DE756433C - Einrichtung zum Lastausgleich parallel arbeitender Gleichstromgeneratoren mit Kompoundwicklungen - Google Patents

Description

Bei parallel' auf ein Netz, arbeitenden Gleichstromgeneratoren!, welche in Reihe mit dem Anker geschaltete Wicklunigsteile, insbesondere Kompoundwicklungen, besitzen, ist bekanntlich, ein stabiler Betrieb bzw. eine gleichmäßige Lastverteilung auf die Generatoren ohne besondere Hilfsmittel nicht gewährleistet. Die unvermeidlichen Abweichungen in der Charakteristik der Maschinen bringen es mit sich, diaß durch den Einfluß der

Reihenwicklung bei Spannungsuntersehieden der Generatoren abweichende Lastverteilungen eintreten, wobei einzelne Generatoren als Motor wirken.

Um Stromverlagerungen zwischen kompoundierten Generatoren beim Parallelbetrieb zu vermeiden, ist es bekannt, die an den Kollektorbürsten der Maschinen liegenden Enden der Kompoundwicklungen untereinander durch eine Ausgleichsleitung zu verbinden. Wenn

dann in der einen Maschine ein stärkerer Strom als in der anderen aufzutreten geneigt ist, verteilt die Ausgleichsleitung diesen Strömunterschied gleichmäßig auf die beiden Maschinen. Der Stromausgleich und damit der Erfolg dieser Maßnahme ist wesentlich abhängig vom Widerstand der Ausgleichsleitung und am günstigsten, wenn diesel Widerstand sehr klein ist. Die Ausgleichsleitung muß daher einen starken Querschnitt haben und erfordert einen hohen Kupferaufwand, besonders, wenn die Maschinen räumlich weit auseinander liegen.

Um diesem Nachteil zu begegnen und die Ausgleichsleitung geringer im Querschnitt bemessen zu können, wurde ferner vorgeschlagen, die Erregung der parallel geschalteten Kompoundgeneratoren gemeinsam unmittelbar durch Größe und Richtung des Stromes in der Ausgleichsleitung derart zu beeinflussen, daß der Generator, dessen Spannung ansteigt, in seiner Erregung geschwächt und gleichzeitig der Generator, dessen Spannung sinkt, in der Erregung verstärkt wird. So>lche Einrichtungen erfordern jedoch eine anomale Bauart der Kompoundgeneratoren oder ihrer Erregermaschinen mit einer zusätzlichen, in die Ausgleichsleitung eingeschalteten Wicklung, welche die Anlage verteuert und wiederum höheren Kupferaufwand und größeren Wicklungsraum benötigt.

Nach der Erfindung wird der Zweck des Lastausgleiches parallel das Netz speisender Gleichstromgeneratoren mit in Reihe geschaltaten Wicklungsteilen (Kompoundwicklumgen od. dgl.), bei denen die Enden der Reihenwicklung in bekannter Weise über Ausgleichsleitungen verbunden sind, durch wesentlich einfachere Mittel erreicht, welche keine anomalen Ausführungen und keine starken Ausgleich'sleitungen erfordern. Erfindungsgemäß wird die Kraftmittelzufuhr für die Antriebsmaschinen der Generatoren gemeinsam abhängig von der Richtung und Größe des Stromes in der Ausgleich-sleitung derart gesteuert, daß je nach der Richtung des bei eintretenden Abweichungen der Lastverteilung zwischen den; Generatoren in dem einen oder anderen Sinne fließenden Stromes in der Ausgleichsleitunig die Kraftmittelzufuhr der Antriebsmaschine des im Lastanteil abnehmen^ den Generators erhöht und gleichzeitig die Kraftmittelzufuhr des im Lastanteil zunehmenden Generators vermindert wird. Dadurch, daß von den Antriebsmaschinen bei jeder Nachregelung durch den Ausgleichsstrom der eine Teil im Sinne einer Erhöhung und zugleich der andere Teil im Sinne einer Verminderung der Kraftmittelzufuhr beeinflußt ! wird, ergeben sich im Gegensatz zu der Mög- i lichkeit, die Kraftmittelzufuhr jeweils nur ' j einer der Antriebsmaschinen zu steigern oder zu vermindern, die Vorteile, daß die Summenleistung der Maschinen konstant bleibt und daß die Regelung für den Lastausgleich schneller J und mit größerem Empfindlichkeitsgrad vor ! sich geht.

