Leistungsregelvorrichtung für Kraftmaschinen. Die Erfindung bezieht sieh auf eine Lei- stungsregel,vorrichtung für Kraftmasellinen.
Im Zusammenhang mit solchen Reglern wird der Begriff "Statik" in verschieden artiger Weise angewendet. Es werden deshalb zur <B>7</B> Klarstellung, was jeweils unter "Statik" zu verstehen ist, gleich einleitend die nachfolgend verwendeten Bezeichnungen de finiert.
Als "Statik des Leistungs#reglers" oder "Leistungsstatik" <B>ö<I>=</I></B> AP.a, <B><I>:</I></B><I> P</I> wird die relative, Leistungsänderung AP <B>-</B> be zogen auf die Vollast P.,<B>..</B> der gesteuerten Kraftmaschine <B>-</B> bezeichnet, welche notwen dig ist, um unter dem Einfluss des Leistungs- regbars ein den Zufluss des Treibmittels zur Kraftmaschine beherrschendes Organ von Vollast auf Leerlauf der KraUmaschine zu Eine Leistungsstatik von z.
B. 200% be deutet, dass beieiner Änderung der geregel- len Leistung um die Vollast P"1"" sich. die ge steuerte Leistung nur um Halblast ändert. Da als Leistungsstatik die Änderung der ge regelten Leistung bezeichnet wird, die das ge steuerte Organ nicht um Halblaet, sondern um Vollast verstellen würde, so wäre hierzu eine Änderung der geregelten Leistung um ApMax <B>= 2</B> P... notwendig.
Die Leistungs statik ist also <B>ö</B> == APR,a-- <B>.</B> P1,ax <B>=</B> 2 Pinax: P111a11 <B>=</B> 2 # <B>200 % -</B> <B>Als</B> "vorübergehend" wird die Statik. des Leistungsreglers dann bezeichnet, wenn die Wirkung einer Vorrichtung (z. B. eines Ka- taraktes), die zur Herstellung der vorüber gehenden Statik dient, im Beliarrungszustand aufhört. Die vorübergehende Leistungsstatik kann grösser als<B>1</B> sein. Eine "dauernde Statik" bleibt dagegen auch im Beharrungs zustand der geregelten Maschine erhalten.
"Astatiseli-" ist ein Leistungsregler, wenn er unabhängig von der Belastung, also von der Leistung der gesteuerten Kraftmaselline, <U>immer</U> auf den glb-ichen Leistungswert regelt. # Die, Leistungsstatik ist "positiv", wenn sie den Leistungsregler im richtigen Sinn be- einflhsst, das heisst bei Leistungsmangel, also ,sinkender Leistung, das den Zufluss des Treibmittels beherrschende Organ zu öffnen bestrebt ist, und die Leistungsstatik ist "ne- gativ",
wenn statt desseD der Leistungs regler umgekehrt bei steigender Leistung das Zuflussorgan öffnet.
Wenn der Leistungsregler nicht allein die von der gesteuerten Kraftmaiseliine selbst erzeugte Leistung regelt, sondern z. B. auch noch die Austausehleistung zwisellen zwei Stromnetzen, so kann der Regelbereiell des Leistungsreglers um ein Vielfaches grösser sein als die Leistung P... der gesteuerten Kraftmaso,hine.
Da die, Statik des Leistungsreglers eine Beziehung zwischen der geregelten Leistung und der Belastung der Kraftmaselline, das heisst der Stellung des den Zufluss des Treib mittels zur Kraftmasthine beherrschenden Organes darstellt, lässt L-icli die Statik durch verschiedene, zwischen dem gemessenen Lei- stungsimpuls und dem gesteuerten Zufluss- organ liegende Regel- und Steuervorrich tungen herstellen.
Wie bekannt, hat die die Leistung mes sende Spule eines Leistungsregleirs so geringe Verstellkräfte, dass es meist notwendig ist, erstein von dieser Spule beeinflusstes Steuer ventil auf einen Servomotor wirken zu lassen, der dann SeineTseits das Steuerventil' eines das erwähnte Zuflussorgan verstellenden Hauptservomotores betätigt.
Jede dieser bei den Steuerungen, bestellend<B>je</B> aus Steuer-, ventil und Servomotor, kann entweder sta tisch oder astatisell sein und damit den Lei stungsregler in seiner Wirkung statisch oder astatisch machen.
Die Steuerung ist a.statis,Gli, wenn jeder Stellung -des, ServomGion die gleiche, Stellung 4es ihn eteuern-den Ga- sitäuges zugeordnet ist, dagegen statisell, wenn jeder Stellung des Servo-motors im Be- harrungszu stand eine andere Stellungdes ihn steuernden Gestänges- zu-geordnet ist.
