DE179803C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

-.Ju 179803 ~ KLASSE 21 d. GRUPPE

SIEMENS & HALSKE AKT.-GES. in BERLIN.

Stromerzeuger auf das Netz.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Juni 1902 ab.

Elektromotoren zum Antrieb von Arbeitsmaschinen mit stark schwankendem Kraftbedarf, z.B. Walzenstraßen oder deren Anlaßstromerzeugern , werden ohne besondere Regelungseinrichtungen oft zu unzulässig hoher Stromaufnahme veranlaßt, die für die Elektromotoren selbst gefährlich sein kann und auch auf das Netz einwirkt. Dadurch werden andere Stromverbraucher des Netzes

ίο störend beeinflußt, außerdem wird eine derartige Anlage unwirtschaftlich groß, da sie auf den stärksten Kraftbedarf berechnet sein muß.

Zum Belastungsausgleich des Netzes hat man sonst Pufferbatterien oder mit Schwungmassen verbundene sogenannte Speicherdynamos parallel zu den Hauptstromerzeugern geschaltet, die diese bei größerem Kraftbedarf unterstützen und bei geringerem ihre überschüssige Energie aufnehmen. Auch hat man bereits die Elektromotoren der Arbeitsmaschinen mit schwankender Belastung mit Schwungmassen verbunden, die bei Verminderung ihrer Umdrehungszahl ihre lebendige Kraft auf die Welle des Motors abgeben, die sie bei Beschleunigung des Motors aufgenommen haben.

Diese Puffereinrichtungen bedürfen einer Regelung, um in dem beabsichtigten Sinne die Stromerzeugeranlage zu unterstützen. Bei - den bisherigen Einrichtungen werden dabei aber die elektrischen Antriebsmaschinen selber nicht genügend gegen unzulässige Stromaufnähme geschützt. Gegenstand vorliegender Erfindung ist nun eine Einrichtung, die beiden¹" Aufgaben gleichzeitig zu lösen : die Rückwirkung der Belastungsschwankungen elektrisch angetriebener Arbeitsmaschinen auf das Netz und die Stromerzeugungsanlage zu verhindern ' und dabei die Antriebsmaschinen selber gegen Überlastung ihres elektrischen Teiles zu schützen. , ■ '..

Zu dem Zweck werden die in bekannter Weise mit den Motoren verbundenen Schwungmassen oder die in ihnen, an .sich vorhandenen oder eingebauten Schwungmassen so zur Mitarbeit herangezogen, daß der elektrische Teil der Motoren nie über seine Leistungsfähigkeit hinaus beansprucht wird. Der Mehrbedarf der mechanischen Arbeitsleistung der Motoren wird dann aus den ihnen parallel geschalteten Schwungmassen entnommen, die während des Arbeitsüberschusses der Anker aufgeladen sind. Da der elektrische Teil der Motoren infolgedessen stets annähernd dieselbe Arbeit zu leisten hat, nehmen die Motoren annähernd gleichen Strom auf und beanspruchen die Kraftübertragungsanlage gleichmäßig.

Eine derartige Mitwirkung, der Schwungmassen wird nach vorliegender Erfindung dadurch erreicht, daß die Stromaufnahme des Elektromotors der jeweiligen durchschnittlichen Belastung entsprechend begrenzt und er überhaupt verhindert wird, eine unzulässige Stromstärke aufzunehmen. Falls dann die ■

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Welle des Elektromotors mehr Arbeit abzugeben hat, als der Anker seiner Stromaufnahme entsprechend zu leisten vermag, wird ihre Umdrehungszahl sinken und die Schwungmassen werden den Anker unterstützen. Schwankt danach die Belastung der Motorwelle nach der anderen Seite und sinkt unter die Leistung des Motors, die er bei der höchst zulässigen Stromstärke hat, so werden

ίο die Schwungmassen den Arbeitsüberschuß des Motors aufnehmen, indem sie sich wieder beschleunigen. Dadurch wird selbsttätig bewirkt, daß auch eine Verminderung der Belastung der Motorwelle nicht entsprechendes Sinken seiner elektrischen Leistung veranlaßt. Somit schwankt die Stromaufnahme des Motors selbst bei erheblichen Unterschieden seiner Belastung nur innerhalb kleiner Grenzen. Wesentlich für die Einrichtung nach νοΓτ liegender Erfindung ist, daß die Beschränkung der Stromaufnahme in unmittelbarer Abhängigkeit von der Belastung des Motors erfolgt, und zwar in der Weise, daß die Stromaufnahme auf den der mittleren Belastung entsprechenden Wert begrenzt wird. Als einfachstes Mittel dient dazu ein in den Motorstromkreis geschaltetes Relais in derartiger Verbindung mit den Regelungseinrichtungen des Motors, daß sie von einer bestimmten Stromstärke an so lange beeinflußt werden, bis die Stromaufnahme auf den der mittleren Belastung entsprechenden Wert gesunken ist.

