Verfahren zur Regelung der Feldstärke und der Klemmenspannung von Synchronmaschinen. Die Erfindung bezieht sich auf Syn chronmaschinen, deren erregender Teil aus permanentem Magnetstahl besteht; insbeson dere sollen als solche Stähle die neuerdings entwickelten Stähle mit sehr hoher Koerzitiv- kraft, also z. B. die sogenannten ausschei dungsgehärteten Magnetstähle mit einem Zu satz aus Aluminium oder Titan Verwendung finden.
Gemäss dem Verfahren der Erfin dung werden zur Regelung der Feldstärke und der Klemmenspannung von derartigen Synchronmaschinen der Maschine während des Betriebes regelbare Magnetisierungs- ströme zugeführt, die,den kleineren Teil des Erregerfeldes erzeugen, während der grössere Teil von dem permanenten Magnetstahl her- rührt.
Eine Synchronma.schin--, deren Erreger feld ausschliesslich durch einen permanenten Magnetstahl erzeugt ist, kann zwar bei Leer lauf eine genügend hohe Klemmspannung er zeugen. Wird jedoch die Synchronmaschine belastet, so entsteht vorwiegend durch den Blindstrom eine Ankerrückwirkung, die die Maschine entmagnetisiert,
so dass die Klem- menspannung der Maschine sich stark ver- mindert. Auch die bei Belastung der Ma schine entstehenden Streufelder wirken- im Sinne einer weiteren Verminderung der Klemmenspannung. Mit Hilfe der gemäss dem Verfahren der Erfindung der Maschine während des Betriebes zugeführten Magneti sierungsströme lässt sich nun dieser Span nungsabfall ausgleichen, bezw. mit Hilfe die ser Magnetisierungsströme ist es möglich,
die Spannung der Maschine auf den gewünschten Wert einzuregeln.
Das Verfahren der Erfindung kann bei spielsweise derart durchgeführt werden, dass der permanentmagnetische Läufer der Ma schine durch einen regelbaren Gleichstrom zusätzlich magnetisiert wird. Bei dieser Magnetisierung durch eine auf dem per manentmagnetischen Läufer aufgebrachte Gleichstromerregerwicklung kann man von der Zu- und Gegenschaltung des von der Gleichstromwicklung erzeugten Feldes zu dem vom
Permanentmagnetstahl herrühren den Feld Gebrauch machen, um auf diese Weise den Regelbereich der Gleichstrom wicklung zu erweitern.
Die Zusatzmagnetisierung .durch eine auf dem Läufer aufgebrachte Gleichstromwick lung erfordert sehr viel weniger AmpArewin- dungen, als sie etwa für eine Synchron maschine mit -Weicheisenläufer notwendig wären. Denn der grössere Teil des Erreger feldes wird durch die Koerzitivkraft des Permanentenmagnetstahls ohne äussern Er regerstrom geliefert und nur zur Überwin dung von Ankerrückwirkung und Streuung ist ein Aufwand von Erregerstrom notwen dig.
Die Erregerwieklungen ,derartiger Syn chronmaschinen können daher sehr-viel leich ter gehalten werden als die :der bisher üb lichen Synchronmaschinen mit Weicheisen- läufer. Hierdurch verringern sich die Läu ferverluste, so dass der Wirkungsgrad steigt und die Erwärmung zurückgeht.
Und da das Volumen und -das Gewicht der l;äuferwiGk- lung sich verkleinert, so steigt die Möglich keit guter Kühlwirkung und es vergrössert sich die mechanische Festigkeit gegenüber der Zentrifugalkraft. Dies spielt insbesondere --bei schnellaufenden Turbogeneratoren eine griffe Rolle, bei denen die Zentrifugalkräfte die Festigkeit des Läufers und daher die Ge samtkonstruktion beherrschen.
Durch das verringerte Gewicht der Läuferwicklung kann man mit der Umfangsgeschwindigkeit der Maschine erheblich höher gehen als bis her und erreicht dadurch eine gesteigerte Ausnutzung der Materialien und dadurch kleinere Einheitsgewichte und grössere Grenz- I eistungen.
Man kann in .der Verringerung des Mate rialaufwandes für .die Erregerwicklung noch einen Schritt weitergehen, indem man den Erregerstrom zur Erzielung der magne-Hsie- renden Amperewindungen nicht stets in glei cher Richtung fliessen lässt. Es ist vielmehr zweckmässig, die magnetischen Verhältnisse der Maschine so auszulegen, wie es in Fig. 1 dargestellt ist.
