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Einrichtung zur Regelung der Lastverteilung zwischen zwei parallel
arbeitenden elektrischen Maschinen Zur Erzielung einer gewollten Lastverteilung
zwischen elektrischen Maschinen hat man bereits vorgeschlagen, solche Punkte der
Wicklungen der Maschinen, welche bei der gewollten Lastverteilung gleiches Potential
haben, durch eine Ausgleichsleitung zu verbinden und die Lastregler der Maschinen
durch einen dem bei Abweichung von der gewollten Lastverteilung in der Ausgleichsleitung
fließenden Strom proportionalen Strom derart zu beeinflussen, daß das gewollte Lastverhältnis
wiederhergestellt wird, so daß also in der Ausgleichsleitung kein Strom mehr fließt.
Nun ist es in vielen Fällen nicht möglich, solche Punkte der Maschinenwicklungen
durch Ausgleichsleitungen miteinander zu verbinden. Wenn es sich z. B. um bereits
vorhandene Maschinen handelt, ist man auf die vorhandenen Anzapfungen der Wicklungen
angewiesen, also auf Punkte, welche bei der gewollten Lastverteilung nicht gleiches
Potential haben, so daß also in der Verbindungsleitung dauernd ein Strom fließen
muß. In diesen Fällen läßt sich das bekannte Regelverfahren, bei welchem auf Stromlosigkeit
der Verbindungsleitung geregelt wird, nicht anwenden.
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Bei einer anderen bekannten Regeleinrichtung sind die Gleichstrommaschinen,
auf welche die Last in einem gewollten Verhältnis verteilt werden soll, mit Hilfserregerwicklungen
ausgerüstet, deren Erregerströme durch gittergesteuerte Elektronenröhren gesteuert
werden. Die Gitter der Röhren werden von dem in der Verbindungsleitung zwischen
zwei Punkten der Maschinenwicklungen fließenden Strom beeinflüßt, und zwar dient
zur Steuerung der Gitter der Spannungsabfall in einem in der Verbindungsleitung
geschalteten Widerstand. Diese Regeleinrichtung kann so eingestellt werden, daß
in der Verbindungsleitung dauernd ein Strom bestimmter Stärke und Richtung fließt
und kann daher in allen Fällen verwendet werden.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zur Regelung
der Lastverteilung zwischen zwei parallel arbeitenden elektrischen Maschinen, bei
welcher eine Brückenschaltung aus Widerständen mit verschiedenen Temperaturkoeffizienten
vorgesehen ist, welche von einer von der Abweichung von der gewollten Belastungsverteilung
abhängigen Spannung gespeist werden, und deren Brückenspannung zur Steuerung der
Erregungen der beiden Maschinen in entgegengesetztem Sinne dient.
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Die Benutzung einer Brückenschaltung aus Widerständen mit verschiedenen
Temperaturkoeffizienten bietet gegenüber den bei den bekannten Anordnungen vorgesehenen
Widerständen
den Vorteil, daß bei einer Änderung der die Brückenschaltung
speisenden Spannung bzw. Stromstärke eine wesentlich stärkere Änderung des in der
Brücke fließenden Stromes bzw. der Brückenspannung erreicht werden kann. Wenn z.
B. die Widerstandswerte der Brückenschaltung so gewählt sind, daß bei einer Speisespannung
von beispielsweise io Volt die Brückenspannung o Volt ist, so kann man durch entsprechende
Wahl der Temperaturkoeffizienten der Widerstände erreichen, daß bei einer Änderung
der Speisespannung um i Volt diese Änderung praktisch in voller Größe als Brückenspannung
wirksam wird. Während sich bei den bekannten Regeleinrichtungen die Steuerspannung
der Regler nur proportional der an die Widerstände angelegten Spannung ändert, wird
bei der Einrichtung nach der Erfindung eine Änderung der Steuerspannung erreicht,
welche proportional der Änderung der angelegten Spannung ist. Die Einrichtung nach
der Erfindung arbeitet daher wesentlich genauer und empfindlicher als die bekannte
Einrichtung.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
i und 2 stellen zwei Gleichstrom-Compound-Maschinen dar, die über Schalter 3 und
4 auf den gemeinsamen Belastungskreis 5 arbeiten. Die Generatoren i und 2 sind mit
Nebenschlußfeldwicklungen 6 bzw. 7, vom Hauptstrom durchflossenen Kommutierungswicklungen
8 bzw. g und Hauptschlußfeldwickltmgen io bzw. i i versehen.
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Die Leistung des Generators i wird gesteuert, indem die Erregung einer
eine Gegen-EMK liefernden Maschine 12 geregelt wird. Ihr Anker ist in Reihe mit
der Nebenschlußfeldwicklung 6 des Generators i geschaltet. Ihre Feldwicklung 14
liegt an den Klemmen des Generators i. Die Leistung des Generators a wird in ähnlicher
Weise gesteuert, indem die Erregung einer eine Gegen-EMK liefernden Maschine 13
geregelt wird. Ihre Ankerwicklung ist mit der Nebenschlußfeldwicklung 7 des Generators
:2 in Reihe geschaltet. Ihre Feldwicklung 15 liegt an den Klemmen des Generators
z.
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Damit eine vorbestimmte Lastverteilung zwischen den beiden Generatoren
i und 2 aufrechterhalten wird, steuert man die Erregungen der Gegen-EMK-Maschinen
12 und 13 mittels der Elektronenentladungsgefäße 16 bzw. 17. Die Gefäße 16 und 17
sind mit Kathoden 18 bzw. i9, Anoden 2o bzw. 21 und Steuerelektroden 22 bzw. 23
versehen. In die Anodenkreise der Gefäße 16 und 17 sind die Feldwicklungen 14 bzw.
15 der Gegen-EMK-Maschinen ia bzw. 13 geschaltet.
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Damit die Erregung der Gegen-EMK-Maschine 12 so gesteuert werden kann,
daß die Spannung des Generators i sich verringert, wenn der Generator mehr belastet
ist als vorbestimmt, und sich vergrößert, wenn der Generator i weniger belastet
ist als vorbestimmt, sind die Kathode 18 und die Steuerelektrode 22 des Gefäßes
16 so geschaltet, daß die Steuerelektrode 22 stärker positiv wird in bezug auf die
Kathode 18, wenn der Generator i einen zu großen Teil der Gesamtlast übernimmt,
so daß der Strom durch die Feldwicklung 14 der Gegen-EMK-Maschine 12 sich vergrößert,
andererseits die Steuerelektrode 22 stärker negativ wird in bezug auf die Kathode
18, wenn der Generator i einen zu kleinen Teil der Gesamtlast übernimmt, so. daß
die Erregung der Feldwicklung 14 der gegen-EMK-Maschine 12 sich verringert. In ähnlicher
Weise sind die Kathode ig und die Steuerelektrode 23 des Gefäßes 17 so geschaltet,
daß die Steuerelektrode 23 stärker positiv in bezug auf die Kathode 1g wird, wenn
der Generator :2 einen zu großen Teil der Gesamtlast übernimmt, so daß die Erregung
der Feldwicklung 15 der Gegen-EMK-Maschine 13 sich vergrößert, und die Steuerelektrode
23 stärker negativ wird in bezug auf Kathode i9, wenn der Generator :2 einen zu
kleinen Teil der Gesamtlast übernimmt, so daß die Erregung der Maschine 13 sich
verringert.
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Indem in der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiel werden die
Potentiale der Elektroden 18, 22 und 19,:23 der Gefäße 16 bzw. 17 in Abhängigkeit
von den Belastungen der beiden Generatoren i und 2 geändert, indem die positiven
Klemmen der Reihenschlußfeldwicklungen io und ii über einen Schalter 27 verbunden
werden, so daß der Spannungsabfall an jeder Kommutierungsfeldwicklung proportional
dein Ausgangsstrom des betreffenden Generators ist. Die negativen Klemmen der beiden
Feldwicklungen 8 und g sind durch zwei Kreise miteinander verbunden, von denen der
eine die in Reihe geschalteten Widerstände 28 und 2g und der andere die in Reihe
geschalteten Widerstände 30 und 31 enthält. Die Widerstände 28 und 31, die
unmittelbar an den Generatoren i bzw. 2 anliegen, bestehen aus geeignetem Material,
das einen verhältnismäßig höheren Temperaturkoeffizienten als das Material hat,
aus dem die Widerstände 29 und 3o hergestellt sind. Daher ruft eine gegebene Stromänderung
in den Widerständen eine größere prozentuale .Änderung des Spannungsabfalles an
den Widerständen 28 und 31 als an den Widerständen 29 und 30 hervor. Wenn
daher ein Strom von der negativen Klemme der Feldwicklung 8 zur negativen Klemme
der Feldwicklung 9 fließt, so wird das Potential an
einem
gegebenen Punkt 32 zwischen den Widerständen 28 und 29 in stärkerem Maße negativ
in bezug auf einen gegebenen Punkt 33 zwischen den Widerständen 30 und 31,
als der Strom sich vergrößert, und in stärkerem Maße positiv, als der Strom sich-vermindert.
Ähnliches ergibt sich, wenn Strom von der negativen Klemme der Feldwicklung 9 zur
negativen Klemme der Feldwicklung 8 fließt. Das Potential am Punkt 32 wird in bezug
auf Punkt 33 in stärkerem Maße positiv, als der Strom sich vergrößert, und in stärkerem
Maße negativ, als der Strom sich verringert. Gemäß der Erfindung wird diese Veränderung
der Potentiale der Punkte 32 und 33 als Mittel zum Steuern der Ströme durch die
Elektronenentladungsgefäße 16 .und 17 verwendet. Dies wird erreicht, indem
man die Kathode 18 des Gefäßes 16 und die Steuerelektrode 23 des Gefäßes 15
an den Punkt 33
zwischen den Widerständen 30 und 31 und die Kathode
ig des Gefäßes 17 und die Steuerelektrode 22 des Gefäßes 16 an den Punkt
32 zwischen den Widerständen 28 und 29 anschließt.
