-
Einrichtung zur Leistungsregelung einer von einer Kraftmaschine angetriebenen
Synchronmaschine Es ist bekannt, die Leistung von Synchrongeneratoren dadurch zu
regeln, daß die Stellung des Polrades des Generators mit der Läge eines die Sollfrequenz
bestimmenden Leitvektors verglichen wird. Es werden dann Einrichtungen vorgesehen,
die das für die Leistungsabgabe der Kraftmaschine maßgebende Regelorgan, z. B. das
Dampfventil oder bei einer Wasserturbine den Leitapparat, in Abhängigkeit von dem
Winkel zwischen dem Leitvektor und der Stellung des Polrades verstellen. Bei einer
derartigen Regelung kann man mit vollkommen konstanter Frequenz fahren. Sie ist
besonders dann von Vorteil, wenn mehrere an voneinander entfernten Orten befindliche
Kraftwerke auf ein und dasselbe Netz parallel arbeiten sollen. Es kann dann von
einem der Kraftwerke ein Leitspannungsvektor geliefert werden, mit dem in sämtlichen
parallel arbeitenden Kraftwerken die Polradstellungen der Maschinen verglichen werden.
-
Bei einer bekannten Anordnung wird der Vergleich der Polradstellung
mit der Stellung des Leitvektors durch ein mechanisches Differentialgetriebe durchgeführt.
Solange Leitvektor und Maschinenvektor einen vorgegebenen Winkel miteinander einschließen,
bleibt das Differential in Ruhe. Tritt jedoch eine Abweichung auf; so schließt das
Differential einen Kontakt, der einen besonderen Verstellmotor für das Regelorgan
der Kraftmaschine in dem einen oder dem anderen Drehsinn in Bewegung setzt.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, auch bei dieser Regelungsart
in gleicher Weise, wie das bereits in anderem Zusammenhang bekanntgeworden ist,
das Differential selbst in unmittelbarer mechanischer Kupplung mit dem für die Leistungsregelung
maßgebenden Organ zur Verstellung dieses Organs zu benutzen. Dadurch wird eine erhebliche
Vereinfachung der ganzen Anordnung erzielt. Nunmehr muß jedoch das Differential
die unter Umständen recht erheblichen Kräfte zur Verstellung. des Regelorgans von
sich aus aufbringen. Dadurch entsteht für die beiden Antriebsorgane des Differentials,
von denen das eine durch die Stellung des Maschinenvektors, das andere durch die
Stellung des Leitvektors beeinflußt wird, eine erhebliche Drehrnömentbelastung.
Es müssen infolgedessen -besondere Vorkehrungen getroffen werden, um zu vermeiden,
daß durch diese Belastung die relative Stellung -der auf das Differential einwirkenden
Antriebsorgane irgendwie beeinfiußt
wird, da sonst ein zusätzlicher
urierwünschter Regeleinfluß eintreten würde.
-
Gemäß der Erfindung werden deshalb z#,u@a;,.@, Antrieb des mit dem
verstellbaren Organ": Absperrventils bzw. des Leitwerks derrt-@` maschine in an
sieh bekannter Weise unmittelt'äi", gekuppelten Differentials zwei an - einem be-'-sonderen
Hilfsnetz liegende regelbare Motoren, vorzugsweise Gleichstromnebenschlußmotoren,
benutzt, deren Drehzahlen über Gleichlaufsteuerungseinrichtungen von dem Polrad
bzw.. von einem mit dem Leitvektor umlaufenden Organ, beispielsweise einem von einer
Leitspannung gespeisten Synchronmotor, gesteuert werden. Durch diese Anordnung wird
erreicht, daB bei der Ausbildung derjenigen Organe, die die beiden auf das Differential
einwirkenden Drehzahlen vorschreiben, keinerlei Rücksicht auf das von dem Differential
geforderte Drehmoment genommen zu werden braucht. Durch die Gleichlaufsteuerungseinrichtungen
werden die beiden das Differential antreibenden regelbaren Motoren stets mit diesen
Steuerorganen antreibenden regelbaren Motoren stets mit diesen Steuerorganen in
Gleichlauf gehalten, ohne daß die Steuerorgane eine nennenswerte Leistung abzugeben
brauchen. Dabei können die Antriebsmotoren für das Diff #rential beliebig groß gemacht
werden, so daß selbst unter ungünstigen Umständen ein hinreichendes Drehmoment für
die Verstellung des Regelorgans der Kraftmaschine zur Verfügung steht. Neben einer
außerordentlichen Vereinfachung der ganzen Regeleinrichtung und einer Erhöhung der
Regelgeschwindigkeit wird dabei außerdem noch der Vorteil erzielt, daß unter Vermeidung
von Sonderkonstruktionen ausschließlich normale, listenmäßig hergestellte Einzelteile
zur Anwendung gelangen. können. Die Lage des Maschinenvektors kann unmittelbar von
dem Läufer der Kraftmaschine oder des Generators abgenommen werden und über die
GleichlaufsteuArüng auf den betreffenden Antriebsmotor für das Differential übertragen
werden. Sollte diese unmittelbare Entnahme des Maschinenvektors wegen der räumlichen
Entfernung von dem zu regelnden Maschinensatz nicht möglich sein, so kann man mit
der Maschine einen besonderen kleinen Synchrongenerator kuppeln, der dann einen
den Maschienenvektor liefernden Synchronmotor steuert.
