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ParalleIschalteinrichtung Es sind Parallelschalteinrichtungen bekannt,
bei denen . ein Kommando zum Zuschalten gegeben wird, sobald die Schwebungsspannung
einen bestimmten Wert besitzt. Diese bekannten Einrichtungen haben den Nachteil,
daß die Vorgabezeit veränderlich ist, so daß der Schalter, welcher die beiden Netze
miteinander verbindet, je nach dem Schlupf bei verschiedener Lage der Spannungsvektoren
der beiden Netze eingelegt wird.
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Gegenstand der Erfindung ist eine Parallelschalteinrichtung, bei der
mit einfachen Mitteln eine annähernd konstante schlupfunabhängige Vorgabezeit erreicht
werden kann, so daß innerhalb eines bestimmten Bereiches der Schalter stets annähernd
bei derselben Phasenlage der beiden Netze geschlossen wird.
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Gemäß der Erfindung ist der Zeitpunkt, zu dem ein Kommando zum. Zuschalten
abgegeben wird, bestimmt einerseits von einer von den beiden Spannungen der parallel
zu schaltenden Netze abhängigen Größe und anderseits von einer Größe, die dem Differentialquotienten
der gleichgerichteten Schwebungsspannung oder einer geeigneten Kombination zweier
gleichgerichteter Schwebungsspannungen nach der Zeit proportional ist.
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Die Anordnung nach der Erfindung unterscheidet sich daher von bekannten
Einrichtungen, bei denen das Kommando zum Zuschalten abhängig ist von der Differenz
zweier Sekundärspannungen von Transformatoren, deren Sättigung von der Schwebungsspannung
abhängig gemacht wird, und wobei die eine Spannung durch eine Kurzschlußwicklung
verzögert wird. Diese letzte Spannung ist wohl von der Änderungsgeschwindigkeit
der Schwebungsspannung abhängig. Sie ist aber nicht dem Differentialquotienten der
Schwebungsspannung proportional. Gegenüber dieser bekannten Einrichtung bietet die
Anordnung nach der Erfindung den Vorteil, daß die Vorgabezeit sehr genau konstant
ist.
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Zur Ausführung der Erfindung kann man beispielsweise ein polarisiertes
Relais verwenden, auf welches eine Spannung einwirkt, die gleich ist der Differenz
aus einer gleichgerichteten Schwebungsspannung und dem Differentialquotienten dieser
Schwebungsspannung. Man erreicht dadurch, daß stets bei einer konstanten Vorgabezeit
der Kontakt des Relais umgeschaltet wird, durch den das Kommando zum Einschalten
gegeben wird. Daß dem so ist, geht aus folgender Überlegung hervor: Der Effektivwert
oder der durch Gleichrichtung entstehende Gleichstromwert d u einer Schwebungsspannung,
die gewonnen wird durch Differenzbildung zweier Spannungen der beiden Netze, die
nach dem Parallelschalten gleiche Phase besitzen, besitzt bei abnehmendem Schlupf
den in Fig. z dargestellten Verlauf. Dabei ist vorausgesetzt, daß die beiden Netz-
Spannungen
gleich groß sind. Es ist dort in der Figur gleichzeitig eine Spannung u eingetragen,
deren Kurvenform innerhalb der einzelnen Perioden untereinander ähnlich ist, deren
Ordinaten aber bei demselben Phasenwinkel proportional mit dem Schlupf sind. Der
Schnittpunkt der beiden Kurven gibt die gewünschte konstante schlupfunabhängige
Vorgabezeit T, welche der Eigenzeit der Relais und des Ölschalters entspricht. Unter
der Voraussetzung, daß der Schlupf s innerhalb einer Schlupfperiode als konstant
angesehen werden kann und die beiden Netzspannungen gleich groß sind, ist innerhalb
einer Schlupfperiode
wobei a der Winkel zwischen den beiden Netzspannungen ist.
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Um stets eine konstante Vorgabezeit zu erreichen, soll nun die Spannung
u innerhalb einer Periode vom Phasenwinkel a abhängen, aber für die verschiedener.
