DE601483C - Drehzahlregler fuer parallel arbeitende, insbesondere zum Antriebe elektrischer Synchrongeneratoren dienende Kraftmaschinen - Google Patents

Description

Beim Parallelarbeiten von Wechselstromsynchrongeneratoren in einem Netz muß darauf Bedacht genommen werden, daß sowohl die Bedingungen für die Lastverteilung auf die einzelnen Maschinen als auch diejenigen für die Konstanthaltung der Frequenz gewahrt werden. Die zum Antriebe von Synchrongeneratoren dienenden Dampfturbinen werden teilweise noch mit statischen Drehzahlreglern ausgerüstet, bei denen einer Belastungsänderung eine, wenn auch, geringe Drehzahländerung entspricht. Bei Anwendung eines solchen Reglers ist also die Bedingung einer genauen Frequenzhaltung nicht erzielbar. Es sind daher auch bereits Regler gebaut worden, die mit einer Nachführung versehen sind, bei denen also beispielsweise außer dem Steuerkolben auch der Steuerzylinder bewegt wird. Bei diesen bekannten Reglern, bei denen die Steuerhülse bzw. eine Zwischenhülse über Gestänge mit dem Servomotorkolben oder der Reglermuffe verbunden ist, ist auch bereits die Erreichung eines beliebig kleinen Tourenabfalls zwischen Leerlauf und Vollast möglich.

Die Erfindung geht von diesen Reglern mit Rück- und Nachführung aus und stellt sich die Aufgabe, einen Regler mit Nachführung zn bauen, der, im Aufbau einfacher- als ein

Isodromregler, im Grenzfalle aitch einen Isodrombetrieb ermöglicht.

Erfindungsgemäß erfolgt die Nachführung beim Regler durch einen Motor, der durch die Impulse eines zwischen die zum eigentlichen Hilfsmotor führenden Steuerleitungen gelegten Differentialgerätes verstellt wird. Bei einem hydraulischen Regler dient als solches Differentialgerät ein Differentialmanometer, das zwischen den zum Hilfsmotor führenden Steuerleitungen liegt. Bei einem elektrischen Regler dient als Differentialgerät ein zwischen die zum Hilfsmotor führenden elektrischen Steuerleitungen gelegtes Richtungsrelais. Als Motor für die Nachführung kann man insbesondere einen Elektromotor verwenden, der durch einen mit dem Differentialgerät verbundenen Wälzkontaktregler gesteuert wird.

In den Figuren sind Ausführungsbeispiele eines Reglers mit den Einrichtungen gemäß der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt:

Fig. ι eine Übersichtszeichnung für einen hydraulischen Regler, Fig. 2 eine Übersichtszeichnung für einen elektrischen Regler, Fig. 3 eine Steuereinrichtung für den Verstellmotor.

Gemäß Fig. 1 arbeitet der Pendelregler 1 in bekannter Weise auf den Steuerdoppelkolben 2, der sich in dem in gleichfalls be-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.ring. Richard Helbing in Berlin-Spandau.

kannter Weise nachführbaren Steuerzylinder bewegt. Vom Steuerzylinder führen die beiden durch den Steuerkolben 2 gesteuerten Leitungen 4 und 5 zu dem Hilfsmotorzylinder 6. In diesem bewegt sich der Hilfsmotorkolben 7, der einerseits mit dem Dampfventil 8, andererseits mit deniReglergestängeo. verbunden ist.