'Wie be kannt-, lässt si-Gli diese Zuordnung entweder dur ch eine Rückfül-,rung oder durch eine Feder herstellen. In beiden Fällen kann man von einer "Mit Statik arbeiten-den Steuerung" sprechen.
Durch Verwendung von statis-clien Steue rungen -wird der Leistungsregler selbst sta- weil jeder Stellung des den Zufl-Li-ss# des Tzeibmittels zur Kraftmas-chine regelnden Organ-es, also jeder Belastung der Kraft- maechine, ein anderer geregelter Leistungs wert zugeordnet wird. In-dem man z..
13. die Stärke der erwähnten Feder verändert, kann man dem Vollasthub des Zuflussorganes eine aadere Leioti--ingsänderung, al-so eine andere Leistungsstatik, zuordnen. Deshalb kann man die Leistungsstatik, welche, die Steuerung<B>je</B> nacli ihrer Ausführung für den Leistungs regler festigt, als "Statik der Steuerung" -bezeichnen.
Xan kann aber auch bei unveränderter Ausführung der Steuerung die Statik des Leistungsregglers dadurch verändern, dass man .dem vollen A-i-isBahla.g ides M.esssystems des Leistungisreglers. einen andern Leistungs unterschied zuordnet.
Den Leistungsunter- schied, der den vollen Ausschlag des Mess- Systems hervorruft, bezeic1-Inet man als "Lei- 6tungsstatik des Messsystems".
Man kann, wie bekannt, bei T & istunigs,- reglern auch eine gesetzmässige Beziehung zwischen der Frequenz Ües Netzes, also an genähert der Drehzahl der gesteuerten Kraft-- maschine'und der geregelten Leistung her- ,stellen. Man bezeichnet dann als zwi- sollen Frequenz und Leistung" die prozen tuale Änderung Ader Frequenz, die der Regler einregelt, wenn die geregelte Leistung sich um<B>1 %</B> ändert.
Eine Solche Frequenz-Lei- stungsregelung kann so beschaffen sein, dass bei allen Belastungen der gesteuerten Kraft maschine die gleiche FTequenz-Leigtungs- statik eingeschaltet wird.
IJie Frequenz- Leistungsregelung hat,dann zwar eine Fre- quenz-Leistungs-statik, ist aber in bezug auf die Belmtung,der gesteuerten Kraftmas-chine astatisch. Wenn dagegen bei jeder BelaStung der gesteuerten Kraftmaschine <B>-</B> eine andere Prequenz-Leistungsstatik eingehalten wird,
so ist- die Frequenz-Leietungsregülung in bezug auf die Belaetung 6tatisch. Der Fre- quen-z-I;eisümgsr,agler hat dann eine- Fre- quen#z,Lei,st-angss-tatik und ausserdem eine Statik in bezug auf die Belastung der ge steuerten Kraftmasthine. Diese zweifache stahsche Abhäugigkeit wircl al-, "gamiSchte Statik" bezeichnet.
Der Frequenzeinfluss kann durch einen Drehzahlregler auf die Steuerung ausgeübt werden. Als%,Statik des Drehza'hI#re#gl,ars" wird,die prozentuale Dreh zahländerung zwisichen Vollast und Leerlauf bezeichnet.
Es ist bekannt, dass Leistungsregler für Kraftmascliinen eine grössere Unempfind- lielik-eit haben als Drehzahlregler. Um: ent gegen diesier Unempfindlichkeit die Stabilität .sicherzustellen' muss deshalb, wenigstens vor übergehend, mit sehr grosser Statik des Lei stungsreglers gearbeitet werden. Es sind also sehr grosse Leistungsänderungen zuzulassen, um das. den Zufluss des Treibmittels zur Kraft- maseltine beherrschende Steuerorgan zu betä tigen.
Es bedingen infolgedessen kleinste Ungenauigkeiten in der Stellung die--es St('uerorganes schon grosse Abweichungen der geregelten Leistung, die man im, Gegensatz dazu oft vollkommen konstant zu halten wünscht.
Solche Ungenauigkeiten in der Stellung des den Zufluss des Treibmittels belierr- sehenden Steuerorganes treten in besonders hohem Mass auf, wenn man auf dasselbe eine astatische Steuerung einwirken lässt und in bekannter Weise die grosse, die Stabilität sichernde Statik mit Hilfe eines Kataraktes nur vorübergehend auf jenes Steuerorgan ein wirken lässt. Theoretisch astatisch ist z. B.
der einem doppelseitig gesteuerten 'hydrauli schen Verstellservomotor des Steuerorganees zugeordnete Sfeuerschieber. In der Mittellage des letzteren ruht der Servomotor, während sich dessen Kolben bei Öffnung um den vollen Steuerhub mit maximaler Geschwin digkeit nach einer Seite, bei voller Öffnung in umgekehrter Richtung nach der andern Seite bewegt.
