Einrichtung zum Ausgleich des Einflusses von Widerstandsänderungen im Serieerregerkreis eines Wechselstromgenerators. Bei der Serieeregung von Wechselstrom- generatoren ist es zur Herstellung eines mög lichst indifferenten Erregungszustandes erfor derlich, dass der Gleichstromwiderstand des Erregerkreises möglichst konstant ist. Da aber der Widerstand des Serieerregerstromkreises infolge Erwärmung der Maschine sich erhöht, ist es notwendig, diesen Einfluss auszuglei chen.
Als Kriterium dafür kann ein Vergleich der Änderung des Errgerstromes gegenüber einem Strom, der von der Erregerspannung abhängig ist., dienen.
Die Erfindung besteht darin, dass der Erregermaschine ein zusätzlicher Erreger strom zugeführt wird, welcher dem Gleich stromkreis eines Transduktors entnommen wird und dass dieser Transduktor zwei Steuer wicklungen aufweist, von denen die eine Wick lung vom Erregerstrom und die andere Wicklung von einem zur Erregerspannung des Wechselstromgenerators proportionalen Steuerstrom durchflossen ist, derart, dass ihre wenigstens angenähert gleich grossen Steuer wirkungen einander entgegengerichtet sind,
so dass entsprechend der verbleibenden Diffe renz ihrer Steuerwirkung ein Ausgleich des Einflusses der -Widerstandsänderung im Serie erregerkreis des Weehselstromgeneratoxs sich ergibt.
Die Erfindung wird an Hand eines Aus- führungsbeispiels näher erläutert. G ist ein Wechselstromgenerator, z. B. ein Dreiphasen generator. Die Erregerwicklung WG des Gene- rators G wird vom Rotor E der Erreger maschine<B>31</B> gespeist. Die Ilaupterregerwiek- lung WII der 1I ist in Serie geschal tet mit der Erregerwicklung WG des Gene rators G. Parallel zum Erreger ist noch zu sätzlich eine Nebenschl.uss-Erregerwicklung WN geschaltet.
Ferner weist die Erreger maschine noch die zusätzliche Erregerwick lung WT auf. Eine weitere Wicklung WS ist vorhanden, welche über den Spannungsregler S, z. B. ein Wälzsektorregler, aus einer frem den Gleichstromquelle gespeist wird.
Die Verstellung dieses Reglers erfolgt mit tels der Arbeitswicklung AS, welche z. B. über einen Spannungswandler an die Klemmen spannung des Generators angeschaltet ist. Die Wicklung ZVS und der Spannungsregler arbei ten unabhängig von der erfindungsgemässen Einrichtung.
T ist ein Transduktor bekannter Bauart. Er ist eine Drosselspule, dessen Induktivität durch Gleiehstrom-Vormagnetisierung in wei ten Grenzen verändert wird. WA ist die vom Wechselstrom aus der Wechselstromquelle QW dureliflossene Arbeitswicklung, deren Induktivität durch Vormagnetisierung ver änderlich ist.
Der Transduktor weist ferner drei Gleiehstrom-Vormagnetisierungswickhm- gen WR, <I>WE,</I> IV auf. Die Vormagnetisie- rungswieklungen WE und WJ arbeiten als Steuerwicklungen.
Die eine Wicklung WJ ist vorn Erregerstromkreis J des Wechselstrom- generators G durehflocsen. Durch die andere Wicklung WE fliesst ein zur Erregerspan nung proportionaler Strom iE. Die beiden Wieklimgen TVE und<B>VJ</B> sind bezüglich ihrer magnetisierenden Amperewindungen ungefähr gleich stark und einander entgegengeschaltet. Die resultierende,
magnetisierende Wirkung entspricht der Differenz der beiden Wicklun gen. Ihre Steuerwirkung ist so reguliert, dass ihre zusätzliche magnetisierende Wirkung für einen bestimmten Betriebszustand genau Null sein kann. Dieser Betriebszustand wird durch den 'Vorwiderstand VE eingestellt.
Ihre resul tierende Wirkung entspricht der Differenz der Steuerwirkung der einzelnen Wicklungen<I>WE</I> und WJ. Der Widerstand VE kann nun z. B. so eingestellt werden, dass die Differenzwir kung gleich Null ist, wenn der Widerstand des Serieeregerkreises am kleinsten ist, also im kalten Zustand der Maschine. Es kann aber auch irgendein anderer Widerstandszustand als Normalzustand angesehen werden.
In Reihe mit der Arbeitswicklung llT-4 ist in bekannter Weise der Gleichrichter R ge schaltet, in dessen Gleiehstromkreis die Wick lung yL'T auf der Erregermaschine eingeschal tet ist. Die Wicklung WR isst von einem Gleichstrom durchflossen, welcher einem be sonderen Gleichstromquelle entnommen wer den kann (in der Figur nicht gezeichnet).
Be sonders vorteilhaft ist es, die Vormagnetisie- i-Llngswicklung WR im Gleichstromkreis des Gleichrichters R einzuschalten. Die Wicklung -KTR wirkt dann als Rücklcopplimg, so dass starke Änderungen von in bei kleiner zusätz licher Änderung der Vormagnetisierung er reicht werden.