Gemäß der Erfindung ist nun zwischen die Leitungen 4 und 5 das Differentialmanometer 10 geschaltet, das auf den Verstellmotor 11 für den Nachführzylinder 3 einwirkt. Der Verstellmotor 11 verstellt die Lage des Steuerzylinders 3 relativ zum Steuerkolben 2. Er ist dann in Ruhe, wenn das Differentialmanometer 10 Gleichheit der Drücke in den Leitungen 4 und 5 anzeigt, der Steuerdoppelkolben sich also relativ zum Steuerzylinder 3 in der Mittelstellung befindet. Bei dem elektrischen Regler der Fig. 2 entspricht dem Steuerkolben 2 der Fig. 1 ein vom Drehzahlregler 1 bewegter Kontakt 20, während dem Steuerzylinder 3 der Fig. 1 die Gegenkontakte 30 und 31 der Fig. 2 entsprechen. Die Gegenkontakte 30 und 31 sind über Leitungen 40 und 50 mit den Solenoiden 60 und 61 verbunden, durch die die Anker 70 und 71 und mit diesen das Dampf ventil 8 bewegt werden. An die Leitungen 40 und 50 ist ein Richtungsrelais (Differentialsolenoid) 100 angeschlossen, das in ähnlicher Weise wie das Differentialmanometer 10 der Fig. 1 arbeitet. Der bei dem Regler nach Fig. 1 auftretenden allmählichen Freigabe der Öffnungen in der Steuerhülse 3 durch den Steuerkolben 2 würde ein Ersatz der Kontakte 30 und 31 beim Regler der Fig. 2 durch allmählich über-■ brückte Widerstände entsprechen. An der Schaltung ändert sich im übrigen durch die Einsetzung der Widerstände an Stelle der Kontakte nichts.

Die Steuerung- des nach Fig. 1 und 2 vorgesehenen Verstellmotors, der die Steuerhülse 3 bzw. die Gegenkontakte 30 und 31 bewegt, geht aus Fig. 3 hervor. Das Differentialmanometer 10 (oder in gleicher Weise das Richtungsrelais 100) arbeitet auf den Wälzkontaktregler 12, dessen Kontaktsegmente 13 sich über den Anzapfungen 14 der Widerstände 15 abwälzen. Diese Widerstände liegen im Ankerkreis des Verstellmotors 11, der ebenso wie die Erregung 16 des Verstellmotors an den Gleichstromhilfsschienen 17 angeschlossen ist. Statt der in der Zeichnung dargestellten Schaltung könnte man selbstverständlich auch den Erregerkreis des Verstellmotors an Stelle des Ankerkreises beeinflussen.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, die Geschwindigkeit, mit der sich der Steuerzylinder 3 relativ zum Steuerkolben 2 unter Einwirkung des Verstellmotors 11 bewegt, der Geschwindigkeit entsprechen zu lassen, mit der sich der Kolben 7 im Zylinder 6 bewegt. Die Geschwindigkeiten des Steuerzylinders 3 und des Kolbens 7 sollen sich hierbei verhalten wie die Hebelarme des Gestänges 9 von der Muffe 1 einerseits bis zum Steuerkolben 2, andererseits bis zum Arbeitskolben 7.

Wird die angegebene Bedingung erfüllt, so kann offenbar auch bei gleicher Stellung der Reglermuffen die . Kraftmaschine verschiedene Leistungen abgeben.

Die Geschwindigkeit, mit der der Motor 11 in dem Regler mit hydraulischer Übertragung den Steuerzylinder 3 verstellt, ist einmal bedingt durch seine elektrischen und mechanischen Konstanten und ferner durch seine Ankerspannung bzw. Erregung. Bei weiter Öffnung der Steuerzylinder durch den Steuerkolben wird die Geschwindigkeit des Regelventils offenbar erheblich höher sein als bei geringer Öffnung, Um dies auszugleichen, sind die Widerständeis, wie in Fig. 3 angedeutet, nicht gleichmäßig angezapft. Die Anzapfungen sind vielmehr so verteilt, daß mit wachsendem Hub des Wälzkontaktreglers der Vorschaltwiderstand im Ankerkreis stärker abnimmt. Die Anordnung der Widerstände und ihrer Zuführung ist gleichzeitig so gewählt, daß, je nachdem der Druck in der Leitung 4 oder der Druck in der Leitung S überwiegt, sich der Verstellmotor in dem einen oder anderen Sinne in Bewegung setzt.