Infolge Undichtheiten, toten Spiels und Einflüssen kleinster Bearbeitungs- fehher ist aber die Einhaltung der für die Konstanthaltung des geregelten Beharrungs- wertes massgebenden Mittellage des Steuer schiebers sehr ungenau. Man bevorzugt deshalb schon bei Drehzahlreglern Servo- motoren, die nur einseitig von einem<B>Öl-</B> druck gesteuert und auf der andern Seite mit einer Feder bela'stet sind.
Solche einseitig gesteuerte Servomotoren haben weder totes Spiel noch auf Undichtigkeiten empfindliche Überdeckungen beim Übergang von der Öffnungsbewegung zur Schliessbewegung, weshalb sie -selbst mit nur mässig genau be arbeiteten Steuerorganen den zwischen<B>Öff-</B> nen und Schliessen liegenden Beharrungsszu- stand vollkommen genau einhalten.
Die schon bei Drehzahlreglern als schäd lich betrachtete Ungenauigkeit astafischer Steuerungen steigert sieh bei Leistuings- reglern bis zur Unbrauchbarkeit, weil diese mit z. B. 200<B>%,</B> statt z. B. nur 20<B>%</B> vorüber- gehende r Statik bei Drehzahlreglern, zu be- treiben sind.
Der vollen Öffnung des den Zu- fluss des Treibmittels zur Kraftmasehine be- 'herrschenden Steuerorganes# muss deshalb eine 200<B>:</B> 20<B>=</B> 10mal grössere Abweichung des Regelwertes entsprechen. In gleicher Weise wirken sieh die Ungenauigkeiten in der Ein haltung der Mittellage des dem Verstellservo- motor zugeordneten Steuerseliiebers, also des konstant zu 'haltenden Regelwertes, zelinmal stärker als bei Drelizahlreglern aus.
Aber auch mit einem statischenLeistungs- regler lässt sich keine hinreichende Genauig keit erreichen. Soll z. B. die dauernde Statik 'höchstens<B>1 %</B> der geregelten Leistung betra gen, um deren Beharrungswert möglichst tik konstant aber zu zur halten,
Sicherung die vorübergehende der Stabilität min- Sta- destens 200%, so ist das ganz ungewöhn liche Verhältnis von 200<B>. 1</B> -einzuhalten, gtatt z. B. 2<B>%</B> dauernde gegen<B>10 %</B> vorüber gehende Statik, also der Verhältnisza-hl <B>5</B> bei Drehzahlreglern.
<B>-</B> Berechnungen und Versuche ergeben, dass man bei der Verhältniszahl 200, um Pende- Jungen zwischen Servomotor und vo'rüber- gehender Rückführung* zu vermeiden-, die Schliesszeit;
des vom Leistungsregler betätig ten Servomdtors 2,00mal grösser machen muss als die Verzögerungszeit, die das Steuerorgan braucht, um die nie ganz vermeidbare Un- ,empfindlichkeitszOne iu durchlaufen.
Man muss also eiitweder mit langen, mit einer schnellen Anpassung der Leis'tung unver#in- baren Schliesszeiten des Leistungsregle#rs, ar- beiten, oder die Reglerbp,'weLyünL, duroIi'e'inen Katarakt abbremsen, was aber die T-Tne-mp- findlichkeit'des Reglers, der nicht-mehr frei, spielen kann, noch weiter bedeutend erhöht.
Eine Aufgabe des Leistungsreglers-, die bis heute ebenfalls nicht gelöst ist, besteht darin, mit betriebssicheren Mitteln eine, Statik zwischen dem geregelten Leistungswert und andern Messwerten,' z. B. der Frequenz des geregelten Stromnetzes, das heisst die oben erwähnte Statik zwischen Frequenz und Lei stung herzustellen. Zu diesem Zwecke die,- nende Frequenz-Leistungsregler <U>kommen</U> hauptsächlich für die Regelung der Aus. tauschleistung zwi#schen zwei zusammen- ge,seijossenen Stromnetzen<B>.</B> in Betracht.
Dabei kann es zweckmässig sein, zu bestimmten Zeiten oder bei Sellaltung,dieses Reglers auf bestimmte Verbindungsleitungen ganz asta- tiseli zu arbeiten, zu andern Zeiten aber beim Parallelbetrieb mit weiteren Frequenz-Lei- stungsreglern ebenfalls eine Statik zwischen Frequenz und Leistung herzustellen, damit sieh die Leistung gl-eichmäbig auf die regeln den Maschinen verteilt. Es- ist also eine Apparatur zu schaffen, die sich in einfachster Weise von der einen auf die andere Betriebs art umstellen lässt.
