DE496176C

DE496176C - Arrangement for the elimination of the inductive voltage drop in the excitation winding of commutator rear-end machines which are switched on in the secondary circuit of asynchronous machines and which are excited with slip frequency in the stand

Info

Publication number: DE496176C
Application number: DES79422D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hermann Harz
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1927-04-27
Filing date: 1927-04-27
Publication date: 1930-04-23

Description

Anordnung zur Aufhebung des induktiven Spannungsabfalles in der Erregerwicklung von in den Sekundärstromkreis von Asynchronmaschinen eingeschalteten Kommutatorhintermaschinen, die im Ständer mit Schlupffrequenz erregt sind Bei Kommutator hintermaschinen, die zwecks Drehzahlregelung der asynchronen Vordermaschine im Ständer mit Schlupffrequenz erregt werden, behält zwar der OhmscheWiderstand der Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine seinen konstanten Wert, hingegen tritt bekanntlich die Schwierigkeit auf, daß der induktive Widerstand sich proportional der Schlupffrequenz ändert, so daß bei Speisung der Erregerwicklung mit einer Spannung konstanter Phase das Erregerfeld seine Phasenlage mit der Schlüpfung ändert, was unzulässig ist. Um dies zu vermeiden, ist es bereits bekannt, die Erregerwicklung der Kommutatorhinterniaschine in Hintereinanderschaltung von zwei Spannungen zu speisen, die um 9o°- in der Phase gegeneinander verschoben sind und von denen die eine proportional dem Erregerstrom, die zweite proportional dem Erregerstrom und proportional der Schlüpfung anwächst. Die Errege.rwicklung der Kommutatorhintermaschine ist dazu einerseits an einen vom Netz gespeisten Frequenzwandler angeschlossen, der die Ohmsche Spannungskomponente für die Erregerwicklung liefert, andererseits an einen vom Sekundärteil der asynchronen Vordermaschine aus gespeisten Transformator, der den induktiven Spannungsabfall deckt. Eine derartige Anordnung hat nun den Nachteil, daß der mit Schlupffrequenz gespeisteTransformator eben wegen der Schlupffrequenz sehr groß ausfällt. Außerdem fällt insbesondere bei großen Maschinenaggregaten der Regelapparat für den Transformator wegen der zu bewältigenden verhältnismäßig großen Leistung groß und schwerfällig aus.Arrangement to cancel the inductive voltage drop in the field winding of commutator machines connected to the secondary circuit of asynchronous machines, which are excited in the stator with slip frequency for the purpose of speed control of the asynchronous front machine in the stand with slip frequency are excited, the ohmic resistance of the excitation winding of the commutator rear machine retains its constant value, on the other hand, as is well known, the difficulty arises that the inductive resistance changes proportionally to the slip frequency, so that when powered the excitation winding with a voltage of constant phase, the excitation field its phase position what is inadmissible changes with hatching. To avoid this, it is already known, the excitation winding of the commutator rearward machine in series connection to feed from two voltages that are shifted by 90 ° in phase with one another and of which one is proportional to the excitation current, the second proportional increases with the excitation current and proportionally with the hatch. The development of excitation the commutator rear machine is on the one hand connected to a frequency converter fed by the network connected, which supplies the ohmic voltage component for the excitation winding, on the other hand to one fed from the secondary part of the asynchronous front machine Transformer that covers the inductive voltage drop. Such an arrangement now has the disadvantage that the transformer fed with slip frequency just because of the slip frequency is very high. In addition, this is particularly the case with large machine units the regulating apparatus for the transformer because of the proportions to be dealt with great performance large and clumsy.

