Anordnung zur Regelung der Drehzahl elektrischer Generatoren. Zur Regelung der Drehzahl elektrischer Generatoren werden allgemein Fliehkraft regler benutzt, bei denen ein Fliehkraftpendel über einen Servomotor die Kraftmittelzufuhr zur Antriebsmaschine des Generators beein flusst. An Stelle eines Fliehkraftreglers hat man auch elektrische Drehzahlregler mit einem von der G eneratorspannung erregten Reso nanzkreis benutzt und davon Gebrauch ge macht, dass sieh der Widerstand der Induk- tivität und der Widerstand der Kapazität des Resonanzkreises in verschiedener Weise mit der Frequenz ändert.
Bei einer bestimmten Frequenz sind die Ströme der Induktivität und Kapazität gleich gross, und die von ihnen auf ein bewegliches System hervorgerufenen Drehmomente heben sich auf. Weicht die Frequenz von der Sollfrequenz ab, so über wiegt der Strom in der Induktivität oder Ka pazität, und der Regler verstellt die Kraft mittelzufuhr der :Maschine.
Gegenstand der Erfindung ist ein Dreh zahlregler für elektrische Generatoren unter Verwendung eines Resonanzkreises und eines Renelgerätes, auf dessen bewegliches System zwei von der Frequenz in verschiedener Weise abhängige Drehmomente einwirken.
Gemäss der Erfindung wird das eine Drehmoment von der geometrischen Summe, das andere von der geometrischen Differenz zweier Grössen erzeugt, von denen die eine gleich der geo- rnetrischen Summe aus dem Strom der In- dukt.ivität und dem Strom der Kapazität eines von der Gener atorspannung erregten Reso nanzkreises ist. Die andere Grösse kann fre- quenzunabhängig sein. Vorzugsweise wird die andere Grösse von der geometrischen Differenz aus den genannten beiden Strömen gebildet.
Durch die Erfindung wird ein Regler ge schaffen, der sehr empfindlich ist, da schon bei einer geringen Abweichung von der Soll frequenz eine sehr grosse Differenz der mit einander zu vergleichenden Drehmomente auf tritt. Das Gerät, in welchem die beiden Dreh momente miteinander verglichen werden, kann in verschiedener Weise ausgebildet werden.
Beispielsweise kann man gemäss Fig.1 ein Waagebalkenrelais 60 mit den zwei Spulen 61 und 62 verwenden. Diese Spulen kann man in Reihenschaltung von einem Strom durchflie ssen lassen, der gleich der geometrischen Summe aus dem induktiven und dem ka.pazi- tiven Strom des aus der Drosselspule 10 und dem Kondensator 11 bestehenden Resonanz kreises ist, und in Parallelschaltung von einem Strom durchfliessen lassen, der von der Spannung abhängig und gegenüber dieser um 90 phasenverschoben ist.
Hierzu kann man beispielsweise die Spulen 61 und 62 auf fol gende Weise erregen: An der Spannung RS des Generators ist über einen Transformator 9 der Resonanzkreis mit der Drossel 10 und dem Kondensator 11 angeschlossen. Mit 12 ist ein Stromwandler bezeichnet, dessen in der Mitte angezapfte Wicklung 13 einerseits an die Drosselspule 10 und anderseits an den Kon- densator 11 angeschlossen ist.
Der von der Mittelanzapfung dieser Wicklung 13 entnom mene Strom ist gleich der geometrischen Summe aus dem induktiven Strom der Drossel 10 und dem kapazitiven Strom des Konden- sators 17.; er wird der Wicklung 18 des Wand- lers 17 zugeführt, deren anderes Ende mit dem Transformator 9 in Verbindung steht. In der Wieklung 19 des Wandlers 17 und durch die in Reihe dazu geschalteten Spulen 61, 62 des Waagebalkenrelais 60 fliesst daher ein Strom, welcher der geometrischen Summe aus dem Strom der Drossel 10 und dem Strom des Kondensators 11 proportional ist.
Ausserdem entsteht in der Sekundärwick lung 15 des Wandlers 12 die Differenz der Ströme der Induktivität und der Kapazi tät. Wird einerseits diese Wicklung 15 an die Verbindungsleitung zwischen den beiden Spulen 61 und 62 und anderseits an die Mit telanzapfung der Wicklung 19 des Wandlers 17 angeschlossen, so fliesst dieser Differenz strom in der einen Spule des Waagebalken relais in gleicher und in der andern Spule in entgegengesetzter Richtung wie der Summen strom, so dass das Waagebalkenrelais 60, je nachdem entsprechend der Abweichung der Ist-Frequenz von der Soll-Frequenz der Dif ferenzstrom oder der Summenstrom überwiegt,
nach der einen oder andern Seite kippt und einen Regelvorgang im Sinne eines Ausglei ches der Frequenzabw eichung auslöst.
Statt eines Waagebalkenrelais kann auch ein Ferrarisrelais verwendet werden. In Fig. 2 ist ein solches Relais dargestellt. Mit 63 und 64 sind die beiden der Ferrarisscheibe 65 zugeordneten Erregerspulen bezeichnet, welche in gleicher Weise wie die Spulen 61 und 62 in Fig. 1 an die Anschlusspunkte A, B und C der in Fig.1 dargestellten Schaltung angeschlossen werden.
Die Wirkungsweise ist hier analog der Einrichtung nach Fig.1, denn die eine Spule wird wieder von der geome trischen Summe und die andere von der geo metrischen Differenz der erwähnten Grössen erregt.
Man kann aber auch die geometrische Summe und die geometrische Differenz ge- trennt bilden und nach Gleichrichtung den Spulen 61 und 62 in Fig.l oder 63, 64 in Fig. 2 zuführen. Ein Beispiel für eine solche Schaltung zeigt Fig. 3. Hier sind 15 und 19 die Sekundärwicklungen der Wandler 12 und 17 in Fig. 1, in denen der Differenzstrom bzw. der Summenstrom induziert wird. Diese beiden Ströme werden in den CTleiehriehtern 66 und 67 gleichgerichtet und getrennt. den beiden Spulen 68 und 69 zugeführt. Diese beiden Spulen können beispielsweise die Spu len 63 und 64 in Fig. 2 sein.
Bezeichnet man die Summe des induk tiven und kapazitiven Stromes mit J8 und die Differenz des induktiven und kapazitiven Stromes mit JD, dann werden, da die Zugkraft dem Quadrat des sie auslösenden Stromes pro portional ist, folgende Richtkräfte der beiden Spulen miteinander verglichen Die Richtkraft (JD -E- J8) 2 der einen Spule und die Richtkraft (JD ^ J8)2 der andern Spule.