Die Spannung E,_ ohne Zu satzerregung ist hier grösser als die Leerlauf spannung E, gewählt, so d@ass man zur Er zielung der Leerlaufspannung eine gewisse Gegenerregung -m benötigt, die erzielt wer den soll, indem man den Erregergleichstrom in umgekehrter Richtung durch die Erreger wicklung schickt. Bei Vollast der Maschine benötigt man die innere Spannung E3 und zu ihrer Erzeugung wird der Erregerstrom um gekehrt,
so ?dass er wieder in positiver Rich tung zusätzlich zur Permanenterregung wirkt. Durch diese Massnahme kann. man den Bedarf an Erregerstrom, an Erregerämpere- windungen und damit den Aufwand für die Erregerwicklung nochmals auf die Hälfte herabdrüoken, so @dass die oben geschilderten Vorteile hinsichtlich der Verringerung der Verluste, sowie des Volumens und Gewichts der Erregerwicklung sich noch weitergehend verbessern.
Benutzt man eine Gleichstrom erregermaschine zur Erregung, so lässt sich diese nach Fig. 2 :durch einen Wendeerreger stromregler genau so leicht auf Spannung regulieren, wie es 'bisher für die einseitige Spannungsregelung der Weicheisensynchron- maschinen üblich war.
Die beschriebene Regelung der Synchron maschine kann natürlich durch an sich be kannte Regulierungseinrichtungen in Ab hängigkeit von der Spannung, dem Strom mit seiner Wirk- und Blindkomponente, von dem Leistungsfaktor oder einer ähnlichen Ausgangsgrösse her erfolgen. Man hat bei diesen Anordnungen .den weiteren Vorteil, dass auch die Erregergleichstrommaschine wesentlich kleiner wird als bisher und dass deren Regelung mit einfachen Mitteln und viel geschwinder erfolgen kann als die der bisher benötigten grossen Erregermaschinen für schwere .Synchrongeneratoren.
Wenn der Synchrongenerator starke Kurzschlussströme abgeben muss, besonders bei einem relativ nahen Kurzschluss, so treten sehr starke entmagnetisierende Wirkungen durch ,die Ankerrückwirkung in der Ständer wicklung auf.
Es ist zweckmässig, diesen Kurzschlussstrom im Moment des Entstehens derart auf die Erregerstromkreise wirken zu lassen, dass sie entsprechend starke Gegen ströme in der Läuferwicklung ausbilden. Beispielsweise kann dies durch Anordnung eines Dämpferkäfigs auf dem Läufer erreicht werden.
Gelingt dies jedoch nicht oder nicht vollkommen, so soll die Erregungsanordnung derart ausgebildet sein,,dass nach Ablauf des Kurzschlussstromes kurzzeitig ein starker magnetisierender Erregerstrom in der E.rre- gewieklung der Synchronmaschine erzeugt wird, so dass .der permanentmagnetische Läu fer wieder auf seinen normalen Remanent- magnetismus herauf erregt wird, den er durch die Kurzschlussströme möglicherweise verloren hat.
Beispielsweise .kann man dies dadurch erreichen, dass, man die Hilfserreger wicklung am Läufer der ,Synchronmaschine an eine Stromquelle anschliesst, die einen ab normal starken, jedoch kurzzeitigen Strom durch die Erregerwicklung schickt.
Ganz besondere Vorteile im Bau der Syn chronmaschine erzielt man hinsichtlich Er wärmung, Lüftung und Zentrifugalkraft durch Anwendung permanentmagnetischer Läufer ohne jede Erregerwicklung. Da der artige Maschinen jedoch starken @Spannungs- abfall mit zunehmendem Belastungsstrom be sitzen, so muss man die Regulierung durch äussern Erregerwechselstrom bewirken. In Fig. 3 ist dargestellt, wie dies z.
B. durch schaltbare Kondensatoren erzielt werden kann, deren Kapazitätsstrom die Ständer wicklung -der Synchronmaschine durchfliesst und hier Amperewindungen erzeugt, die hochmagnetisierend im .Sinne des Permanent feldes des Läufers wirken. Zunächst einmal kompensieren sie dort den nacheilenden ent- maganetisierenden Blindstrom des Netzes.
Sie entlasten dadurch die Ständerwicklung der Synchronmaschine von diesen Blindströmen und bcwirken eine stärkere Ausnutzbarkeit der Maschine. Sie ermöglichen aber auch durch Hineinfliessen überschiessender vor eilender Ma,gnetisierungsströme in die @Stän- derwicklung eine Spannungssteigerung.