Die Zeichnung veranschaulicht schematisch zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es bedeuten a_t und a₂ zwei Gleichstromgeneratoren mit den Xebensehlußwicklungen O₁ und' b₂ und den Korn pound wicklungen C₁ und c._z. Die Generatoren, welche von den Turbinen (I₁ und d₂ angetrieben: werden, arbeiten parallel auf das Netz f, g. Die Enden Zi₁ und A₂ der Kompoundwicklungen sind in l>ekannter Weise über die Ausgleichsleitung k miteinander verbunden.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 ist ein auf Stromrichtungswechsel ansprechendes Umschaltorgan m vorgesehen, von welchem die beiden in Reihe verbundenen;, in entgegengesetzter Richtung gewickelten Spulen η und p zweier Eisenkerne, die an beiden Seiten des Umschakhebels angreifen, parallel zum Widerstand q in der Ausgleichsleitung k geschaltet sind. Die beiden Eisenkerne des Umschalters stehen¹ außerdem unter dem Einfluß zweier konstant erregter Spulen r und s, welche gleichsinnig gewickelt sind. Führt die Ausgleichsleitung k keinen Strom, so heben sich die Zugkräfte der beiden Spulen r und ί auf den Schalthebel auf, und der Kontaktarm nimmt zwischen den beiden festen Kontakten die dargestellte neutrale Mittelstellung ein. Fließt aber in der Ausgleichsleitung ein hinreichender Strom, so wird je nach seiner Richtung entweder die Wirkung der Spulen η und r addiert und gleichzeitig die Wirkung der Spulen p und J gegeneinander aufgehoben oder umgekehrt. Es wird also abhängig von der Stromrichtiung der Schaltarm entweder die linke oder die rechte Schaltstellung einnehmen.

Unter der Voraussetzung, daß der obere Kern t₁ bzw. i₂ bei seiner Erregung durch die .Stromquelle s die Ventile y_t und y., der Turbinen d_t und d» im Öffnungssinn, der untere Kern W₁ bzw. w._z im Schließungssinn beeinflußt, läßt die dargestellte Schaltung erkennen, daß bei der linken Schaltstellung des Umschalters m das Ventil y_t der Turbine d_t durch Erregung des oberen Kernes t₁ mehr geöffnet und gleichzeitig- das Ventil y₂ der Turbine d₂ durch Erregung des unteren Kernes zv₂ mehr geschlossen wird. Schaltet dagegen das Umschaltorgan ni infolge einer anderen Stromrichtung in der Ausgleichsleitung k nach rechts um, so wird umgekehrt das Ventil ^₁ der Turbine d₁ durch Erregung des unteren Kernes W₁ mehr geschlossen und gleichzeitig das Ventil y₂ der Turbine d₂ durch Erregung

des oberen Kernes t₂ mehr geöffnet. Je nach der Dauer des Kontakt-Schlusses des Schaltorgans m richtet sich der Grad der Ventil-Öffnung oder der Veniilschließung. Sobald der Belastungsausgleich stattgefunden und damit der Strom in der Ausgleichsleitung wieder einen bestimmten Wert unterschritten hat, kehrt das Umschaltorgan in die neutrale Mittelstellung zurück.

ίο Diese neutrale Mittelstellung ist wichtig, um ein Überregeln und Pendeln zu vermeiden. Durch die Polarisation des Umschaltorgans m, d. h. durch entsprechende Bemessung der Amperew'indungen bzw. die Stärke der Erregung seiner Spulen r und ^ hat man es in der Hand, den Übergang des Umschalthebels in die rechte oder linke Schaltstellung erst bei einer gewünschten Höhe des Ausgleichsstromes eintreten zu lassen, bei dem die Rege- lung einsetzen soll.

