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Verfahren zum Kuppeln von Netzen verschiedener Frequenzen.
Bei der Kupplung von Netzen verschiedener Frequenzen mit Hilfe von Synchronmaschinen entsteht bekanntlich die Schwierigkeit, dass, wenn eine Netztrequenz infolge Belastungsänderung sich z. B. zu vermindern strebt, sofort die Kupplungsmaschine von dem mit konstanter Frequenz weiter fahrenden Netz eine starke Energieaufnahme aufweisen wird, die so gross ist, dass die Frequenzänderungstendenz ausgeglichen wird.
Handelt es sich um die Kupplung sehr grosser Netze, so kann zum Ausgleich der Ändernngstendenzen eine derartig grosse Leistung erforderlich werden, dass sie zur Überlastung der
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gemeinen Landesnetzen mit 50 Perioden, zur Aufstellung von Sehlupfumformern gegriffen, indem eine der beiden Maschinen nach wie vor synchron ausgeführt, während die andere Maschine asynchron gebaut wird und die erforderliche Unabhängigkeit der Leistungszufuhr von der Tourenzahl bei der Asynchronmaschine dadurch herbeigeführt wird, dass zusätzliche Spannungen in den Rotor eingeführt werden.
Diese Lösungen sind technisch vollkommen durchgebildet und haben nur den Nachteil, dass sie sehr teuer in der Anlage und auch im Betriebe mit ihren vielen Hilfsmaschinen und mit den Kollektoren
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der unter Verwendung robuster, einfacher und billiger Elemente zum gleichen Ziele führt und sowohl für Sehlupfumformer im eigentlichen Sinne des Wortes als auch für Doppelgeneratoren, bei welchen von einer Kraftmaschine zwei Generatoren für Netze verschiedener Frequenz angetrieben werden, Anwendung finden kann.
Das Prinzip der Erfindung besteht darin, dass beide Maschinen als Synchronmaschinen ausgeführt und durch ein hydraulisches Getriebe-im folgenden seines Hauptzweckes wegen als"Schlupi'kupplung" bezeichnet-verbunden werden, wobei durch besondere Reguliereinrichtungen der Schlupf dieser Kupplung je nach den Anforderungen an die Frequenzregelung geändert wird.
Die Ausführung dieses neuen Gedankens ist auf verschiedene Weise möglich.
Das hydraulische Getriebe kann beispielsweise so eingerichtet werden, dass es im Mittel eine Übersetzung ins Langsame oder Schnelle von einem irgendwie gewünschten Betrage zwischen den beiden Synchronmaschinen-sofern eine solche notwendig ist-herstellt und durch seine Reguliereinrichtungen bei jeder Leistung von dieser mittleren Übersetzung nach der einen oder andern Seite abzuweichen, also gegenüber der normalen Übersetzung einen positiven oder negativen Sehlupf herzustellen gestattet. Anderseits kann zur Herstellung der mittleren Übersetzung ein Zahnradgetriebe angeordnet und dem hydraulischen Getriebe die reine Aufgabe zugewiesen werden, einen positiven oder nega- tiven Sehlupf zwischen den beiden Synchronmaschinen regulierbar einzustellen.
Je nach der Ausführungsart der Schlupfkupplung bzw. der Abhängigkeit ihrer Eigenschaften von dem Schlupf sowie je nach der Eigenart des vorliegenden Anwendungsfalles kann es vorteilhaft sein, nur positiven oder nur negativen Schlupf vorzusehen, d. h. also von einem bestimmten positiven oder negativen mittleren Schlupf nur nach oben oder nur nach unten zu regulieren oder auch, von dem mittleren Schlupf Null ausgehend, sowohl positiven als negativen Schlupf herzustellen.
Als hydraulische Sehlupfkupplung können sowohl Getriebe nach dem Strömungsprinzip (Turbinenprinzip) als nach dem Verdrängungsprinzip (Zellen-oder Kolbenprinzip) verwendet werden.
Von den ersteren sei beispielsweise der Föttinger-Transformator genannt, der in seinen sämtlichen bekannten Ausführungsformen für den vorliegenden Zweck geeignet ist. Die Einstellbarkeit des Schlupfes kann hier ohne weiteres durch ebenfalls bekannte Massnahmen, nämlich Ausrüstung der Lauf- oder Leit- räder bzw. der Lauf-und Leiträder mit verstellbaren Schaufeln, durch Anordnung verschiebbarer Laufund Leiträder u. dgl., erreicht werden. In vielen Fällen, insbesondere bei der Föttinger-Asynchronkupplung (der bekannten leitrad-und gehäuselosen Ausführung des Föttinger-Transformators), kann die Schlupfregelung in bisher nicht bekannter Weise dadurch erzielt werden, dass Sperrkörper z.