Die Regelung an diesen Kondensatoren kann man entweder durch Zu- oder Abschal ten vornehmen oder auch -durch vorgeschal tete Regulierdrosselspulen, etwa mit Gleich- strommagnetisierung zur Einstellung ihrer Selbstinduktion. Man kann auch stetig oder absatzweise regulierbare Kondensatoren be nutzen oder man kann die Kondensatorbat- terien ganz oder zum Teil durch Parallel schaltung von stetig regelbaren Drosselspu len
ergänzen. Auch durch Stromtore oder ähnliche Schaltmittel kann man die Regulie rung des magnetisierenden Kapazitätsstromes vornehmen. Auch hier wird man die Rege lung in Abhängigkeit von der Spannung oder von den Strömen des Netzes durchführen. Die Regelung der Synchronmaschine durch Kapazitäten und Drosselspulen. im Wechsel- stromkreis hat gegenüber der Regelung durch Veränderung ,des Erregerstromes auch den bedeutenden Vorteil, @dass die Dauerkurz schlussströmeder Maschine wesentlich verrin gert werden.
Denn bei Kurzschluss, im Netz verlieren die Kondensatoren und Drosseln ihre Spannung und können daher keine er heblichen Ströme ins Netz liefern, während eine entsprechend verstärkte Gleichstrom- erregung,der ,Synchronmaschine einen antei lig stärkeren Kurzschlussstrom erzeugen würde.
Wenn man die Ankerrückwirkung und die Ilerabdrizckung des Feldes durch Gegen amperewindungen dm :Ständers vermeiden will, so muss man durch die Regulierung der äussern Kapazitätsströme zunächst dafür sor gen, dass- keine nacheilenden Blindströme in den Generator eintreten..
Alsdann bleibt noch die Wirkung .der Selbstinduktion der Anker wicklung übrig, die auch bei Entnahme rei nen Wirkstromes aus dem Generator span- nungserniedrigend wirkt. In Fig. 4a ist das Diagramm der Maschine dargestellt für den Fall reiner Wirkstromentnahme. Dieser Strom J,. in Richtung der Klemmenspannung E erzeugt eine Selbstinduktionspannung Es senkrecht zum Strom,
die von der vom Er regerfeld induzierten innern .Spannung Ei- in Abzug kommt und die Klemmenspannung E als Kathete des rechtwinkligen Dreiecks stets gegenüber der Hypotenuse Ei verklei nert. Günstiger ist es daher, in die Synchron maschine einen äussern Kapazitätsstrom J, hineinfliessen zu lassen.
Wählt man denselben stets proportional dem Wirkstrom J, so kann man erreichen, dass: der gesamte Stän- derstrom J stets in Richtung der innern Spannung E; liegt, wie es in Fig. 4b dar gestellt ist. Dann steht die,Selbstinduktions- spannung stets senkrecht auf Ei und die Klemmenspannung E wächst nun sogar mit zunehmender Belastung an.
Die Bedingung für den innern Kapazitätsstrom ist hierbei
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wie mann aus Fig. 4b ohne weiteres entnimmt.
Die Selbstinduktionsspannung E" rührteiner- seits von den Streufeldern der Ständerwick- lung und anderseits von dem wirksamen An- kerrückwirkungsfeld her.
Die-schwache Er höhung der Klemmenspannung nach Fig. 4b mit zunehmender Belastung ist meistens an genehm, um auch äussere Spannungsabfälle zu überwinden. Wünscht man sie nicht, so kann man die Klemmenspannung auch kon stant halten, wenn man den magnetisierbaren Kapazitätsstrom etwa halb so gross einregu liert wie nach der eben genannten Formel, so dass man an Stelle :
der rechtwinkligen Dreiecke in Fig. 4c .gleichschenklige Dreiecke der- Spannung erhält.
An Stelle der in Fig. 3 dargestellten Kondensatoren zur Entlastung von äussern Magnetisierungsströmen und zur Erzeugung von innern Kapazitätsströmen der perma- nentmagnetischen Synchronmaschine kann man natürlich auch andere Mittel zur Blind stromregelung verwenden. Beispielsweise kann man parallel arbeitende Synchrongene ratoren oder Phasenschieber mit Gleichstrom felderregern oder
asynchrone Blindstrom- masehinen mit Kollektorregelung oder Strom- riehterblindstromanordnungen in der glei chen Weise wie die Kondensatoren zur Rege lung der Permanentmaschine, benutzen.