Die Betätigungsvorrichtungen der Ventile ^₁ und y₂ sind nur der Einfachheit und Übersicht halber in der beschriebenen Ausführung dargestellt. In der Praxis wird man vielmehr die Ventile beispielsweise durch umsteuerbare Motoren betätigen, welche während der Schließungs dauer des Umschaltoorgansm kontinuierlich umlaufen, dabei die Ventile allmählich schließen bzw. öffnen und bei Rückkehr des Umschalters in die neutrale Mittelstellung in der zuletzt eingenommenen Stellung beharren, bis ein neuer Regelungsimpuls einsetzt.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 ist das von der Richtung des Stromes in der Ausgleichsleitung k abhängige Steuersystem für den Lastausgleich entsprechend dem Erfindungsgedanken noch- erheblich vereinfacht. Es besteht lediglich in der Anwendung zweier elektrischer Ventilzellen ν und x, von denen die eine, nämlich v, nur den Strom durchläßt, welcher in der Ausgleichsleitung k von links nach rechts fließt. Bei dieser Sitromrichtung sperrt aber die Ventilzelle x. Es wird dann das Kraftmittelventil y_x geöffnet und¹ gleichzeitig das Kraftmittelventil y₂ geschlossen. Wechselt der Strom' in der Ausgleichsleitung seine Richtung, fließt er also von rechts nach links, so· läßt die Ventil-zelle χ diesen Strom durch, während die Ventilzelle ν sperrt. Nunmehr arbeitet das Kraftmittelventil 3J₁ im Schließungssinn, dagegen das Kraftmittelventil y₂ im Öffnungssinn. Eine besondere Stromquelle für die Betätigung der Kraftmittelventile kann in Fortfall kommen, da gegebenenfalls ein Teil des Ausgleichsstromes selbst hierfür nutzbar gemacht werden kann. Auch hierbei ist es möglich, in dem Steuerstromkreis der Kraftmittelventile Einrichtungen vorzusehen, welche den Beginn der Kraftmittelregelung erst bei einer bestimmten Höhe des Ausgleichsstromes zulassen.

Claims (4)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Einrichtung zum Lastausgleich parallel arbeitender Gleichstromgeneratoren mit Kompoundwicklungen, deren an den Bürsten liegende Wicklungsenden über eine Ausgleichsleitung miteinander verbunden sind, unter Verwendung einer von der Richtung und Größe des Stromes in der Ausgleichsleitung beeinflußten Regelvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Richtung und Größe des Stromes in der Auegleichsleitung beeinflußte Regelvorrichtung auf die Kraftmittelzufuhr für die Antriebsmaschinen der Generatoren gemeinsam derart einwirkt, daß je nach der Richtung des bei eintretenden Abweichungen der Lastverteilung zwischen den Generatoren in dem einen oder anderen Sinne fließenden Ausgleichsstromes die Kraftmittelzufuhr der Antriebsmaschine des im Lastanteil abnehmenden Generators erhöht und gleichzeitig die Kraftmittelzufuhr der Antriebsmaschine des im Lastanteil zunehmenden Generators vermindert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom oder Teilstrom in der Ausgleichsleitung (k) ein bei Stromrichtungswechsel ansprechendes Umschaltoirgan, beispielsweise ein polarisiertes Schütz (m), beeinflußt, welches in der einen Schaltstellung das· Kraftmittelventil (^₁) der einen Antriebsmaschine (Ci₁) oder Maschinengruppe im Öffnungssinne und gleichzeitig dasjenige (y₂) der anderen Antriebsmaschine (d₂) oder Maschinengruppe im Schließungssinn steuert, während es in der anderen Schaltstellung die Ventile in umgekehrter Weise betätigt und bei Unterschreitung einer bestimmten Größe des Stromes in der Ausgleichsleitung (Ji) eine neutrale Mittelstellung einnimmt (Abb. 1).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmittelventile (y_v y₂) der Antriebsmaschinen (^₁, d₂) abhängig von der Richtung des Stromes in der Ausgleichsleitung gemeinsam durch zwei elektrische Ventilzellen (v, x) gesteuert werden, von denen die eine nur den Ausgleichsstrom der einen Richtung, die andere nur den Ausgleichestrom der anderen Richtung durchläßt (Abb. 2).

4. Einrichtung nach Anspruch- 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den von den elektrischen Ventilzellen (v, x) gesteuerten Stromkreisen für die Beeinflussung der Kraftmittelventile (^₁, y₉) Einrichtungen vorgesehen sind, welche den Beginn der Kraftmittelregelung erst bei einer be-

stimmten Höhe des Stromes in der Aus- I verfahren folgende Druckschriften in Betracht

gleichsleitutig zulassen.

Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands 5 vom Stand der Technik sind im Erteilungsgezogen worden:

Deutsche Patentschriften Nr. 572 277,

580 770;
USA.-Patentschrift Xr. 1 457 052.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

O 5062 6.