Diese Richtkräfte können bei gleichen Hebelarmen den Drehmomenten gleichgesetzt werden. Ihre Differenz ergibt sieh nach mathe matischer Umformung unter Anwendung des cos-Satzes aus (JD -I- Js) 2 = JD2 + J82 + ? JD J8 eos rfl <I>(JD -</I> Js)
<I>2</I> = JD 2 + J82 - 2 JD J8 eos cf' zu 4 JD J8 cos wobei T, den Phasenverschiebungswinkel zwi schen J8 und JD darstellt.
Dieser Ausdruek besagt, dass das Waagebalkenrelais (Fig. l) oder das Ferrarisrelais (Fig. 2) mit. der watt metrischen Grösse 4 JD J8 cos cp nach der einen oder andern Seite aasgelenkt wird; es sei denn, dass sie Null ist, das heisst Gleichgewicht herrscht. Man hat es also in der Hand, dureh entsprechende Wahl des Einflusses des Sum menstromes Js das aaslenkende Drehmoment beliebig gross zu machen.
Den Winkel rp wird man zweckmässig gleich Null machen. .-11s Regelgerät kann man auch ein polari siertes Relais, beispielsweise ein Drehspulrelais, verwenden, das zwei bewegliche Spulen in einem Gleichfeld besitzt, von denen die eine wieder von der gleiehgerichteten geometri- sehen Summe, die andere von der gleich- gerieht.eten geometrisehen Differenz der ge nannten Grössen erregt wird,
und deren Dreh momente einander entgegenwirken. Hierfür kann wieder die Schaltung nach Fig.3 ver wendet werden. 68 und 69 sind in diesem Falle als die beiden Spulen des Drehspulrelais aufzufassen.
Es kann aber auch ein Relais mit einer einzigen Spule verwendet werden, die von der gleiehgeriehteten geometrischen Summe in der einen und von der gleiehgerichteten geometri schen Differenz der genannten Grössen in der andern Richtung durehflossen wird, so dass auch die von der Summe und der Differenz der Grössen erzeugten Drehmomente einander entgegenwirken. Hierfür ist beispielsweise die in Fig. 4 gezeigte Schaltung verwendbar, wo 15 und 19 wieder die beiden Wieklungen der Ubertrager 12 und 17 gemäss Fig.l sind,
in denen der Differenz- bzw. der Summenstrom induziert wird. Nach Gleiehriehtung in den Gleichriehteranordnungen 66 und 67 erfolgt durch die Gegenschaltung der gleiehgerieh- teten Ströme ein rein elektrischer Vergleich dieser beiden Grössen.
Dabei wird die in der Brücke liegende Spule 70 des Drehspulrelais 71 allein vom Differenzstrom durehflossen.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, zwei Spulen zu verwenden, die räumlich ge geneinander versetzte Felder erzeugen, die auf eine kurzgeschlossene @V ieklunb einwirken. Be sonders zweekmässig ist. es hierbei, zwei Pha- senwieklungen des dreiphasigen Ständers eines Drehstrommotors zu verwenden, dessen Läufer eine kurzgeschlossene Wieklung trägt.
Besitzt der Läufer eine normale dreiphasige Wick lung, so wird nur eine der Phasenwicklungen benützt und kurzgesehlossen, die andern bei den bleiben offen, oder es werden zwei Pha senwicklungen parallelgeschaltet und kurzge schlossen, während die dritte offen bleibt. Man kann auch als Läufer einen Doppel-T-Anker mit einer kurzgeschlossenen Wicklung verwen den.
Ein Ausführungsbeispiel mit einem in die ser Weise verwendetes Drehstrommotorrelais zeigt die Fig. 5.
Mit 1 ist ein Motorrelais mit den drei Stän- derwicklungen \?, 3 und 4 bezeichnet. Der Anker des Motorrelais trägt eine kurzgeschlos sene Wicklung 5, die sich in bekannter Weise jeweils zum resultierenden Feld der Wicklun gen so einstellt, dass sie von diesem nicht durchsetzt wird. Der Anker trägt einen be- wegliehen Kontakt 6, der mit den beiden feststehenden Kontakten 7 und 8 zusammen arbeitet. Die Erregung der Wicklungen ge schieht in folgender Weise: An die Spannung des Generators ist über einen Transformator 9 ein Parallelresonanzkreis, bestehend aus der Drosselspule 10 und dem Kondensator 11, an geschlossen.
Mit 12 ist ein Stromwandler be zeichnet, dessen in der Mitte angezapfte Wick lung 13 einerseits an die Drosselspule, ander seits an den Kondensator angeschlossen ist. Der von der Mittelanzapfung dieser Wieklung 13 entnommene Strom, der gleich der geo metrischen Summe aus dem induktiven Strom der Drossel und' dem kapazitiven Strom des Kondensators ist, wird der Wicklung 18 eines Wandlers 17 zugeführt, die an den Trans formator 9 angesehlossen ist. In der Wicklung 18 fliesst daher ein Strom, der gleich der geo metrischen Summe aus dem Strom der Dros selspule und dem Strom des Kondensators ist.
Er induziert einen verhältnisgleiehen Strom in der Wicklung 7.9 des Stromwandlers 7.7, wel cher mit seinen Enden an die Enden der Wicklungen 2 und 3 des Motors 1 angesehlos- sen ist, die mit. den andern Enden miteinan der verbunden sind. Die Wicklungen 2 und 3 werden daher von einem Strom durchflossen, welcher der Summe aus dem induktiven und kapazitiven Strom des Resonanzkreises ent spricht. Der Einfluss des Summenstromes kann durch Wahl der Windungszahl der Wieklung 1.9 im Verhältnis zur W indungs- zahl der Wicklung 18 verändert werden.
Man wird das Übersetzungsverhältnis so wählen, class bereits ein geringer Summenstrom in der Wicklung 18 einen grossen Summenstrom in der Wicklung 19 erzeugt. Der Stromwandler 7.2 besitzt ausserdem noch eine Wicklung 15, in welcher die geometrische Differenz der Ströme der Induktivität und Kapazität wirk sam sind.
Dieser Differenzstrom wird über die Wicklung 4 den Wicklungen 2 und 3 in Parallelschaltung zugeführt, so da.ss nunmehr in der einen Wicklung 2 die geometrische Summe aus dem Summenstrom und dem Dif ferenzstrom, in der andern Wicklung 3 die geometrische Differenz aus dem Summenstrom und dem Differenzstrom wirksam ist. Die Wirkungsweise ist folgende: Es soll zunächst von der Wicklung 4 abge sehen und angenommen werden, dass diese lediglich als einfacher Leiter wirke. Die bei den Wicklungen 2 und 3 erzeugen Felder, des sen Achsen räumlich um 120 versetzt sind.
Die kurzgeschlossene Spule 5 stellt sieh so ein, dass sie von dem resultierenden Feld der bei den Wicklungen nicht durchsetzt wird, das heisst ihre Spulenachse steht senkrecht zum resultierenden Feld. Bei einer willkürlichen Ablenkung der Spule aus dieser Mittellage wird in dieser ein Strom induziert, der ein rückführendes Drehmoment. erzeugt.
