DE571580C - Mit einem hydraulischen Kraftverstaerker, insbesondere Strahlrohr, ausgeruestete Regelvorrichtung fuer Kraftmaschinen - Google Patents

Description

• Mit einem hydraulischen Kraftverstärker, insbesondere Strahlrohr; ausgerüstete Regelvorrichtung für Kraftmaschinen Es ist bekannt, Kraftmaschinen durch hydraulische Kraftverstärker in der Weise zu regeln, daß eine Geberdynamo, die mit der zu regelnden Kraftmaschine gekuppelt ist und deren Spannung annähernd proportional der Umdrehungszahl sich ändert, ein Solenoid erregt, welches den hydraulischen Kraftverstärker verstellt.
• Zur Steigerung der Empfindlichkeit von Reglern hat man in Verbindung mit anderen Steuerungen, beispielsweise bei Beleuchtungsanlagen, deren Generatoren @ in Abhängigkeit von der Spannung geregelt werden sollen, vorgeschlagen, außer der veränderlichen Größe auch noch eine konstante Größe auf den Regler einwirken zu lassen, und zwar derart, daß die beiden Größen gegeneinanderarbeiten. In der Anwendung auf den vorliegenden Fall der Kraftmaschinenregelung durch hydraulische Kraftverstärker gelangt man dadurch zu einer Regelanordnung, welche in Fig. r schematisch dargestellt ist. Es bezeichnet z die zu regelnde Kraftmaschine, z. B. die Dampfturbine, io die Spannungsspule des Reglers. Mit der Kraftmaschine i sind zwei Geberdynamos gekuppelt, von denen die Maschine 2 eine Spannung proportional der Drehzahl liefert, während die Maschine 3 eine Konstantspannungsmaschine ist. Derartige Konstantspannungsmaschinen sind bekannt. Die Schaltung ist so getroffen, daß die elektrdmotorischen Kräfte beider Maschinen entgegengesetzt gerichtet sind und'sich demnach zum Teil aufheben. In der Spannungsspule des Reglers wird deshalb nur die Cifferenzspannung.beider Maschinen wirksam.
• In dem Diagramm der Fig. a ist der Verlauf der Spannungen graphisch dargestellt, wobei.diP Spannungen über der Drehzahl aufgetragen sind: Die. Kurve K zeigt die Abhängigkeit der Klemmenspannung der Konstantspannungsdynamo von der Drehzahl, die Kurve D gibt die Werte der Spannung für die Geberdynamo, deren elektromotorische Kraft sich proportional mit der Drehzahl ändert. Die Kurve R zeigt die resultierende Spannung, welche am Solenoid des Reglers zur Wirkung kommt. Daß sich bei dieser Anordnung eine erhebliche Steigerung der Empfindlichkeit erzielen läßt, geht aus der nachstehenden Überlegung hervor: Würde man an der Reglerspule nur die Spannung Ei wirken lassen, so erhält man für die Regelempfindlichkeit bzw. für die Ansprechgenauigkeit den Wert GI als Quotient von wenn mit dl die Spannungsänderung der Maschine bezeichnet wird, welche bei einer Drehzahländerung von n, auf n1 eintritt. In gleicher Weise erhält man die Regelempfindlichkeit bei gegeneinandergeschalteten Maschinen zu G,=: Durch das Gegeneinanderschalten der beiden Maschinen läßt sich also eine Steigerung der Regelempfindlichkeit erzielen, welche sich aus ergibt. Dabei wird allerdings vorausgesetzt, daß die Größen d, und d2 praktisch gleich sind, dies dürfte jedoch in allen Fällen zulässig sein. Wenn man beispielsweise annimmt, daß die Konstantspannungsdynamo eine elektromotorische Kraft v an Zoo Volt erzeugt, während die zweite Maschine bei der Nenndrehzahl eine Klemmenspannung von 5o6 Volt abgibt, so erhält man - 2,5fache Regelempfindlichkeit. Durch die Gegeneinanderschaltung von zwei Maschinen läßt sich, wie vorstehend ersichtlich, die Empfindlichkeit so stark vergrößern, daß bereits bei einer Drehzahlabweichung von o,2 °% der Regelvorgang eingeleitet wird.
• Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der vorstehend geschilderten Regeleinrichtung, derart, daß eine noch höhere Empfindlichkeit erzielt wird. Erfindungsgemäß wird als Geberdynamo eine Synchronmaschine verwendet, welche die mit der Drehzahl veränderliche Spannung liefert. Zur Erzeugung der konstanten- Gegenspannung dient ein Transformator, dessen Sekundärwicklung zwischen die Klemmen der Synchronmaschine und die Spannungsspule des Reglers geschaltet ist und der mit hoher Eisensättigung arbeitet. Die Gleichstromerregung des Synchrongenerators wird von einer besonderen Hilfsdynamo abgenommen, die mit dem Synchrongenerator gekuppelt ist. Die Synchronmaschine erhält dadurch ein Erregerfeld, welches sich proportional mit der Drehzahl ändert: Die von der Synchronmaschine gelieferte Spannung ändert sich daher quadratisch mit der Drehzahl. Gegenüber Regelanordnungen, bei denen Tourendynamos mit geradlinigem Spannungsverlauf verwendet werden, erzielt man dadurch eine erhebliche Steigerung der Empfindlichkeit. Der zur Erzeugung der konstanten Gegenerregung verwendete Transformator mit hoher Eisensättigung hat gegenüber anderen Anordnungen den Vorteil der Einfachheit und Billigkeit.
• In der Zeichnung ist in Fig. 3 ein-Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit der zu regelnden Kraftmaschine i ist die Synchronmaschine q. gekuppelt, an deren Schleif-. ringe eine Gleichstromerregermaschine 5 angeschlossen ist. Zwischen die Generatorklemmen und die Spannungsspule io des Reglers ist die Sekundärwicklung 7 des Transformators geschaltet. Der Transformator ist mit hoher Eisensättigung auszuführen. Er wird primärseitig, 8, in Stern geschaltet und an die Maschinenklemmen gelegt, während die offene Sekundärwicklung zwischen den Generator und dem Magnetsystem io des Reglers liegt.
• Gegenüber der in Fig. i dargestellten Schaltung, bei der die konstante Gegenspannung durch eine zweite Tourendynamo geliefert wird, ist insofern ein gewisser Unterschied vorhanden, als mit wechselnder Spannung des Wechselstromnetzes auch der induktive Widerständ der Erregerspule geändert wird. Diese Änderung der Impedanz des Regelkreises in Abhängigkeit von der Wellendrehzahl läßt sich jedoch mit einfachen Mitteln vermeiden, und zwar kann man nie Induktivitäten durch parallel geschaltete Kondensatoren aufheben oder die Spannüngsspule unter Zwischenschaltung eines kleinen Kupferoxydgleichrichters an die Maschinenklemmen legen.
• Die Spannungsverhältnisse bei der in Fig.3 dargestellten Anordnung sind in Fig. q. angegeben. Die Klemmenspannung an der Synchronmaschine zeigt die Kurve S, die Zusatzspannung, welche auf der Sekundärseite des Zusatztransförmators auftritt, zeigt die Kurve Z, die resultierende Spannungskurve. ist wiederum mit R bezeichnet. Die Steigerung der Regelempfindlichkeit läßt sich bei dieser Schaltung in ähnlicher Weise ableiten wie bei der Gegeneinanderschaltung zweier Gleichstrommaschinen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: -Mit einem hydraulischen Kraftverstärker, insbesondere Strahlrohr, ausgerüstete Regelvorrichtung für Kraftmaschinen, bei der die Verstellimpulse für den Kraftverstärker von einer Geberdynamo abgeleitet werden, die mit der zu regelnden Kraftmaschine gekuppelt ist undbei-der dei sich mit der Drehzahl der zu regelnden Maschine proportional ändernden Spannung eine zweite, über den Drehzahlbereich unveränderliche Spannung gegengeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Geberdynamo eine Synchronmaschine (q.) dient, -deren Erregerspannung der Drehzahl proportional ist, und daß zwischen die Klemmen der Synchronmaschine und die Spannungsspule (io) des Reglers die Sekundärwicklung (7) eines Transformators (7, 8) zwischengeschaltet ist (Fig. 3).