NO122936B - - Google Patents

Description

Reguleringsinnretning til å skaffe en jevn lastfordeling på minst to parallellt-arbeidende vekselspenningsgeneratorer.

Oppfinnelsen går ut på en reguleringsinnretning til

å skaffe en jevn fordeling av den nyttelast som avgis til en samleskinne fra minst to vekselstromgeneratorer som er sammenkoblet med tilhorende drivmaskiner, hvor der er tilordnet hver drivmaskin en omdreiningstallregulator, som endrer dens effekt i proporsjonalt forhold, og hvor en effektrégulator med integralforhold levere onskeverdien for denne omdreiningstallregulator og på sin inngangsside får tilfort differansen mellom en storrelse som er omvendt proporsjonal med den avgitte nytteeffekt fra den tilhorende generator,

og en storrelse som er proporsjonal med frekvensen av generatorens spenning, samt hvor et måleorgan er anordnet for å bestemme hver generators effekt og der mellom måleorgan og effektrégulator er an-

ordnet en karakteristikkomformer som leverer en stSrrelse omvendt proporsjonal med effekten.

En slik reguleringsinnretning er vist skjematisk på

fig. 1. Fyllingen av en drivmaskin D, f.eks. en dieselmotor, som er sammenkoblet med en vekselspenninggenerator F, kan endres ved hjelp av en ventil E. Stillingen av denne ventil er bestemt ved utgangsstorrelsen fra en reguleringsforsterker G, som på sin inngangsside får tilfort den ved J dannede differanse mellom en onske-verdi og en storrelse som dannes ved hjelp av en omformer H, og som er proporsjonal med generatorens omdreiningstall og dermed med generatorens frekvens. Onskeverdien leveres av en giver K som er mekanisk sammenkoblet med en motor L, som i sin tur styres av en trepunktbryter M. Denne trepunktbryter får på sin inngangsside tilfort den ved N dannede differanse mellom den allerede nevnte storrelse som er proporsjonal med omdreiningstallet, og - i den inntegnede stilling av bryteren S-en storrelse som er omvendt proporsjonal med den effekt som avgis på generatoren F. Denne storrelse frembringes ved hjelp av et måleorgan 0 og en ytterligere komponent P.

Det beskrevne aggregat er som helhet betegnet med Al og

er over en bryter uten særskilt betegnelse tilsluttet en samleskinne B som er tilkoblet en belastning C. Dessuten er der tilsluttet samlerskinnen minst ett ytterligere aggregat A2 av tilsvarende ut-fdreise.

De storrelser som sammenlignes ved N er fortrinnsvis frekvenser. For da får man en særlig enkel mulighet for å synkronisere det aggregat, f.eks. Al, som skal tilkobles, med frekvensen av spenningen på samleskinnen B. Til dette formål behover man bare å legge om bryteren til stilling a og over klemmen R tilfore den en spenning med samleskinnespenningens frekvens. Onskeverdien for omdreiningstall-regulatoren H, J, G, E blir da endret ved hjelp av effektregulatoren N, M, L, K så lenge til frekvensen av spenningen fra generatoren F svarer til frekvensen av spenningen på samleskinnen. Forst da kobler trepunktbryteren M motoren L fra.

I og med tilkoblingen av aggregatet Al til samleskinnen

B blir tillike bryteren S lagt om til stillingen b, hvorved der blir skaffet effektregulatoren en onsekverdi som er omvendt proporsjonalt med den effekt som avgis av generatoren F. Samtidig er komponenten P innrettet slik at den onéefrekvens som leveres ved tomlop av generatoren F, blir noe storre enn frekvensen av spenningen på samleskinnen. I og med tilkoblingen av aggregatet Al reagerer folgelig effektregulatoren på ny og hovner onskeverdien for omdreiningstall-regulatoren, som åpner ventilen S og dermed oker fyllingen av diesel-motoren E. Denne forholdsregel forer imidlertid ikke til noen hoyning av omdreiningstallet hvis der - som det for det meste er tilfelle i slike anlegg - er sammenkoblet synkronmaskiner med diesel-motoren. For i så fall blir bare polhjulvinkelen og dermed den over-tatte last forandret.

