigen Steuerrelais sind mit den Zahlen 71 bis 74. bezeichnet. Die
Impulse zur Erhöhung oder Erniedrigung der Leistungsabgabe werden mit Hilfe der
Kontakte iS und,' i9 der zur Vergleichsanordnung i gehörigen Relaisanordnung geliefert
und den Drehzahlverstellmotoren über die Leitungen 7 5 bzw. 76 und die Kontakte
der Relais 62 bis 64. zugeführt. Da .die Wirkungsweise und Schaltung der Anordnung,
die zur Verteilung der Belastung dient, für die Erfindung nicht wesentlich ist,
wird auf eine Beschreibung ihrer Wirkungsweise und der genauen Schaltung verzichtet.
-
Obgleich,die Art, wie die Regelimpulse erzeugt werden, für die Erfindung
unwesentlich ist, sei der Vollständigkeit halber noch die Wirkungsweise der Vergleichsanordnung
und ihr Zusammenarbeiten mit der zur Begrenzung der Laufdauer der Drehzahlverstellmotoren
57 bis 6o dienenden Vorrichtung 2i beschrieben.
-
Zur Erzeugung der Regelimpulse dient, wie bereits erwähnt, die Vergleichsanordnung
i. Sie enthält das Fortschaltwerk 2, welches über die magnetische Kupplung 3 den
Kontaktarm q. antreibt. Die Umlaufsgeschwindigkeit des Kontaktarmes :4 ist der Leistungsabgabe
der Stromerzeuger, die durch den Leistungsmesser 56 gemessen wird, proportional.
Das Fortschaltwerk 2 kann beispielsweise
durch Impulse, die der
als Fernmeßsender ausgebildete Leistungsmesser 56 erzeugt, in Gang gesetzt werden.
Der Kontaktarm 4 spielt zwischen der Kontaktgabel des Armes 5, die von dem Motor
6 angetrieben wird und deren Umlaufgeschwindigkeit, dem Sollwert der Leistungsabgabe
entspricht. Wie bereits erwähnt, kann diese Geschwindigkeit von einem Fahrplan gesteuert
werden oder abz# häng;- von der Leistungsübergabe zwischen zwei Kraftwerken oder
abhängig von irgendwelchen anderen Größen gemacht werden. Die Kontakte der Kontaktgabel
5 sind mit den Wicklungen des Relais 7 verbunden. Sobald der Kontaktarm 4. mit einem
der Kontakte der Kontaktgabel 5 in Berührung kommt, wird das Relais 7 erregt und-
schließt einen der Stromkreise der Relais 8 oder 9. Diese Relais sind mit Selbsth@altekontakten
1o und I I sowie je einem weiteren Kontakt 12 und 13 ausgerüstet. Die Kontakte 12
und 13 steuern die Erregerstromkreise der Relais 14 und 15; die Kontakte
16 und 17 dieser Relais sind in Reihe geschaltet und liegen im Stromkreis der Magnetkupplung
3. Die Kontakte 18 und i9 steuern die durch die Leitungen 75, 76 gehenden Regelimpulse.
-
Zur zeitweiligen Kupplung des Hebelarmes 4 mit dem Fortschaltwerk
2 und zur Begrenzung der Laufdauer der Drehzahlverstellmotoren 57 bis 6o dient,
wie bereits erwähnt, die Vorrichtung 21. Sie enthält einen umlaufenden Arin 22,
der über die Differentialgetriebe -23, 24 vom Motor 25 mit einer konstanten, vorzugsweise
,durch den Widerstand 26 einstellbaren Geschwindigkeit angetrieben wird. Der umlaufende,
aus Isoliermaterial bestehende Arm läuft zwischen dem Kontaktpaar 27 hindurch und
öffnet daher periodisch diesen Kontakt, der im Haltestromkreis der Relais 8 und-
9 sowie der Magnetkupplung 3 liegt. Durch die periodisches Öffnung der Kontakte
27 wird erreicht, daß die Regelanordnung nur beim Überschreiten einer bestimmten
Differenz zwischen Ist- und Sollwert anspricht und daher unnötige Regelimpulse vermieden
werden. Die Einrichtung 21 ist so beschafteii, daß oberhalb einer bestimmten Differenz
zwischen Ist- und Sollwert die mittlere Regelgeschwindigkeit konstant, unterhalb
dieser Differenz zwischen Ist- und Sollwert dagegen von der Größe der Differenz
zwischen Ist- und Sollwert abhängig ist. Das wird dadurch erreicht, daß man die
Drehrichtung des Armes 22 umkehrt, sofern die Vergleichsanordnung anspricht, bevor
der Arm 22 das Kontaktpaar39 erreicht hat, dagegen denArm in der gleichen Richtung
mit erhöhter Geschwindigkeit weiterlaufen läßt, wenn der Regler erst anspricht,
wenn der Arm 22 den Kontakt 39 geschlossen hat. Die Umkehr der Drehrichtung :des
Armes 22 wird beim Ansprechen der Vergleichsanordnung mit Hilfe der Relais 14 und
15 durch die Kontakte 30 und 31 erreicht, die den Stromkreis des RückstellmOtOrs32
steuern. MitHilfe des Relais 40 wird an Stelle des Motors 32 der Motor 42 eingeschaltet,
wenn der Arm 22 bereits den Kontakt 39 geschlossen hat. Die Umlaufsgeschwindigkeit
der Motoren 32 und 42 kann mit Hilfe der Widerstände 33 und 43 beliebig eingestellt
wenden.