Ist die Zeitkonstante des Kraftmittelzufuhrorgans, also z. B. des Ventils 8, zunächst erheblich kleiner als die Zeitkonstante des elektrischen Verstellmotors 11, so kann man die Zeitkonstante des Verstellmotors durch Dämpfungseinrichtungen vergrößern. Auch diese Dämpfungseinrichtungen wird man einstellbar machen.

Bei der Konstruktion der Dampfventile wird man in bekannter Weise auf die Wirkungsweise des Reglers Rücksicht nehmen, also möglichst druckentlastete Doppelsitzventile verwenden. Bei solchen Doppelsitzventilen und insbesondere auch bei Einsetzventilen ist der Reaktionsdruck im Anfang des Hub- no weges nicht konstant, so daß auch die Geschwindigkeit der Ventilbewegung sich stark ändert; die Zeitkonstante des Wälzreglers muß dann diesen Bedingungen entsprechend ebenfalls veränderlich sein. Es müssen also die Einzelwiderstände 15 des Ausführungsbeispiels der Fig. 3 beispielsweise entsprechend verschieden abgestuft werden. Das Arbeiten des Reglers läßt sich dadurch überwachen, daß an der Reglermuffe des Pendelreglers 1 iao ein Kontakt angebracht wird, der den Verstellmotor bei Einhaltung der gewünschten

Drehzahl abschaltet, in anderen Fällen jedoch eingeschaltet läßt. Durch die Reglermuffe kann man auch unmittelbar den Drehzahlverstellmotor etwa über den Wälzkontaktregler der Fig. 3 steuern, da ja auch die Stellung der Reglermuffe ein Maß für den vom Regler gegebenen Steuerbefehl ist.

Bei vorhandenen Fliehkraftreglern wird der nachträgliche Einbau von Hilfseinrichtungen, die durch den Regler gesteuert werden, meist nicht angängig sein, da die Reglermuffe nicht zugänglich ist. In diesem Falle kann man statt des Fliehkraftreglers einen Hilfsregler vorsehen, der von einem mit dem Netz synchron laufenden Hilfsmotor angetrieben wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   I. Drehzahlregler für parallel arbeitende, insbesondere zum Antriebe elektrischer Synchrongeneratoren dienende Kraftmaschinen mit Rück- und Nachführung und hydraulischer bzw. elektrischer Übertragung zwischen Drehzahlpendel und Ventil, dadurch gekennzeichnet, daß die Nachführung des Steuerzylinders (3) bej der hydraulischen Übertragung bzw. der Gegenkontakte (30, 31) bei der elektrischen durch einen Motor, insbesondere Elektromotor, erfolgt, der in Abhängigkeit von den Druckschwankungen in den Verbindungsleitungen (4, 5) zwischen Steuerzylinder (3) und" Hilfsmaschinenzylinder (6) bzw. den Stromschwankungen in den elektrischen Verbindungsleitungen (40,50) zwischen den Gegenkontakten (3°; 31) und den die mit dem Ventil verbundenen Anker (70, 71) betätigenden Solenoiden (60, 61) durch einen! Regler, z.B. Wälzkontaktregler (12), gesteuert wird.
2. 2. Drehzahlregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerimpulse für den Nachführungsmotor direkt von der Muffe des Drehzahlpendels oder eines mit diesem synchron laufenden Hilfspendels gegeben werden.
3. 3. Crelizahlreglernach.Anspruch: ι oder 2^ dadurch gekennzeichnet, daß vom Wälzkontaktregler (12) verstellte Widerstände (15) im Stromkreis des elektrischen Verstellmotors (11) derart abgestuft sind, daß die Geschwindigkeitscharakteristik des Verstellmotors (11) der Geschwindigkeitscharakteristik des Kraftmittelzufuhr- organs (8) angeglichen ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen