DE660938C

DE660938C - Device for the automatic regulation of company sizes

Info

Publication number: DE660938C
Application number: DEA55952D
Authority: DE
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1928-11-20
Filing date: 1928-11-20
Publication date: 1938-06-07

Description

Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Betriebsgrößen Zur selbsttätigen Verteilung der von einem Kraftwerk oder einer Kraftwerksgruppe zu erzeugenden oder aufzunehmendenGesamtlast nach einem vorgezeichneten, von letzterer unabhängigen Verteilungsschlüssel oder Fahrplan ist ein Verfahren bekanntgeworden, nach welchem die Lästverteilung auf mehrere Werkbestandsteile oder Werke selbsttätig vorgenommen wird.Device for the automatic control of operating parameters For automatic Distribution of those to be generated by a power plant or a power plant group or total load to be absorbed according to a predetermined, independent of the latter Distribution key or timetable, a method has become known according to which the nuisance distribution to several parts of the work or works is carried out automatically will.

Die Erfindung bezieht sich nun auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung von Betriebsgrößen entsprechend einem vorgeschriebenen, sich periodisch wiederholenden Diagramm und besteht darin, daß das aus leitendem Material körperlich dargestellte Diagramm zur Ein- oder Ausschaltung von Widerständen in einem Stromkreis benutzt und dadurch unmittelbar jeweils eine dem Ordinatenwert des Diagramms verhältnisgleiche elektrische Größe gebildet wird, durch die die Regelorgane der zu steuernden Betriebseinheiten oder -gruppen beeinflußt werden.The invention now relates to a device for automatic Regulation of operating parameters according to a prescribed, periodic repetitive diagram and consists in that that is made of conductive material physically Diagram shown for switching resistors on or off in a circuit is used and thus directly a ratio of the ordinate value of the diagram electrical variable is formed through which the control organs of the operating units to be controlled or groups are influenced.

In der. Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Aufgabe besteht z. B. hier darin, eine Anzahl gleichartigerBetriebsgrößennäch einembestimmten, in-Diagrammform_ aufgetragenen Fahrplan zu steuern. Hierzu werden ein Diagrammwandler w und ein oder mehrere Steuerrelais s benötigt. Es kann nun entweder erreicht werden, daß von den zu steuernden Betriebseinheiten oder Betriebsgruppen jede gemäß dem Diagramm um den gleichen Bruchteil der Gesamtlast geändert wird oder daß die Belastungswerte der verschiedenen Gruppen in einem bestimmten konstanten Verhältnis zueinander geändert werden, z. B. bei drei Maschinengruppen im Verhältnis z ::2 ::2,5-Dann ist für-jede Betriebsgruppe ein besonderes Steuerrelais s erforderlich, das einerseits vom Diagrammwandler w, andererseits von der zu steuernden Maschine d gespeist bzw. erregt wird. Sämtliche Steuerrelais s können an einen gemeinsamen Diagrammwandler w angeschlossen werden. Zur Einstellung des gewünschten Verhältnisses zwischen den einzelnen Betriebsgruppen kann man beispielsweise vor jedes Steuerrelais einen veränderlichen Widerstand j schälten. Durch Änderung dieses Widerstandes wird das vorn Strom des Diagrainmwandlers w erzeugte Drehmoment des betreffenden Steuerrelais so abgestimmt, daß das für die Betriebsgruppen gewünschte Belastungsverhältnis eintritt.In the. An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. The task consists e.g. B. here, a number of similar operating variables next to control a specific timetable plotted in diagram form. To do this will be a diagram converter w and one or more control relays s are required. It can now that can be achieved either by the operating units or operating groups to be controlled each is changed according to the diagram by the same fraction of the total load or that the stress levels of the various groups in a certain constant Relationship to each other can be changed, z. B. with three machine groups in proportion z :: 2 :: 2,5-Then a special control relay s is required for each operating group, on the one hand from the diagram converter w, on the other hand from the machine to be controlled d is fed or excited. All control relays can be connected to a common Diagram converter w can be connected. To set the desired ratio between the individual operating groups you can, for example, in front of each control relay peel a variable resistor j. By changing this resistance, the torque of the relevant control relay generated by the current of the Diagrainmwandlers w coordinated in such a way that the load ratio required for the operating groups occurs.

