DE1097550B

DE1097550B - Arrangement for keeping the voltage of self-excited alternators constant

Info

Publication number: DE1097550B
Application number: DEH35099A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Urbach
Original assignee: HANSA MOTORENFABRIK GUSTAV ALT
Current assignee: HANSA MOTORENFABRIK GUSTAV ALT
Priority date: 1957-07-25
Filing date: 1957-07-25
Publication date: 1961-01-19

Description

.Anordnung zum Konstanthalten der Spannung von selbsterregten Wechselstromgeneratoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Konstanthalten der Spannung von selbsterregten Wechselstromgeneratoren unter Zuführung eines Erregerstromes, der aus einer lastabhängigen und einer spannungsabhängigen Komponente gebildet ist, wobei die spannungsabhängige Komponente über vormagnetisierbare Drosseln abgegriffen wird und für die lastproportionale Steuerung eine Elektronikschaltung vorgesehen ist, die in Abhängigkeit von der Phasenspannung die zweiteErregerspannungskomponente erzeugt. Bei derartigen Regelschaltungen ist es bekannt, die Vormagnetisierung der den lastunabhängigenErregerstromanteil liefernden Drossel durch -ein Potentiometer oder ein entsprechendes Stellglied zu verändern.. Arrangement for keeping the voltage of self-excited alternators constant The invention relates to an arrangement for maintaining the voltage of Self-excited alternating current generators with the supply of an excitation current that is formed from a load-dependent and a voltage-dependent component, the voltage-dependent component being tapped via pre-magnetizable chokes and an electronic circuit is provided for load-proportional control which is the second excitation voltage component depending on the phase voltage generated. In such control circuits, it is known, the premagnetization of the the throttle supplying the load-independent excitation current component through a potentiometer or to change a corresponding actuator.

Elektronikschaltungen der oben beschriebenen Art haben jedoch einen schwerwiegenden Nachteil. Da Elektronenröhren stets eine gewisse Anheizzeit benötigen, ist bisher grundsätzlich bei der elektronischen Regelung von Generatoren eine fremde Stromquelle erforderlich gewesen. Von dieser Stromquelle aus wurden entweder die Röhren unmittelbar angeheizt oder aber dieErregung des Generators so lange durchgeführt, bis die Elektronenröhren an dem Regelgerät betriebsbereit waren. Diese zusätzliche Stromquelle war entweder ein fremdes Netz (Batterie usw.) oder eine weitere Erregermaschine. In jedem Falle entsteht aber durch die zweite Stromquelle ein zusätzlicher Aufwand, der überdies nur während der Anheizzeit der Röhren benötigt wird und während der übrigen Betriebszeit keine Verwendung findet.However, electronic circuits of the type described above have one serious disadvantage. Since electron tubes always need a certain heating-up time, has basically been a stranger to the electronic control of generators up to now Power source was required. From this power source either the The tubes are heated up immediately or the generator is excited for so long until the electron tubes on the control device were ready for operation. This additional The power source was either an external network (battery, etc.) or another exciter. In any case, the second power source creates additional expense, which, moreover, is only required during the heating-up time of the tubes and during the is not used for the rest of the operating time.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Konstanthalten der Spannung von selbsterregten Wechselstromgeneratoren unter Verwendung von elektronischen Regelschaltungen zu schaffen, bei der dieser Nachteil nicht auftritt. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Steuerung der vormagnetisierbaren Drosseln so ausgelegt ist, daß über diese Drosseln der Erregerbedarf des Feldes während des Anheizens der Elektronik allein gedeckt wird, wobei in an sich bekannter Weise ein Steuerelement zur wahlweisen Einstellung der Vormagnetisierung angeordnet ist.The invention is now based on the object of an arrangement for keeping constant the voltage of self-excited alternators using electronic To create control circuits in which this disadvantage does not occur. This task is achieved in that the control of the pre-magnetizable chokes is so designed is that via these chokes the excitation requirement of the field during heating the electronics is covered alone, with a control element in a manner known per se is arranged for the optional setting of the premagnetization.

