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Einrichtung zur Schwingungsentregung für Synchronmaschinen Zum Entregen
von Synchronmaschinen wird vielfach die sogenannte Schwingungsentregung verwendet,
die eine Reihe bekannter Vorteile gegenüber den anderen bekannten Entregungsverfahren
aufweist. Die Schwingungsentregung hat im Haupterregerkreis bekanntlich einen sogenannten,
durch einen Entregungsschalter einschaltbaren Schwingungswiderstand, und die Feldwicklung
der Erregermaschine ist über den sogenannten Ersatzwiderstand an die Schleifringe
der Synchronmaschine angeschlossen. Zur Beschleunigung der Entregung ist es bekannt,
den Ersatzwiderstand während des Entregungsvorganges zu erhöhen.
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In F i g. 1 ist eine derartige bekannte Schwingungsentregungseinrichtung
dargestellt, in der die zu entregende Synchronmaschine mit 1, ihr Induktor
mit 2
und ihre Ständerwicklung mit 3 bezeichnet ist. Die Erregung erfolgt
durch eine Erregermaschine 4, die über einen normalerweise durch einen Kontakt
9a eines nicht gezeigten Entregungsschalters überbrückten Schwingungswiderstand
6 mit der Erregerwicklung 2 verbunden ist. In dem Stromkreis der Erregerwicklung
5 der Erregermaschine liegt ein Regler 8, der im Entregungsfall durch einen Kontakt
9 c des Entregungsschalters überbrückt wird, und in Reihe mit diesem Regler
liegt der sogenannte Ersatzwiderstand, der aus zwei Teilen 7 a
und 7 b besteht, die normalerweise durch einen dritten Kontakt
9 b des Entregungsschalters überbrückt sind und von denen der Teil 7 b durch
einen Kontakt 10 so lange überbrückt ist, bis im Entregungsfall zur Dämpfung
der Entregung in Abhängigkeit von der Spannung bzw. dem Fluß der Maschine der Kontakt
10 geöffnet wird.
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Im normalen Betriebsfall fließt im Induktor der Strom JE in der angegebenen
Pfeilrichtung und in der Erregerwicklun g 5 der Erregerstrom i. der Erregermaschine
4 ebenfalls in der angegebenen Pfeilrichtung. Sobald die Maschine entregt
werden soll, wird der Entregungsschalter betätigt und öffnet dabei die Kontakte
9 a und 9 b bei gleichzeitigem Schließen des Kontaktes 9c. Dabei wird in an sich
bekannter Weise eine Stromumkehr im Erregerkreis der Erregermaschine hervorgerufen,
die zusammen mit dem Stromfluß im Induktorkreis, der vorerst noch in der alten Richtung
weiterfließt, den in F i g. 3 gezeigten zeitlichen Verlauf der Spannung UA im Ankerkreis
der Erregermaschine 4, der Spannung Uj in der Induktorwicklung und die Spannung
UG in der Ständerwicklung 3 sowie den Verlauf der Ströme JE und i, ergibt.
Der Scheinwiderstand des Schwingungswiderstandes 6 ändert sich dabei nach
den Kurven a in F i g. 4, die die Asymptote 11 gemeinsam haben. Neben der
in F i g. 1 dargestellten bekannten Schaltung für die Schwingungsentregung einer
Synchronmaschine ist es bereits bekannt, dem Schwingungswiderstand einen weiteren
Widerstand in Reihe zu einem Gleichrichter parallel zu schalten. Dabei ist der Gleichrichter
so gepolt, daß er bei Umkehrung des Erregerstromes sperrt, so daß im gleichen Augenblick
der Gesamtschwingungswiderstand erhöht wird. Dies hat bei Maschinen ohne Dämpferkreis
den Vorteil, daß bei Überschwingen des Erregerstromes nach Erreichen des Wertes
Null erheblich vermindert wird.
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Bei Maschinen jedoch, bei denen sich während der Entregung Wirbelströme
im Läufer bzw. im Dämpferkreis ausbilden können, ist die Maschinenspannung nur etwa
auf 70 % des ursprünglichen Wertes abgefallen, wenn der Erregerstrom bereits den
Wert Null erreicht hat. Um in solchen Fällen die Entregungszeit möglicht kurz zu
halten, ist es wünschenswert, wenn bis zum Erreichen des Spannungswertes Null möglichst
ein großer Erregerstrom in entgegengesetzter Richtung durch die Erregerwicklung
der Synchronmaschine fließt.
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Bei einer anderen bekannten Schaltung aus der deutschen Patentschrift
963 630 ist es zusätzlich bekanntgeworden, dem Schwingungswiderstand einen weiteren
Widerstand parallel zu schalten, wenn der Erregerstrom den Wert Null erreicht hat.