Dieses Rüekstellmoment, das dem Quadrat der Span nung an den Spulen 2 und 3 und dem Sinus des Aussehlagwinkels proportional ist, stellt also eine elektrische Rückstellfeder dar, so dass keine mechanische Rückstellkraft erforderlich ist. Ist. der Summenstrom Null, also die Fre quenz des Generators gleich der Resonanz frequenz des Resonanzkreises, so sind auch die vom Summenstrom durch die beiden Spu len 2 und 3 erzeugten Felder in ihrer Grösse ---@leieli Null.
Das in diesem Falle allein durch den Differenzstrom erzeugte resultierende Feld der Spulen 2 und 3 ist also von oben nach unten gerichtet, und die kurzgeselilos- sene Spule stellt sich mit ihrer Achse senk recht dazu, nimmt also die in der Zeichnung dargestellte Lage ein. Weicht die Frequenz von dem Sollwert nach der einen oder andern Seite ab, so fliesst ein Summenstrom durch die Wicklungen 2 und 3, der bewirkt, dass die Felder der beiden Wicklungen ungleieh wer den, so dass das resultierende Feld nach der einen oder andern Seite von der Ausgangs- stellung abweicht.
Das bewegliche System wird also nach der einen oder andern Richtung aus der Mittellage abgelenkt, und der Kontakt 6 kommt mit einem der feststehenden Kontakte in Berührung, wodurch die Kraftmittelzufuhr der Antriebsmaschine, z.
B. der Turbine, ver stellt und die Frequenz so geändert wird, dass wieder das resultierende Feld von oben nach unten gerichtet ist und das bewegliche System in die Mittellage zurückkehrt. Da sieh sowohl die Grösse des Summenstromes als auch die Grösse des Differenzstromes in Abhängigkeit von der primären Eingangsspannung in ;lei- cher Weise ändern, wird durch deren Höhe nur die Stärke des die Auslenkung bewirken den resultierenden Feldes, nicht aber dessen Lage beeinflusst.
Es ist also der Ausschlag des Relais bei einer bestimmten Frequenz un abhängig von der Höhe der Spannung. Das hat den Vorteil, da.ss Spannungsänderungen des Generators auf die Regelung nicht ein wirken.
Im Ausführungsbeispiel ist noch eine Wicklung 4 vorgesehen, deren Achse n i denen der Wicklungen 2 und 3 je einen Winkel. von 120 einnimmt, und welche eine Vergrösserun- des resultier enden Feldes der beiden Wick lungen 2 und 3 bewirkt, wenn die Frequenz von der Sollfrequenz abweicht.
Während das durch die Wieklun-en 2 und 3 erzeugte resul tierende Feld im Grenzfalle sieh um 120 ver schieben kann, wird zwar der Verseliiebungs- bereieh des sich durch das zusätzliche Feld der Wicklung 4 ergebenden Summenfeldes auf 60 beschränkt, dafür wird aber der Absolutwert dieses Summenfeldes @ 3 mal grösser als der des resultierenden Feldes der Spulen \? und 3 allein.
Dadurch wird bei einer bestimmten Frequenzabweichung zwar der Absolutwert des Auslenkwinkels auf die Hälfte herabge setzt, aber der bewegliche Kontakt in der neuen Lage mit der dreifachen Kraft gehalten.
Im Ausführungsbeispiel gibt das Relais bei Frequenzabweichung nach der einen oder an dern Seite Kontakt und verstellt. damit die Kraftmittelzufuhr der Antriebsmaschine des Generators. Im allgemeinen wird man jedoch das bewegliche System ohne Kontakt. aus- rüsten und unmittelbar auf den Steuerkolben des Servomotors einwirken lassen, welcher die Kraftmittelzufithr verstellt..
Da das bewegliche System des Reglers nur bei einer bestimmten Frequenz in der Mittel lage steht, so würde der Regler eine Rege lung zur Folge haben, bei der die Frequenz bzw. die Drehzahl bei jeder Leistung der Ma schine konstant ist. Um eine Frequenzlei- stungskennlinie zu erhalten, die eine gewisse Statik besitzt, könnte man bei Verwendung eines Servomotors die übliche Rückführung anwenden, bei welcher in Abhängigkeit von der Stellun, des Servomotors die Mittellage des Steuerkolbens verstellt wird. Man kann aber auch bei einem Regler gemäss der Er findung in sehr einfacher Weise eine Statik erreichen, die unmittelbar von der Generator leistung abhängig ist. Zu diesem Zweck kann man den.
Wicklungen 2 und 3 einen Strom überlagern, der dem Generatorstrom propor tional und gegenüber diesem um 90 ver schoben ist. Hierzu dient im Ausführungsbei spiel ein Stromwandler 20. Seine Sekundär wicklung ist über eine Drosselspule 23 an die Mittelanzapfung der Wicklung 19 angeschlos sen und ausserdem an den beweglichen Kon takt 25 des induktiven Spannungsteilers 24, der mit seinen Enden mit den Enden der 'ieklungen 2 und 3 verbunden ist.
Damit der durch die Drosselspule fliessende Strom um 90 gegenüber dem Generatorstrom ver- seliol>en ist, ist der Stromwandler noch durch einen f)linischen Widerstand 22 und eine Ka pazität 21 belastet, die über einen Transfor mator an den Wandler angeschlossen ist. Steht der bewegliche Kontakt 25 in der Mittelstel- hin r, so fliesst der vom Stromwandler 20 her rührende Strom nicht über die<B>UN</B> icklung 2 und 3.
Wird er aus der Mittelstellun, her- ausbewegt, so fliesst. ein Strom über diese Wieklun gen, welcher eine Statik der Kenn- linie des Reglers bewirkt, da dieser Strom das Feld der einen Wicklung verstärkt, das der andern schwächt, so dass je nach der Grösse dieses Stromes die Mittellage des be weglichen Kontaktes bzw. Systems bei einer andern Frequenz gegeben ist.
Dieser über die beiden Wicklungen 2 und 3 fliessende Strom des Stromwandlers 20 ruft im Zusammenhang mit dem Strom<B>JD</B> eine Auslenkung des be weglichen Systems aus der Mittellage hervor, die von der Watt-Komponente des Generator stromes, das heisst also von der Generatorwirk- leistung, abhängig ist. Damit das bewegliche System wieder in die Mittellage zurückkommt, muss die Frequenz durch den Regler so weit verstellt werden, dass das durch den Gene ratorstrom hervorgerufene Drehmoment kom pensiert wird. Die Neigung der Kennlinie ist.
um so stärker, je grösser der Strom ist, der vom Stromwandler 20 über die Wicklungen 2 und 3 geschickt wird bzw. je grösser die ab gegebene Generatorleistung ist. Wie das Aus führungsbeispiel zeigt, kann der bewegliche Kontakt 25 des Spannungsteilers nur nach der einen Seite aus der Mittellage herausbewegt werden, da eine fallende" Charakteristik ge fordert wird, während bei Bewegen des beweg lichen Kontaktes nach der andern Seite die Charakteristik instabil würde. Man hat es durch Einstellung des beweglichen Kontaktes 25 in der Hand, die Neigung der Kennlinie beliebig einzustellen.