Perioden proportional dem Schlupf s sein. Damit wird u #r s # F (a). (2) Der Schnittpunkt
der beiden Kurven erfolgt bei einem Phasenwinkel a, vor Phasengleichheit der Netzspannungen
mit der Bedingung 2c = 4 u oder s # F (a,) ^- sin 2 . (3) Damit die Vorgabezeit
konstant ist, muß der Vorgabewinkel ao ^' s (4) sein, wie auch in Fig. z zu erkennen
ist. Es ist dann nach Gleichung (3) und (4) unter Berücksichtigung, daß diese für
jeden Schlupf erfüllt sein sollen,
In Fig.2 ist eine Kurve, die die Bedingung
erfüllt, als Funktion von a aufgetragen.
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Gemäß der Erfindung wird nun eine derartige Kurve gewählt, die annähernd
gleich der theoretisch gefundenen Kurve F (a) # s ist, und zwar braucht die Übereinstimmung
nur innerhalb eines bestimmten Bereiches zu bestehen; denn es kommt nur ein bestimmter
Bereich bis zu einem Winkel amax in Frage, der durch die Olschalterzeit T, den maximalen
Schlupf sm" bei dem noch geschaltet werden soll, und der Nennfrequenz f festgelegt
ist, zu amax = 36o 0 Sm.. f ' T.
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Ist beispielsweise s = o,or (111/0), f = 5o-/sec, T = o,ö sec, so
wird an", = I41°. T = o,cf sec und s = z°/, sind die größten vorkommenden
Werte, so daß der Winkel meist geringer ist. Stellt man nun nicht mehr die Forderung,
daß bei konstanter Olschalterzeit bei genauer Phasengleichheit geschaltet werden
soll, sondern läßt eine Abweichung um einen Phasenwinkel von -f- A u zu, dann kann
man von der theoretischen Kurve bis zu bestimmten Grenzkurven F+ und F_ abweichen,
die sich aus folgender Berechnung ergeben: An Stelle der Bedingungsgleichung (4)
tritt o:o = d a - s.
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Damit ergibt sich in entsprechender Weise wie bei Gleichung
Für eine zulässige Abweichung von 5 ° sind die Grenzkurven F + und F _ in Fig. 2
dargestellt. Wie diese zeigt, ist für kleine Vorgabewinkel keine genaue Einhaltung
der theoretischen Kurve notwendig. Bei größerem Vorgabewinkel wird aber die zulässige
Abweichung immer geringer.
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Gemäß der Erfindung wird die schlupfproportionale Größe, die innerhalb
eines bestimmten Bereichs gleich s . FIL ist, auf elektrischem Wege unter Verwendung
einer Induktivität oder Kapazität erhalten. Zu diesem Zweck kann man beispielsweise
die Schwebungsspannung gleichrichten und von der Schwebungsspannung T 2s eine Induktivrität
oder einen Transformator speisen. Für deren Spannungen gilt dann
wobei ein der Schwebungsspannung proportionaler Strom i erzwungen werden muß, was
dadurch geschehen kann, daß man einen genügend großen Ohmschen Vorschaltwiderstand
benutzt. An Stelle von einer Induktivität kann auch eine Kapazität in Reihe mit
einem Ohmschen Widerstand verwendet werden. Durch entsprechende Wahl der Größe des
Widerstandes und der Kapazität kann man erreichen, daß der Strom der Reihenschaltung
gleich ist
so daß am Widerstand eine Spannung abgenommen werden kann, die proportional dem
Differentialquotienten der Schwebungsspannung nach der Zeit ist.
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In Fig.3 sind die Kurven gezeichnet. Es ist 4 zs ,die gleichgerichtete
Schwebungsspannung,
die man erhält, wenn man die Differenz zweier
Spannungen, die nach dem Parallelschatten gleiche Phase besitzen, gleichrichtet.