Die Wieklimg 1@TTR ist bezüg lich ihrer Amperevsrindimgszahlen so dimensio- niert, dass bei einer geringen zusätzlichen Er- reginigszumahme z. B. über die -beiden Steuer wicklungen WE und WJ eine starke Zunahme des Stromes iR hervorgerufen wird.
Umgekehrt wird durch eine geringe zusätzliche Gegen erregung eine starke Abnahme des Stromes 'R leervorgerufen. Der Transduktor arbeitet also mit einem rückgekoppelten Gleichstromkreis. Der Arbeitsstrom des Transduktors wird somit der Erregermaschine über die Wicklung WT als zusätzlicher Erregerstrom zugeführt. Die Empfindlichkeit des Transduktors wird mit tels des Regulierwiderstandes VR so einge stellt,
dass er im Zustand grösstmöglicher Stromänderung ir bei einer geringen Ände rung der Vormagnet.isierung arbeitet. Analog ist die Serieerregung des Wechselstromgene- rators G mittels des Widerstandes VN so ein gestellt, dass sich ein Betriebszustand ergibt, wo für eine möglichst grosse Änderung von J eine möglichst geringe, zusätzliche Änderung der Magnetisierung durch die Wicklung WT oder WS nötig ist.
Die Serieerregung -und die Transduktorschaltung arbeiten somit beide in einem möglichst indifferenten Betriebszustand.
Für das geite Arbeiten der Einrichtung ist es wichtig, dass möglichst lineare Abhängig keiten, sowohl beim Transduktor als auch bei der Serieerregung=vorbandensind. Sind gewisse Nichtlinearitäten üi den einzelnen Systemen nicht vermeidbar, so lassen sich diese aufein ander so abstimmen, dass eine Verbesserung der resultierenden Linearität erreicht wird.
Die Wirkungsweise ist folgende: Es sei angenommen, dass im kalten Be triebszustand der Generator G und die Erre germaschine hll die beiden Wicklungen WE .und <B>TU</B> in ihren Steuerwirkungen sich gerade aufheben. Dieser Zustand kann an Hand des Vorschaeltwiderstandes VE eingestellt werden. Gleichzeitig sei angenommen, dass die Trans- duktorschaltung durch entsprechende Einstel lung des Widerstandes VR im Zustand gröss ter Empfindlichkeit eingestellt sei. In diesem Zustand haben geringe Änderungen der Vor riagnetisierung, z.
B. durch geringe Verschie bung des Widerstandes VR, eine relativ stär kere Änderung des Stromes iR zur Folge. Wenn sich nun im Verlauf des Betriebes die Maschinen G und 11Z erwärmen, nimmt der Widerstand ijn Serieerregerkreis zu. Dadurch wird der Serieerregim.gszustand gestört. Ein Ausgleich des Einflusses der Widerstands änderung kann erreicht werden durch Erhö hung der Erregung in der Erregermaschine.
Zu diesem Zwecke russ der Strom iR. durch die Wicklung WT erhöht werden. Infolge der Erhöhung des Widerstandes der Erregerwiek- , lung <I>WG</I> nimmt der Strom in der Wicklung WJ ab und in der Wicklung WF zu.
Dadurch ergibt sieh eine vormagnetisierende Steuer wirkung, die im Sinne der Unterstützung der Vormagnetisierung durch die Wicklung WR sich auswirkt. Die Induktivität der Arbeits wicklung I VA verringert sieh dadurch, dass der Strom i;@ und damit auch der Erreger strom iii zunimmt. Mit der Zunahme des Widerstandes im Serieerregerkreis erhöht sieh auch die Erregung der Erregermaschine.
Es entsteht somit ein Ausgleich des Einflusses der Widerstandsänderung im Serieerregerkreis. Der Ausgleich kann nun so gemacht werden, dass eine vollständige Kompensation der Ein- flüsse der Widerstandsänderung erreicht wird. Es lässt sich auch ohne weiteres eine über kompensation erreichen.
Die Einrichtung ermöglicht es, eine voll- sländig automatische Anpassung der Erre gung an den jeweiligen Temperatur- und 1Viderstandszustand zu erhalten, so dass die Voraussetzung für ein gutes Arbeiten der Serieerregung gegeben ist.
Device to compensate for the influence of changes in resistance in the series excitation circuit of an alternator. When alternating current generators are excited in series, in order to produce an excitation state that is as indifferent as possible, it is necessary that the direct current resistance of the excitation circuit is as constant as possible. However, since the resistance of the series excitation circuit increases as the machine heats up, it is necessary to compensate for this influence.
A comparison of the change in the excitation current with respect to a current that is dependent on the excitation voltage can serve as a criterion for this.