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Die Kathoden 18 und ig der Gefäße 16 bzw. 17 werden in passender Weise
geheizt, z. B. ist in der Zeichnung die Kathode 18 über die Widerstände 34 und
3 1 an die Klemmen des Generators 2 und die Kathode ig über die Widerstände
35 und 28 an die Klemmen des Generators i angeschlossen.
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Die Wirkungsweise der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung ist
folgendermaßen: Wenn jeder Generator seinen entsprechenden Teil der Gesamtlast übernimmt,
werden die Spannungsabfälle an den Feldwicklungen 8 und 9, die wie Impedanzen im
Kreis der Generator@n wirken, so sein, daß infolge der Potentialdifferenz zwischen
den negativen Klemmen der Wicklungen 8 und 9 Ströme gleicher Größe und Richtung
durch die Widerstände 28 und 29 und die Widerstände 30 und 31 fließen, die eine
Potentialdifferenz zwischen den Punkten 32 und 33 hervorrufen. Infolgedessen werden
die durch die Gefäße i6" und 17 fließenden Ströme und entsprechend die Erregungen
der Generatoren gerade solche Werte haben, daß die gewünschte Lastverteilung zwischen
den Generatoren aufrechterhalten wird.
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Wenn die Belastung des Generators i in bezug auf die Last des Generators
2 sich vergrößert, so daß der Generator i einen zu großen Teil der Gesamtlast übernimmt,
vergrößert sich der Spannungsabfall an der Feldwicklung 8 in bezug auf den Spannungsabfall
an der Feldwicklung g. Daher wird die negative Klemme der Feldwicklung 8 stärker
negativ in bezug auf die negative Klemme der Feldwicklung 9, und es fließt ein größerer
Strom von der negativen Klemme der Feldwicklung 9 zur negativen Klemme der Feldwicklung
8 als bei normaler 'Lastverteilung. Dieser größere Strom bewirkt eine stärkere prozentuale
Änderung des Spannungsabfalles an den Widerständen 28 und 31 als an den Widerständen
29 und 30, so daß der Punkt 32 zwischen den Widerständen 28 und 29 stärker positiv
wird in bezug auf den Punkt 33 zwischen den Widerständen 30 und 31. Daher
wird die Steuerelektrode 22 des Gefäßes 16 stärker positiv in bezug auf die entsprechende
Kathode 18. Infolgedessen fließt ein größerer Strom durch die Feldwicklung 1q. der
mit dem Generator i verbundenen Gegen-EMK-Maschine 12. Dieses Anwachsen des Stromes
durch die Feldwicklung 1q.. verringert die Erregung des Generators i, so daß der
Ausgangsstrom verringert wird.
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Die Potentialerhöhung des Punktes 32 in bezug auf Punkt 33 läßt auch
die Steuerelektrode 23 des Gefäßes 17 stärker negativ werden in bezug auf die entsprechende
Kathode 19, so daß der durch die Feldwicklung 15 der Gegen-EMK-Maschine
13 fließende Strom sich verringert. -Diese Verringerung der Erregung der
Gegen-EMK-Maschine 13 - ergibt eine Vergrößerung der Erregung des Generators 2,
so daß sein Ausgangsstrom sich vergrößert. Auf diese Weise werden die Erregungen
beider Generatoren gleichzeitig in entgegengesetztem Sinne verändert, so daß die
gewünschte Lastverteilung zwischen ihnen wiederhergestellt wird.
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Wenn die Belastung des Generators a in bezug auf die Belastung des
Genrators i anwächst, so daß der Generator :2 einen zu großen Teil der Gesamtlast
übernimmt, so wächst der Spannungsabfall an der Feldwicklung g in bezug auf den
Spannungsabfall an der Feldwicklung B. Daher wird die negative Klemme der Feldwicklung
9 stärker negativ in bezug auf die negative Klemme der Feldwicklung 8, und daher
wird der Punkt 32 weniger positiv in bezug auf Punkt 33. Diese Änderung der Potentiale
der Punkte 32 und 33 bewirkt, daß das Gefäß 16 die Erregung der Feldwicklung 1q.
der Gegen-EMK-Maschine 12 verringert und das Gefäß 17 die Erregung der Feldwicklung
15 der Gegen-EMK-Maschine 13 vergrößert. Daher vergrößert sich der Ausgangsstrom
der Maschine 2, und der Ausgangsstrom der Maschine i verringert sich, und die gewünschte
Lastverteilung zwischen den beiden Generatoren wird somit wiederhergestellt.
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Verwendet man eine Kombination von Widerständen, die verschiedene
Temperaturkoeffizienten haben, so ist es möglich, eine empfindliche Arbeitsweise
der Elektronenentladungsgefäße zu erreichen, da eine gegebene
Änderung
der Potentialdifferenz zwischen den negativen Klemmen der Wicklungen 8 und 9 eine
größere prozentuale Änderung der Potentiale der Punkte 32 und 33 hervorruft.