DE893686C - Elektrischer Regler zur selbsttaetigen Drehzahlregelung der Antriebsmaschinen von Wechselstromgeneratoren - Google Patents

Description

• Elektrischer Regler zur selbsttätigen Drehzahlregelung der Antriebsmaschinen von Wechselstromgeneratoren Für die .Drehzahlregelung von Primärmaschinen, beispielsweise Turbinen, können bekanntlich elektrische Regler verwendet werden, wobei die bei einem mechanischen Regler auftretenden Schwierigkeiten bezüglich der mechanischen Übertragung der Maschinendrehzahl auf das Pendel des Fliehkraftreglers ohne weiteres vermieden werden können. Bei diesen elektrischen Reglern wird die Drehzahl bzw. Frequenz direkt mit einem elektrischen Meßsystem gemessen, wobei es sich jedoch gezeigt hat, daß die auf den ersten Blick erscheinenden Vorteile des astatischen Reglers praktisch nicht verwertbar sind, sondern bedeutende Nachteile zur Folge haben. Infolgedessen ist es notwendig, den elektrischen Reglern eine statische Charakteristik zu geben, was an und für sich nicht schwierig wäre, wenn es sich bloß um kleine Statikwerte handeln würde, wie dies beispielsweise bei Spannungsreglern der Fall ist. Die neuesten Erfahrungen mit elektrischen Reglern von Primärmaschinen haben aber gezeigt, daß verhältnismäßig große Statikwerte erforderlich sind, die nicht ohne weiteres auf mechanische Weise erzeugt werden können, da diese den unter allen Umständen notwendigen und sicherenSelbstschluß bei vollständigem,Spannungsrückgang verhindern.
• Zweck der Erfindung ist nunmehr, einen elektrischen Regler zur selbsttätigen Drehzahlregelung der Antriebsmaschinen von Wechselstromgeneratoren eine statische Charakteristik durch Hinzufügung einer auf elektrischem Wege erzeugten Gegenkraft zu geben, und zwar so, daß die Statik den bei einer Primärregulierung erforderlichen hohen Wert ohne weiteres erreicht. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erzielt,.däß das Reglerdrehsystem mit einem zusätzlichen elektrischen Drehsystem mechanisch gekuppelt ist, welches bei Verdrehungen eine die Sollfrequenz bestimmende elektrische Größe des Reglermeßsystems derart beeinflußt, daß der Regler jede .beliebige Statik erhält. Die zwei Drehsysteme werden nämlich derart gekuppelt, daß die durch eine Verdrehung verursachte Veränderung der elektrischen Größe, die die Sollfrequenz bestimmt, sowie die gleichzeitig entstehende Drehmomentänderung sich bezüglich der entstehenden statischen Charakteristik des Reglers unterstützen.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dargestellt, und zwar zeigt die Figur in schematischer Weise einen elektrischen Regler, der beispielsweise für dieDrehzahlregulierung einer nicht dargestellten Wasserturbine bestimmt ist.
• Im Gegensatz zum Fliehkraftpendelregler wird bekanntlich beim elektrischen Regler nicht mehr die Drehzahl, sondern die Frequenz .des von der Turbine aus angetriebenen Generators gemessen. Das Frequenzmeßsystem des Reglers besteht aus den zwei Erregerstromkreisen i und 2, die an das vom Generator gespeiste Netz 3 angeschlossen sind. Der eine Erregerstromkreis i enthält die Kapazität q. und der andere Erregerstromkreis 2 die Selbstinduktion5, die inForm einer dreiphasigenDrosselspule ausgebildet ist. Die Drehtrommel 6 des Meßsystems, in der durch die gegeneinander-geschalteten Erregerwicklungen i, 2 bei ungleichen Strömen in beiden Wicklungen eine Drehkraft entsteht, ist über die Achse 7 mit dem Drehanker 8 der Drosselspule 5 starr gekuppelt. ;Auf der Achse 7 ist ferner noch ein gewichtsbetätigtes Selbstschlußorgan 9 vorgesehen, während io die übliche Dämpfungseinrichtung bedeutet.
• Die Wirkungsweise des Reglers ist nunmehr wie folgt: Bei einer bestimmten Drehzahl bzw. tSollfrequenz heben sich die Wirkungen der beiden Erregerstromkreise i, 2 auf, und die Drehtrommel 6 bleibt stehen. Sobald jedoch eine Frequenzänderung eintritt, werden die Ströme in den zwei Erregerwicklungen i, 2 ungleich, und es wird auf die Drehtrommel 6 ein Drehmoment ausgeübt, und zwar in der einen oder anderen Richtung, je nachdem der Einfluß der Kapazität q. oder der Induktivität 5 überwiegt. Durch die Drehung der Trommel 6 erfolgt ebenfalls eine entsprechende Verdrehung des Drehankers 8 der Drosselspule 5. Diese Verstellung des Drosselankers 8 gegenüber dem bewickelten, feststehenden Stator i i hat aber eine Veränderung ,der Selbstinduktion der Drossel zur Folge, und im Drehanker 8 entsteht dementsprechend ein Drehmoment, das sich gegen das Drehmoment der Drehtrommel 6 richtet. Gleichzeitig wird durch diese Verdrehung des Drehankers 8 .die Sollfrequenz des Reglers sinngemäß beeinflußt. Die Größe des Gegendrehmoments sowie die Veränderung der Sollfrequenz hängen von der Winkellage des Drehankers 8 ab und bestimmen somit die statische Arbeitscharakteristik des Reglers. Um nunmehr eine Rückverstellung auf den ursprünglichen Sollwert zu ermöglichen bzw. zu verhindern, daß der Regler eine zu große bleibende Statik erhält, muß der bewickelte Teil z z der Drosselspule mit einer Verstellvorrichtung versehen werden, wie bei 12 angedeutet ist, die eine Veränderung der Lage des Stators i i relativ zu derjenigen des Drehankers 8 gestattet. Diese Vorrichtung i i ermöglicht eine beliebige Einstellung der Sollfrequenz innerhalb bestimmter Grenzen, und auf :diese Weise kann eine sogenannte Isodromregelung erreicht werden. Bei vollständigem Verschwinden .der Netzspannung wird durch das Schließgewicht 9 ein vollständiges Schließen der Turbine erreicht.
• Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, die Drehtrommel 6 des Reglermeßsystems nicht starr, sondern elastisch mit dem Drehanker 8 der Drosselspule zu verbinden. In einem solchen Fall wird zwischen dem Meßsystem und dem Drosselanker eine Feder eingebaut, wobei je nach der Stärke dieser Feder verschiedene Wegverhältnisse zwischen der Drehtrommel 6 und dem Drosselanker 8 gewählt werden können. Auf diese Weise ist eine Beeinflussung der Größe der vorübergehenden Statik möglich.
• Selbstverständlich ist die Einrichtung gemäß der Erfindung nicht auf die (Erzeugung eines Gegendrehmoments durch eine Veränderung der Induktivität im Meßkreis beschränkt, sondern das zusätzliche Drehsystem kann auch ohne weiteres in Abhängigkeit einer Veränderung einer anderen die Sollfrequenz bestimmenden Größe ansprechen.
• Beim beschriebenen Regler ergibt sich der große Vorteil, daß ohne Verwendung besonderer Einrichtungen eine genügend hohe Statik ohne weiteres auf elektrischem Wege erreicht werden kann. Im Vergleich mit den bisherigen Reglern fällt ferner der Regler gemäß der Erfindung infolge seiner Einfachheit besonders auf.