Wenn der Generator wirkstrom grösser wird, so bedeutet dies, dass der Regler bei einer niedrigeren Frequenz ins Gleichgewielit kommt, so dass die gewünschte fallende Charakteristik erzielt. wird. Es wird also dadurch ein elektrischer Regler geschaf fen, welcher genau so wie ein Fliehkraftregler mit Rückführung die gewünschte Drehzahl- Leistungskennlinie der Maschine einregelt.
Um die Leerlaufdrehzahl einstellen zu kön nen, kann man den Wicklungen 2 und 3 einen weiteren von dem Strom des Generators unab hängigen, zweckmässig der Generatorspannung proportionalen Strom überlagern. Im Ausfüh rungsbeispiel geschieht. dies dadurch, dass das eine Ende der Wicklung 15 des Stromwandlers 12 zu dem bewelichen Kontakt 26 eines in- 2n duktiven Spannungsteilers 27 geführt ist, des sen Enden an die Enden der Wicklungen 2 und 3 angeschlossen sind. Steht der bewegliche Kontakt 26 in der Mittellage, so teilt sich der Differenzstrom auf die Wicklungen 2 Lind 3 gleichmässig auf.
Wird er nach der einen oder andern Seite verschoben, so erfolgt eine un gleichmässige Aufteilung des Differenzstro mes oder mit andern Worten, es fliesst ein zusätzlicher Strom durch die Wicklungen 2 und 3, der bewirkt, dass die Leerlaufdrehzahl der Maschine eingestellt werden kann. Durch die Einstellung des Kontaktes 26 wird also die Drehzahl-Leistungskennlinie gehoben oder gesenkt. Alle die Ströme, welche den Wiek- lungen 2, 3 und 4 zugeführt werden, sind in Phase bzw. um 180 phasenverschoben, so dass, wenn das Relais in der Mittellage steht, immer nur die Wirkleistung der Maschine wirksam wird.
Da der Resonanzkreis Ohmsche Verluste besitzt, ist es zweckmässig, diese zu kompen sieren. Hierzu dient ein von der Spannung erregter Widerstand 28, dessen Strom über die Wicklung 14 des Wandlers 12 geleitet. wird und die Ohmsche Komponente des Stromes in der Wicklung 15 kompensiert. Dieser Strom des Widerstandes 28 wird ferner über die Wicklung 18 geleitet, so dass er auch im Sum menstrom die Ohmsche Komponente aufhebt.
Im Ausführungsbeispiel ist zu den Span nungsteilern noch ein Kondensator 30 parallel-, geschaltet, um zu verhindern, dass bei unglei- eher Erregung der Wicklungen 2 und 3 sieh ein zusätzlicher Kreisstrom über diese Wicklun gen ausbilden kann.
Im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist ein Parallelr esonanzkreis vorgesehen. An Stelle des Parallelresonanzkreises kann man auch einen Reihenresonanzkreis verwenden. Es tre ten dann an Stelle der Ströme die entspre chenden Spannungen an der Kapazität und Induktivität.
Es ist nicht erforderlich, dass Kondensator 11 und Drosselspule 10 im Ausführungsbei spiel der Fig.5 an die gleichen Punkte der Sekundärwicklung des Transformators 9 an geschlossen sind; man kann sie auch an ver- sehiedene Punkte anschliessen, so dass ihre Spannungen ungleich gross sind.
Um bei einem Drehstromgenerator die ge samte Wirkleistung des Generators auch bei ungleichmässiger Belastung der einzelnen Pha sen<I>R,</I> S, <I>T</I> in der gewünschten Weise zu be rücksichtigen, kann man zwei derartige Geräte miteinander kuppeln und sie in ähnlicher Weise erregen, wie es von der Aronschaltung her bekannt ist. Man wird also z.
B. den Re sonanzkreis des einen Gerätes von der Span nung LTar erregen und den Stromwandler, welcher den Zusatzstrom liefert, vom Strom JT. Der Resonanzkreis des andern Gerätes wird von der Spannung ZTRa erregt und der Stromwandler vom Strom Js. Die Spannun gen und Ströme können in bekannter Weise zyklisch vertauscht werden. Man erreicht da durch, dass die Wirkleistung des Generators in einwandfreier Weise die Statik des Reglers bestimmt. Wie bereits erwähnt, kann man auch statt.
des Differenzstromes einen Strom verwenden, der konstant ist und von der Spannung des Generators erzeugt wird, und zwar derartig, dass er um 90 gegenüber der Spannung ver- sehoben ist. Man kann aber auch den Sum menstrom und den Differenzstrom miteinan der vertauschen. Es wird dann lediglieh die Kurzschlusswieklung um 90 räumlich ver- sehoben.
Die Erzeugung der Statik und die Ein stellung des Leerlaufpunktes, die im vorher gehenden an Hand eines Motorrelais beschrie ben wurde, kann in entsprechender Weise an gewendet werden, wenn an Stelle des Motors ein Waagebalkenrelais oder ein Drehspulrelais Anwendung findet. Die Spulen 2 und 3 kön nen z. B. dann die Spulen des Waagebalken- relais sein oder Wandler, deren Ströme gleich gerichtet und dem Drehspulrelais zugeführt werden.
Um bei einer plötzlichen grossen Zunahme der Belastung des Generators die Kraftmittel zufuhr der Antriebsmaschine zu erhöhen, bevor die Drehzahl des Generators infolge des Belastungsstosses absinkt, ist es zweckmässig, von dem Differentialquotienten der Leistungs- zunabme einen vorübergehenden zusätzlichen Regelimpuls im Sinne einer Kraftmittelerhö- hung zu geben. Bei plötzlichen Entlastungen ist. entsprechend ein zusätzlicher Impuls zur Verringerung der Kraftmittelzufuhr zu geben.
na der Regler in einfacher Weise elektrisch beeinflusst werden kann, ist es möglich, in<B>Ab-</B> hängigkeit von dem Differentialquotienten der l.eistun ,-sänderung den Regler so zu beeinflus sen, dass er selbst diesen zusätzlichen Impuls ini richtigen Sinne ausführt. Hierzu kann man ein die Wirkleistung messendes wattmetrisches Gerät vorsehen, das nur bei plötzlichen Lei stungsänderungen anspricht und den Regler entsprechend beeinflusst.