The invention consists in that the excitation machine is supplied with an additional excitation current, which is taken from the direct current circuit of a transducer and that this transductor has two control windings, one winding from the excitation current and the other winding from one to the excitation voltage of the alternator proportional control current is flowed through, in such a way that their at least approximately equal control effects are opposite to each other,
so that the influence of the change in resistance in the series exciter circuit of the Weehselstromgeneratox results according to the remaining difference in their control effect.
The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. G is an alternator, e.g. B. a three-phase generator. The excitation winding WG of the generator G is fed by the rotor E of the excitation machine <B> 31 </B>. The Ilaupterregerwuls WII of the 1I is connected in series with the exciter winding WG of the generator G. In addition, a shunt exciter winding WN is connected in parallel to the exciter.
The exciter machine also has the additional exciter winding WT. Another winding WS is available, which via the voltage regulator S, z. B. a rolling sector regulator, is fed from a foreign direct current source.
The adjustment of this controller is done with means of the working winding AS, which z. B. is connected via a voltage converter to the terminals of the generator voltage. The winding ZVS and the voltage regulator work independently of the device according to the invention.
T is a known type of transducer. It is a choke coil, the inductance of which is changed within wide limits by traction current bias. WA is the working winding flowed by the alternating current from the alternating current source QW, the inductance of which is variable due to premagnetization.
The transducer also has three DC bias windings WR, WE, IV. The pre-magnetizing waves WE and WJ work as control windings.
One winding WJ is durehflocsen from the excitation circuit J of the alternating current generator G. A current iE proportional to the excitation voltage flows through the other winding WE. The two Wieklimgen TVE and <B> VJ </B> are approximately equally strong in terms of their magnetizing ampere turns and are connected in opposite directions. The resulting,
The magnetizing effect corresponds to the difference between the two windings. Their control effect is regulated so that their additional magnetizing effect can be exactly zero for a certain operating state. This operating state is set by the series resistor VE.
Their resulting effect corresponds to the difference in the control effect of the individual windings <I> WE </I> and WJ. The resistor VE can now, for. B. can be set so that the difference effect is equal to zero when the resistance of the series regulator circuit is the smallest, so when the machine is cold. However, any other resistance state can also be regarded as the normal state.
In series with the working winding llT-4, the rectifier R is switched in a known manner, in whose balancing circuit the winding yL'T on the exciter is switched on. The winding WR has a direct current flowing through it, which can be taken from a special direct current source (not shown in the figure).
It is particularly advantageous to switch on the bias winding WR in the direct current circuit of the rectifier R. The winding -KTR then acts as a feedback, so that strong changes from in with a small additional change in the premagnetization he is enough.
The Wieklimg 1 @ TTR is dimensioned with regard to its Amperevsrindimgsnummer so that with a small additional Erreginigszumigung z. B. over the two control windings WE and WJ a sharp increase in the current iR is caused.
Conversely, a small additional counter-excitation causes a strong decrease in the current 'R empty. The transducer works with a feedback direct current circuit. The working current of the transducer is thus fed to the excitation machine via the winding WT as an additional excitation current. The sensitivity of the transducer is set by means of the regulating resistor VR so that
that it works in the state of the greatest possible change in current ir with a slight change in the premagnetization. Similarly, the series excitation of the alternating current generator G by means of the resistor VN is set in such a way that an operating state results in which, for the greatest possible change in J, the smallest possible additional change in magnetization by the winding WT or WS is necessary.
The series excitation and the transductor circuit thus both work in an operating state that is as indifferent as possible.
For the system to work properly, it is important that the dependencies are as linear as possible, both in the transductor and in the series excitation. If certain non-linearities in the individual systems cannot be avoided, these can be coordinated with one another in such a way that an improvement in the resulting linearity is achieved.
The mode of operation is as follows: It is assumed that in the cold operating state the generator G and the exciter machine hll the two windings WE .and <B> TU </B> cancel each other out in their control effects. This state can be set using the front resistor VE. At the same time, it is assumed that the transducer circuit is set in the state of greatest sensitivity by setting the resistor VR accordingly. In this state, small changes in the front riagnetisierung, z.
B. by small displacement of the resistance VR environment, a relatively stronger change in the current iR result. If the machines G and 11Z heat up in the course of operation, the resistance in the series excitation circuit increases. This disrupts the series energizing state. The influence of the change in resistance can be compensated for by increasing the excitation in the exciter.
For this purpose, the current is iR. can be increased by the winding WT. As a result of the increase in the resistance of the exciter oscillation <I> WG </I>, the current in the winding WJ decreases and in the winding WF it increases.
This results in a pre-magnetizing control effect that acts in terms of supporting the pre-magnetization by the winding WR. The inductance of the working winding I VA is reduced by the fact that the current i; @ and thus also the excitation current iii increases. As the resistance in the series excitation circuit increases, so does the excitation of the exciter.
This creates a compensation for the influence of the change in resistance in the series excitation circuit. The compensation can now be made so that a complete compensation of the influences of the change in resistance is achieved. Overcompensation can also easily be achieved.
The device makes it possible to obtain a fully automatic adjustment of the excitation to the respective temperature and resistance state, so that the prerequisite for a good working of the series excitation is given.