Claims (7)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Elektrischer Regler zur selbsttätigen Drehzahlregelung der Antriebsmaschinen von Wechselstromgeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß das Reglerdrehsystem mit einem zusätzlichen elektrischen Drehsystem mechanisch gekuppelt ist, welches bei Verdrehungen eine die Sollfrequenz bestimmende elektrische Größe des Reglermeßsystems derart beeinflußt, daß der Regler jede beliebige Statik erhält.
2. 2. Regler nach ,Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung der zwei Drehsysteme derart erfolgt, daß die durch eine Verdrehung verursachte Veränderung der die @Sollfrequenz bestimmenden elektrischen Größe sowie die gleichzeitig entstehende Drehmomentän.derung sich bezüglich der entstehenden statischen Charakteristik des Reglers unterstützen.
3. 3. Regler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung des zusätzlichen Drehsystems von einem Stromkreis des Reglermeßsystems aus erfolgt. q..
4. Regler nach Anspruch r. dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Drehsystem von .einembeiden(Drehsystemen gemeinsameniStromkreis erregt wird.
5. 5. Regler nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtrommel des Regierdrehsystems mit dem beweglichen Drehanker der Drosselspule des induktiven Erregerstromkreises des Reglers mechanisch gekuppelt ist, so daß bei einer Veränderung der zu regelnden Größe der Regler durch das sich in Abhängiglceit der Winkellage des Drosselankers einstellende Gegendrehmoment sowie durch die Änderung der Induktivität eine statische Charakteristik erhält.
6. 6. Regler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der bewickelte Teil der Drosselspule mit einer Verstellvorrichtung versehen ist, die eine Veränderung der relativen Lage des bewickelten und unbewickelten Teils der Drosselspule ermöglicht.
7. 7. Regler nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtrommel des Reglers mit dem Drehanker des zusätzlichen Drehsystems starr gekuppelt ist. B. Regler nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtrommel des Reglers über ein elastisches Zwischenglied mit dem Drehanker des zusätzlichen Drehsystems gekuppelt ist. g. Regler nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehsystem des Reglers mit einem gewichtsbetätigten Selbstschluß versehen ist, der beirr Ausbleiben der Netzspannung die Primärmaschine zum Stillstand bringt.