Die Anordnung nach der Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß zwar wiederum für die Deckung des Ohmschen Spannungsabfalles in der Erregerwicklung der Kommutatorhiintermaschine ein mit Netzfrequenz gespeister, mit der Asynchroninaschine synchron laufender Frequenzwandler vorgesehen ist, daß aber statt des Transformators ein weiterer, mit der Asynchronmaschine synchron laufender Frequenzwandler (Hilfsfrequenzwandler) vorgesehen ist, der mit Schlupffrequenz und einer der Schlupffrequenz proportionalen Spannung (zwecl.:mäß,ig vom Sekundärteil der asynchronen Vordermaschine aus) gespeist wird und der s; inerseits den Netzfrequenz führenden Stromkreis des erstgenannten Frequenzwandlers unmittelbar oder über Umformer speist. Der erstgenannte Frequenzwandler wird also einerseits vom Netz mit einer Spannung gespeist, die zur Deckung des Ohmschen Spannungsabfalles in der Erregerwicklung der Hintermaschine dient, andererseits wird ihm aber auch über den mit Schlupffrequenz gespeisten Hilfsfrequenzwandler eine Spannung zur Deckung des induktiven Spannungsabfalles zugeführt. Dieser mit Schlupffrequenz gespeiste Hilfsfrequenzwandler ist wesentlich kleiner als .der obererwähnte Transformator, da im Fnequenzwandler die Schlupffrequenz auf Netzfrequenz umgewandelt ist. Außerdem kann man nunmehr die Anordnung derart ausbilden, daß nur ein Regelapparat zur Beeinflussung der zur Deckung des Ohmsehen und des induktiven Spannungsabfalles erforderlichen beiden Spannungskomponenten notwendig ist, indem man diese beiden Spannungskomponenten vorher elektrisch miteinander vereinigt und dann erst dem Regelapparat zuführt.The arrangement according to the invention avoids these disadvantages in that that in turn for the coverage of the ohmic voltage drop in the excitation winding the commutator rear machine is fed with mains frequency, with the asynchronous machine synchronously running frequency converter is provided, but that instead of the transformer Another frequency converter running synchronously with the asynchronous machine (auxiliary frequency converter) is provided, the one with the slip frequency and one proportional to the slip frequency Voltage (essentially: fed from the secondary part of the asynchronous front machine) will and the s; on the other hand, the line frequency leading circuit of the former Frequency converter feeds directly or via converter. The first-mentioned frequency converter so will on the one hand fed from the network with a voltage that is used to Coverage of the ohmic voltage drop in the excitation winding of the rear machine serves, on the other hand it is also fed with the slip frequency auxiliary frequency converter a voltage to cover the inductive voltage drop is supplied. This one with Slip frequency fed auxiliary frequency converter is much smaller than .the above mentioned Transformer, as the slip frequency is converted to mains frequency in the frequency converter is. In addition, the arrangement can now be designed in such a way that only one control apparatus to influence the to cover the ohmic vision and the inductive voltage drop required two tension components is necessary by adding these two Voltage components previously combined electrically and only then to the control apparatus feeds.

