DE566045C - Einrichtung zur Regelung von Kraftmaschinen zum Antriebe von Generatoren - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Regelung von Kraftmaschinen zum Antriebe von Generatoren In größeren elektrischen Verteilungsnetzen, die von mehreren parallel arbeitenden Synchrongeneratoren gespeist werden, ist es häufig erwünscht, das Betriebsprogramm während des Betriebes zu ändern, beispielsweise also ein Aggregat, das bisher die Frequenzregelung übernahm, nunmehr mit Fahrplanregelung, also gegehener Grundlast, arbeiten zu lassen.
• Gegenstand der Erfindung ist eine Regelung für Kraftmaschinen, insbesondere solche zum Antriebe von Synchrongeneratoren für Parallelbetrieb, bei der eine Umschaltung von Frequenz- auf Leistungsregelung in besonders einfacher Weise möglich -ist. Erfindungsgemäß dient bei der Regeleinrichtung zur Abgabe des Regelistwertes, der mit dem Regelsollwert verglichen und zur Steuerung der Kraftmittel.zufuhr verwendet wird, ein läufer- und ständergespeister Asynchronmotor, dessen Ständer an dem von der zu regelnden Maschine gespeisten Netz, dessen Läufer wahlweise an Gleichspannung oder an von dem Strom der zu regelnden Maschine gespeiste Wandler angeschlossen werden kann.
• In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Der Istwert der Regelung wird durch dieAsynchronmaschine i wiedergegeben, deren Ständer an- der Sekundärwicklung des Wandlers 2 liegt. Die Primärseite des Wandlers 2 wird von den Sammelschienen 3 gespeist, auf die der Generator der zu regelnden Kraftmaschine arbeitet.
• Im Stromkreis der Sammelschienen 3 liegen Stromwandler q., von denen die Rotorschleifringe 5 der Asynchronmaschine i über einen Frequenzwandler 6 sowie einen Umschalter 7 gespeist werden können.
• Den Sollwert der Regelung liefert die Gleichstrommaschine 8, die über den Gleichrichter g und die Hilfseinrichtung io zur Spannungskonstanthaltung (z. B. eisengesättigte Drosselspulen in geeigneter Schaltung) ebenfalls von dem Wandler 2 gespeist wird. Da die Spannung der Maschine 8 konstant bleibt, ist auch die Drehzahl ihres Ankers konstant.
• Die konstante Drehzahl der Maschine 8, die als Sollwert der Regelung dient, wird nun mit der veränderlichen Drehzahl der Asynchronrnaschine i durch eine Gleichstrommaschine verglichen, die gewissermaßen als Differential wirkt. Diese Gleichstrommaschine enthält das drehbar gelagerte Feldsystem 11, mit dem der Anker der Maschine 8 gekuppelt ist, und den Anker 12, der mit dem Rotor der Asynchronmaschine i gekuppelt ist. Die an den Bürsten des Ankers 12 abgenommene Spannung ist nun proportional der Differenz der Drehzahlen der Maschine 8 und der Maschine i, also ein Maß für die Abweichung des Regelist-,vertes vom Regelsollwert.
• Die Schleifringe 5 der Asynchronmaschine i können durch den Umschalter 7 an die Leitungen 13 und 14. gelegt werden, die vom Gleichrichter 9 gespeist sind. Die mit Gleichstrom erregte Maschine i läuft dann mit der Frequenz der Sammelschienen 3 synchron.
• Die von den Bürsten des Ankers 12 gelieferte Spannung wird einem Relais.15 zugeführt, das, je nachdem es seine oberen Kontakte 16 oder unteren Kontakte 17 an Spannung legt, den Anlauf eines Verstellmotors für die Kraftmittelzufuhr der Kraftmaschine im einen oder anderen Sinne bewirkt.
• In der in der Zeichnung dargestellten Stellung des Umschalters wird in den Sekundärkreis der Asynchronmaschine eine Spannung eingeführt, die dem Strom des die Schienen 3 speisenden Generators proportional ist. Die Schlüpfung der Asynchronmaschine i, die mit Netzfrequenz ständerseitig gespeist ist, ist dann von der Leistung der Schienen 3 eindeutig abhängig. Das gleiche gilt für die dem Relais 15 zugeführten Regelimpulse; die Regelung bewirkt also durch Vergleich der Leistung der Schienen 3 mit dem konstanten Regelwert, der durch die Drehzahl der Maschine 8 gegeben ist, eine Konstanthaltung der Leistung der geregelten Kraftmaschine.
• Wird der Umschalter 7 in die linke Stellung gebracht, so läuft die Maschine i synchron mit der Frequenz der Schienen 3, und die dem Relais 15 zugeführten Regelimpulse sind ausschließlich abhängig von dieser Frequenz.