I tilfelle at to slike aggregater som arbeider på en samleskinne, ville den samlede last dele seg fullstendig jevnt på de to aggregater dersom sammenhengen mellom den Snskeverdi som opptrer ved utgang fra P, og den nytteeffekt som avgis av det enkelte aggregat, var noyaktig den samme ved begge aggregater. For på grunn av den integralt-virkende effektrégulator spiller den opprinnelige statikk' hos de enkelte aggregaters proporsjonale omdreiningstall-regulerings-kretser ikke lenger noen rolle. Den onskede resulterende statikk<* >for de enkelte aggregater er isteden bare bestemt ved karakteristikken for onskeverdikretsen 0, P. Hvis disse karakteristikker oppviser forskjeller, noe som for det meste ikke er til å unngå i praksis, fremkommer der derfor tvunget en ujevn lastfordeling. ;Til grunn for oppfinnelsen ligger den oppgave å minske lastfordelingsfeilen ved en reguleringsinnretning av den innlednings-vis angitte art. ;Dette blir i henhold til oppfinnelsen oppnådd ved at ;der er tilordnet hver generator en reguleringsforsterker med variabel forsterkningsgrad, beliggende mellom vedkommende måleorgan og effektrégulator, at inngangene til reguleringsforsterkerne for alle veksel-spenningsgeneratorene er tilsluttet en felles samleskinne over like avkoblingsmotstander, og at hver reguleringsforsterkers forsterkningsgrad 'er slik avhengig av storrelse og fortegn av den hjelpespenning ;Egenskap hos en proporsjonal reguleringskrets: Måle-omdreiningstallet avviker med tiltagende belastning stadig - nemlig med kretsens "statikk" eller "proporsjonalavvik" - fra Snskeverdien, og det desto mer jo mindre reguleringskretsens forsterkning er. ;som faller på den respektive tilordnede avkoblingsmotstand, at differansen mellom reguleringsforsterkernes utgangsspenning okes såfremt reguleringsforsterkerne er anordnet foran karakteristikkomformerne, resp. minskes såfremt reguleringsforsterkerne ligger etter karakteristikkomformerne. ;En fullstendig lik lastfordeling lar seg i den forbindelse spesielt oppnå ved at den hjelpespenning som faller på hver av-koblingsmot stand , ligger ved inngangen til en tilordnet integralt-virkende regulator, ved hvis utgangsstorrelse den tilordnede reguleringsforsterkers forsterkningsgrad er bestemt. Hjelperegulatoren kan her igjen bestå av en trepunktbryter med etterkoblet motorisk innstillings-organ. I all alminnelighet vil imidlertid en forsterker med differ-ensierende motkobling (integrator) være tilstrekkelig. ;En annen losningsmulighet innen rammen av oppfinnelsen består i å endre reguleringsforsterkerens forsterkningsfaktor proporsjonalt med spenningen på den tilordnede avkoblingsmotstand. ;Enklest viser det seg her å legge en del av denne avkoblingsmotstand ;i reguleringsforsterkerens motkoblingskrets. ;Et utforelseseksempel på oppfinnelsen vil bli forklart nærmere under henvisning til fig. 2. Man går her igjen ut fra anordningen på fig. 1 med to generatorer Fl og F2 som arbeider på en samleskinne B. Av de aggregater som er vist på fig. 1, viser fig. 2 imidlertid forovrig bare måleorganet 01, 02 og komponenten Pl, P2 frem til klemmene bl og b2 på den bryter som er betegnet med S på ;fig. 1. ;Til måleorganene horer også en innretning 11 (12) ved ;hvis utgangsklemme 111 (121) der opptrer en spenning som er proporsjonal med den effekt som avgis av den respektive tilordnede generator Fl (F2). Denne spenning tilfores en reguleringsforsterker 21 (22) etterfulgt av en karakteristikkomformer 31 (32) ved hvis ;utgang der så opptrer en spenning som er omvendt proporsjonal med den avgitte