Die -bekannten Frequenz-Leistungsregler haben den grossen Mangel, dass man zur Her stellung einer genauen Frequenz-Leistungs- statik, das heisst eines immer glairlien Ver hältniswertes zwischen Abweichung von Fre quenz und Leistung -von ihren Sollwerten, die Rückführung der Maschine ausschalten muss, wa;
-- die Stabilität in- Störungsfällen gefähr det. Lässt man die Rückführung eingeschal tet, so wird dagegen dem gleichen Leistungs wert<B>je</B> nach der Belastung der geregelten Maschine infolge Verschiebung def. Rück- führ,uestänges ein anderer Frequenzwert zu geordnet, also die, Frequenz-Leistungsstatik verfälscht.
Es ist deshalb eine Lösung zu finden, bei der man trotz einLyesc'halteter Rückführung, also bei voller Betriebssicher- li-eit, eine durch die Masel-iinenbelastung nicht verfälsclite Frequenz-Leistungsstatik einhalten kann.
<B>Alle</B> vorstehend beschriebenen Mängel -werden nun zemgss, vorliegender Erfindutg dadurch behoben, dass der Leis-km2-srezler eine mit Statik arbeitende Steuerung betätigt und ferner eine #Kompensa-honsvorrichtung vorLyesehen ist, welche diese Statik in Ab- bä.ngi7k,eit von den ±grell vollzleUenden Steuer- vorp-iin#-Y(,u mindestens te#Iweise kom-nehsiert.
Die Steuerunq des LeistunLysre71.ers kann statt durch unvollkommene. astatisclie z. B. durch einseitig gesteuerte Servomotaren er- foluen. Letzter-eköni3en ei-ne wrosse Leistun-us- statik von z.
B.<B>10</B> statt<B>1</B> /Oo" herstellen, -wobei durph die Kom-nengationsvorrie,'hfan2 diese Stpi-h'k von<B>10 9</B> nirlit nur auf<B>1</B> % red119,-ert, sondern ganz beseitigt werden kann. Trotz dies-er Erhöhung der Genauigkeit kann der Leistungsregler, weil er mit<B>10%</B> statt I% Statik arbeitet, zehnmal grössere Ausschläge machen, was sein Arbeitsvermögen zelinmal steigert und den schädlichen Einfluss seiner Unempfindlichkeit bedeutend herabsetzt.
Im Verhältnis zur Reglerarbeit, die not wendig ist, üm den Unempfindlichkeits- bereich zu übeiwinden, wächst also das<B>Ge-</B> samtarbeitsvermögen des Reglers. Merin liegt die physikalische Erklärung dafür, dass .sich bei zehnmal grösserer Leistungsstatik alle Reglereigenseliaften verbessern. Auch wenn man wiederum mit einer vorübergehenden Leistungsstatik von 200<B>%</B> arbeitet, ist das.
Verhältnis von 200% zu 107o statt<B>1%</B> dauernder Statik des unkompensierten Lei- etungsreglers zehnmal günstiger. Ohne dass durch die Zeitverzögerung infolge Unemp- Endlichkeit Pendelungen zwischen Servo motor und vorübergehender Rückführung auftreten,'kann. man deshalb mit zehnmal kleineren Schliesszeiten des Servomotors ar beiten, also z. B. mit<B>1</B> Sekunde, statt wie bisher<B>10</B> Sekunden.
Damit erst lässt sieh der Leistungsregl#er zu einem Organ entwickeln, das ebenso schnell oder sogar schneller ar beitet als ein Drehzahl'regler.
<B>- -</B> Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegen standes veranschaulicht, bei welchem ein LeistungsregleT -zusammen mit einem Dreh,- zahlregler eine Kraftmaschine steuert.<B>-</B> In der Figur bezeichnet<B>1</B> eine Kraft maschine, die einen Generator 2 antreibt. Der Zufluss zu dieser Kraftmaschine<B>1-</B> wird-von ,einem Steuerorgan<B>3</B> beherrscht, das<B>-</B> von ,einem Hauptservomotor4 betätigt wird.
Die nach unten gerichtete Schliessbewegung des Kolbens-4' dieses Servomotors 4 wird durch Druckbl herbeigeführt, das von einer Pumpe <B>5</B> gefördert und in- bakannterr Weise durch ein Steuerventil<B>7</B> mit Hilfe von Leitungen <B>6</B> und<B>8</B> nach beiden Seiten des Servomotor- kolbens 4' gelenkt wird.#Das Steuerventil<B>7</B> und eine Rückführung<B>9</B> stehen -über ein Ge stänge<B>10</B> und<B>11</B> mit einem Waagebalken 12 in Verbindung.