Gemäß der Erfindung übernimmt also der Drosselkreis die Erregung des Generators während der Anheizzeit der Elektronik, so daß keine fremde Stromquelle mehr erforderlich ist. Nach Einsetzen der Regelung durch die Elektronik wird der Drosselkreis weiter dazu benutzt, den Leerlauferregeranteil der Gesamterregung aufzubringen.According to the invention, the throttle circuit takes over the excitation of the Generator during the heating-up time of the electronics, so that no external power source more is required. After the electronic control has started, the The throttle circuit is also used to generate the no-load excitation component of the total excitation.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das Potentiometer zur wahlweisen Einstellung der Vormagnetisierung zwischen die Gleichrichter des Vormagnetisierkreises und die Vormagnetisierwicklungen der Drosseln geschaltet. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung sind beide Steuerzweige ständig in Betrieb, wobei beide Zweige zur Schaffung des Erregerstromes etwa gleichwertig zusammenarbeiten. Gegenüber einer Steuerung allein unter Verwendung einer Elektronikschaltung hat die Erfindung den zusätzlichen Vorteil, daß keine leistungsstarken Röhren verwendet werden müssen, deren Anheizzeit verhältnismäßig groß ist und die darüber hinaus auch sehr teuer sind. Bei der erfindungsgemäßen Ausführung wird der zur Erregung benötigte Leistungsaufwand etwa zur Hälfte über die Elektroniksteuerung gedeckt, so daß beispielsweise Kaltthyratrons verwendet werden können.According to a particularly advantageous embodiment of the invention is the potentiometer for the optional setting of the premagnetization between the rectifier of the bias circuit and the bias windings of the Chokes switched. In the arrangement according to the invention, there are both control branches constantly in operation, with both branches for the creation of the excitation current being roughly equivalent work together. Compared to a controller using only an electronic circuit the invention has the additional advantage that it does not use powerful tubes have to be, whose heating-up time is relatively long and beyond are also very expensive. In the embodiment according to the invention, it becomes an excitation required power expenditure covered about half by the electronic control, so that, for example, cold thyratrons can be used.

Durch die zusätzliche Verwendung einer in der erfindungsgemäßen Anordnung nur für eine verhältnismäßig kleine Leistung auszulegenden Elektroniksteuerung wird bei Erregung von Generatoren mit einem Erregerstrom, der aus einer lastabhängigen und einer spannungsabhängigenKornponente gebildet wird, durch die Elektroniksteuerung in gewissen Grenzen eine Frequenzunabhängigkeit erreicht. Gegenüber anderen bekannten Ausführungen liegt daher einerseits eine Verbilligung und andererseits eine wesentliche Verbesserung der Betriebseigenschaften vor.Through the additional use of one in the arrangement according to the invention only for a relatively small power to be designed electronic control when energizing generators with an excitation current that comes from a load-dependent and a voltage-dependent component is formed by the electronic control Achieved frequency independence within certain limits. Compared to other well-known Explanations are therefore on the one hand a cheaper and on the other hand an essential one Improvement of the operational characteristics.

Die Erfindung sieht auch eine Anordnung der Elektronikschaltung zur Schaffung einer Erregerstromkomponente an einem Generator mit einer an sich bekannten zusätzlichen Feldwicklung vor. Hierbei wird der von der Elektronikschaltung kommende Erregerstromanteil der zusätzlichen Feldwicklung zugeführt. In dieser Weise werden die Ausregelzeiten bei plötzlichen Laststößen wesentlich herabgesetzt.The invention also provides an arrangement for the electronic circuit Creation of an excitation current component on a generator with a known per se additional field winding. Here is the coming from the electronic circuit Excitation current component supplied to the additional field winding. Be that way the settling times in the event of sudden load surges are significantly reduced.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles hervor. In der Zeichnung sind an die drei Phasen R, S, T des Generators G drei Drosseln DR 11, DR 21, DR 31 angeschlossen. Das andere Ende der Drosseln ist mit einer Gleichrichterbrückenschaltung GL 1 verbunden, Der Ausgang der Gleichxichterbrücke ist an die Erregerwicklung E des Generators angeschlossen.Further features and advantages of the invention emerge from the following description of an exemplary embodiment shown in the drawing. In the drawing, three chokes DR 11, DR 21, DR 31 are connected to the three phases R, S, T of the generator G. The other end of the chokes is connected to a rectifier bridge circuit GL 1. The output of the rectifier bridge is connected to the excitation winding E of the generator.

