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Anordnung zur Konstanthaltung der Drehzahl von Motorgeneratoren, besonders
für Hochfrequenz. Die Drehzahl von Motorgeneratoren, insbesondere für Hochfrequenz,
wird bekanntlich dadurch konstant gehalten, daß die elektrischen Größen der Primärmaschinen
in Abhängigkeit von einem empfindlichen Tourenanzeiger geändert werden. Bei größeren
Anlagen muß auch ein Lastausgleich vorgesehen werden, der die Maschinen gleichzeitig
mit dem Telegraphieren beeinflußt.
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Bei den bekannten Ausführungen, insbesondere bei kleineren Anlagen,
muß der vom Indikator gesteuerte Leistungsstoß unverhältnismäßig groß sein, um die
durch das Netz und durch Belastungsänderungen hervorgerufenen Schwankungen zu beherrschen.
Man ist dann gezwungen, zu besonderen Hilfsmitteln zu greifen, z. B. das Schnellreglerprinzip
anzuwenden oder bei größeren Anlagen einen trägeren Regler (Grobregler) vorzusehen.
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Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil dadurch behoben, daß man
den im Hauptstromkreis hervorgerufenen Spannungsabfall so groß macht, daß ein viel
kleinerer, durch den Indikator gesteuerter Leistungsstoß notwendig wird, um alle
auftretenden Spannungsschwankungen zu beherrschen.
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Den Maßstab dafür, ob man ohne eines der obenerwähnten Hilfsmittel
auskommt, gibt die Ungleichung cb > n.
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c bedeutet den auf die Speisespannung des Antriebsmotors bezogenen
Spannungsabfall des Arbeitsstromkreises, b den Regulierstoß, bezogen auf die Vollast;
n ist die auf die Netzspannung bezogene maximale Spannungsschwankung des Netzes
oder bei Leonard-Betrieb die durch primäre Schwankungen hervorgerufene Spannungsänderung
des Generators. Ferner sind bei a noch die durch den Indikator zu erfassenden Belastungsschwankungen
zu berücksichtigen, die in die entsprechenden Spannungs- oder Drehzahlschwankungen
umgerechnet werden müssen.
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Gemäß der Erfindung wird nun c, der Spannungsabfall, so groß gemacht,
daß die Ungleichung sicher erfüllt wird. Man braucht dann den Leistungsstoß b nicht
allzu groß zu machen, und das läßt die Regulierung viel ruhiger arbeiten.
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Die Vergrößerung des Spannungsabfalles kann durch Einschalten eines
Ohmschen Widerstandes oder bei Gleichstrom durch Anwendung einer zusätzlichen Hauptstromwicklung
am Motor oder Generator erfolgen.
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Wird bei Leonard-Antrieb eine solche Hauptstromwicklung mit Nebenschlußwiderstand
verwendet, so erweist es sich für die Beschleunigung der Leistungsänderung als vorteilhaft,
sie an derjenigen Maschine anzubringen, an der die Regelung (Indikator und evtl.
Lastausgleich) nicht angreift. Sonst würde auf den Schaltvorgang beim Regulierstoß
der durch den Widerstand geschlossene
Stromkreis verzögernd wirken.
Eingehende theoretische und experimentelle Untersuchungen haben bewiesen, daß für
die Schnelligkeit der Änderung des Hauptstromes die erwähnte Widerstandsshuntung
der zusätzlichen Hauptstromwicklung sehr günstig wirkt. Es hat sich gezeigt, daß
dadurch ein weitgehendes Überregulieren des Stromes möglich ist, das mehr von den
Verlusten der Hauptstromwicklung als von dem Verhältnis Hauptstrom zu geshuntetem
Strom abhängt. Bei Änderung der Spannung durch die ReguIiemng bleibt nämlich der
Strom in der Wicklung noch bestehen, der eine stärkere Änderung des Stromes im selben
Sinne und ein Hinausschießen desselben über seinen Endwert bewirkt. Je größer die
Zeitkonstante des Kreises: Shuntwiderstand und HauptstromwickIung, ist, d. h. je
kleiner die Verluste der Hauptstromwicklung sind, desto wirksamer wird die Überregulierung.