In der Zeichnung ist der Übersichtlichkeit halber von den verschiedenen Betriebsgruppen nur eine dargestellt, nämlich der von der Turbine b getriebene Drehstromgenerator d. For the sake of clarity, only one of the various operating groups is shown in the drawing, namely the three-phase generator d driven by the turbine b.

per Diagrammwandler w besteht aus einer metallischen Trommel a, die in der Abwicklung schraffiert eingezeichnet ist und durch ein Uhrwerk angetrieben wird, und zwar so, daß beispielsweise einer Umdrehung der Trommel eine zu steuernde Zeitperiode entspricht. Auf der Trommel a wird das einzuhaltende Diagramm, der Fahrplan, aus isolierendem Material ausgeschnitten, befestigt. Hierbei sind als Abszisse die Zeit und als Ordinaten (parallel zur Zylinderachse) die zu steuernden Belastungswerte gewählt. Über eine Mantellinie des Trommelzylinders schleifen die Metallbürsten c, die in größerer Anzahl und in gleichen Abständen angeordnet sind. Zwischen den einzelnen Metallbürsten befinden sich gleich große Widerstände e. Von dem einen Pol der Stromquelle f geht der Strom zu der Trommel ä, von da aus über die dem Nullpunkt am nächsten liegende Bürste, von da durch die Widerstandsgruppe lt und dann durch einen justierwiderstand k zurück zum anderen Pol .der Stromquelle f. Die Anzahl der eingeschalteten Widerstände h ist abhängig von der Höhe der isolierenden Diagrammschicht, die gerade unter den Bürsten liegt, sie ändert sich also entsprechend dem Vorschub des Zylinders durch-das Uhrwerk. Ein einerseits am leitenden Stoff der Trommel und andererseits am Ende Z der Widerstandsreihe angeschlossenes Voltmeter würde den Spannungsabfall an den in den Stromkreis eingeschalteten Widerstandselementen anzeigen. Auf diese Weise kann zu jedem vorgeschriebenen Zeitpunkt eine der Diagrammordinate entsprechende elektrische Größe hergestellt werden.per diagram converter w consists of a metallic drum a, which is shown hatched in the settlement and driven by a clockwork is, in such a way that, for example, one revolution of the drum to be controlled Time period. On the drum a is the one to be observed Diagram, the timetable, cut out of insulating material, attached. Here are the time as abscissa and the ordinate (parallel to the cylinder axis) to be controlled Load values selected. The grind over a surface line of the drum cylinder Metal brushes c, which are arranged in a larger number and at equal intervals. There are equal resistances e between the individual metal brushes. from one pole of the current source f the current goes to the drum ä, from there over the brush closest to the zero point, from there through the resistor group lt and then through an adjustment resistor k back to the other pole of the power source f. The number of switched on resistors h depends on the height of the insulating Diagram layer that is just below the brushes, so it changes accordingly the advance of the cylinder through the clockwork. On the one hand, on the conductive material the drum and on the other hand at the end Z of the resistor series connected voltmeter would reduce the voltage drop across the resistor elements connected to the circuit Show. In this way, one of the diagram ordinates can be used at any prescribed point in time corresponding electrical size can be produced.