In der Zeichnung sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Abb. i ist i eine in der Drehzahl und :in der Phasenkompensierung zu regelnde asynchrone Vordermaschine, in deren Sekundärstromkreis die mit ihr mechanisch gekuppelte Kommutatorhinter maschine 2 eingeschaltet ist. Die Kommutatarhintermaschine besitzt im Ständer eine Kompensationswicklung 3 und eine Erregerwicklung 4, 5 ist ein Hilfsfrequenzwandler, der mit seiner Kommutatorseite an die Hilfsschleifringe 6 der Asynchronmaschine i angeschlossen ist. Der Frequenzwandler 5 speist seinerseits über die Schleifringe 7 einen Transformator B. An den Transformator 8 ist der Transformator g angeschlossen, wobei -die Spannung des Transformators 8 auf die Drdbva'hl, die Spannung .des Transformators g auf die Phasenkompensierung der Maschine i einwirkt. Die Ausbildung der beiden Transformatoren ist in an sich bekannter Weise derart, daß die vom Transformator g gelieferte Spannung sich aus zwei Komponenten zusammensetzt, die eine Phasenverschiebung von go° besitzen und die unabhängig voneinander durch Verschiebung der Kontakte io und i i am Transformator 8 regelbar sind. Zu diesem Zweck sind die drei Phasen der Sekundärwicklung des Transformators 8 in den Mitten der Wicklungen miteinander verkettet. Die Primärwicklung des Transformators g ist in Dreieck geschaltet und wird von den Kontakten io aus unter zyklischer Vertauschung der Anschlüsse gespeist. Die offenen drei Phasen der Sekundärwicklung des Transformators g sind je mit einem Ende an die Kontakte i i angeschlossen. In derselben Weise sind die beiden einerseits auf die Drehzahl, andererseits auf die Phasenkompensierung der Maschine i einwirkenden Transformatoren 12 unid 13 ausgebildet, von denen der Transformator i2 an das Netz 14 angeschlossen ist und an der Sekundärwicklung verschiebbare Kontakte 15 und 16 besitzt, an die der Transformator 13 angeschlossen ist. Die Sekundärwicklungen der beiden Transformatoren g und 13 speisen nun in Hintereinanderschaltung die Primärwicklung des Transformators 17, dessen Sekundärwicklung an die Schleifringe i8 des Frequenzwandlers ig angeschlossef ist. Der Frequenzwandler ig speist die Erregerwicklung4 der Kommutatorhintermaschine 2. Die Kontakte io und @5 an den Sekundärwicklungen der Transformatoren 8 und 12 sind miteinander mechanisch gekuppelt, ebenso die Kontakte i i und 16. Die Transformatoren 12 und 8 werden vom Netz--und vom I-1,i,lfsfrequenzwandler 5 mit um go° gegeneinander verschobenen Spannungen gespeist, so daß auch durch die Verschiebung zweier miteinander gekuppelter Kontakte (io und 15 oder ii und 16) an beiden Transformatoren und damit auch am Transformator 17 Spannungskomponenten geregelt werden, die gegeneinander um go° in der Phase verschoben sind. Außerdem besitzen die zwei Spannungen, die durch Verschiebung des einen Paares der Kontakte (z. B. io und 15) geregelt werden, eine solche Phasenlage, daß sie die Drehzahl der Asynchronmaschine r beeinflussen, während durch die Verschiebung des zweiten Kontaktpaares (i i und 16) Spannungskomponenten zur Beeinflussung der Phasenkompensierung der Maschine i geregelt werden, da, wie oben erläutert, die beiden nicht miteinander gekuppelten. Kontakte an einem Transformator (8 oder 12) Spannung regeln, die am Transformator 17 und damit an der Erregerwicklung 4 aufeinander senkrecht stehen. Wie bereits erwähnt, wachsen von den zwei aufeinander senkrechten Spannungskomponenten, die für die Erzeugung des Stromes in der Erregerwicklung 4 der Kommutatorhintermaschine erforderlich sind, die Ohmsche und die induktive Komponente zunächst proportional dem Strome, die induktive Spannungskomponente aber außerdem noch proportional der Schlüpfung an. Dem trägt die Anordnung nach Abb. i Rechnung. Bei der Verschiebung eines Kontaktpaares (io, 15 oder 11, 16) werden zwei die Erregerwicklung 4 speisende Spannungskomponenten geregelt, die erstens aufeinander senkrecht stehen und von denen zweitens die eine (vom Hilfsfrequenzwandler § gelieferte) Komponente eine lineare Funktion der Schlüpfung der Maschinei darstellt.Several exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. In Fig. I, i is one to be controlled in terms of the speed and: in the phase compensation asynchronous front machine with the one mechanically coupled to it in its secondary circuit Commutator rear machine 2 is switched on. The commutator back machine has in the stator a compensation winding 3 and an excitation winding 4, 5 is an auxiliary frequency converter, with its commutator side on the auxiliary slip rings 6 of the asynchronous machine i is connected. The frequency converter 5 in turn feeds via the slip rings 7 a transformer B. The transformer g is connected to the transformer 8, where -the voltage of the transformer 8 to the Drdbva'hl, the voltage of the transformer g acts on