Auf diesen wirken ein Drehzahlregler <B>13</B> und ein Leistungsregler 14 steuernd ein.
Der Leistungsregler 14 kann z. B. die -,om Generator 2 selbst erzeugte Leistung durchüinen Wandler<B>15</B> messen oder an eine Fernmessung angeschlossen sein. Bei einer Steigerung der gemessenen Leistung wird ,ein Regelgestänge<B>16</B> im T3hrzeig-ersinn um einen Drehpunkt<B>17</B> gedreht. Das Regel gestänge<B>16</B> bewegt ein Steuerventil<B>18,</B> das zusammen mit ein-er festen Blende<B>19</B> die Druckölmenge festlegt, welche in die obere Kammer eines Servomotors 20 gelangen kann. Auf den Kolben 2<B>0'</B> des letzteren wirkt ferner, entgegen dem Einfluss des Druaköls, eine Feder 21 ein.
Ausser auf den Waagebalken 12 wirkt der Servomotorkolben 20' durch ein Gestänge, 22 auch auf eine Rückführ- pumpe <B>23</B> ein, die einen Rückführhatarakt 24 betätigt, wo-bei eine Stellschraube<B>25</B> die Einstellung der Kataraktzeit gestattet, deren Grösse ausserdem von der Stärke von Zug federn<B>26, 27</B> abhängt, die bestrebt sind, den Katarakt 24 in der Beharrungslage zu hal ten, welche durch die Befestigung dieser Zug federn an eine Kompensationsvorrichtung<B>33</B> bestimmt ist.
Eine allfällige, vom Katarakt 24 hervorgebrachte Rückführbew#gung wird über Federn<B>30, 31</B> auf das Gestänge<B>16</B> übertragen. Eine Feder 32, die eine zusätz liche Statik erzeugt, dient zur Verstärkung der Statik des Leistungsreglers, wie weiter unten ausführlicher beschrieben ist.
Ist eine Klauenkupplung 34 mittels eines zugeordneten Stellhebels<B>35</B> nach rechts ein- joeruckt worden, so werden die Bewegungen des Servomotorkolbens 20' durch den Gelenk punkt<B>36</B> des Gestänges 2.2 über Hebel<B>37,</B> Stange<B>37',</B> Hebel<B>38,</B> Welle<B>39,</B> Nocken 40 und Rolle 41 auf die Kompensationsvorrich tung<B>33</B> übertragen. Letztere ist um einen festen Drehpunkt 42 schwenkbar, und am linken Ende wirkt auf dieselbe eine, Spann feder 43 ein.
Ein Hebel 44, eine Stange 44-, ein Hebel 45 und eine Stange 45' stellen die Verbindung zwischen der Kompensations vorrichtung<B>33</B> und dem Kolben r des Haupt- servomotors 4 her. Das Übersetzungsverhält- nis und damit das Mass der Kompensation lässt sich durch Verschieben des Angriff- punktes <B>37'</B> der Stange<B>37 ' '</B> am Hebe1-37 und des Angriffpunktes 44 2 der Stanga 44' am Hebel 45 mit Hilfe von Stellschrauben<B>37'</B> bzw. 45' verstellen.
In den meisten F2len genügt eine Kom pensation nur nacli der Stellung des Servo- kungsweise motorkolbens für 20', diesen Zunächst Normalfall soll nun beschrieben die Wir- werden, und zwar unter der Annahme, dass der Drehzahlregler<B>13</B> stillgesetzt ist.
Bei steigender Leistung dreht sich das Regel gestänge<B>16</B> um den Drellpunkt <B>17</B> in Rich- lung des Pfeils<B>A,</B> was zur Folge hat, dass das Ventil<B>18</B> den Abfluss von Drucköl ver ringert und der Servomotorkolben 20' sich infolgedessen nach abwärts bewegt. Dies leitet über Stange 22, Hebel 12, Stange<B>11</B> und Hebel<B>10</B> durch Heben des Steuerventils <B>7</B> eine Sohliessbewegung des Kolbens 4' des Hauptservomotors 4 ein.
Gleichzeitig betä tigt der Servomotor 20 über Rückführpumpe <B>23</B> den Rückführkatarakt 24, dessen grosser Hub über die Federn<B>30, 31</B> zunächst vor übergehend eine, sehr grosse Leistungsstatik herstellt. Die Kataraktiedern <B>26, 27</B> bringen aber diese vorübergehende Leistungsstatik zum Verschwanden, indem sie den Rückfü'hr- hatarakt 24 und damit die Federn<B>30, 31</B> in die ursprüngliche Lage zurückstellen.