Diese Beeinflussung kann man beispielsweise dadurch erreichen, dass man bei Ansprechen des wattmetrischen Gerätes einen Zusatzstrom über die Wicklun gen ?und 3 schickt oder dass man eine die ser Wieldunglen kurzschliesst. Ein solches wattmetrisches Gerät kann genau in der glei- ehen Weise aufgebaut sein wie das beschrie bene Motorrelais.
Es wird einerseits von der Spannung, anderseits von Strom der Maschine beeinflusst, beispielsweise in der Weise, dass die Spannung einen Strom durch die Wiek- lnngen sehiektwie der Differenzstrom im Aus führungsbeispiel und der Strom des Genera- tors einen Strom wie der Summenstrom im Ausführungsbeispiel nach Fig. 5.
Mit dem be- welliehen System ist. ein Hebel verbunden, der zwischen zwei federnden Kontaktpaaren steht, die über eine Feder mit einer Ferrarisseheibe, die durch einen Magneten gedämpft wird, in Verbindung stehen. Bei langsamer Änderung der Leistung nimmt der Hebel die Perraris- seheibe mit, bei schnellen Änderungen dagegen schliesst. der Hebel vorübergehend das eine oder das andere Kontaktpaar.
In den Fig. 6 und 7 ist eine solche Anord nung dargestellt. Mit 40 ist. der Drehstrom motor bezeichnet, dessen Ständerwzcklungen 44, 45 und 46 in Stern geschaltet sind. Über den Ohmschen Widerstand 41 und die in der Mitte angezapfte Wicklung 42 eines Wand lers wird den Ständeifi#ieklungen ein Strom zugeführt, welcher der Spannung des Gene- rators proportional und mit ihr phasengleich ist. Über die Wicklung 43 wird in der Wick lung 42 ein Strom induziert, der dem Strom des Generators proportional ist und die bei den Ständerwicklungen 45 und 46 durch fliesst.
Mit dem beweglichen System 48 ist ein Hebel 49 verbunden, der, wie aus Fig. 7 her vorgeht, zwischen den federnden Kontakt paaren 50 und 51 bzw. 5\? und 53 steht. Diese federnden Kontakte sind auf einer Welle 5.1 befestigt, die über eine Feder 55 mit der Ferrarisseheibe 56 verbunden ist, welche durch den Magneten 57 gedämpft wird.
Bei lang samen Änderungen der Leistung wird die Fer- rarisscheibe über die Kontakte mitgenommen, bei plötzlichen Änderungen dagegen wird eines der beiden Kontaktpaare geschlossen und ver ursacht den gewünschten Einfluss auf das Re gelgerät der Fig. 5. Bei Drehstromgeneratoren kann man zwei solche Messwerke miteinander kuppeln und in Aronschaltung erregen.
Hauptsächlich bei Wasserturbinen ist. es bekannt, die der Turbine zufliessende Kraft- mittelmenge nicht über ein bestimmtes Mass anwachsen zu lassen. Durch diese unter dem Namen Öffnungsbegrenzung bekannte Mass nahme wird also die abgegebene Leistung der Turbine auf einen bestimmten Wert begrenzt. Eine drartige Öffnungsbegrenzung kann auch bei dem Regler gemäss der Erfindung ange wendet. werden.
Hierzu kann man zweckmässig durch einen elektrischen Leistungsmesser die Wirkleistunc des Generators messen und bei Erreichen einer bestimmten Leistung die Wick lung 19 unmittelbar kurzschliessen. Dadurch wird der Einfluss des Summenstromes Js und des vom Stromwandler 20 herrührenden Stro mes völlig ausgeschaltet. Das bewegliche Sy stem bleibt daher in seiner Mittellage stehen.
Erfolgt der Kurzschluss über einen Wider stand, so wird der Einfluss dieser Ströme nur geschwächt, was zur Folge hat, dass sieh der Generator bei kleinen Frequenz- und Lei- stungssehwankungen nicht mehr an der Rege lung beteiligt, so dass die andern parallel arbei tenden Generatoren diese Schwankungen aus regeln. Mit einem Parallelwiderstand zur Wick- Jung 19 kann man daher die Empfindlichkeit des Reglers beliebig einstellen.
Hinzuweisen ist noch darauf, dass bei einem Kurzschluss des Generators, bei dem die Klemmenspannung zusammenbricht und die Maschine das Bestreben hat, durchzugehen, der Regler die Kraftmittelzufuhr zu Null macht, da nunmehr nur noch der vom Stromwandler 20 hervorgerufene Strom im Regler wirksam ist und diesen im Sinne der Schliessung der Kraftmittelzufuhr verstellt.
Liegt der Kurzschluss nicht ausserhalb des Generators, sondern im Generator selbst, so wird der Generator vom Netz getrennt und entregt. In diesem Falle kann der Regler nicht mehr wirken. Es ist daher zweckmässig, bei Wegfall der Generatorspannung oder vor zugsweise bei Wegfall der Erregerspannung, beispielsweise mechanisch über eine Hebel anordnung, den Steuerkolben des Servomotors in die Schliessstellung zu bringen. Statt dessen oder zusätzlich dazu kann man auch das Fal len des Leistungsschalters benützen, um den Servomotor in die Schliessstellung zii bringen.
Man kann, um den Servomotor in die Schliessstellung zu bringen, beispielsweise mit der Welle des beweglichen Systems einen Hebel verbinden und eine Spule vorsehen, die bei der Erregung ihren Anker entgegen sei nem Gewicht anzieht. Fällt die Erregung der Spule fort, so wird der Anker, der vor her auf den Hebel nicht einwirkt, losgelas sen und drückt nunmehr durch sein Gewicht auf den Hebel, welcher den Servomotor im Sinne einer Schliessung der Kr aTtmittelzufuhr verstellt. Diese Spule kann beispielsweise von der Erregerspannung des Generators erregt werden.
Man kann aber auch in seinen Stromkreis einen Hilfskontakt des Leistungs- selialters des Generators legen, der bei Öffnen des Leistungsschalters ebenfalls geöffnet wird. Diese Einfügung des Hilfskontaktes kann auch angewendet werden, wenn die Spule nicht von einer konstanten Spannung, son dern von der Erregerspannung selbst erregt wird. Diesen Hilfskontakt wird man wäh rend des Synehronisierens durch einen Kon takt überbrücken, damit. die Maschine auf die Netzfrequenz eingeregelt werden kann. Nach dem Einschalten des Leistungsschalters wird dieser Kontakt geöffnet.
Arrangement for regulating the speed of electrical generators. To regulate the speed of electric generators, centrifugal regulators are generally used, in which a centrifugal pendulum influences the supply of fuel to the drive machine of the generator via a servo motor. Instead of a centrifugal governor, electrical speed governors with a resonance circuit excited by the generator voltage have also been used and use has been made of the fact that the resistance of the inductance and the resistance of the capacitance of the resonance circuit change in different ways with the frequency.