the phase compensation of the machine i. The training of the two Transformers is in a manner known per se such that the transformer The voltage supplied is composed of two components that are a phase shift of go ° and which are independent of each other by moving the contacts io and i i can be regulated on the transformer 8. To this end are the three phases the secondary winding of the transformer 8 in the centers of the windings with each other chained. The primary winding of the transformer g is connected in delta and is fed from the contacts io with cyclical interchanging of the connections. The open three phases of the secondary winding of the transformer g are each with one End connected to contacts i i. In the same way, the two are on the one hand on the speed, on the other hand on the phase compensation of the machine i Transformers 12 unid 13 formed, of which the transformer i2 to the network 14 is connected and contacts 15 and 16 which can be displaced on the secondary winding to which the transformer 13 is connected. The secondary windings of the both transformers g and 13 now feed the primary winding in series of the transformer 17, the secondary winding of which is connected to the slip rings i8 of the frequency converter ig is connected. The frequency converter ig feeds the excitation winding4 of the commutator rear machine 2. Contacts io and @ 5 on the secondary windings of transformers 8 and 12 are mechanically coupled to one another, as are contacts i i and 16. The transformers 12 and 8 are from the network - and from the I-1, i, lfsfrequenzwandler 5 with about go ° against each other shifted voltages fed, so that also by the displacement of two with each other coupled contacts (io and 15 or ii and 16) on both transformers and thus voltage components can also be regulated at the transformer 17, which are mutually exclusive are shifted in phase by go °. Also, have the two voltages that can be regulated by shifting one pair of contacts (e.g. io and 15), such a phase position that they influence the speed of the asynchronous machine r, while due to the displacement of the second pair of contacts (i i and 16) voltage components to influence the phase compensation of the machine i are regulated, as how explained above, the two not coupled together. Contacts on a transformer (8 or 12) regulate the voltage on the transformer 17 and thus on the field winding 4 are perpendicular to each other. As already mentioned, the two grow on top of each other perpendicular voltage components that are responsible for generating the current in the excitation winding 4 of the commutator back machine are required, the ohmic and the inductive Component initially proportional to the current, but the inductive voltage component also proportionally to the hatching. The arrangement according to Fig. i invoice. When moving a contact pair (io, 15 or 11, 16) two voltage components feeding the excitation winding 4, the first are perpendicular to each other and of which, secondly, one (from the auxiliary frequency converter § supplied) component represents a linear function of the slip of the machinei.

Bei der Anordnung nach Abb. i wird gemäß der Erfindung die vom Hilfsfrequenzwandler 5 gelieferte Spannung über dieTransformatoren 8, 9 und 17 dem Frequenzwandler ig zugeführt. An sich wäre es auch möglich, daß der Hilfsfrequenzwandler 5 über die Transformatoren 8 und 9 einen weiteren Frequenzwandler speist, der die ihm zugeführte Energie in Energie mit Schlupffrequenz umwandelt und der dann in Hintereinanderschaltung mit dem Frequenzwandler ig an die Erregerwicklung 4 der Hintermaschine :2 angeschlossen ist. Eine derartige Anordnung wird jedoch verhältnismäßig kompliziert: Wenn man auf die Regelung der Phasenkompensierung verzichtet, so können selbstverständlich die Transforrnatorensätze 8 und 9 bzw. 12 und 13 durch je einen Regeltransformator ersetzt werden. Ähnliche Vereinfachungen ergeben sich für die Anordnungen nach den übrigen Abbildungen.In the arrangement according to Fig. I, according to the invention, that of the auxiliary frequency converter 5 voltage supplied via the transformers 8, 9 and 17 the frequency converter ig fed. In itself it would also be possible that the auxiliary frequency converter 5 via the transformers 8 and 9 feeds another frequency converter, which feeds it Energy is converted into energy with slip frequency and then connected in series with the frequency converter ig connected to the excitation winding 4 of the rear machine: 2 is. However, such an arrangement is relatively complicated: If you dispensed with the regulation of the phase compensation, so can of course the transformer sets 8 and 9 or 12 and 13 each with a regulating transformer be replaced. Similar simplifications result for the arrangements according to the other images.

