DE689993C

DE689993C - aschinen und -netzen

Info

Publication number: DE689993C
Application number: DE1931E0042165
Authority: DE
Original assignee: Dipl-Ing Dr Heinz Einhorn
Current assignee: Dipl-Ing Dr Heinz Einhorn
Priority date: 1931-12-09
Filing date: 1931-12-09
Publication date: 1940-04-11

Description

Einrichtung zum Parallelschalten von Wechselstrommaschinen und -netzen Beim Parallelschalten von Wechselstromerzeugern kommt es, darauf an, daß Frequenz, Phase und Spannung beiderseits möglichst übereinstimmen. Eine große Reihe von Einrichtungen ist bekannt, deren Zweck darin besteht, ein Schalten bei zu großer Abweichung einer der genannten Größen zu verhindern oder äuch selbsttätig bei genügender Annäherung an den Idealzustand den Schaltvorgang auszulösen.
Für Parallelschalteinrichtungen wurdeschon die Tatsache benutzt, daß zwei voneinander verschiedene Frequenzen Schwebungen bilden, die mit Hilfeeines nicht linearen Gliedes, z. B. durch Gleichrichtung, eine Schwebungsschwingung ergeben, deren Frequenz der Differenz der beiden Einzelschwingungen entspricht. Die Schwebungsfrequenz ist also um so kleiner, je geringer der Frequenzunterschied ist, d. h. je besser die Annäherung an den Synchronismus ist. In der bekannten Anordnung ist eine komplizierte Einrichtung getroffen, wo mit Hilfe von mit verschiedenen Phasen erzeugten Schwebungsschwingungen über eine komplizierte Röhrenanordnung der Schaltvorgang ausgelöst wird.
Die Erfindung besteht dagegen darin, durch die Schwebungsschwingung direkt den Schaltvorgang auslösen zu lassen. Eine einfache Anordnung ist so getroffen, daß die Ampiitude der Schwebungsschwingung nur bei einer bestimmten Frequenz, z. B. in der Nähe des Synchronismus, eine wirksame Größe erhält. Dadurch tritt eine außerordentliche Vereinfachung -und damit Erhöhung der Betriebssicherheit ein.
Je näher man dem Synchronismus kommt, desto kleiner wird die Frequenz der Schwebungsschwingurig., die dann gegen Null geht. Erfindüngsgemäß wird eine elektrische Anordnung eingeschaltet, welche selektierende und dosierende Wirkung -hat, derart z. B., daß Schwingungen verschiedener Frequenz verschieden stark gedämpft werden. Dadurch entsteht ein Effekt, der von der Schwebungsfrequenz abhängt, also von der Frequenzabweichung der beiden Grundschwingungen.
Die Anordnung nach der Erfindung unterscheidet sich auch von einer bereits cvorgeschlagenen Einrichtung, bei der -der Zeitpunkt des Parallelschaltens einerseits bestimmt ist von einer Größe, die von den beiden Spannungen der zu verbindenden Netze abhängt, anderseits bestimmt ist von einer Größe, die vom Differenzquotienten der gleichgerichteten Schwebungsspannung nach der Zeit abhängt. Dabei kann auch eine Kombination von zwei gleichgerichteten SChwebungsspannungen verwendet -werden. Die erfindungsgemäße Einrichtung- ist demgegenüber bedeutend einfacher. Dieser Effekt kann in verschiedenster Weise ausgenutzt werden, insbesondere als Mittel zur Parallelschaltung im oben.erwähnten Sinn.
Eine Schaltmöglichkeit im Sinne der Erfindung geht aus Abb. i hervor. Durch überlagerung der parallel zu schaltenden Wechselspannungen entsteht bei mäßigem Asynchronismus die modulierte Grundschwingung, z. B: 5o Hertz, der Abb. z (Schwebung). Man richtet diese Spannung gleich und erhält den Spannungsverlauf der Abb.3. Diese Schwingtuig leitet man über eine an sich bekannte Anordnung, welche tiefe Frequenzen stärker hindurchläßt als hohe, besser noch eine solche, die .nur Frequenzen bis zu .einer gewissen Höhe hindurchläßt. Besonders geeignet hierfür ist eine Spulenkette nach K. W: W a g n e r (Tiefpaß) mit einer Grenzfrequenz, die etwa der höchstzulässigen Schivebungsfrequenz beim Parallelschalten entspricht. Die Grundschwingung (von 5o Hertz) wird nun auf jeden Fallt gesperrt. Ist die Schwebungsfrequenz noch zu groß, wird auch sie gesperrt (Abb. q:, links); ist sie niedrig genug, wird sie hindurchgelassen (Abb. q.; rechts). Eine hindurchgekommene Gleichstromkompon entekann durch eine Gegenspannung kompensiert werden (Abb. 5).
Die nur bei genügender Annäherung an den Synchronismus ' hindurchgelassene Schwebungsschwingung läßt man in gewünschter Weise auf den Schaltvorgang wirken. Beispielsweise kann man, wie gezeichnet, ein Relais anbringen, welches erst dann anspricht, wenn infolge der hindurchgekommenen Schwebung der Strom (bz%v. die Spannung U' in Abb. q.) einen gewissen Wert überschreitet oder bei Ausführung als Minimalrelais unterschreitet (U" in Abb. q.).
Unter Umständen ist es aus wirtschaftlichen Gründen zweckmäßig, die Frequenz der Schwebung in bekannter Weise zu vervielfachen, um die Siebketten günstiger bemessen zu können.
Ferner kann es zweckmäßig sein, die hindurchgelassene Schwingung der Abb. q., 5 in bekannter Weise zu verstärken.
Daß der Schaltvorgang im richtigen Phasenmoment eingeleitet wird, kann man durch Einschalten zeitabhängiger Glieder, z. B. Uhrwerk im Relais, erreichen, wenn man es nicht vorzieht, eine von der Frequenzkontrolle unabhängige Phasenkontrolle vorzunehmen: Ein besonderer Vorzug der Anordnung besteht darin, daß sie im wesentlichen keine beweglichen Teile enthält.
Die Durchführung des Erfindungsgedankens ist natürlich nicht auf die dargelegte und beschriebene Anordnung beschränkt.
Als nicht lineares Glied kann z. B. statt eines Gleichrichters ein hochgesättigter Transformator dienen, auf den man die Netzspannungen etwa mittels getrennter Wicklungen wirken lassen kann; ebenso eine Elektronenröhre oder ein Thermoelement, welches quadrierend wirkt.
Ebenso kann statt eines Tiefpasses ein Hoch- oder Bandpaß in Verbindung miteinem Ruhestromrelais verwendet werden. Weitere Ausführungsmöglichkeiten einer selektivdosierenden - Anordnung sind: ein einzelnes Siebglied, Resonanzkreise, ein oder mehrere Kreuzglieder (Brückenschaltungen) u. a. Auch geeignet geschaltete Gegeninduktivitäten können sehr gut wirken.
Eine Anwendung des Erfindungsgedankens kann auch auf anderem Gebiet als dem beschriebenen erfolgen, beispielsweise beim Einschalten von Synchronmotoren.