• Eine Rückführung zur Vermeidung von Überregelungen bzw. Pendelerscheinungen kann man am besten im Stromkreis des Steuerrelais 15 einführen. In dem Ausführungsbeispiel ist zu diesem Zweck eine Hilfsgleichstrommaschine 18 vorgesehen, deren Anker in Reihe mit dem Anker 12 liegt. Die Maschine 18 kann mit dem Kraftmittelverstellorgan der Kraftmaschine direkt oder über eine Zahnradübersetzung gekuppelt sein, so daß ihre Spannung ein Maß für die Änderungsgeschwindigkeit der Kraftmittelzufuhr ist und zugleich diesen Änderungen entgegenwirkt.
• Bei Regelungen, bei denen der Regelsollwert zu ändern ist, also insbesondere bei Fahrplanregelungen, kann man in den Ausführungsbeispiel der Figur die Veränderung des Regelsollwertes durch Änderung der Drehzahl der Maschine 8 ohne weiteres herbeiführen. -Zu diesem Zweck kann man entweder in dem Ankerkreis der Maschine 8 oder besser in deren Erregerkreis einen Widerstand vorsehen. Zur Beschleunigung der Regelvorgänge kann man das Relais 15, das auf den Verstellmotor für die Kraftmittelzufuhreinwirkt, mit einer zusätzlichen Spannungsspule versehen, die bei größeren Regelimpulsen zur Wirksamkeit kommt. In dem Stromkreis dieser Wicklung liegen z. B. Kontakte, die sie in Abhängigkeit von der Größe des Regelimpulses, also etwa abhängig von dem Hub des Relais 15, an die Spannung des Ankers 12 legen. Das Steuerrelais 15 kann durch Federn in seiner Mittellage gehalten werden.
• Die im Ausführungsbeispiel dargestellte Regeleinrichtung läßt sich auch für die Spannungsregelung benutzen. In diesem Falle wird der Frequenzwandler 6 nicht mit dem Stromwandler q., sondern mit dem Spannungswandler 2 verbunden. Durch einen einstellbaren Vorschaltwiderstand kann die Größe der einzuhaltenden Spannung festgelegt werden.
• Den Vergleich zwischen Regelsollwert und Regelistwert kann man auch auf rein elek= trischem Wege vornehmen. Zu diesem Zwecke kann man beispielsweise mit der Maschine i der Figur eine Gleichstrommaschine kuppeln, deren Ankerspannung zusammen mit der von dem Gleichrichter 9 abgegebenen Spannung das Relais 15 steuert. Um eine Verstellmöglichkeit zu erhalten, kann man an den Gleichrichter 9 in diesem Falle einen Spannungsteiler legen.

Claims (7)

1. PATr,NTANSPRIJCHP: i. Einrichtung zur Regelung von Kraft maschinen zum Antriebe von Generatoren insbesondere von in einem Netz mit anderen Generatoren parallel arbeitenden Synchrongeneratoren, gekennzeichnet durch eine den Istwert der Regelung liefernde Asynchronmaschine, die primärseitig von der Spannung, sekundärseitig wahlweise von dem Strom des zu regelnden Generators oder mit Gleichspannung erregt wird und deren Drehzahl mit einer als Regelsollwert dienenden Drehzahl verglichen wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärkreis der Asynchronmaschine über einen mit dieser gekuppelten Frequenzwandler von primärseitig im Stromkreis des Generators liegenden Stromwandlern gespeist wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet; daß zur Lieferung des Regelsoll-,vertes eine Gleichstrommaschine dient, die von dem zu regelnden Generator über Einrichtungen zur Konstanthaltung der Spannung gespeist wird. q..
4. Einrichtung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vergleich des Regelsollwertes mit dem Regelistwert eine Gleichstrommaschine benutzt wird, deren umlaufende Erregung mit der dem Regelsollwert entsprechenden Drehzahl angetrieben wird, während ihr Anker mit dem Rotor der den Regelistwert liefernden Asynchronmaschine gekuppelt ist, wobei die an den Bürsten der Gleichstrommaschine abgenommene Spannung ein Maß für die Regelimpulse darstellt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i bis q., gekennzeichnet durch eine von dem Kraftmittelverstellorgan angetriebene Gleichstrommaschine, die eine zur Rückführung dienende Gleichspannung in den _Regelkreig einführt.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerstrom der den Regelsollwert liefernden Gleichstrommaschine durch einen Fahrplanregler verstellt wird.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch i, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Vergleich zwischen Regelsollwert und Regelistwert auf rein elektrischem Wege, gegebenenfalls unter Verwendung einer von der Asynchronmaschine angetriebenen Hilfsgleichstrommaschine erfolgt.