Dies ist dann besonders nützlich, wenn es sich um die Ergänzung eines bestehenden -Kraftwer- kes durch eine neue hochtourige grosse Ma schine handelt, die mit einem rein permanent magnetischen Läufer viel leistungsfähiger, einfacher und mit grösserer Modelleistung herzustellen ist aln die bisherigen Synchron maschinen.
Auch die Regelung durch äussere Blind stromerzeugung kann man in der vielfach bekannten Weise in Abhängigkeit von .der Spannung, dem Strom oder dem Leistungs faktor vornehmen. Sehr einfach wird die Regelung, wenn man als Messgrösse -den Win kel zwischen Strom und Klemmenspannung des Generators wählt, indem man z. B. ein tg <I>a,</I> cos <I>a</I> oder sin <I>a</I> -Instrument als Indika tor für die Spannungsregelung benutzt.
Hält man diesen Winkel gemäss Fig. 4b für alle Belastungen aus dem Netz konstant, so er gibt sich eine mit der Last zunehmende Klemmenspannung. Hält man durch andere Einstellung des Reglers den halben. Winkel konstant, so ergibt sich nach Fig. 4c eine völlig konstante Klemmenspannung des Ge- nerators: Alle vom Netz her etwa sonst noch anfallenden induktiven' oder kapazitiven Blindströme werden dann durch die Regu lierungsanordnung vor dem Eintritt in den Generator abgefangen und annulliert.
Da der Permanentmag netläufer- bei der letztbeschriebenen Ausführungsform wid#:- lungslos ist, so besitzt er nur eine mässige magnetische Zeitkonstante, die lediglich durch die Wirbelstrombildung im schlecht leitenden Eisen gegeben ist. Es ist jedoch wichtig, bei Schaltvorgängen aller Art und besonders bei Kurzschlüssen eine möglichst grosse magnetische Zeitkonstante zu erhalten, damit,das normale Magnetfeld sich während dieser Störungszeit nur möglichst wenig än dert.
Bei Maschinen mit Permanentmagnet läufer ist dies besonders wichtig, da man ja die Blindströme bei Kurzschluss unmöglich durch äussere Mittel voll aufnehmen lassen kann. Die Kurzschlussströme werden daher im Generator Gegenamperewindungen erzeu gen und diese drücken das Magnetfeld herab.
Nach ihrem Verschwinden bleibt daher eine starke dauernde Entmaggnetisierung des Per- manentmagnetstahls zurück. Rüstet man den Läufer aber mit einer so starken Dämpfer- wieklung aus, dass deren. Zeitkonstante we sentlich grösser ist als die Dauer des Kurz schlusszustandes, so bilden sich in ihr durch einfache Transformation.swirkung im Gene rator so lange andauernde Dämpferströme aus,
dass die Kurzschlussankerrückwirkung kaum einen Einfluss auf das Ilauptfeld der Maschine ausübt und dass daher nur eine ge ringfügige Entmagnetisierung eintritt. Da diese Dämpferwicklung beim Fehlen der Erregerwicklung nur sich selbst zu tragen hat, so kann man sie leicht aus gut leitendem Kupfer herstellen und erzielt dadurch eine sehr hohe Läuferzeitkonstante.
Method for regulating the field strength and the terminal voltage of synchronous machines. The invention relates to Syn chronmaschinen, the exciting part consists of permanent magnetic steel; In particular, the recently developed steels with a very high coercive force, ie z. B. the so-called precipitation-hardened magnetic steels with an addition of aluminum or titanium are used.
According to the method of the invention, to regulate the field strength and the terminal voltage of such synchronous machines, the machine is supplied with controllable magnetization currents during operation, which generate the smaller part of the excitation field, while the larger part comes from the permanent magnetic steel.
A synchronous machine, whose excitation field is generated exclusively by a permanent magnetic steel, can generate a sufficiently high clamping voltage when idling. However, if the synchronous machine is loaded, an armature reaction occurs mainly due to the reactive current, which demagnetizes the machine.
so that the clamping voltage of the machine is greatly reduced. The stray fields that arise when the machine is loaded also act to further reduce the terminal voltage. With the help of the magnetizing currents supplied to the machine during operation according to the method of the invention, this voltage drop can now be compensated for, respectively. With the help of these magnetizing currents, it is possible to
adjust the voltage of the machine to the desired value.