Claims

PATENTANSPRÜCHE.' i. Einrichtung zum Parallelschalten von Wechselstrommaschinen und -netzen unter Benutzung einer aus der bei Überlagerung der beiden parallel zu schaltenden Frequenzen entstehenden Schwebung mittels eines nicht linearen Gliedes; z. B. eines Gleichrichters, eines hochgesättigten Transformators oder einer Elektronenröhre ausgesonderten Schwebungsschwingung, gekennzeichnet durch eine elektrische Anordnung, welcher die Schwebungsschwingung zugeführt wird und bei welcher die Amplitude der wieder jentnommenen Spannung in wesentlicher Abhängigkeit von der Frequenz steht, derart, daß sie für einen bestimmten Frequenzbereich stark gedämpft wird oder verschwindet, z. B. Sperr-oder Siebketten, Resonanzkreise, und daß diese Schwebungsschwingung infolge ihrer Amplitudenänderung den Schaltvorgang unterhalb einer bestimmten Schlupffrequenz bewirkt. z. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Anordnung die tiefen Frequenzen stärker hindurchläßt als hohe. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer an sieh bekannten Spulenkette (Tiefpaß ); deren Grenzfrequenzetwa der höchstzulässigen Schwebungsfrequenz beim Parallelschelten entspricht. q.. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Schwebung in bekannter Weise.vervielfacht wird. 5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwebungsschwingung in bekannter Weise verstärkt wird. 6. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß eine etwa auftretende Gleichstromkomponente durch eine Gegenspannung kompensiert wird. 7. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die der elektrischen Anordnung entnommene Spannung auf ein Relais wirkt, welches den Schaltvorgang auslöst oder freigibt. B. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Schalten im richtigen Phasenmoment mittels zeitabhängiger Glieder geregelt wird.