DE759682C - Drehzahlueberwachungseinrichtung fuer Maschinensaetze, die aus einer Stroemungsmaschine und einer durch Eigenbelueftung gekuehlten elektrischen Maschine bestehen - Google Patents

Description

• Drehzahlüberwachungseinrichtung für Maschinensätze, die aus einer Strömungsmaschine und einer durch Eigenbelüftung gekühlten elektrischen Maschine bestehen Bei elektrischen Maschinen ist es bekannt, diese mit einem. Innenlüfter zu betreiben, und den drehzahlabhängig erzeugten Kühlluftstrom fü.r die Betätigung von Schalteinrichtungen für die elektrische Maschine auszunutzen.
• Die Erfindung geht von einem bekannten Aufbau für einen aus einer Strömungsmaschine als Antriebsmaschine und einem elektrischen; Stromerzeuger bestehenden Masehinens.atz aus, bei dem der Außenkranz des Laufrades der Strämungsmaschine Träger der umlaufenden Pole des: Stromerzeuger ist. Erfindungsgemäß wird der drehzahlabhängig erzeugte Kühlluftstrom der elektrischen Maschine zur überwachung der Drehzahl für den Maschinensatz benutzt, indem ein in an sich bekannter Weise im Kühlluftstrom der elektrischen Maschine angeordneter Strömungsdruckmesser beim Erreichen eines vorbestimmten Strömungsdruckes den. Schnellschluß der Strömungsmaschine auslöst. Es kommt also darauf an. den Kühlluftstrom einer eigenbelüfteten elektrischen Maschine für die drAzahlahhängige Steuerung der Absperrmittel zu benutzen, die mit ihrer Stallung den l@etri°bszustand der die elektrische. 1lascliine antreibenden Ströniungsmaschine bestimmen. Damit eignet sich die Erfindung be@-orzugt auch zur Vermeidun,-des Durcligtl:eiis eins von einer Strömungsmaschine angetriebenen Maschinensatzes bei plötzlichem Wegfall seiner Belastung.
• Da der Strömungsdruck des Kühlluftstromes bei zunehmender Drehzahl des Lüfterrades sehr schnell ansteigt, arbeitet die Anordnung für die Überwachung der Maschin2nsätze gegen unzulässige Drehzahlüberschreitungen mit großer Sicherheit. Dabei ist es gleichgültig, von welchem Strömungsmittel (.Wasser oder Luft) die Maschinensätze angetrieben werden und ob es sich um eine als Turbine oder Pumpe arbeitende Strömungsinaschine handelt.
• Maschinensätze mit von dem AtiVenkranz eines Turbinenlaufrades getragenen umlaufenden Polen der zugehörigen elektrischen Maschine werden in Unterwasserkraftwerken verwendet. Dies sind Wehrkraftwerke, bei denen die zur U'asserkraftausnutzung bestimmten Turbinen innerhalb des überflutbaren ttehrhörperbauwerles liegen und die zusamm;2n mit den übrigen für die Regelung der Wasserführung od. d51. bestimmten Einrichtungen und Maschinen auch während der L@bertiu:ung weiterbetrieben werden können. Bevorzugt ist das Laufrad und damit das Polrad der elektrischen Maschine entweder im Inneren des Wasserführungsrohres in einem Kapselgehäuse gelagert, oder der Laufradkranz wird durch Rollen od. dgl. an den teststehenden Wasserfü hrungsrohrteilen geführt, was eine besondere Lagerung des Rades innerhalb des Wasserführungsrohres überflüssig machen kann. In allen Fällen ist die 'delle des Laufrades nicht aus dem Wasserführungsrohr herausgeführt, und sie kann dadurch nur schwierig zum Antrieb von gen, die dreh-Steuer- und Hilfseinrichtung zahlabhängig betätigt -,werden müssen, benutzt werden. Bei dem erwähnten Einbau der Maschinensätze in ein Wehrkörperkraftwerk wird zur Erzielung einer genügenden Rückkühlung des Kühlluftstromes der elektrischen Maschine dieser Strom durch Kanäle im Kreislauf geführt und erforderlichenfalls in den Kreislauf einer der bekannten Rückkühler eingeschaltet, der entweder von dem Ständergehäuse der elektrischen Maschine mitgetragen wird oder der zur Ausnutzung des durch das Wasserführungsrohr fließenden Wassers zu Kühlzwecken innerhalb des Wehrkörperbauwerkes getrennt von der elektrischen Maschine an einer Stelle des Wehrkörperi:"au#verl>es nahe dem Wasserführungsrohr anlordnet ist. Bei Maschinensätzen mit in der beschrieb°nen Weise im Kreislauf durch han'ile geführten Kühlluftstrom der elekrrisclien 'Maschine ist nun der StrömungsdrLickinesser in den außerhalb des Sonders liegenden Kühlluftfülirun,-slkanälen angeordnet. Auf diese Weise ist es möglich, mit verhältnismäßig einfachen Mitteln die Einwirkung des Strömungsdruckmessers bei seinem Ansprechen auf den Schnellschluß od. dgl. zu erreichen.