Selbstverständlich kann das Relais auch so eingerichtet werden, daß es außerdem auch dann wirkt, wenn dieser Wert nicht über-, sondern unterschritten wird, Dazu wird es auf konstanten. Strom bezw. konstantem Wattverbrauch eingestellt. Diese Regelung dürfte natürlich nur so lange erfolgen, bis die Schwungmassen ihre' zulässige höchste Geschwindigkeit erreicht haben.

Diese Einwirkung des Relais auf die Regelungseinrichtungen kann in bekannter Weise

geschehen, z. B. dadurch, daß es bei Überschreiten einer gewissen Stromstärke den Regulierhebel verstellt und ein weiteres Anwachsen des Stromes verhindert durch stufenweises Zuschalten von Widerständen oder elektromotorischen Kräften. Diese können in bekannter Weise auf den Hauptstromkreis oder das magnetische Feld einwirken. An Stelle eines Hauptstromrelais können ohne Änderung des Wesens der vorliegenden Erfindung auch Auslösevorrichtungen in Abhängigkeit von der Leistung des Motors verwendet werden.

Während die bekannten Hauptstromrelais an gewöhnlichen Motoren einfach die Stromaufnahme des Motors nach oben begrenzen und als Sicherung wirken, ergibt ein Relais in Verbindung mit Schwungmassen die neue Wirkung, daß bei schwankender Belastung nicht nur die Überschreitungen der durchschnittlichen Leistung des Ankers verhindert werden, sondern auch ein Sinken der Stromaufnahme unter die mittlere Stromstärke vermieden wird. Das Relais ist infolgedessen nicht nur eine gelegentlich eingreifende Sicherheitsvorrichtung, "sondern ein dauernd mitarbeitender Regler der Arbeitsverteilung zwischen dem mechanischen und elektrischen Teil der Arbeitsmaschine derart, daß die Belastungsschwankungen in der Welle der Arbeitsmaschinen keine Rückwirkung auf den elektrischen Teil der Anlage ausüben können, weder auf die Anker der Elektromoren noch auf das Netz. Dadurch wird es möglich, die Motoren und die Kraftübertragungsanlage auf den mittleren Energiebedarf der Gesamtanlage zu bemessen und die Netzspannung in vollem Umfange so gleichmäßig zu halten, daß auch andere Stromverbraucher zusammen mit stark schwankenden Arbeitsmaschinen ungestört an dasselbe Netz angeschlossen werden können.

Die Regelung der Stromaufnahme von mit Schwungmassen gekuppelten Motoren in Abhängigkeit unmittelbar von der Stromstärke oder Leistung hat vor der Regelung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit den Vorzug, daß der Motor unter allen Umständen gegen zu hohe Stromaufnahme gesichert ist. Eine Regelung in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit erfüllt nur dann den' Zweck der vorliegenden Einrichtung, die Belastung des Hauptstromnetzes durch richtige Ausnutzung der Schwungmassen gleichmäßig zu machen, wenn Spannung bezw. Periodenzahl desselben genau konstant bleiben. Anderenfalls schützt sie noch nicht einmal den Motor vor zu hoher Stromaufnahme, erfordert also noch die Anwendung von selbsttätigen Stärkstromausschaltern, die störende Betriebsunterbrechungen veranlassen können. Eine Regelung unter Berücksichtigung der Leistungsfähigkeit des elektrischen Teiles des Motors und gemäß seiner tatsächlichen Beanspruchung kann nur geschehen in Abhängigkeit von der Belastung des Motors selber, d. h. von seiner Sromstärke oder Wattleistung.

Die Vorteile einer solchen genau wirkenden Regelung kommen besonders zur Geltung in Anlagen, bei denen in regelmäßiger Folge stets dieselben Arbeitsleistungen mit denselben Pausen abwechseln. Hier kann durch entsprechend bemessene Schwungmassen im Zusammenwirken mit der beschriebenen Regelungsvorrichtung ein vollkommener Ausgleich der Belastungsschwankungen erreicht werden. Das Kraftwerk kann infolgedessen genau für die mittlere

Leistung bemessen werden, da das Relais gemäß vorliegender Erfindung in besonders einfacher Weise die genaue . Einstellung der
mittleren Stromaufnahme entsprechend der
jeweiligen durchschnittlichen Förder- oder
Walzleistung ermöglicht.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Einrichtung zur Verhütung der Rückwirkung von Belastuhgsschwankungen
   durch Schwungmassen-Elektromotoren angetriebener Arbeitsmaschinen oder Strom

   erzeuger auf das Netz, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromaufnahme des Elektromotors in Abhängigkeit von der Belastung unabhängig von der Drehzahl auf einen Höchstwert beschränkt wird, indem die Stromaufnahme auf den jeweiligen der mittleren Belastung entsprechenden Wert eingestellt wird, zu dem Zweck, bei Abweichung der Belastung von dem Mittelwerte die Schwungmassen des Elektromotors zum Ausgleich zu veranlassen.

   IiEtILiN. GEbRUfiKT IN t)ER REICHSbRUOKEAEt.