Dies geschieht in dem Steuerrelais s. Das Steuerrelais besteht in bekannter Weise aus einem Teil, der die dem Diagrammwert entsprechende elektrische Größe aufnimmt; ferner aus einem Apparat, der an die -zu steuernde Betriebsgröße angeschlossen ist und diese mißt, und aus einem Betätigungsorgan zur Beeinflussung der Betriebsgröße. Zur Ausführung eines vorgeschriebenen Fahrplans für die von einem Generator d abzugebende Leistung kann beispielsweise das Steuerrelais folgendermaßen ausgeführt sein: Bei Verwendung von Gleichstrom für- den Diagrammwandler arbeitet die der Diagrammordinate entsprechende Spannung wie bei einem Voltmeter auf eine Drehspule na. Auf der Achse dieser Drehspule m ist noch eine zweite Spule p angeordnet, die von- einem Teil des Steuerstromes für den Drehzahlverstellmotor t der Antriebsmaschine b durchflossen ist und als Rückführung dient. Auf der - gleichen Welle wie die Drehspulen m und p sitzt ferner das die Betriebsgröße messende Instrument, hier ein Wattmeter n, und schließlich sitzt auf dieser Welle das bewegliche Schaltorgan o für den Drehzahlverstellmotor t, das vierKontakte besitzt und an die Hilfsstromquelle u angeschlossen ist: Je zwei beweglichen Kontakten gegenüber befinden sich feststehende Kontaktpaare q und r: Im Ruhezustand sind sämtliche Kontakte offen; bei einer Drehung nach der einen Seite wird das eine, bei einer Drehung nach der anderen Seite das andere Kontaktpaar geschlossen, wodurch der Strom für den Anker des Drehzahlverstellmotors t kommutiert wird.This is done in the control relay s. The control relay consists in a known manner of a part that receives the electrical variable corresponding to the diagram value; Furthermore, from an apparatus which is connected to the operating variable to be controlled and measures it, and an actuator for influencing the operating variable. To execute a prescribed schedule for the power to be delivered by a generator d, the control relay can be designed as follows: When using direct current for the diagram converter, the voltage corresponding to the diagram ordinate works like a voltmeter on a rotating coil na. On the axis of this rotating coil m a second coil p is also arranged, through which part of the control current for the speed adjustment motor t of the drive machine b flows and serves as a return. On the same shaft as the moving coils m and p there is also the instrument measuring the operating variable, here a wattmeter n, and finally on this shaft there is the movable switching element o for the variable speed motor t, which has four contacts and is connected to the auxiliary power source u: There are fixed pairs of contacts q and r opposite to each of two movable contacts: in the idle state, all contacts are open; when rotating to one side, one contact pair is closed, when rotating to the other side, the other pair of contacts is closed, whereby the current for the armature of the speed adjustment motor t is commutated.

Die Wirkungsweise der ganzen Einrichtung ist folgende: Stimmt die Belastung der angeschlossenen Maschinengruppe d finit der durch das Diagramm vorgeschriebenen Größe überein, so befindet .sich das Steuerrelais s in Ruhe, und die Kontakte q, r sind offen, da das Drehmoment des Voltmeters m gleich groß, jedoch entgegengesetzt denn Drehmoment des Wattmeters ia ist. Wird infolge Vorschubs des Diagramms a ein neuer Betriebswert eingestellt, so ändert sich die dem Voltmeter m zugeführte Spannung und damit stein Drehmoment, so ,daß eines der Kontaktpaare zum Stromschluß kommt und den Drehzahlverstellmotor t der Turbine b zum Lauf bringt. Die im Drehsystem eingebaute Rückführungsspule p verzögert das übersteuern- des Drehzahlverstellmotors. Hat der Generator d die neue, von dem Diagramm verlangte Leistungsgröße erreicht, so treten die Drehmomente des Voltmeters m und des Wattmeters x wieder ins Gleichgewicht, und das Steuerrelais. kehrt in die Ruhelage zurück. Ändert sich: aus irgendeinem Grunde die wirkliche Leistungsgröße der Anlage, so bringt das Wattmeter -a die Welle des Steuerrelais in Drehung und damit von neuem den Drehzahlverstellmotor t in Lauf, bis wieder die durch das Voltmeter m bzw: durch das Diagramm a vorgeschriebene Leistung erreicht ist.The operation of the whole device is as follows: If the load on the connected machine group d finitely corresponds to the size prescribed by the diagram, the control relay s is at rest and the contacts q, r are open, since the torque of the voltmeter m is the same large, but opposite to the torque of the wattmeter is ia. If a new operating value is set as a result of the advance in diagram a, the voltage fed to the voltmeter m, and thus the torque, changes so that one of the contact pairs shorts the current and causes the speed adjustment motor t of turbine b to run. The feedback coil p built into the rotating system decelerates the overriding speed adjustment motor. If the generator d has reached the new power level required by the diagram, the torques of the voltmeter m and the wattmeter x come into equilibrium again, and so do the control relay. returns to the rest position. If: for whatever reason the actual output of the system changes, the wattmeter -a turns the shaft of the control relay and thus starts the speed adjustment motor t again until the output prescribed by the voltmeter m or diagram a is reached again is.