Sie ist ein Maximum, wenn die beiden Netze in Phasenopposition sind, und ist Null
oder annähernd gleich Null, wenn die beiden Netze in Phasengleichheit sind. 2a ist
der Differentialquotient dieser gleichgerichteten Spannung, den man, wie erwähnt,
beispielsweise an einer Drossel abnehmen kann. Die Differenz beider Spannungen kann
man beispielsweise auf ein polarisiertes Relais einwirken lassen, welches also,
dann, wie in der Figur durch senkrechte Gerade angedeutet, seinen Kontakt umschaltet,
sobald die beiden Spannungen gleich groß sind. Durch entsprechende Wahl der beiden
Spannungen kann man die Zeit T festlegen. Wie die Figur zeigt, ist innerhalb eines
bestimmten Schlupfbereichs T annähernd konstant, da die Spannung u im Synchronisierbereich
innerhalb der Grenzkurve F± liegt und ihre Ordinaten bei denselben Phasenwinkeln
proportional mit dem Schlupf sind. Um zu erreichen, daß bei zu großem Schlupf keine
Zuschaltung erfolgt, sind noch Hilfseinrichtungen erforderlich, welche die Zuschaltung
sperren. Zu diesem Zweck könnte man beispielsweise ein von der Schwebungsspannung
erregtes Zeitrelais verwenden, das bei Unterschreiten einer gewissen Spannung nach
einer einstellbaren Zeit seinen Kontakt schließt. Die Anordnung wird dann zweckmäßig
so getroffen, daß eine Parallelschaltung nur erfolgen kann, wenn das Zeitrelais
vor dem Umschalten des polarisierten Relais bereits 'abgelaufen ist. Zu diesem Zweck
kann man dem Zeitrelais ein Zwischenrelais zuordnen und ebenso dem polarisierten
Relais, wobei beide Zwischenrelais Kontakte im Hauptschalterstromkreis beherrschen.
Die Anordnung wird dann in an sich bekannter Weise so getroffen, daß das vom Zeitrelais
beeinflußte Zwischenrelais so von der Stellung des anderen Relais abhängig ist,
daß es nur ansprechen kann, sobald das Zeitrelais vor dem Ansprechen des polarisierten
Relais abgelaufen ist, daß aber nach erfolgtem Ablauf des Zeitrelais durch einen
Hilfskontakt an dessen Zwischenrelais dafür Sorge getragen ist, daß beim Ansprechen
des polarisierten Relais keine Unterbrechung des Betätigungskreises eintritt.
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An Stelle eines Spannungsrelais kann man auch die in folgenden Ausführungsbeispielen
beschriebenen Anordnungen verwenden.
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Besondere Vorteile gewährt die Differenz d 2i12 zweier
gleichgerichteter, um 18o' verschobener Schwebungsspannungen d u1 und
d u2 (vgl. Fig. q. und 5), die wiederum aus sinusförmigen Kurvenstücken besteht.
Durch Differentiation von d u12 wird die Kurve
erhalten, die in Fig. 6, dargestellt ist. Sind die beiden Spannungen du,
und A u,
gleich groß, so liegt, das Maximum um", bei a = go °.
Sind die Spannungen verschieden groß, so kann man das Maximum um", beliebig in den
Bereich von a = o bis a = 18o' legen, wodurch man einen Freiheitsgrad
für die Wahl der Kurvenform besitzt. Bei einem Verhältnis von
ergibt sich beispielsweise eine Kurve
die innerhalb der Grenzkurven entsprechend einem zulässigen Fehlerwinkel von 5 °
verläuft. Sie ist in Fig.2 eingetragen. Innerhalb des zulässigen Fehlerbereiches
kann dann also eine Vorgabe bis zu einem Winkel von a = 156' gegeben werden.