Bei ;der Anordnung nach Abb. i sind, sofern Drehzahl und Phasenkompensierung unabhängig voneinander geregelt werden sollen, für die Erregung der Kommutatorhintermaschine zwei Frequenzwandler und fünf Transformatoren erforderlich. Bei der Anordnung nach Abb. 2, bei welcher dieselbe Wirkung erzielt wird, ist die Anzahl der Transformatoren auf zwei vermindert; es sind aber nunmehr drei Frequen.zwandler notwendig. Der Hilfsfrequenzwandler 5 ist in derselben Weise wie in Abb. i an die Schleifringe i i der Maschine i angeschlossen; er speist einen Transformator 22, der mit zwei Sekundärwicklungen 23 und 24 ausgerüstet ist. Die beiden Frequenzwandler 2o und a1 speisen in Hintereinanderschaltung die Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine 2. Die Frequenzwandler 20 und 21 werden dabei in Parallelschaltung von der Sekundärwicklung 26 des an das Netz 14 angeschlossenen Transformators 25 gespeist. In die Verbindungsleitungen zwischen der Sekundärwicklung 26,des Transformators 25 und den beiden Frequenzwandlern 2o und 21 sind die zwei Sekundärwicklungen 23 und 24 des Transformators a2 eingeschaltet, so claß der Hilfsfrequenzwandler 5 eine proportional der Schlüpfung anwachsende Zusatzspannung in die Stromkreise der Frequenzwandler ao und 21 einführt. Die Sekundärwicklung des Transformators 25 besitzt zwei unabhängig voneinander regelbare Kontakte 27 und 28, ebenso sind die beiden Sekundärwicklungen 23 und 24 des Transformators 22 in der abgegebenen Spannung mittels der Kontakte 29 und 3o unabhängig voneinander regelbar. Um die an den Sekundärwicklungen 26, 23 und 24 abgenommenen Spannungen nicht nur bis auf Null herabregeln, sondern auch in. der Richtung umkehren zu können, sind die Mitten der einzelnen Phasen der Wicklung 26 zu einem gemeinsamen Nullpunkt vereinigt, und die Mitten der Sekundär-Wicklungen 23 und 24 sind an die Frequenzwandler 2o und 21 angeschlossen. Die Kontakte 28 und 30 sind miteinander mechanisch gekuppelt, ebenso die Kontakte 27 und 29. Die Bürsten am Hilfsfrequenzwandler 5 sind derart eingestellt, daß die durch diesen Frequenzwandler den Frequenzwandlern 20 und 21 zugeführten Spannungen mit den vom Netz 14 aus zugeführten Spannungen Phasenverschiebungen von go° einschließen. Die vom Netz zugeführten Spannungen dienen wieder zur Deckung des Ohrnschen Spannungsabfalles, die vom Hilfsfrequenzwandler 5 zugeführten Spannungen zur Deckung des induktiven Spannungsabfalles in der Erregerwicklung ¢ der Hintermaschine 2. Die Bürsten an den Frequenzwandlern 2o und 21 sind derart eingestellt, daß ihre abgegebenen Spannungen aufeinander senkrecht stehen. Der Frequenzwandler 2o dient dabei beispielsweise zur Regelung der Drehzahl der Maschine i, der Frequenzwandler 21 zur Einstellung der Phasenkompensierung. Da nun die von den Kontakten 28 und 30 an den Transformatoren 25 und 22 geregelten. Spannungen ausschließlich dem Frequenzwandler 2o zugeführt werden, die durch die Kontakte 27 und 29 geregelten Spannungen ausschließlich dem Frequenzwandler ai, so kann, ähnlich wie in der ebb. i, durch die Verschiebung der miteinander gekuppelten Kontakte 28 und 3o die Drehzahl der Maschine i geregelt werden, durch die Verschiebung der Kontakte 27 und 29 die Phasenkompensierung.With the arrangement according to fig. In the arrangement according to Fig. 2, in which the same effect is achieved, the number of transformers is reduced to two; but now three frequency converters are necessary. The auxiliary frequency converter 5 is connected in the same way as in Fig. I to the slip rings ii of the machine i; it feeds a transformer 