At a certain frequency, the inductance and capacitance currents are equal, and the torques they produce on a moving system cancel each other out. If the frequency deviates from the setpoint frequency, the current predominates in the inductance or capacitance, and the controller adjusts the power supply of the machine.
The invention relates to a speed controller for electrical generators using a resonance circuit and a Renel device, on the moving system of which two different frequency-dependent torques act.
According to the invention, one torque is generated from the geometric sum, the other from the geometric difference between two quantities, one of which is equal to the geometric sum of the current of the inductivity and the current of the capacitance of one of the gener ator voltage is excited resonance circuit. The other variable can be frequency-independent. The other variable is preferably formed from the geometric difference between the two currents mentioned.
The invention creates a controller that is very sensitive, since even with a small deviation from the target frequency, a very large difference in the torques to be compared occurs. The device in which the two torques are compared with one another can be designed in different ways.
For example, according to FIG. 1, a balance arm relay 60 with the two coils 61 and 62 can be used. A current can flow through these coils in series connection, which is equal to the geometrical sum of the inductive and the capacitive current of the resonance circuit consisting of the choke coil 10 and the capacitor 11, and a current can flow through them in parallel connection which depends on the voltage and is 90 out of phase with it.
For this purpose, for example, the coils 61 and 62 can be excited in the following manner: The resonance circuit with the choke 10 and the capacitor 11 is connected to the voltage RS of the generator via a transformer 9. A current transformer is designated by 12, the winding 13 of which is tapped in the middle, on the one hand to the choke coil 10 and on the other hand to the capacitor 11.
The current drawn from the center tap of this winding 13 is equal to the geometric sum of the inductive current of the choke 10 and the capacitive current of the capacitor 17 .; it is fed to the winding 18 of the converter 17, the other end of which is connected to the transformer 9. In the weight 19 of the converter 17 and through the coils 61, 62 of the balance arm relay 60 connected in series, a current flows which is proportional to the geometric sum of the current of the choke 10 and the current of the capacitor 11.
In addition, the difference between the currents of the inductance and the capacitance arises in the secondary winding 15 of the converter 12. If, on the one hand, this winding 15 is connected to the connecting line between the two coils 61 and 62 and, on the other hand, to the telanzapfung of winding 19 of converter 17, this differential current flows in one coil of the balance beam relay in the same and in the other coil in the opposite direction Direction as the total current, so that the balance beam relay 60, depending on the deviation of the actual frequency from the target frequency, the difference current or the total current predominates,
tilts to one side or the other and triggers a control process in the sense of a compensation of the frequency deviation.
Instead of a balance arm relay, a Ferraris relay can also be used. Such a relay is shown in FIG. The two excitation coils assigned to the Ferrari disk 65 are designated by 63 and 64 and are connected in the same way as the coils 61 and 62 in FIG. 1 to the connection points A, B and C of the circuit shown in FIG.
The mode of operation here is analogous to the device according to FIG. 1, because one coil is again excited by the geometric sum and the other by the geometric difference between the quantities mentioned.
However, the geometric sum and the geometric difference can also be formed separately and fed to the coils 61 and 62 in FIG. 1 or 63, 64 in FIG. 2 after rectification. An example of such a circuit is shown in FIG. 3. Here, 15 and 19 are the secondary windings of the converters 12 and 17 in FIG. 1, in which the differential current or the total current is induced. These two currents are rectified and separated in the CT guides 66 and 67. the two coils 68 and 69 supplied. These two coils can, for example, be Spu len 63 and 64 in FIG.
If the sum of the inductive and capacitive currents is denoted by J8 and the difference between the inductive and capacitive currents as JD, then, since the tensile force is proportional to the square of the current that triggers it, the following straightening forces of the two coils are compared: The straightening force (JD -E- J8) 2 of one coil and the straightening force (JD ^ J8) 2 of the other coil.
These straightening forces can be equated to the torques with the same lever arms. Their difference results from mathematical conversion using the cos-law from (JD -I- Js) 2 = JD2 + J82 +? JD J8 eos rfl <I> (JD - </I> Js)
<I> 2 </I> = JD 2 + J82 - 2 JD J8 eos cf 'to 4 JD J8 cos where T represents the phase shift angle between J8 and JD.
This expression says that the balance beam relay (Fig. 1) or the Ferraris relay (Fig. 2) with. the watt metric size 4 JD J8 cos cp is steered to one side or the other; unless it is zero, that is, equilibrium prevails. So it is up to you to make the steering torque as large as you want by choosing the influence of the total flow Js.
The angle rp will expediently be made equal to zero. A polarized relay, for example a moving coil relay, can also be used as a control device, which has two moving coils in a constant field, one of which is based on the equidistant geometric sum, the other based on the equidistant geometric sum Difference of the named quantities is excited,
and whose torques counteract each other. For this purpose, the circuit according to FIG. 3 can again be used. In this case 68 and 69 are to be understood as the two coils of the moving coil relay.
However, it is also possible to use a relay with a single coil through which the equilibrated geometric sum flows in one direction and the equilibrated geometric difference of the stated quantities in the other direction, so that the sum and difference of the Generated torques counteract each other. For example, the circuit shown in FIG. 4 can be used for this, where 15 and 19 are again the two oscillations of the transmitters 12 and 17 according to FIG.
in which the differential or total current is induced. After the alignment in the aligning arrangements 66 and 67, a purely electrical comparison of these two quantities takes place through the opposing connection of the aligning currents.
Only the differential current flows through the coil 70 of the moving coil relay 71 located in the bridge.
Another possibility is to use two coils that generate spatially offset fields that act on a short-circuited @V ieklunb. Particularly two-way. It is important to use two phases of the three-phase stator of a three-phase motor, the rotor of which carries a short-circuited balance.
If the runner has a normal three-phase winding, only one of the phase windings is used and short-circuited, the others remain open, or two phase windings are connected in parallel and short-circuited while the third remains open. A double-T armature with a short-circuited winding can also be used as a runner.
An embodiment with a three-phase motor relay used in the water is shown in FIG.
A motor relay with the three stator windings 3 and 4 is designated by 1. The armature of the motor relay carries a short-circuited winding 5, which adjusts itself in a known manner to the resulting field of the Wicklun conditions so that it is not penetrated by this. The armature carries a moving contact 6 which works together with the two stationary contacts 7 and 8. The excitation of the windings ge happens in the following way: A parallel resonance circuit consisting of the inductor 10 and the capacitor 11 is connected to the voltage of the generator via a transformer 9.