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In Fig. 7 ist eine Anordnung dargestellt, wie die schlupfproportionale
Spannung 2s erhalten werden kann. i und 2 sind die beiden zu synchronisierenden
Netze. Durch die Spannungswandler 3 und q. wird die Summe aus zwei verketteten Spannungen
der beiden Netze gebildet, in dem Spannungswandler 5 und 6 ihre Differenz. Die Summe
wird einer Gleichrichteranordnung 7, die Differenz einer Gleichrichteranordnung
8 zugeführt. An dem Widerstand g entsteht eine Spannung d u2, an dem Widerstand
io eine Spannung d ui. Die Differenz d 2t12 dieser beiden gleichgerichteten
Spannungen speist über den Ohmschen Widerstand ii die Primärwicklung eines Transformators
i2, an dessen Sekundärseite eine dem Differentialquotienten der Differenz der beiden
Spannungen proportionale Spannung u abgenommen wird, unter der Voraussetzung, daß
der Ohmsche Widerstand ii groß gegenüber dem Widerstand des Transformators ist.
Zweckmäßig verwendet man einen Transformator mit Luftspalt, um den Einfluß der Eisensättigung
zu verringern. Durch entsprechenden Anschluß des Widerstandes ix und Transformators
12 an die Widerstände g und io kann die Größe der Spannung u eingestellt werden.
Diese Spannung kann beispielsweise einem Differentialrelais zugeführt werden, dessen
zweite Spule von der Schw ebungsspannung erregt wird. Sobald die Schwebungsspannung
geringer ist als die dem Differentialquotienten entsprechende Spannung, wird das
Schaltkommando gegeben. Durch entsprechende Einrichtung muß dafür Sorge getragen
werden, daß das Kommando nur gegeben werden kann, wenn der Schlupf unterhalb einer
bestimmten Größe gesunken ist. An Stelle eines Ohmschen Widerstandes und eines Transformators
kann man auch, wie erwähnt, die Spannung d u12 auf die Reihenschaltung eines
Ohmschen Widerstandes und einer Kapazität bestimmter Größe einwirken lassen und
am Widerstand die Spannung 2t abnehmen. Die zur Unterdrückung
der
Oberwellen erforderlichen Einrichtungen sind nicht gezeichnet.
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Fig. 8 zeigt eine selbsttätige Schnellsynchronisiereinrichtung, bei
der der Differentialquotient zweier gleichgerichteter. Schwebungsspannungen benutzt
wird. Soweit die Teile mit denen der Fig.7 übereinstimmen, sind dieselben Bezugszeichen
gewählt. i und 2 sind die beiden zu synchronisierenden Netze. Über die Spannungswandler
13 und 14 wird die Differenz der Dreieckspannungen gleicher Phasenleiter der Gleichrichteranordnung
8 zugeführt. Mit Hilfe der Hilfsspannungswandler 15 und 16 wird die Summe dieser
beiden Spannungen der Gleichrichteranordnung 7 zugeführt. An dem Widerstand 9 entsteht
dann eine Spannung, die d u2 der Fig. 4 und an dem Widerstand io eine Spannung,
die d eil der Fig. 4 entspricht. Die Widerstände 17 und 18 sind aus .dem
Grunde vorhanden, um den Fehlereinfluß zu verringern, der durch den stromabhängigen
Widerstand der Kupferoxydgleichrichter hervorgerufen wird. Von der Differenz der
Spannungen d u1 und duz wird über den Ohmschen Vorschaltwiderstand
ix die Primärwicklung eines Transformators 12 erregt. An der Sekundärwicklung des
Transformators wird eine Spannung et abgenommen, die proportional dem Differentialquotienten
der Differenz der gleichgerichteten Schwebungsspannung ist. An einem Teil des Widerstandes
io wird eine der Spannung d u1 proportionale Spannung d u1 abgenommen. Diese
Spannung und die Spannung u werden dem polarisierten Relais 22 zugeführt. Um die
Oberwellen zu unterdrücken, sind Induktivitäten i9 und 2o und ein Kondensator 2i
vorhanden. Das polarisierte Relais besitzt zwei Kontakte 23 und 24. Über den Kontakt
23 ist die Erregung eines Hilfsrelais 25 mit dem negativen Pol einer Gleichstromquelle
verbunden. Im Erregerkreis dieses Relais liegt ferner noch der Kontakt eines wattmetrischen
Relais 26, dessen Kontaktzunge mit dem positiven Pol der Batterie verbunden ist.