Dennoch wird nach Verstellung des Servomotorkolbens <B>20'</B> eine Leistungsstatik hergestellt, weil die Feder 21 eine veränderte Kraft ausübt, der durch einen andern Oldruck das Gleich- gewielit zu halten ist. Das bedingt eine, an dere Offnung, also Stellung des Steuer ventils<B>18.</B> Da der Kataraktkolben 24 und damit ein Federbügel<B>29</B> in die ursprüngliche Lage kommt, erzeugt die veränderte Lage des Steuerventils<B>18</B> eine veränderte Spannung der Federn<B>30, 31,</B> der eine andere Leistung entspricht.
Diese dauernde Statik des Servomotors 20 steht im Widerspruch zur meistgestellten Forderung einer vollkommen astatischen Leistungsregelung. Wie erwähnt wurde, -ist die dauernde Leietungsstatik möglichst gross zu machen, z. B. 107o und darüber, -um das Arbeitsvermögen des Leistungsreglers im Verhältnis- zu seiner Unempfindlichkeit, zu -steigern. Dies geschieht durch geeignete Wahl der Feder 21 und ihrer Vorspannung.und des Verhältnisses der Hebelarme, mit denen das Steuerventil<B>18</B> um die Federn<B>30, 31</B> am Re gelgestänge<B>16</B> angreifen.
Man ist in der Wahl dieser Grössen und der sich daraus er gebenden Leistungsstatik vollkommen frei, wenn man eine grosse Leistungsstatik von z.<B>13. 10%</B> mit Hilfe des Serv:omotors 20 und des Stauerventils <B>18</B> herstellt und sie durch- die Kompensationsvorrichtung<B>33</B> ganz oder teilweise kompensiert.<B>-</B> Zu diesem Zweck überträgt der Hebel<B>37</B> die Bewegung des Servomotorkolbens 20' über das Gestänge<B>37'</B> direkt auf den<B>An-</B> griffspunkt 41' der Kompensationsvorrich tung<B>33.</B> Bei Drehung des Reglerges%nges <B>16</B> im
Uhrzeigersinn, also. bei einer Bewegung# des Steuerventi13 <B>18</B> nach unten, bewegtsieh der Servomotorkolben 20' ebenfalls nach unten, also im Sinne einer Seliliessbewegung. Die Stange<B>37'</B> bewegt sich, dabei nach oben und mit ihr auch Stange<B>33'</B> samt Feder <B>bügel' 29.</B> Die MitteJstellung der Federn<B>30,</B> <B>31</B> folgt also dem sich im Uhrzeigersinn drehenden Reglergestänge, <B>16.</B> Dadurch lUt sich eine vollkommene,
Kompensation errei- elien, indem bei allen, den verschiedenen Lagen -des Servomotorkolbens 20' entspre- ellenden Stellungen des Steuerventils<B>18</B> auch der Federbügel<B>29</B> in seiner Mittellage :ist. Er verursacht also keine verMderte Span nung der Federn<B>30</B> und<B>31,</B> der durch eine Änderung der geregelten Leistung das Gleichgewicht zu halten wäre.
Es lässt sieh also, trotzdem die unkompensierte, Steuerung ,eine grosse Leistungsstatik herstellen würde, bei Bedarf eine vollkommen astatische Re gelung der Leistung herbeiführen.
Die Unempfindlichkeit des Leistungs reglers 14 äussert sich durch, die endlieli# Zeitverzögerung, die entsteht, um den Un- empfindlichkeitsbereicli zu durchlaufen. Dies wirkt sieh in einer verschlechterten St,%bilität des grossen Reglerkreises, der vom Servo motor 20 über den Hauptservomotor 4, die K-raftma,s,eliine <B>1</B> und den Generator 2 zum Leistungsregler 14 zurückführt, aus.
Auch der kleine Reglerkreis vom Servomotor 20 überdie Rückführmittel <B>23,</B> 24 und den Fe derbügel<B>29</B> wird bei einer vorübergehenden Statik von z. B. 200% und einer dauernden (unkompensierten) von<B>17,</B> erst stabil, wenn die Schliesszeit des Servomotors 20 der Zeit verzögerung durch Unempfindlichkeit gegen über 200md grösser ist. Wenn man jetzt die Linkompensierte Statik des Leistungsreglers <B>von</B> 1% auf<B>10%</B> steigert, indem man z. B.
den Hebelarm, mit dem das Steuerventil<B>18</B> auf das ReglergestInge <B>16</B> wirkt, auf '/", ver kleinert, eo entspricht dem Steuerhub des Ventils<B>18</B> ein zehnmal grösseres Arbeits vermögen. Dadurch, lässt sieli die Schliesszeit des Servomotors 20 auf '/,., reduzieren, und auch im grossen Reglerkreis enMtellt eine Verbesserung der Stabilität.