-
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Regeleinrichtung
gemäß der Erfindung dargestellt. G ist der- Generator, dessen Kraftmaschine, beispielsweise
eine Dampfturbine, geregelt werden soll. Das Regelorgan für diese Kraftmaschine,
also beispielsweise das Dampfventil, ist mit V bezeichnet. Die Verstellung dieses
Regelorgans V hängt von der Bewegungeines Differentialgetriebes D ab, welches die
Drehzahl der beiden Gleichstrommotoren G1 und 1 G miteinander vergleicht. Der Gleichstrommotor
G1 läuft genau synchron und phasengleich ::zeit dem Generator G, während der Gleichstrom-"iotor
G2 mit der Solldrehzahl des Netzes läuft. PTn den Gleichstrommotor G1 ständig in
Gleich-und Gleichstellung mit dem Generator G zu halten, ist ein kleines Differential
dl vorgesehen, welches die Drehzahl des Gleichstrommotors G1 mit der Drehzahl des
Generators G vergleicht-und - bei Abweichungen der beiden Drehzahlen -den Regler
R1 verstellt und damit den Erregerstrom des Gleichstrommotors verändert. Ist die
Regeleinrichtung in unmittelbarer Nähe des Generators-G angeordnet, so kann man
das Differential dl unmittelbar mit der Welle des Generators G kuppeln. Soll die
Regelanordnung dagegen an einem von dem Generator entfernten Ort aufgestellt werden,
so ist es zweckmäßig, in der Weise, wie es in dem Ausführungsbeispiel gezeigt ist,
zur Lieferung der Istdrehzahl für das Differential dl eine kleine Synchronmaschine
S1 vorzusehen und- diese -durch einen unmittelbar mit dem Generator G gekuppelten
kleinen Synchrongenerator S2 zu speisen.
-
Wenn man bei der Festlegung der Sollfrequenz keine Rücksicht auf parallel
arbeitende Generatoren oder Kraftwerke zu nehmen braucht, wird es im allgemeinen
genügen, die Gleichstrommaschine G2 auf konstante Drehzahl zu regeln. Ist jedoch
eine besondere Leitfrequenz festgelegt, auf die die Regelung erfolgen muß, so kann
man diese Leitfrequenz einer kleinen Synchronmaschine S3 zuführen, die nun ihrerseits
über eine Gleichlaufsteuerung den Gleichstrommotor G2 nach Drehzahl und Läuferstellung
steuert. Auch hier kann zur Erzielung des Gleichlaufs zwischen der- Synchronmaschine
S3 und der Gleichsti )mmaschine G2 _ ein Differentialgetriebe d2 benutzt werden,
das auf die Verstellung des Feldreglers R2 der Gleichstrommaschine G2 einwirkt.
Die Sollfrequenz kann beispielsweise nach dem sog. Telenergsystem über drei Netzphasen
und Erde von einer Kommandostelle aus gegeben werden. Zum Aufbau einer Regeleinrichtung,
wie sie soeben beschrieben wurde, kommt man vollständig mit normalen und bereits
fertig entwickelt vorliegenden Bauelementen aus.