Das Hilfsrelais 25 besitzt zwei Kontakte 31 und 32. Der Kontakt 31 ist einerseits
mit der Einschaltspule 29 des Schalters 28, anderseits mit dem Kontakt 24 verbunden.
Der Kontakt 32 ist ein Selbsthaltekontakt für das Hilfsrelais. Das Relais 26 dient
zur Schlupfüberwachung. Es ist ein wattmetrisches Relais, das seinen linken Kontakt
schließt, wenn der Cosinus des Winkels zwischen den Spulenströmen größer als Null
ist. Die Drosselspule 27 dient zur Phasendrehung und damit zur Einstellung des maximalen
Vorgabewinkels. Die Abgleichung auf die Olschalterzeit erfolgt an den Widerstand
io.
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In Fig. 9 sind die einzelnen Spannungskurven nochmals aufgezeichnet.
d ul ist die der gleichgerichteten Schwebungsspannung 4 u1 proportionale
Spannung, die ein Minimum besitzt, wenn die beiden Netze phasengleich sind und die
auf das polarisierte Relais einwirkt. u ist eine Spannung, die proportional dem
Differentialquotienten nach der Zeit der Differenz der beiden gleichgerichteten
Schwebungsspannungen du, und Au, ist. In dem Punkte a
schneiden
sich die beiden Kurven d u1 und u, und das polarisierte Relais schließt an diesem
Punkt seinen linken Kontakt 24 und. gibt damit das Kommando zum Zuschalten. Ferner
ist noch in der Figur der Cosinus des Winkels zwischen den beiden Spulenströmen
des Relais 26 eingetragen.
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Die Wirkungsweise der Anordnung ist folgende: Werden die Schalter
im Sekundärkreis der Spannungswandler und der Schalter 30 eingeschaltet, so schaltet
das Relais 22 periodisch seine Kontaktzunge um. Wird der Kontakt 23 geschlossen,
so wird das Hilfsrelais 25 dann erregt, sobald das cos p-Relais seinen linken Kontakt
schließt, also, wie die Fig.9 zeigt, dann, sobald der Vorgabewinkel amax unterschritten
wird. Das Relais 25 spricht dann an und schließt seine Kontakte 31 und 32. Durch
den Kontakt 32 hält es sich selbst. Wird jetzt der Punkt a erreicht, so schließt
das polarisierte Relais seinen linken Kontakt 24 und erregt über den Kontakt 31
die Spule 29, so daß der Schalter eingeschaltet wird. Ist aber der Schlupf noch
zu groß, so liegt der Schnittpunkt der Kurve u und d u1 links vom
maximalen Vorgabewinkel am"", so daß, wenn der Kontakt 23 geschlossen ist, das Relais
25 nicht erregt werden kann und somit auch bei Schließen des Kontaktes 24 die Schaltspule
29 nicht erregt wird.
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An Stelle dieses cos p-Relais könnte auch ein von der Schwebungsspannung
abhängiges Relais treten, das einen Kontakt in der Zuleitung des Relais 25 erst
dann schließt, sobald die Schwebungsspannung unterhalb eines bestimmten Grenzwertes
sinkt.
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Die Anordnung bietet den Vorteil, daß mit geringen Mitteln ein schlupfabhängiger
Vorgabewinkel erzielt wird und daß im Übersynchronismus geschaltet werden kann,
wenn man ein von der Schwebungsspannung beeinflußtes Relais zur Schlupfüberwachung
verwendet. Sie bietet ferner den Vorteil, daß, auch wenn die Synchronisiereinrichtung
in dem Augenblick eingeschaltet wird, wenn das Relais 22 nach links Kontakt schließen
muß, eine Synchronisierung nicht erfolgen kann, da ja das Relais 25 nicht erregt
ist. Voraussetzung dabei ist jedoch, daß das polarisierte Relais, wenn es nicht
erregt ist, stets in der Mittelstellung steht. Man kann ihm auch eine kleine Vorspannung
geben, damit es bei Nichterregung stets den Kontakt 24 geschlossen hält.