Aus der Erkenntnis dieser Zusammen hänge wird also, trotzdem man bei der Lei stungsregelung einen viel genaueren Astatis- mus anstrebt als bei Drehzahlreglern, nicht mit eifier geringeren, sondern bewusst mit einer viel grösseren Statik bei unkompensier- ter Steuerung gearbeitet, und die ganz oder nahezu astatische Steuerung wird durch. die Kompensationsvorrichtung hergestellt.
Im beispielsweise gezeigten Fall handelt es sich somit um drei Werte der Leistungs- etatik, mit-,denen man arbeitet, nämlich: Die vorübergehende Leistungsstatik, von z. B. 200%, die dauernde unkompensierte Statik des Leistungsreglers, von z. B.<B>10%,</B> und die dauernde kompensierte Statik, die siel-i bei Bedarf auf Null oder sogar auf negative Werte einstellen lässt, in-dem man die Statik der Steuerung durch die Kompensationsvor richtung überkompensiert.
In einem solchen Fall regelt die Maschine bei ihrer höchsten Belastung auf den höchsten Sollwert der Leistung. Umgekelirt kann es zur<B>-</B> Erleich terung des ParalleIbetriebes mit andern MaT sellinen zweckmässig sein, dem Leistungs regler eine geringfügige dauernde Statik zu belassen, indem man die Statik nur teil weise kompensiert.
Die Kompensationsvorrielltung lässt sich auch dann mit Vorteil verwenden, wenn der Leistungsregler ohne vorübergehende Rück führung oder mit einer starren Rückführung arbeitet. Die Genauigkeit der Kompensation lässt sich dadurch steigern, dass die aus der Feder <B>2 2 1</B> resultierende Statik der Steuerung durch weitere Federn ergänzt wird.
Der Hub des Steuerventils<B>18</B> ist bei der dargestellten Durchflusssteuerung bekannt lich nicht genau linear mit dem Hub de Servomotorkolbens 20' veränderlich. Um diese Abweichung prozentual zu verkleinern, hann die unkompensierte Leistungsstatik durch eine genau wie die Kompensation lineare Grösse, z. B. durch die Spannung der zusätzlichen Feder<B>32,</B> verstärkt werden. Statt dessen ist es auch möglich, dem Mess- system des Leistungsreglers 14 eine grosse Statik zu geben, wobei es bei verschiedenen Leistungen eine andere Mittellage einnimmt.
Eine astatische Leistungsregelung ist bei Anwendun <B>' -</B> der Erfindung auch dann durch führbar, wenn ausser dem Leistungsregler weitere Regler auf die gleiche Kraftmaschine einwirken. Als solche weitere Regler kom- inen z. B. in Betracht der gezeigte Drehzahl regler<B>13</B> oder der Regler eines Wasserstan des, einer Dampftemperatur, eines geregelten Druckes: und dergleichen.
Zur Gegenwirkung der Hauptrückführung<B>9,</B> die<B>je</B> nach der 3/1a- schinenbelastung einen andern Rückfüllr- punkt <B>10'</B> einstellt, kommt dann die Statik des Drehzahlreglers <B>13</B> hinzu, der,<B>je,</B> nach der Drehzahl, einen andern Steuerpunkt 12' einstellt. Beide Gegenwirkungen muss der Servomotor 20 durch Veränderung sein-es Hubes ausgleichen. Der unkompensierte Lei stungsregler ist also der Einwirkung eines zweiten Regeleinflusses, z.
B. der Drelizahl, unterworfen, so dass eine gemischte Stafik hergestellt ist, das heisst eine Statik, die so wohl von der Maschinenleist-ting (Stellung der Hauptrückführung<B>9)</B> als auch von der Frequenz (Stellung des Drehzahlreglers,<B>13)</B> abhängig ist, Auf der Grundlage der Eigenschaft des unkompensierten Leistungsreglers eine ge mischte Statik zu besitzen, kann für Fälle, in denen eine Frequenz-Leistungsstatik gefor- 4ert wird, diese ohne eine den Betrieb gefähr dende Ausschaltung der Hauptrückführung<B>9</B> hergestellt werden.
Es ist hierfür am Lei stungsregler nur die Abhängigkeit von der Hauptrückfülirung <B>9</B> wegzukompensieren, die Abhängigkeit von der Statik des Drehzahl reglers<B>13</B> dagegen bestehen zu lassen: Statt, wie bisher beschrieben, die Kompensations- vorrielltung <B>33</B> an den Servomotor 20 anzu schliessen, ist lediglich durch Verstellen der Klauenkupplung 34 nach links die Verbin dung zum Hauptservomotor 4 über Hebel 44, Stange 44' und Hebel 45 herzustellen.