Durch die Widerstände j wird eine proportionale Verteilung der 'jeweiligen Gesamtlast auf die einzelnen Betriebseinheiten oder -gruppen gewährleistet.Through the resistors j a proportional distribution of the 'respective Total load on the individual operating units or groups guaranteed.

Sollen mehrere voneinander verschiedene Betriebsgrößen nach einem bestimmten Fahrplan gesteuert werden, und zwar beispielsweise so, daß zwischen den einzelnen Betriebsgrößen eine zeitliche Verschiebung vorhanden ist,-so kann dies unter Verwendung des gleichen Diagrammwandlers dadurch erreicht werden, daß auf der Trommel ä des Diagrammwandlers mehrere Bürstenreihen c entsprechend der- Anzahl der verschiedenen zu steuernden Betriebsgrößen angeordnet werden, wobei-die Berührungslinien der Bürstenreihen auf der Trommel entsprechend dem gewünschten Zeitabstand zueinander verschoben sind.Should several different company sizes be after one specific timetable can be controlled, for example so that between the If there is a time shift in individual operating parameters, then this can be done can be achieved using the same chart converter in that on the drum ä of the diagram converter several rows of brushes c corresponding to the number of the various operating parameters to be controlled, whereby the lines of contact the rows of brushes on the drum according to the desired time interval from one another are shifted.

Selbstverständlich lassen sich an Stelle der Wirklasten auch andere Größen, wie Scheinleistung, Blindleistung, Stromaufnahme oder -abgabe 'usw., mit der angegebenen Einrichtung steuern. Der trommelförmige Diagrammwandler des Ausführungsbeispiels kann durch eine andere Bauart, z. B. eine scheibenförmige ersetzt werden; für mehrere voneinander verschiedene Größen können mehrere solcher Apparate bzw. Diagrammwandler eingebaut werden. Auch das Steuerrelais kann anders gebaut und z. B. durch einen Regler ersetzt werden, wobei der Regler, der von einem gleichartigen Drehsystem angetrieben werden kann wie das Steuerrelais, einen Widerstand im Stromkreis des Drehzahlverstellmotors oder eines anderen kräftigen Hilfsorgans , verändern kann. Ebenso ist die Verwendung eines Drehzahlverstellmotors nur ein Ausführungsbeispiel; das Steuerrelais oder Regelorgan kann auf andere Größen der Primärmaschine, z. B. auf den Treibmittelzufluß, oder auf im Generator erzeugte elektrische Größen, durch Beeinflussung seiner Erregung oder seiner Phasenlage, oder auf Zusatzmaschinen, Induktionsregler, Stufentransformatoren, Drosselspulen, Kondensatoren usw. unmittelbar oder mittelbar einwirken.Of course, other loads can also be used instead of the real loads Variables such as apparent power, reactive power, current consumption or output 'etc., with the specified facility. The drum-shaped diagram converter of the embodiment can through another type, e.g. B. replaced a disc-shaped one will; several such apparatuses can be used for several different sizes or diagram converter can be installed. The control relay can also be built differently and Z. B. be replaced by a controller, the controller being replaced by a similar Rotary system can be driven like the control relay, a resistor in the circuit of the variable speed motor or another powerful auxiliary body can. Likewise, the use of a speed adjustment motor is only one embodiment; the control relay or regulating element can be switched to other sizes of the primary machine, e.g. B. on the propellant flow, or on electrical quantities generated in the generator Influencing its excitation or its phase position, or on additional machines, Induction regulators, step transformers, inductors, capacitors, etc. directly or act indirectly.