Unter
pölarisiertes Relais ist dabei ein Relais zu verstehen, dessen Ansprechen nicht
nur von dem absoluten Wert der auf das Relais einwirkenden elektrischen Größe, sondern
auch von deren Richtung abhängig ist. Als polarisierte Relais kann man beispielsweise
Drehspulenrelais verwenden oder Relais, die nach der. Art der bekannten polarisierten
Relais der Telegraphentechnik gebaut sind, bei denen also ein durch einen Magnet
polarisierter Anker zwischen zwei Magnetspulen beweglich ist. Man kann auch Elektronenrelais
verwenden, auf dessen- Gitterspannung dann die Differenz der Spannungen einwirkt
und -n dessen Anodenkreis ein Relais liegt, das einen Kontakt 24 schließt, wenn
d ul-u negativ und seinen Kontakt 23 schließt, wenn d u1 - u positiv'
ist.
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An Stelle von polarisierten Relais können auch Differenzrelais verwendet
werden, wobei einer Spule des Relais die von den beiden Netzspannungen abhängige$Spannung
und dem anderen Spulensystem die von dem Differentialquotienten abhängige Spannung
zugeführt wird.
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Um die Synchronisiereinrichtung unabhängig von der Größe der Netzspannung
zu machen, kann man die Differenz zweier Schwebungsspannungen mit dem Differentialquotienten
der Schwebungsspannung vergleichen. Sind nämlich die Netzspannungen verschieden
groß, so geht die Schwebungsspannung nicht bis auf Null, sondern zeigt an dieser
Stelle eine Ausbuchtung. Um diese Spannungsabhängigkeit zu vermeiden, kann der obenerwähnte
Weg eingeschlagen werden. Was für Verhältnisse dann erhalten werden, sind an Hand
der folgenden Figuren erläutert. In Fig. io ist strichliert der Effektivwert der
Sclbwebungsspannung d u eingezeichnet, die ein Minimum besitzt, wenn die beiden
Netzspannungen phasengleich sind. Sind die beiden Netzspannungen nicht gleich groß,
so geht diese Kurve nicht bis auf Null, und die Einrichtung wird von der Spannung
abhängig. Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung wird daher als Vergleichsspannung
die Differenz zweier gleichgerichteter Scbwebungsspannungen d u1 und 4 u2 benutzt,
die gegeneinander um i8o ° verschoben- sind und gegenüber der Spannung d
u um -I-- bzw. - 9o °. Diese Kurve der Differenzspannung d u12 ist in Fig.
ii eingetragen und zeigt, daß im Augenblick des Synchronismus die Kurve durch Null
hindurchgeht, unabhängig, wie hoch die beiden Netzspannungen sind. Diese Spannung
kann man mit einer Spannung, die dem Differentialquotienten dieser Differenzspannung
proportional ist, vergleichen. Diese Spannung a. ist gleichfalls in die Figur eingezeichnet.
An Stelle dieser beiden Schwebungsspannungen, die um 18o° verschoben sind, kann
man auch andere geeignete Schwebungsspannungen benutzen, die gegeneinander phasenverschoben
sind. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt Fig. 12. x und 2 sind wieder die
beiden zu synchronisierenden Netze, 28 ist der Ölschalter, 29 ist die Einschaltspule.