Hierdurch wird die nach Umkehrung des Erregerstromes einsetzende Gegenerregung verstärkt,
so daß sich eine Verkürzung der Entregungszeit erreichen läßt. Mit dieser bekannten
Schaltung ist es aber nicht möglich, die ebenfalls bei der Widerstandsentregung
für sich bekannten spannungsabhängigen Widerstände auch für den Schwingungswiderstand
einer Schwingungserregung anzuwenden, da dieser Ersatzwiderstand, wenn er spannungsabhängig
ist, zwar bis zum Erreichen des Wertes Null des Erregerstromes den Entregungsvorgang
beschleunigt,
jedoch eine Verzögerung nach der Stromumkehr bewirkt, da der spannungsabhängige
Widerstand unmittelbar nach der Stromumkehr einen sehr großen Wert annimmt und die
Gegenerregung vermindert.
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Weiterhin ist vorgeschlagen worden, die Verminderung des spannungsabhängigen
Widerstandes bei der Schwingungsentregung durch Parallelschalten eines Gleichrichters
parallel zu einem Teil des Widerstandes zu erreichen; aber auch hier ist nichts
über die Verwendung eines spannungsabhängigen Widerstandes ausgesagt.
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Die beanspruchte Anordnung schafft nun erstmals die Möglichkeit, einen
spannungsabhängigen Widerstand auch bei der Schwingungsentregung von Maschinen einsetzen
zu können, bei denen zur Entregung vorübergehend eine Gegenerregung durch Umkehrung
des Erregerstromes notwendig ist. Sie betrifft eine Einrichtung zur Schwingungsentregung
für Synchronmaschinen, deren Induktor von einer Erregermaschine mit Spannungsregler
erregt ist, bestehend aus einem Schwingungswiderstand, der bei der Entregung in
den aus Induktor der Synchronmaschine und Anker der Erregermaschine gebildeten Stromkreis
durch einen Entregungsschalter schaltbar ist, und einem konstanten oder während
der Entregungszeit veränderbaren Ersatzwiderstand, der bei der Entregung durch den
Entregungsschalter in den Erregerstromkreis der Erregermaschine an Stelle des Spannungsreglers
schaltbar ist, und besteht erfindungsgemäß darin, daß der Schwingungswiderstand
aus der Reihenschaltung eines ohmschen Widerstandes mit einem spannungsabhängigen
Widerstand besteht, der mit abnehmender Spannung seinen Widerstandswert erhöht,
während dem spannungsabhängigen Widerstand und einem bis zu dem Wert Null einstellbaren
Teil des ohmschen Widerstandes ein Gleichrichter mit dem Betriebsstrom entgegengesetzter
Durchlaßrichtung parallel geschaltet ist.
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Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schwingungswiderstandes
wird ein zeitlicher Verlauf des Widerstandswertes des Scheinwiderstandes gemäß Kurve
b in F i g. 4 erreicht, wobei beiden Kurven die Asymptote 12 gemeinsam ist. Wie
aus der Zeichnung hervorgeht, ist diese Asymptote näher an den Nullpunkt des Koordinatensystems
gerückt, d. h., die Schwingungsentregung erfolgt schneller als mit den bisherigen
Einrichtungen in dieser Art.
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In F i g. 2 ist ein Ausführungsbeispiel einer Einrichtung nach der
Erfindung dargestellt, bei der gleiche Teile wie in der Anordnung nach F i g. 1
mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der Unterschied gegenüber dem Bekannten
besteht darin, daß an Stelle des Schwingungswiderstandes 6 hier eine Kombination
eines ohmschen Widerstandes 6 c mit zwei Trockengleichrichtern 6 a und 6 b vorgesehen
ist, wobei der Trockengleichrichter in Gegenparallelschaltung dem ohmschen Teil
vorgeschaltet sind.
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Eine Abänderung des Erfindungsgedankens ist in F i g. 2 a gezeigt,
bei der ebenfalls die gleichen Teile verwendet sind, jedoch der Trockengleichrichter
6 b nicht nur dem anderen Trockengleichrichter gegenparallel geschaltet ist, sondern
- wie dies bereits anderweitig vorgeschlagen wurde - an eine Anzapfung des ohmschen
Teiles 6 b gelegt ist oder Überhaupt die Reihenschaltung des Trockengleichrichters
6 a mit dem ohmschen Widerstand 6 c überbrückt. Bei dieser Schaltung ergibt sich
eine Verschiebung des negativen Astes der Kurve b so, daß nunmehr die Kurve c gültig
ist. Es gelingt auf diese Weise eine noch schnellere Abnahme des Scheinwiderstandes
des gesamten Schwingungswiderstandes und damit auch eine entsprechende Verringerung
der Entregungszeit.