effekt. Denne spenning blir ved hjelp av en veksel-spenning 4-1 (42) omformet til en proporsjonal frekvens. Der kan her benyttes en hvilken som helst kjent type av vekselretter, her-under også en såkalt oscillator. Fortrinnsvis blir der imidlertid anvendt en parallellvekselretter som arbeider med transistorer. ;Utgangene fra måleorganene 11 og 12 er over likt dimen-sjonerte, fortrinnsvis ohmske avkoblingsmotstander Sl og 62 og brytere 6l4, 624 koblet til en felles skinne T . Over disse motstander går der dermed en strom som er proporsjonal med differansen mellom de av måleorganet leverte spenninger og dermed av differansen mellom avgitt effekt fra generatorene Fl og F2, så der på avkoblingsmotstandene opptrer spenninger som likeledes er proporsjonale med lastforskjellen, og hvis retning - f.eks. betraktet i forhold til inngangen til den respektive reguleringsforsterker - inneholder en informasjon om hvilket måleorgan der leverer en storre og hvilket en mindre utgangsspenning. ;Spenningene på disse avkoblingsmotstander anvendes til ;å utstyre hver sin hjelperegulator 51 (52), hvis utgangsstorrelse forsterkningsfaktoren for den respektive reguleringsforsterker 21 (22) er avhengig av. Hvis man for nærværende antar at det ved denne hjelperegulator dreier seg om en regulator med integral karakteristikk, og enn videre forutsetter at generatoren Fl avgir en større effekt enn F2, så der på motstandene 6l og 62 ligger spenninger som antydet ved pilene, blir reguleringsforsterkerens forsterkningsfaktor ved hjelp av regulatorene 51 °g 52 endret kontinuerlig så lenge til den jevne lastfordeling er oppnådd og spenningene på avkoblingsmotstandene 6l og 62 dermed er blitt lik null. På grunn av de forskjellige retninger av spenningene på avkoblingsmotstandene virker hjelperegulatorene i motsatte retninger på de to reguleringsforsterkere 21 og 22. ;Da reguleringsforsterkeren i dette utforelseseksempel ligger foran karakteristikkomformeren 31» må hjelperegulatorene inn-virke slik på reguleringsforsterkernes forsterkning at utgangsstorrelsen fra den reguleringsforsterker som uten hjelperegulator allerede hadde den stQrre utgangsspenning, derved blir oket ytterligere og den annen reguleringsforsterkers forsterkning blir minsket. Bak karakteristikk-»-omformeren 31 fremkommer da den respektive, til utjevning av last-fordelingen nødvendige omvendte endring av onskeverdiene for effektregulatoren: Onskeverdien for den effektrégulator som er tilordnet den sterkere belastele generator Fl, blir redusert (og dermed også fyllingen av den tilhørende dieselmotor) og onskeverdien for den annen, svakere belastede generator F2 oket (okende fylling og dermed effekt). ;Fig. 3 viser sluttelig den for oppfinnelsen karakteristiske del av anordningen på fig. 2 med proporsjonaltvlrkende*hjelperegulator i detalj. Der er her igjen benyttet de samme henvisningsbetegnelser som på fig. 2. Sammenholdt med fig. 2 er her måleorganet for generatorene sloyfet, og bare måleorganenes utgangsklemmer 111 og 121 er angitt. Hver regulringsforsterker består av en to-trinns transistor-forsterker 21 (22) av vanlig oppbygning. Dens forsterkningsgrad er bestemt ved en motkobling bestående av motstander 6ll og 613 (621, 623). Den.ene av disse motkoblingsmotstander, nemlig motstanden 6ll (621), inngår samtidig i avkoblingsmotstanden, som setter seg sammen av motstander 6ll og 6l2 (621, 622). Den effektive forsterkningsgrad avhenger således av storrelsen og fortegn av den utjevningsstrom som går over avkoblingsmotstandene og avhenger av maskinens lastdifferanse.