The method of the invention can for example be carried out in such a way that the permanently magnetic rotor of the machine is additionally magnetized by a controllable direct current. With this magnetization by means of a direct current exciter winding attached to the permanent magnet rotor, one can switch between the connection and counter connection of the field generated by the direct current winding to that of the
Permanent magnet steel derive from the field make use to expand the control range of the direct current winding in this way.
The additional magnetization, through a direct current winding applied to the rotor, requires far fewer amp turns than would be necessary for a synchronous machine with a soft iron rotor. Because the greater part of the excitation field is supplied by the coercive force of the permanent magnetic steel without external excitation current, and excitation current is only required to overcome armature feedback and scattering.
The excitation echoes of such synchronous machines can therefore be kept much easier than those of the synchronous machines with soft iron rotors that have been customary up to now. This reduces runner losses, so that efficiency increases and heating decreases.
And since the volume and weight of the rotor coil are reduced, the possibility of a good cooling effect increases and the mechanical strength against the centrifugal force increases. This is particularly important in the case of high-speed turbo generators, where centrifugal forces control the strength of the rotor and therefore the overall structure.
Due to the reduced weight of the rotor winding, the circumferential speed of the machine can be considerably higher than before, thereby achieving an increased utilization of the materials and thus lower unit weights and greater limits.
One can go one step further in reducing the material costs for the excitation winding by not always letting the excitation current flow in the same direction to achieve the magnetic ampere turns. Rather, it is advisable to design the magnetic conditions of the machine as shown in FIG.
The voltage E, _ without additional excitation is selected here to be greater than the no-load voltage E, so that a certain counter-excitation -m is required to achieve the no-load voltage, which should be achieved by passing the direct excitation current through in the opposite direction sends the pathogen winding. When the machine is at full load, the internal voltage E3 is required and the excitation current is reversed to generate it,
so that it acts in a positive direction in addition to permanent excitation. This measure allows. the need for excitation current, for excitation vane windings and thus the effort for the excitation winding is reduced again to half, so that the advantages described above with regard to the reduction of losses, as well as the volume and weight of the excitation winding, improve even further.
If a direct-current exciter machine is used for excitation, this can be regulated to voltage just as easily as shown in FIG. 2 by a reversing exciter current regulator, as was previously customary for one-sided voltage regulation of soft iron synchronous machines.
The described regulation of the synchronous machine can of course be done by known regulation devices in dependence on the voltage, the current with its active and reactive components, the power factor or a similar output variable. These arrangements have the further advantage that the DC exciter machine is also much smaller than before and that it can be controlled with simple means and much more quickly than that of the large exciter machines previously required for heavy synchronous generators.
If the synchronous generator has to deliver strong short-circuit currents, especially in the case of a relatively close short-circuit, very strong demagnetizing effects occur, armature feedback in the stator winding.
It is advisable to let this short-circuit current act on the excitation circuits at the moment it occurs in such a way that they develop correspondingly strong countercurrents in the rotor winding. For example, this can be achieved by arranging a damper cage on the rotor.
However, if this does not succeed or not completely, the excitation arrangement should be designed in such a way that after the short-circuit current has elapsed, a strong magnetizing excitation current is briefly generated in the synchronous machine, so that the permanent magnet rotor returns to its normal Remanent magnetism is excited up, which it may have lost due to the short-circuit currents.
For example, this can be achieved by connecting the auxiliary exciter winding on the rotor of the synchronous machine to a power source that sends a current from normal strength but brief current through the exciter winding.
Very special advantages in the construction of the synchronous machine can be achieved in terms of heating, ventilation and centrifugal force by using permanent magnet rotors without any excitation winding. Since such machines have a strong @ voltage drop with increasing load current, the regulation must be effected by external excitation alternating current. In Fig. 3 it is shown how this z.
B. can be achieved by switchable capacitors whose capacitance current flows through the stator winding -the synchronous machine and generates ampere-turns here, which are highly magnetizing in the sense of the permanent field of the rotor. First of all, there they compensate for the lagging demagnetizing reactive current of the network.
You thereby relieve the stator winding of the synchronous machine from these reactive currents and make the machine more usable. However, they also allow an increase in voltage by flowing excess magnetic currents into the @ stator winding.