Zur Erzeugung der Spannungen d arl und 4 u2 dienen zwei Transformatoren 43
und 44. Der Transformator 43 ist zwischen die beiden unteren Phasenleiter des Netzes
i, die Primärwicklung des Transformators 44 an den oberen Phasenleiter und den Sternpunkt
angeschlossen. Die auf der Sekundärseite der Spannungswandler erzeugten Spannungen
stehen daher senkrecht aufeinander, wenn die beiden Netze miteinander gekoppelt
sind. Jeder Spannungswandler besitzt zwei Sekundärwicklungen. Die Differenz der
in den Sekundärwicklungen wirksamen Spannungen wird über die Gleichrichteranordnung
7 gleichgerichtet, die Summe über die Gleichrichteranordnung B. An den Widerständen
io und 9 herrschen dann die Spannungen d ul bzw. 4 u2. Die Differenz dieser beiden
Spannungen wirkt auf die Reihenschaltung eines Ohmschen Widerstandes 45 und einer
Drosselspule 52. Durch Anordnung von Kondensatoren und Drosselspulen oder von Sperrketten
kann man die höheren Harmonischen in diesem Kreis unterdrücken. Der Widerstand 45
wird groß gegenüber der Drosselspule 52 gewählt, so daß der Strom in diesem Stromkreis
phasengleich mit der Differenzspannung A u12 ist. An der Drossel herrscht dann eine
Spannung, die proportional dem Differentialquotienten dieser - Spannung ist. Die
an der Drosselspule herrschende- Spannung und die an einem Teil des Widerstandes
45 herrschende Spannung wird einem polarisierten Relais 46 zugeführt. Die an dem
Relais 46 herrschende Spannung u ist dann proportional mit dem Schlupf gegenüber
der Spannung 4u12 verschoben. Das polarisierte Relais schaltet also seinen Kontaktarm
mit schlupfproportionaler Häufigkeit und unter Berücksichtigung eines schlupfproportionalen
Vorgabewinkels. Um eine Zuschaltung nur bei geringem Schlupf zu gestatten, ist ein
Zeitrelais 49 vorgesehen, das, sobald der Kontakt 48 geschlossen ist, von der Gleichstromquelle
erregt wird. Es schließt nach einer einstellbaren Zeit seinen Kontakt 5o, mit dessen
Hilfe es sich selbst hält. Die Spule 29 ist an die Hilfsspannungsquelle über den
Kontakt 47 und den Kontakt 5o angeschlossen. Die Wirkungsweise der Anordnung ist
folgende: Werden die Spannungswandler 43 und 44 erregt und der Schalter 51 geschlossen,
so wird beim Schließen des Kontaktes 48 das Zeitrelais 49 erregt. Ist der Schlupf
zu groß, so ist die Zeit der Erregung zu kurz, so daß der Kontakt 47 geschlossen
wird, bevor der Kontakt 50 geschlossen ist. Die Spule 29 kann daher nicht
erregt werden. Ist aber der Schlupf so gering, daß die Zeit groß genug ist, währenddem
der Kontakt 48
geschlossen ist, so wird das Zeitrelais 49 ablaufen
und der Kontakt 50 geschlossen, wodurch es sich selbst hält. Wird der Kontakt
47 jetzt geschlossen, was also dann geschieht, sobald die konstante Vorgabezeit
erreicht ist, so wird die Schalterspule 29 über die Kontakte 47 und 50 erregt
und der Schalter 28 eingeschaltet.
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Zweckmäßig bildet man die Anordnung so aus, daß die sekundären Nennspannungen
der Spannungswandler verschieden groß sind. Man erhält dann eine vollkommene spannungsunabhängige
Synchronisiereinrichtung mit schlupfproportionalem Vorgabewinkel.
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Ist nämlich die dem Spannungswandler 43 entnommene Spannung zsl klein
gegenüber der dem Spannungswandler 44 entnommenen Spannung u2, so erhält man, wie
aus Fig. 13 hervorgeht, eine Spannung d u12 -d u1
-d 2c2, die angenähert gleich ist u1 # cos (1z", u2), d. b. die Spannung
u12 ist nicht mehr abhängig von der Größe der Spannung zc2, sondern nur noch von
u1 und dem Phasenwinkel zwischen beiden. Sie besitzt den in Fig. 14 dargestellten
Verlauf und wird wieder wie in Fig. 12 dem Widerstand 45 und der Drossel 52 zugeführt.