Angenommen, die Frequenz sei konstant, dann bleibt der Drehzahlregler<B>1,3</B> immer in der gleichen Stellung. Verschiedenen Be lastungen der Maschine<B>1,</B> denen verschiedene Stellungen des Hauptservomotors 4 entspre chen, sind dann ganz bestimmte *Stellungen des Servomotors 20 und seines Steuerventils <B>18</B> in annähernd linearer Beziehung zugeord net.
Deshalb lässt sieh die Statik des Lei- tungsregler,3,14 in Abhängigkeit vom Haupt- servomotor 4 so. kompensieren,<B>da</B> er in bezug auf verschiedene Stellungen des Haupt- servomotors 4, also der Maschinenbelastung, astatisch wird.
Denkt man sich nun die "Belastung d-e#- Maschine <B>1</B> konstant, also den Steuerpunkt 12' in einer bestimmten Lage, so muss im Be harrungszustand bei anderer Stellung des Drehzahlreglers<B>13</B> eine andere Stellung des Servomotorholbens 20' und damit des Steuer ventils<B>18</B> vorhanden sein.
Da die vom Haupt- servomotor 4 abhängige Kompensationsvor- ric#tung, weil die Belastung die gleiche ist, nicht einwirkt, entspricht also gemäss der unkompensierten Statik der Steuerung jedem Hub des Steuerventils<B>18</B> eine andere, Lei stung.
Dadurch ist eine Zuordnung von Fre quenz und Leistung herjo"stel'lt. Beim wirklichen Epagelvorgang verändern sieh Frequenz, Maschinenbelastung und Leistungsmesswert gleichzeitig, wobei der Belastungseinfluss immer wegkompensiert wird, das Frequenz-Leistungsgessetz äber er halten bleibt.
Bei den bisherigen Frequenz-Leistungs- reglern musste man- den ±äJsellenden Einfluss der Hau_ptrück-führuug <B>9</B> dadurch beseitigen, dass man sie ausschaltete, um bei all-en Be lastungen den gleichen Steuerpunkt 12' ein- zulialten. Dabei ist aber in Störungsfällen, in denen der Drelizahlregler <B>13</B> allein die Ma schine beherrschen muss, keine stabile Rege lung ohne Rückführung möglich.
Ein weiterer Nachteil der bisherigen Fre- quenz-Leistungsregler mit ausgeschalteter Rückführung bestellt darin, dass es nicht möglich ist, den Drehzahlregler mit hohe Sta bilität sichernder Statik arbeiten zu lassen und trotzdem den Leistungsregler vollkom men asiatisch einzustellen. Wohl kann man durch Näberung der Steuerpunkte H'und 12' den Einfluss der Statik des Drehzahbreglers <B>13</B> schwächen, indem dann der gleiche Hub dieses Reglers<B>13</B> nur einem kleineren Re gulierhub des Gestänges<B>11</B> entspricht.
Um aber vollständig astatisch, zu arbeiten, müsste man den Einfluss des Drehzahlreglers<B>13</B> ganz ausschalten, indem man die Steuer punkte 12' und 12' zusammenfallen lässt. Eine Aussahaltung des Drehzahlreglers<B>13</B> bedeutet aber eine die Stabilität und Be triebssicherheit gefährdende und daher un zulässige Massnahme.
Das. Vorsehen der Umschaltvorrichtung 34,<B>35</B> bedingt den weiteren Vorteil, dass ein Frequenz-Leistungsregler sieh durch einen einfachen Handgriff in einen vollkommen asiatischen Regler umwandeln lässt.
Statt die Kompensationsvorrielltung <B>33</B> durch den Hebel-45 vom Servomotor 4 aus zu betätigen, kann sie auch aneine andere, die Belastung der Maschine anzeigende Vor- rielltung, z. B. einenelektrisehen Belastungs messer, angeschlossen sein. Dieser kann z. B. auch elektrisch ein zusätzliches Drehmoment im Leistungsregler erzeugen. Die Kompen- sationsvorrielitung wird dann indirekt durch die Rückführung betätigt.
Die Kompensationsvorrichtung-<B>33--</B> kann ,auch auf anderem Wege als über dielKata- Taktiedern <B>26, 27</B> die Mittellage des Regel- gestängese <B>16</B> beeinflussen.<B>So</B> können z. B. besondere FederÜ vorhanden sein, die in<B>Ab-</B> hängigkeit von der Kompensationsvorrieh- tung auf das Regelgestänge<B>16</B> einwirken.