The control of these capacitors can be done either by connecting or disconnecting them, or by means of upstream regulating inductors, for example with direct current magnetization to adjust their self-induction. You can also use continuously or intermittently adjustable capacitors or you can use the capacitor batteries in whole or in part by connecting continuously adjustable choke coils in parallel
complete. The regulating of the magnetizing capacitance current can also be made by current gates or similar switching means. Here, too, the regulation will be carried out as a function of the voltage or the currents of the network. The regulation of the synchronous machine through capacitors and reactors. In an alternating current circuit, compared to regulation by changing the excitation current, it also has the significant advantage that the continuous short-circuit currents of the machine are significantly reduced.
Because in the event of a short circuit in the network, the capacitors and chokes lose their voltage and therefore cannot deliver any significant currents into the network, while a correspondingly increased DC excitation, the synchronous machine, would generate a proportionately stronger short-circuit current.
If you want to avoid the armature reaction and the deflection of the field by counter ampere windings dm: stator, you must first ensure that - no lagging reactive currents enter the generator by regulating the external capacitance currents ..
Then there is still the effect of the self-induction of the armature winding, which has a voltage-lowering effect even when pure active current is drawn from the generator. In Fig. 4a the diagram of the machine is shown for the case of pure active current extraction. This stream J ,. in the direction of the terminal voltage E generates a self-induced voltage Es perpendicular to the current,
the internal voltage Ei- induced by the exciter field is deducted and the terminal voltage E as a cathetus of the right-angled triangle is always reduced compared to the hypotenuse Ei. It is therefore more favorable to let an external capacitance current J 1 flow into the synchronous machine.
If one chooses the same always proportional to the active current J, one can achieve that: the total stator current J always in the direction of the internal voltage E; is as it is shown in Fig. 4b represents. Then the self-induced voltage is always perpendicular to Ei and the terminal voltage E now even increases with increasing load.
The condition for the internal capacitance flow is here
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as can be seen from Fig. 4b without further ado.
The self-induction voltage E ″ results on the one hand from the stray fields of the stator winding and on the other hand from the effective armature feedback field.
The weak he increase in the terminal voltage according to FIG. 4b with increasing load is usually an agreeable to overcome external voltage drops. If you do not want it, you can keep the terminal voltage constant if you adjust the magnetizable capacitance current to about half as large as according to the formula just mentioned, so that instead of:
of the right triangles in Fig. 4c. isosceles triangles of the voltage.
Instead of the capacitors shown in FIG. 3 for relieving external magnetization currents and for generating internal capacitance currents of the permanent magnetic synchronous machine, other means for reactive current regulation can of course also be used. For example, synchronous generators or phase shifters with direct current field exciters can work in parallel
Use asynchronous reactive current machines with collector control or current direct reactive current arrangements in the same way as the capacitors to regulate the permanent machine.
This is particularly useful if an existing power plant is to be supplemented with a new, high-speed, large machine that is much more powerful, easier and more powerful than the previous synchronous machines with a purely permanent magnetic rotor.
Regulation by external reactive power generation can also be carried out in the well-known manner depending on the voltage, the current or the power factor. The scheme is very simple if one chooses the angle between the current and the terminal voltage of the generator as the measured variable by z. E.g. a tg <I> a, </I> cos <I> a </I> or sin <I> a </I> instrument is used as an indicator for voltage regulation.
If this angle is kept constant for all loads from the network according to FIG. 4b, then the result is a terminal voltage that increases with the load. If you keep the half by setting the controller differently. Angle constant, the result is a completely constant terminal voltage of the generator according to FIG. 4c: All inductive or capacitive reactive currents that may otherwise arise from the network are then intercepted and canceled by the regulation arrangement before entering the generator.
Since the permanent magnet is windless in the last-described embodiment, it has only a moderate magnetic time constant that is only given by the formation of eddy currents in the poorly conductive iron. However, it is important to maintain the largest possible magnetic time constant for switching operations of all kinds, and especially for short circuits, so that the normal magnetic field changes only as little as possible during this malfunction.
This is particularly important for machines with permanent magnet rotors because it is impossible to have the reactive currents fully absorbed by external means in the event of a short circuit. The short-circuit currents are therefore generated in the generator counter-amp windings and these depress the magnetic field.
After their disappearance, a strong permanent demagnetization of the permanent magnet steel remains. But if you equip the runner with such a strong damper that their. If the time constant is significantly greater than the duration of the short-circuit state, a simple transformation effect in the generator creates long-lasting damper currents in it,
that the short-circuit armature reaction has hardly any influence on the main field of the machine and that therefore only a slight demagnetization occurs. Since this damper winding only has to support itself in the absence of the exciter winding, it can easily be made from highly conductive copper and thus achieves a very high rotor time constant.