• Für die Betätigung des Schnellschlusses durch den Strömungsdruckmesser wird man zweckmäßig einen Kraftspeicher vorsehen. der leim Ansprechen des Druckmessers für seine Entladung freigegeben wird. Der Strömungsdruckmesser kann auch bei seinem Ansprecli,en eine elektrische Kontakteinrichtung für die Gefahrenmeldung betätigen, wenn das Schließen des Schnellschlusses oder die Unterbrechung des Antriebsstromkreises elektrisch gesteuert erfolgen soll, oder einen Gefahrenmelder auslösen und gleichzeitig einen aufgeladenen Kraftspeicher für die -1""erstellung oder Steuerung des Schnellschlusses od. dgl. freigeben.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
• Der dargestellte, von Turbine und elektrischer Maschine gebildete Maschinensatz findet bevorzugt in Unterwasserkraftwerken t-er tvendung. Die Laufradwelle a ist in einem im T riebwasserführungsrohr mittig abgestützten Kapselgehäuse gelagert. Die Laufschaufeln b sind gleichzeitig die Verbindungsmittel zwischen der Lautradnabe und dem Laufradaußenkranz c, der mit seinem besonderen Kranz d Träger der umlaufenden Pole t des zu dem Maschinensatz gehörenden Stromerzeugers ist. Die Lüfterflügel f «-erden ebenfalls von dem Kranz d des Laufrades mitgetragen. Die Ständerwicklung ist mit g bezeichnet. In dem Ständergehäuse la, das mit der Ausblasöifnung i versehen ist, ist ein Kühlluftführungskanal vorhanden, der es ermöglicht, daß die Luft, -,vie durch Pfeile angedeutet, nach Durchströmen der Ständerwicklung g durch die Üffnung i ausströmt. Das Ständergehäuse wird durch die Füße k, z. B. in dem Hohlraum eines Unterwasserkraftwerkes, der von dem Triebwasserführungsrohr durchsetzt ist, auf Tragschienen od. dgl. abgestützt gehalten. In der Kühlluftausströmöffnung i des Ständergehäuses la ist der Strömungsdruckmesser 1, beispielsweise ein Membrandruckmesser, angeordnet, der beim unzulässigen Ansteigen des Strömungsdruckes über den drehbar gelagerten Winkelhebel ssz. den Kniegelenkmomentschalter n auslöst und dabei den Haltestromkreis für das Verriegelurigsrelaiis o unterbricht. Der Kraftspeicher p wird bei Freigabe der Verriegelung o durch Unterbrechen des Haltestromkreises für seine Entladung freigegeben: und steuert den Schnellschluß der Turbine. Durch die Zwischenschaltung des Kniehebelmomentschalters n ist Gewähr dafür gegeben, daß die Überwachungseinrichtung immer nur dann anspricht, wenn der Strömungsdruck in der Öffnung i ein vorbestimmtes, über dem Normaldruck liegendes Maß erreicht hat.
• In gleicher Weise kann auch an Stelle eines Strömungsdruckmessers in dem Kühlluftstrom der elektrischen Maschine ein auf die Änderung der Strömungsgeschwindigkeit ansprechendes Gerät, z. B. ein Schalenkreuz., angeordnet sein.
• Wenn. auch die Anwendung der Erfindung bei der im Ausführungsbeispiel behandelten Art von Maschinensätzen besonders vorteilhaft ist, so kann deren Verwirklichung auch bei anders aufgebauten Maschinensätzen, insbesondere auch bei solchen mit aus. dem Führungskanal für das Treibmittel herausgeführter Welle des Laufrades, zweckmäßig sein, weil damit ein betriebssicheres Ansprechen für eine Drehzahlüberwachungseinrichtung mit einfachen Mitteln erreichbar ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i . Drehzahlüberwachungseinrichtung für Maschinensätze, die aus einer Strömungsmaschine und einer durch Eigenbelüftung gekühlten elektrischen Maschine bestehen, insbesondere für Maschinensätze, bei denen der Laufradaußenkranz Träger der umlaufenden Pole ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein in an sich bekannter Weise im Kühlluftstrom der elektrischen Maschine angeordneter Strömungsdruckmesser (l) beim Erreichen eines vorbestimmten, Strömungsdruckes den Schnellschluß der Strömungsmaschine auslöst.
2. 2.Drehzahlüberwachun:gseinrichtungnach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei Maschinensätzen mit im Kreislauf durch Kanäle geführtem Kühlluftstrom der elektrischen Maschine der Strö:mungsdruckmesser in den außerhalb des Ständers liegenden Kühlluftführungskanälen angeordnet ist.
3. 3.D rehzahlüberwachungseinrichtung nach den Ansprüchen i und 2, dadurch. gekennzeichnet, daß der Strömungsdruckmesser(l) bei seinem Ansprechen eine elektrische Kontakteinrichtung für die Gefahrenmeldung betätigt oder einen Gefahrenmelder auslöst und gleichzeitig einen aufgeladenen Kraftspeicher für die Verstellung oder Steuerung des Schnellschlusses od. dgl. freigibt. Zur Abgrenzung des: Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind, im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschriften Nr. 206 535, 475 650 592 219; USA.-Patentschriften Nr. 9.ro 661, 1494189.