Som karakteristikkomformer tjener her en differansefor-sterker 311 (321) av kjent oppbygning. Det er derfor ikke nodvendig å gå nærmere inn på dens virkemåte. Med dens utgangsstorrelse styres et innstillingsledd 312 (322) som ligger i matekretsen for vekselretteren 4-1 (42) og arbeider med transistorer. Dermed lar det seg oppnå at matespenningen for vekselretteren og dermed dennes avgitte frekvens forholder seg omvendt proporsjonalt til den spenning som tilfores reguleringsforsterkeren 21 (22) over klemmen 111 (121). Proporsjonalitetsfaktoren blir riktignok endret i tillegg av hjelperegulatoren, alt etter storrelse og fortegn av forskjellen i gene-ratorenes belastning. Imidlertid horer det til den proporsjonale regulators egenart at der ikke herved kan oppnås noen fullstendig lik lastfordeling, men der alltid blir en viss restfeil tilbake.

Denne lar seg imidlertid nedsette ved okning av hjelperegulatorens forsterkning. Når dette synes nodvendig, vil man da med spenningen på avkoblingsmotstandene utstyre en forforsterker og forst med dennes utgangsstorrelse endre forsterkningen for den egentlige reguleringsforsterker, f.eks. over dennes motkoblingskrets.

Det er åpenbart at oppfinnelsen er anvendelig for et vilkårlig antall av paralleltarbeidende aggregater. Bare må avkoblingsmotstandene for alle disse aggregater tilsluttes den felles samleskinne

T.

Claims (3)

1. Reguleringsinnretning til å skaffe en jevn lastfordeling av den watteffekt som minst to med tilordnede drivmaskiner sammenkoblede vekselstrømgeneratorer avgir til en samleskinne, med en omdreiningstall regulator med proporsjonal karakteristikk tilordnet hver drivmaskin for å endre dennes effekt, med en effektrégulator som har integral karakteristikk og leverer ønskeverdien for denne omdreiningstallregulator, og som på sin inngangsside får tilført differansen mellom en størrelse som er omvendt proporsjonal med den avgitte watteffekt fra den tilhørende generator og en størrelse som er proporsjonal med frekvensen av generatorens spenning, med et måleorgan til å bestemme effekten fra hver generator samt med en mellom måleorgan og effektrégulator anordnet karakteristikkomformer som leverer den med effekten omvendt proporsjonale størrelse, karakterisert ved at der er tilordnet hver generator en reguleringsforsterker (21) som har variabel forsterkningsgrad og ligger mellom vedkommende måleorgan (01, 11) og effektregulatoren (N, M, L, K), at inngangene til reguleringsforsterkerne for alle veksel-strømgeneratorene er tilsluttet en felles samleskinne (T) over like avkoblingsmotstander (61, 62), og at hver reguleringsforsterkers forsterkningsgrad er slik avhengig av den hjelpespenning som faller på den respektive tilhørende avkoblingsmotstand, at differansen mellom reguler-ingsf orsterkernes utgangsspenninger økes såfremt reguleringsforsterkerne er anordnet foran karakteristikkomformerne (31), resp. minskes såfremt reguleringsforsterkerne ligger etter'karakteristikkomformerne (31).

2. Reguleringsinnretning som angitt i krav 1,karakterisert ved at den hjelpespenning som faller på hver avkoblingsmotstand, ligger ved inngangen til en tilordnet hjelperegulator ved hvis utgangs-størrelse den tilordnede reguleringsforsterkers forsterkningsgrad er bestemt.

3. Reguleringsinnretning som angitt i krav 2,karakterisert ved at hjelperegulatoren har integral karakteristikk. H. Reguleringsinnretning som angitt i krav 1, karakterisert ved at i det minste en del (6ll; 621) av hver avkoblingsmotstand ligger i den tilordnede reguleringsforsterkers motkoblingskrets.