An die Phasen R, S, T ist ferner eine aus Kondensatoren bestehende Kompensationsschaltung C angeschlossen. Die Drosseln DR11,-DR21; DR31 sind mit Vormagnetisierungswicklungen versehen, die in dem dargestellten Beispiel 'in Reihe geschaltet sind und aus der Gleichrichterbrücke GL2 gespeist werden. In dem Vormagnetisierungskreis ist ein einstellbares Potentiometer P 1 angeordnet.In addition to the phases R, S, T there is one consisting of capacitors Compensation circuit C connected. The chokes DR11, -DR21; DR31 are with bias windings provided, which 'are connected in series in the example shown and from the Rectifier bridge GL2 are fed. There is a in the bias circuit adjustable potentiometer P 1 arranged.

Die Gleichrichterbrücke GL2 ist mit ihrer Eingangsseite über einen Transformator SW, der beispielsweise Anzapfungen hat, mit den Phasen R und T verbunden. In dem Eingangskreis des Gleichrichters GL2 liegt ferner die Drossel DR 4. The rectifier bridge GL2 has its input side connected to the phases R and T via a transformer SW, which has taps, for example. The inductor DR 4 is also located in the input circuit of the rectifier GL2.

An die Phasen R, S, T ist ferner eine Elektroniksteuerung SV dreiphasig angeschlossen. In dieser Steuerung wird vorteilhaft ein' Soll- und Istwertvergleich durchgeführt. Die Elektronikschaltung speist die lastabhängige Erregerkomponente hinter dem Gleichrichter GL 1 unmittelbar in der Erregerwicklung E. An electronic control SV is also connected in three phases to the phases R, S, T. A setpoint and actual value comparison is advantageously carried out in this control. The electronic circuit feeds the load-dependent excitation component behind the rectifier GL 1 directly in the excitation winding E.

Der Drosselkreis ist so ausgelegt, daß er auch den Erregerbedarf des Feldes während des Anheizens der Elektroniksteuerung allein in jedem Lastzustand dekken kann. Die Regelung während der Anheizzeit der Röhre der Elektroniksteuerung kann mit Hand über die Vormagnetisierüng der Drossel erfolgen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine besonders zweckmäßige Ausführung der Nachstellung durch Anordnung des Potentiometers P 1 gezeigt.The throttle circuit is designed so that it also meets the excitation requirements of the Field during the heating up of the electronic control alone in every load condition can dekken. The regulation during the heating-up time of the tube of the electronic control can be done by hand via the pre-magnetization of the choke. With the one shown Embodiment is a particularly useful implementation of the adjustment by Arrangement of the potentiometer P 1 shown.

Bei dieser Anordnung ist trotz Verwendung einer Elektroniksteuerung eine Erregermaschine für den Drehstromgenerator überflüssig, so daß eine erhebliche Vereinfachung und Verbilligung gegenüber den bekannten, eine Elektroniksteuerung benutzenden Anordnungen zum Konstanthalten der Spannung von Generatoren vorliegt, wobei die Elektroniksteuerung innerhalb gewisser Grenzen völlig unabhängig von der Frequenz arbeitet.This arrangement is despite the use of an electronic control an exciter for the alternator superfluous, so that a considerable Simplification and cheaper compared to the known, an electronic control using arrangements to keep the voltage of generators constant, whereby the electronic control is completely independent of the within certain limits Frequency works.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Arrangement for holding constant the voltage of Self-excited alternating current generators with the supply of an excitation current that is formed from a load-dependent and voltage-dependent component, wherein the voltage-dependent component is tapped via pre-magnetizable chokes- - and an electronic circuit is provided for load-proportional control which is the second excitation voltage component as a function of the phase voltage generated, characterized in that the control of the pre-magnetizable chokes is designed so that the excitation requirement of the field during the Heating up the electronics is covered alone, with a known manner Control element (P1) is arranged for the optional setting of the premagnetization.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the control element (P1) is a potentioineter.

3. Arrangement according to claim 1, characterized in that the excitation current component coming from the electronic control is fed to an additional field winding. Considered publications: German Patent Specifications No. 896 675, 947 490; U.S. Patent No. 2,712,107; French Patent No. 1089 356; Siemens magazine July / September 1942, issue 3, page 85.