With 12 a current transformer be characterized, whose tapped in the middle winding 13 on the one hand to the choke coil, on the other hand is connected to the capacitor. The current taken from the center tap of this Wieklung 13, which is equal to the geo metric sum of the inductive current of the choke and 'the capacitive current of the capacitor, is fed to the winding 18 of a converter 17 which is connected to the transformer 9. In the winding 18 therefore flows a current that is equal to the geometric sum of the current of the choke selspule and the current of the capacitor.
It induces a comparatively similar current in the winding 7.9 of the current transformer 7.7, the ends of which are attached to the ends of the windings 2 and 3 of the motor 1, which are connected with. the other ends are connected to each other. The windings 2 and 3 are therefore traversed by a current which corresponds to the sum of the inductive and capacitive current of the resonant circuit. The influence of the total current can be changed by selecting the number of turns of the weight 1.9 in relation to the number of turns of the winding 18.
The transmission ratio will be chosen so that even a small total current in winding 18 generates a large total current in winding 19. The current transformer 7.2 also has a winding 15 in which the geometric difference between the currents of the inductance and capacitance are effective sam.
This differential current is fed to the windings 2 and 3 in parallel via the winding 4, so that now in one winding 2 the geometrical sum of the total current and the differential current, in the other winding 3 the geometrical difference between the total current and the Differential current is effective. The mode of operation is as follows: It should first be seen from the winding 4 and it should be assumed that this only acts as a simple conductor. The fields generated by windings 2 and 3, whose axes are spatially offset by 120.
The short-circuited coil 5 is set in such a way that it is not penetrated by the resulting field that is not penetrated by the windings, that is, its coil axis is perpendicular to the resulting field. If the coil is arbitrarily deflected from this central position, a current is induced in it, which generates a return torque. generated.
This restoring torque, which is proportional to the square of the tension on coils 2 and 3 and the sine of the failure angle, represents an electrical restoring spring, so that no mechanical restoring force is required. Is. the total current zero, i.e. the frequency of the generator equal to the resonance frequency of the resonance circuit, the fields generated by the total current through the two Spu len 2 and 3 are zero in size --- @ leieli.
The resulting field of coils 2 and 3 generated solely by the differential current in this case is therefore directed from top to bottom, and the axis of the short-wound coil is perpendicular to it, ie it assumes the position shown in the drawing. If the frequency deviates from the nominal value to one side or the other, a total current flows through the windings 2 and 3, which causes the fields of the two windings to become uneven, so that the resulting field changes to one side or the other deviates from the starting position.
The movable system is thus deflected in one direction or the other from the central position, and the contact 6 comes into contact with one of the fixed contacts, whereby the power supply of the prime mover, e.g.
B. the turbine, ver adjusts and the frequency is changed so that again the resulting field is directed from top to bottom and the moving system returns to the central position. Since both the size of the total current and the size of the differential current change depending on the primary input voltage, their level only affects the strength of the deflection causing the resulting field, but not its position.
The deflection of the relay at a certain frequency is therefore independent of the level of the voltage. This has the advantage that voltage changes in the generator do not affect the regulation.
In the exemplary embodiment, a winding 4 is also provided, the axis n i of which is an angle to those of the windings 2 and 3. of 120, and which causes an increase in the resulting field of the two windings 2 and 3 if the frequency deviates from the nominal frequency.
While the resulting field generated by Wieklun-s 2 and 3 can shift by 120 in the limiting case, the range of the total field resulting from the additional field of winding 4 is limited to 60, but the absolute value is this Sum field @ 3 times larger than that of the resulting field of the coils \? and 3 alone.
As a result, the absolute value of the deflection angle is reduced to half at a certain frequency deviation, but the movable contact is held in the new position with three times the force.
In the exemplary embodiment, if there is a frequency deviation on one or the other side, the relay makes contact and adjusts it. thus the fuel supply of the prime mover of the generator. In general, however, one becomes the movable system without contact. and let it act directly on the control piston of the servomotor, which adjusts the power supply.
Since the moving system of the controller is only in the middle position at a certain frequency, the controller would result in a regulation in which the frequency or the speed is constant for every power of the machine. In order to obtain a frequency performance characteristic that has a certain static, the usual feedback could be used when using a servo motor, in which the central position of the control piston is adjusted depending on the position of the servo motor. But you can also achieve a statics in a very simple manner with a controller according to the invention, which is directly dependent on the generator power. For this purpose one can use the.
Windings 2 and 3 superimpose a current that is proportional to the generator current and compared to this by 90 ver. For this purpose, a current transformer 20 is used in the Ausführungsbei. Its secondary winding is ruled out via a choke coil 23 to the center tap of the winding 19 and also to the movable contact 25 of the inductive voltage divider 24, which ends with the ends of the 'ieklungen 2 and 3 is connected.
So that the current flowing through the choke coil is 90% less than the generator current, the current transformer is also loaded by a linear resistor 22 and a capacitor 21 which is connected to the converter via a transformer. If the movable contact 25 is in the middle position, then the current coming from the current transformer 20 does not flow via the <B> UN </B> winding 2 and 3.
If it is moved out of the middle position, it flows. a current over these oscillations, which causes the regulator's characteristic curve to droop, as this current strengthens the field of one winding and weakens the other, so that depending on the magnitude of this current, the central position of the movable contact or system is given at a different frequency.
This current of the current transformer 20 flowing through the two windings 2 and 3 causes, in connection with the current <B> JD </B>, a deflection of the moving system from the central position, which is the current from the watt component of the generator that is, it depends on the generator's active power. In order for the moving system to return to the central position, the frequency must be adjusted by the controller so that the torque caused by the generator current is compensated. The slope of the characteristic is.
the stronger, the greater the current that is sent from the current transformer 20 via the windings 2 and 3 or the greater the generator output given. As the exemplary embodiment shows, the movable contact 25 of the voltage divider can only be moved out of the central position to one side, since a falling characteristic is required, while the characteristic would be unstable when the movable contact is moved to the other side has it in hand by setting the movable contact 25 to set the slope of the characteristic curve as desired.
If the generator's active current is greater, this means that the controller comes into equilibrium at a lower frequency, so that the desired falling characteristic is achieved. becomes. This creates an electrical regulator which, like a centrifugal regulator with feedback, regulates the desired speed-performance characteristic of the machine.
In order to be able to set the idle speed, the windings 2 and 3 can be superimposed on a further inde pendent of the current of the generator, expediently proportional to the generator voltage. In the exemplary embodiment happens. This is due to the fact that one end of the winding 15 of the current transformer 12 is led to the flexible contact 26 of an inductive voltage divider 27, the ends of which are connected to the ends of the windings 2 and 3. If the movable contact 26 is in the middle position, the differential current is evenly divided between the windings 2 and 3.