Zweckmäßig wird man durch Änderung des Widerstandes der Hauptstromwicklung mittels
eines vorgeschalteten Widerstandes oder durch Übergang von Serien- auf Parallelschaltung
die gewünschte Schnell- und überregelung einstellen.
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Dasselbe kann auch durch Änderung des Shuntungsverhältnisses erreicht
werden. Die Erfindung ist sowohl für Gleich- wie für Wechselstrommotoren sowie bei
Jeder Art von Drehzahlanzeigern anwendbar. Belanglos ist, ob ein elektrischer oder
mechanischer Drehzahlanzeiger benutzt wird, ob man mit einer periodischen überregulienmg
nach dem Schnellreglerprinzip wie beim mechanischen Tourenregler arbeitet oder die
Maschine als langsames Pendel wirken läßt.
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Der Erfindungsgedanke kann. am besten an Hand der Abbildung erläutert
werden. Das Primäraggregat besteht aus einean Asynchrenmoter, der einen Gleichstromgenerator
L antreibt. An den Klemmen. des Gleichstromgenerators ist der Antriebsmotor M des
Hochfrequenzgenerators G angeschlossen.
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Die Konstanthaltung der Drehzahl erfolgt durch Änderung des Erregerstromes
des Leonard-Generators L, und zwar ist für den Lastausgleich die Taste T" die im
Telegraphiertempo betätigt wird, vorgesehen. Die. Taste T2 wird von dem Drehzahlanzeiger
derart gesteuert, daß sie bei zu tiefer Drehzahl des Hochfrequenzumformers einen
Widerstand kurzschließt und bei zu hoher Drehzahl öffnet. Der Leonard-Strom errechnet
sich aus folgender Bezeichnung: IC.1-Eg-Em-AF. Darin bedeutet E, die Leerlaufspannung
des Leonard-Generators L, Ein die des Motors M; l@ ist der Widerstandswert,
der den Ohmschen Abfällen des Leonard-Kreises und einer Compounlierung desselben
entspricht. Die Drehzahl wird dadurch konstant gehalten, daß bei einem Überschreiten
der Drehzahl die Differenzspannung AE verkleinert, bei einem Unterschreiten vergrößert
wird.
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Bei unreguliertem Betrieb sind Drehzahländerungen im allgemeinen auf
eine Änderung von aE zurückzuführen.
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Die Erfindung besteht nun darin, den Widerstandswert ,K und damit
die Differenzspannung AE möglichst groß zu machen. Dann wird der Regulierstoß, der
aus Betriebsgründen nicht zu groß sein darf, auch bei einer verhältnismäßig großen
Änderung von AE klein gehalten. Natürliche Schwankungen von A,E, hauptsächlich bedingt
durch Drehzahlschwankungen des Primäraggregates, werden daher im Verhältnis zu der
vom Regulierstoß hervorgerufenen Änderung klein sein.
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In einem Zahlenbeispiel sei die Leerlaufspannung des Leonard-Generators
E,= 8oo Volt, die Gegenspannung des leer laufenden Motors Elf = 5oo,
Volt, somit beträgt die Spannung, die zur Erzeugung des normalen Belastungsstromes
notwendig ist, 300 Volt, also ist c = 20 800= 0°375.
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Für eine Änderung des Belastungsstromes um 2a Prozent (b = 0,2) ist
also eine Spannungsänderung von 6o Volt erforderlich, welche einer Spannungsschwankung
von Ea um 7, 5 Prozent (b . C- 0,2 #o,375,= 0,075) entspricht.
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Drehzahländerungen des Primäraggregates treten höchstens in der Größe
von wenigen Prozent auf, so daß der Regulierstoß die vorkommenden Netzschwankungen
sicher beherrschen wird..