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Das polarisierte Relais erhält dann eine Spannung, die proportional
mit dem Scblupf gegenüber der Spannung u1, verschoben ist. Den schlupfproportionalen
Vorgabewinkel kann man auch durch andere Kombination aus Widerständen, Drosseln
und Kondensatoren erreichen, sofern an diesen Anordnungen Spannungen abgenommen
werden können, deren Phase gegenüber 'der Spannung as" proportional mit der Frequenz
ist. Zu diesem Zweck sind beispielsweise, wie in Fig. =5 dargestellt, Kettenleiter
verwendet, die aus Ohmschen Widerständen 55 in den Längsgliedern und Drosselspulen
53 und Olunschen Widerständen 54 in den Quergliedern bestehen. Die Widerstände 55
werden dabei groß gewählt gegenüber den Widerständen 54 und 53. An das Ende der
Kette wird wieder das polarisierte Relais angeschlossen. Die Kettenleiter bieten
den Vorteil, daß die Proportionalität des Phasenwinkels zwischen den Spannungen
am Anfang und Ende des Kettenleiters in einem sehr großen Bereich proportional der
Frequenz ist. In ähnlicher Weise können auch Kettenleiter aus Kondensatoren und
Widerständen gebildet werden. Man kann auch ein Differenzrelais verwenden. Diesem
wird dann einerseits die Spannung am letzten Widerstandsglied und anderseits die
Spannung an der letzten Drossel zugeführt.
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Um eine Synchronisierung zu vermeiden, wenn die beiden Netzspannungen
zu ungleich sind, kann man die Synchronisierung bei zu großer Differenz der Netzspannungen
sperren. Zu diesem Zweck kann man ein Spannungsdifferenzrelais verwenden, das beispielsweise
als Ferrarisrelais ausgebildet ist und auf dessen Ferrarisscheibe zwei gegeneinandergeschaltete
Spannungssysteme einwirken, welche von den beiden Netzspannungen gespeist werden.
Ein resultierendes Drehmoment in demselben tritt bei Spannungsungleichheit auf und
unterbindet bei genügender Größe derselben durch die dabei erfolgende Kontaktbetätigung
das Parallelschalten.
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An Stelle des polarisierten Relais 46 und des Zeitrelais 49 in Fig.
12 kann man auch die Anordnung so treffen, wie es in Fig. 8 beschrieben ist.
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In den Ausführungsbeispielen war stets die Schwebungsspannung oder
eine geeignete Kombination zweier Schwebungsspannungen mit dem Differentialquotienten
verglichen worden. Man kann auch an Stelle der Schwebungsspannung oder der Differenz
zweier Schwebungsspannungen das wattmetrische Produkt der beiden Netzspannungen
mal dem Sinus ihres Winkels verwenden. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Differenzrelais
vörgesehen werden, auf dessen einem System die beiden Netzspannungen einwirken,
die bei gekuppelten Netzen phasengleich sind, und das ein Drehmoment hervorruft,
das dem Produkt der beiden Netzspannungen mal dem Sinus des eingeschlossenen Winkels
entspricht, während das andere System ein polarisiertes System ist (beispielsweise
Drehspulensystem), auf das eine Spannung einwirkt, die dem Differentialquotienten
der gleichgerichteten Schwebungsspannung oder eine geeignete Kombination zweier
Schwebungsspannungen proportional ist. In Fig. 16 ist schematisch ein derartiges
Relais dargestellt. Das obere System 6o ist ein dynamometrisches System, dessen
eine Spule von der einen Netzspannung und dessen andere von der anderen Netzspannung
erregt «-ird; das untere System 61 ist ein Drehspulensystem, dessen Spule von einem
Strom erregt wird, der proportional dem Differentialquotienten der Schwebungsspannung
oder einer geeigneten Kombination zweier gleichgerichteter Schwebungsspannungen
ist. Ein gleiches Relais kann dann an Stelle der in den Figuren dargestellten polarisierten
Relais treten.
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Die durch die Gleichrichtung entstehenden Oberwellen können in bekannter
Weise durch Drosseln, Kondensatoren unterdrückt werden.