If it is shifted to one side or the other, the differential current is distributed unevenly or, in other words, an additional current flows through the windings 2 and 3, which means that the idling speed of the machine can be set. By setting the contact 26, the speed-performance characteristic is raised or lowered. All the currents that are fed to the movements 2, 3 and 4 are in phase or 180 out of phase, so that when the relay is in the middle position, only the active power of the machine is effective.
Since the resonance circuit has ohmic losses, it is advisable to compensate for them. A resistor 28 excited by the voltage is used for this purpose, the current of which is passed through the winding 14 of the converter 12. and the ohmic component of the current in the winding 15 is compensated. This current of the resistor 28 is also passed through the winding 18 so that it cancels out the ohmic component in the sum flow.
In the exemplary embodiment, a capacitor 30 is also connected in parallel with the voltage dividers, in order to prevent an additional circulating current from being able to develop through these windings if the windings 2 and 3 are unevenly excited.
In the embodiment of FIG. 5, a parallel resonance circuit is provided. Instead of the parallel resonance circuit, a series resonance circuit can also be used. Instead of the currents, the corresponding voltages at the capacitance and inductance occur.
It is not necessary that the capacitor 11 and inductor 10 in the Ausführungsbei game of Figure 5 are closed at the same points of the secondary winding of the transformer 9; they can also be connected to different points so that their tensions are unequal.
In order to take into account the total active power of the generator in a three-phase generator even with uneven loading of the individual phases <I> R, </I> S, <I> T </I>, you can use two such devices couple with each other and excite them in a similar way as it is known from the Aron circuit. So you will z.
B. excite the Re sonance circuit of a device from the voltage LTar and the current transformer, which supplies the additional current, from the current JT. The resonance circuit of the other device is excited by the voltage ZTRa and the current transformer by the current Js. The voltages and currents can be interchanged cyclically in a known manner. This ensures that the active power of the generator perfectly determines the statics of the controller. As mentioned earlier, you can also take place.
of the differential current, use a current that is constant and is generated by the voltage of the generator in such a way that it is offset by 90 relative to the voltage. But you can also swap the total current and the differential current with one another. Then only the short-circuit oscillation is spatially offset by 90.
The generation of the static and the setting of the idle point, which was previously described using a motor relay, can be used in a corresponding manner if a balance beam relay or a moving coil relay is used instead of the motor. The coils 2 and 3 can nen z. B. then be the coils of the balance beam relay or converters whose currents are directed in the same way and fed to the moving coil relay.
In order to increase the power supply to the drive machine in the event of a sudden large increase in the load on the generator before the speed of the generator drops as a result of the load surge, it is advisable to add a temporary additional control pulse from the differential quotient of the power increase in the sense of an increase in power give. When there is sudden relief. accordingly to give an additional impulse to reduce the fuel supply.
Since the controller can be influenced electrically in a simple manner, it is possible, depending on the differential quotient of the change, to influence the controller in such a way that it itself generates this additional pulse right sense. For this purpose, a wattmetric device that measures the real power can be provided, which only responds to sudden changes in power and influences the controller accordingly.
This influence can be achieved, for example, by sending an additional current through the windings and 3 when the wattmetric device responds, or by short-circuiting one of these windings. Such a wattmetric device can be constructed in exactly the same way as the motor relay described.
It is influenced on the one hand by the voltage and on the other hand by the current of the machine, for example in such a way that the voltage sees a current through the fluctuations like the differential current in the exemplary embodiment and the current of the generator shows a current like the total current in the exemplary embodiment Fig. 5.
With the well-known system is. a lever is connected, which stands between two resilient pairs of contacts, which are connected via a spring to a Ferrari disk, which is damped by a magnet. If the output changes slowly, the lever takes the Perraris disc with it, but closes if the change occurs quickly. the lever temporarily one or the other contact pair.
6 and 7, such an arrangement is shown. At 40 is. the three-phase motor, whose stator windings 44, 45 and 46 are connected in star. Via the ohmic resistor 41 and the winding 42 of a transducer tapped in the middle, a current is fed to the status signals which is proportional to the voltage of the generator and in phase with it. A current is induced in the winding 42 via the winding 43, which is proportional to the current of the generator and which flows through the stator windings 45 and 46.
A lever 49 is connected to the movable system 48, which, as shown in FIG. 7, pairs between the resilient contacts 50 and 51 or 5 \? and 53 stands. These resilient contacts are attached to a shaft 5.1, which is connected to the Ferrari disk 56 via a spring 55, which is damped by the magnet 57.
If the output changes slowly, the ferrari disk is taken along by the contacts, if there are sudden changes, however, one of the two contact pairs is closed and causes the desired influence on the control device of Fig. 5. With three-phase generators, two such measuring mechanisms can be coupled together and excite in Aron circuit.
Mainly in water turbines is. it is known not to allow the amount of fuel flowing into the turbine to grow beyond a certain level. This measure, known as the opening restriction, limits the output of the turbine to a certain value. Such an opening restriction can also be applied to the regulator according to the invention. will.
For this purpose, the active power of the generator can expediently be measured using an electrical power meter and, when a certain power is reached, the winding 19 can be short-circuited immediately. As a result, the influence of the total current Js and the current originating from the current transformer 20 is completely switched off. The moving system therefore remains in its central position.
If the short-circuit occurs via a resistor, the influence of these currents is only weakened, with the result that the generator is no longer involved in the regulation in the event of small frequency and power fluctuations, so that the other generators working in parallel regulate these fluctuations. With a parallel resistor to the Wick-Jung 19 you can adjust the sensitivity of the controller as desired.
It should also be pointed out that in the event of a short circuit of the generator, in which the terminal voltage collapses and the machine tries to run through, the controller turns the power supply to zero, since now only the current produced by the current transformer 20 is effective in the controller and this adjusted in the sense of closing the power supply.
If the short circuit is not outside the generator, but in the generator itself, the generator is disconnected from the network and de-excited. In this case the controller can no longer work. It is therefore expedient to move the control piston of the servomotor into the closed position when the generator voltage disappears or, preferably, when the excitation voltage disappears, for example mechanically via a lever arrangement. Instead of this, or in addition to this, you can also use the case of the circuit breaker to bring the servomotor into the closed position zii.
In order to bring the servomotor into the closed position, for example, a lever can be connected to the shaft of the movable system and a coil can be provided which attracts its armature against its weight when it is excited. If the coil is no longer excited, the armature, which previously did not act on the lever, is released and its weight now presses on the lever, which adjusts the servomotor in the sense of closing the fuel supply. This coil can be excited, for example, by the excitation voltage of the generator.
But you can also put an auxiliary contact of the power selector of the generator in your circuit, which is also opened when the power switch is opened. This insertion of the auxiliary contact can also be used when the coil is not energized by a constant voltage, but by the excitation voltage itself. This auxiliary contact will be bridged by a contact during the synchronization. the machine can be regulated to the line frequency. After switching on the circuit breaker, this contact is opened.