B. durch die hohle Welle, in alle oder nur einige Sehaufelkanäle eines Schaufelkranzes eingeschoben werden, welche den Umlauf der Betriebsflüssigkeit zwischen dem Primär-und Sekundärteil des Getriebes mehr oder minder drosseln.
Von der zweiten Art der Getriebe seien beispielsweise das Sturm-und das Thoma-Getriebe genannt.
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benutzt werden, wie z. B. Veränderung der Exzentrizität der Schaufel-oder Kolbenführung (siehe V. D. I.- Verlag 1928, Sonderheft Getriebe").
Der Verlust in einem hydraulischen Getriebe ist bekanntermassen-beispielsweise im Föttmger- Getriebe-verschieden, je nachdem man dem Getriebe nur die Aufgabe der Schlupfherstellung oder
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gleichzeitig auch die der mittleren Drehzahlübersetzung zuweist. Von dieser Alternative hängt die Höhe des maximal erreichbaren Wirkungsgrades ab. Der Wirkungsgrad dagegen, den man im Mittel erreicht, ist verschieden, je nachdem man den Schlupf nur nach der positiven oder nur nach der negativen Richtung oder ob man ihn nach beiden Richtungen reguliert. Im ganzen ist der Verlust in einer hydraulischen
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den elektrischen Einrichtungen bringen lassen.
Man wird in jedem Einzelfalle diejenige Anordnung wählen, die unter gemeinsamer Berücksichtigung der Anlagekosten und der Energieverluste am öko- nomischsten wird.
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sein, den Schlupf auf konstante Leistungsentnahme aus einem der Netze zu regeln, wobei als Impulsgeber fÜr die Schaufelverstellung bzw. die Einführung des Sperrkörpers irgendeine wattmetrische Vor- richtung in an sich bekannter Weise dienen kann. Man kann auch beispielsweise so regeln, dass die abge- gebene Belastung in das eine Netz in Abhängigkeit von dessen Periodenzahl gesetzt wird, so dass z.
B. bei abnehmender Periodenzahl dieses Netzes eine grössere Leistung abgegeben wird : dieser Fall kann von Interesse sein beim Parallelbetrieb mit primär angetriebenen Maschinen, die ja auch mit zunehmender
Belastung einen Tourenabfall zeigen. Hiebei kann als Impulsgeber irgendeine Vorrichtung dienen, die von der Differenz der Sollperiodenzahl des Netzes und seiner tatsächlichen Periodenzahl angetrieben wird. Als solche Vorrichtung kommt, beispielsweise ein kleiner Asynchronmotor, dessen Stator und Rotor die beiden in Frage kommenden Perioden zugeführt werden, in Betracht ; hiedurch kann man, wie dieses von Synchronisiervorrichtungen her bekannt ist, einen der Differenz entsprechenden Impuls herleiten.
Eine weitere Möglichkeit der Regelung könnte darin bestehen, dass man die Periodendifferenz zwischen den beiden Netzen durch veränderte Leistungsaufnahme und-abgabe auszugleichen sucht, wobei wiederum als Impulsgeber eine ähnliche Vorrichtung, wie eben angegeben, dient.
Falls es sich nicht um einen Umformer handelt, sondern um einen von einer Kraftmaschine ange- triebenen Doppelgenerator, so gelten alle bisher gemachten Angaben über den Betrieb in sinnentsprechender
Weise. Im letzteren Falle kann die Schlupf kupplung noch dazu dienen, die eine der beiden Maschinen zu gegebenen Zeiten ausser Betrieb zu nehmen und wieder einzuschalten, ohne die Antriebsmaschine und den andern Generator stillzusetzen.
Von letzterer Möglichkeit kann gleichfalls Gebrauch gemacht werden, falls bei einem Umformer die eine Maschine als Phasenschieber laufen soll, wenn der Umformerbetrieb selbst nicht notwendig ist.
Auf diese Weise lassen sich die Leerlaufverluste vermindern.
PATENT-ANSPRÜCHE : l. Einrichtung zur Kupplung von elektrischen Netzen verschiedener Periodenzahlen vermittels zweier Synchronmaschinen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen diese eine in bekannter Weise regel- bare hydraulische Kupplung eingeschaltet ist, deren Schlupf durch besondere, von Hand oder automatisch betätigte Regeleinrichtungen so beeinflusst wird, dass, trotz Schwankung der Netzperiodenzahlen, die geforderten Betriebsbedingungen (beispielsweise konstante Leistungsentnahme, Konstanthaltung der
Periodenzahl auf der einen Seite) erfüllt werden.