Selbstverständlich ist es möglich, die Diagramme auszuwechseln und jeweils nach Bedarf und den Erfordernissen, z. B. entsprechend der Jahreszeit oder der Wasserführung der speisenden Wasserkraft, zu ändern. Die zu regelnden Betriebsmaschinen oder -gruppen brauchen nicht am gleichen Ort zu stehen, sondern können in verschiedenen miteinander arbeitenden Werken untergebracht sein.Of course it is possible to change the diagrams and in each case according to needs and requirements, e.g. B. according to the season or the water flow of the feeding hydropower. The operating machines to be controlled or groups do not need to be in the same place, but can be in different ones works that work together.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for the automatic regulation of operating parameters according to a prescribed, periodically repeating diagram, thereby characterized in that the diagram physically represented by conductive material used to switch resistors on or off in a circuit and thereby directly in each case an electrical equivalent to the ordinate value of the diagram Size is formed by which the regulating organs of the operating units to be controlled or groups are influenced.

2. Device according to claim r for automatic Regulation of the same operating parameters of several different operating units, thereby characterized in that the conversion of the values given by the diagram is proportional takes place in several electrical quantities corresponding to the number of operating units and the choice of the relationship in which the electrical quantities are to one another, is arbitrarily adjustable.

3. Device according to claim 2, characterized in that the adjustment of the distribution ratio to the various operating units is carried out by adjusting resistors (j ) assigned to the control elements. 4 ..

Facility according to claim i for the automatic regulation of different but related Operating parameters according to a prescribed, periodically repeating diagram, characterized by a constant, adjustable according to the operating requirements Shift of the contact rows of the diagram converter corresponding to the individual operating variables.

Device according to claim i, characterized in that the one taken from the diagram The setpoint and the actual value of the operating variable act on a common control element, which changes the operating variable if the actual value deviates from the setpoint until both values match.

6. Device according to claim i to 5, characterized in that that the timetable diagram - as an insulating layer on a rotating metal drum or is attached as a metal layer on a rotating insulating drum.

7. Establishment according to claim 6, characterized in that current collectors on the diagram drum the resistances influencing the control of the operating variable (e) lead. B.

Device according to Claim 5, characterized in that the setpoint and the actual value in a control relay (s) are compared with one another, which in the event of non-agreement both values leave its zero position and the control unit of the monitored operating unit controls. G.

Device according to Claims 7 and 8, characterized in that the nominal value the operating variable as a voltage drop in the resistor influencing the regulation (e) is expressed and acts on the control relay. ok

Device according to claim g, characterized in that the control relay is influenced by one of the setpoint Voltage meter and a power meter influenced by the actual value, whose torques counteract each other and if the two values match cancel, if they do not match, however, a deflection of the relay after cause one side or the other, which causes a contact closure. ii.

Device according to claim 10, characterized in that the relay (s) controls the propellant inflow the drive machine the electrical unit to be influenced controls.

12. Device according to claim 5; characterized in that the controlled `` Company size inüußt the regulating body in the sense of a return.

13. Establishment according to claim 12, characterized in that on the relay or the: controller a special feedback coil is arranged. 1q .. device according to claim q, under Use of the same diagram converter, characterized in that on the drum of the diagram converter several rows of brushes according to the number of. different to be controlled operating variables are arranged, their lines of contact on the drum are shifted from one another according to the desired time interval.