-
Um die Umlaufsgeschwindigkeit der Motoren 32 und, 42 gemäß der Erfindung
von der Zahl der jeweils geregelten Maschinen und damit auch die Laufdauer der Drehzahlver-.stellmotoren
von der Zahl der gcre,-elten Ma--schinen abhängig zu machen, wird den Motoren 32
bzw. 422 mit Hilfe der Relaiswiderstandsanordnung6i eine Spannung zugeführt, die
der Zahl der umlaufenden Drehzahlverstellmotoren proportional ist. Zu diesem Zwecke
sind die Steuerrelais 71 bis 74 mit den Kontakten 77 bis 84 ausgerüstet, .durch
die beim Ansprechen eines der Relais 7 1 bis 74 das zugehörige Hilfsrelais
85, 86, 87, 88 erregt wird. Die Relais 85 bis 88 sind mit je zwei Kontakten ausgerüstet,
:die derart geschaltet sind, daß beim Ansprechen der Relais gleichzeitig ein Widerstand,
der im Stromkreis der Batterie 89 liegt, ausgeschaltet und ein anderer Widerstand
etwa gleicher Größe eingeschaltet wird. Die einander zugehörigen Widerstände liegen
zu beiden Seiten des Punktes 9o, an welchem die eine Stromzuleitung (95) zu den
Motoren 32 und 42 angeschlossen ist. Man kann leicht erkennen, daß durch die dargestellte
Anordnung der durch die nicht näher bezeichneten Widerstände fließende Strom konstant
bleibt, da bei der Erregung ,der Relais stets ein Widerstand an der einen Seite
ausgeschaltet, dagegen ein gleich großer Widerstand ,an der anderen Seite eingeschaltet
wird. Der zwischen den Punkten.9o und gi liegende Spannungsabfall ist daher von
der Zahl der eingeschalteten Teilwiderstände abhängig: Da, .die Zahl der eingeschalteten
Widerstände von der Zahl der laufenden Drehzahlverstellmotoren abhängt, so ist die
den Motoren 32 und 42 mit Hilfe der Leitungen 95 und 96 zugeführten Spannung ebenfalls
von ider Zahl der umlaufenden Motoren abhängig, und zwar derart, daß die den Motoren
32 und 42 zugeführte Spannung groß ist, wenn eine große Zahl von Motoren läuft.
Die Umlaufsgeschwindi:gkeit des Armes 22 ist daher um so größer, je größer die Zahl
der laufenden Motoren ist. Dies hat zur Folge, daß die Laufdauer der Motoren, die
von der Umlaufsgeschwindigkeit des Armes 2a abhängt, umgekehrt proportional der
Zahl der umlaufenden Drehzahlverstellmotoren ist.
Um zu verhindern,
dalli während desLaufes der Drehzahlverstellmotoren durch die Relais 62 bis
64. eine Änderung in der Stromverteilung herbeigeführt wird, kann man während des
Laufes der Motoren die Anker der Relais 6:2 bis 63 festbremsen. Dies kann
beispielsweise mit Hilfe von Elektromagneten geschehen, .die von den Kontakten ;
7 bis 84 gesteuert werden. tei der Bemessung der zu den Relais 85 bis 88 gehörenden
Widerstände empfiehlt es sich, die Wertigkeit der einzelnen Maschinen, d. h. ihre
Höchstleistung, zu berücksichtigen, nämlich in der Weise, daß von einer größeren
Maschine auch ein größerer Einfluß auf die Regelgeschwindigkeit bzw. Regeldauer-ausgeübt
wird als von einer kleineren Maschine. Wesentlich ist, daß die Regelgeschwindigkeit,
sofern man alle gleichzeitig geregelten Maschinen betrachtet, in brauchbaren Grenzen
bleibt.
-
Die Vorrichtung gemäß der Erfindung läßt sich natürlich nicht nur
verwenden, wenn eine selbsttätige Einrichtung vorgesehen ist, durch die eine bestimmte
Lastverteilung erzwungen wird, sondern man kann sie auch anwenden, wenn von Hand
je nach Bedarf eine größere oder kleinere Anzahl von Maschinen parallel geschaltet
und durch ein und @denselhen Regler gleichzeitig geregelt wird.