22 which is equipped with two secondary windings 23 and 24. The two frequency converters 2o and a1 feed the excitation winding of the commutator rear machine 2 in series. The frequency converters 20 and 21 are fed in parallel from the secondary winding 26 of the transformer 25 connected to the network 14. In the connecting lines between the secondary winding 26, the transformer 25 and the two frequency converters 2o and 21, the two secondary windings 23 and 24 of the transformer a2 are switched on, so that the auxiliary frequency converter 5 introduces an additional voltage that increases proportionally to the slip into the circuits of the frequency converters ao and 21 . The secondary winding of the transformer 25 has two independently controllable contacts 27 and 28, and the two secondary windings 23 and 24 of the transformer 22 can also be regulated independently of one another in terms of the voltage output by means of the contacts 29 and 3o. In order to not only regulate the voltages taken at the secondary windings 26, 23 and 24 down to zero, but also to be able to reverse the direction, the centers of the individual phases of the winding 26 are combined into a common zero point, and the centers of the secondary Windings 23 and 24 are connected to the frequency converters 2o and 21. The contacts 28 and 30 are mechanically coupled to one another, as are the contacts 27 and 29. The brushes on the auxiliary frequency converter 5 are set in such a way that the voltages supplied to the frequency converters 20 and 21 by this frequency converter have phase shifts of go ° with the voltages supplied from the network 14 lock in. The voltages supplied by the network are used to cover the Ohrn voltage drop, the voltages supplied by the auxiliary frequency converter 5 to cover the inductive voltage drop in the excitation winding ¢ of the rear machine 2. The brushes on the frequency converters 2o and 21 are set so that their voltages are perpendicular to each other stand. The frequency converter 2o is used, for example, to regulate the speed of the machine i, the frequency converter 21 to set the phase compensation. Since now the regulated by the contacts 28 and 30 on the transformers 25 and 22. Voltages are fed exclusively to the frequency converter 2o, the voltages regulated by the contacts 27 and 29 can only be fed to the frequency converter ai, so, similarly to the ebb. i, by shifting the contacts 28 and 3o which are coupled to one another, the speed of the machine i can be regulated, and by shifting the contacts 27 and 29, the phase compensation.

Abb.3 stellt eine weitere Vereinfachung der Anordnung nach Abb. i oder 2 dar. Trotzdem hier, ebenso wie in Abb. i und 2, die Drehzahl und Phasenkompensierung der Asynchronrnaschine i unabhängig voneinander geregelt werden kann, so sind für die Speisung der Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine nur noch zwei Frequenzwandler und zwei Transformatoren erforderlich. Die Erregerwicklung 4. der Hintermaschine 2 wird wiederum von dem Frequenzwandler i9 gespeist, der an die beiden hintereinandergeschalteten Transformatoren 31 und 32 angeschlossen ist. Diese Transformatoren sind entsprechend den Transformatoren 12 und 13 oder 8 und 9 in Abb. i regelbar ausgebildet, so daß ihre dem Frequenzwandler 1g zugeführte Spannung aus zwei Komponenten besteht, die um go° gegeneinander verschoben und unabhängig voneinander regelbar sind. Die Primärwicklung 33 des Transformators 32 ist nun offen geschaltet und wird einerseits vom Netze 14 aus gespeist, andererseits von dem Hilfsfrequenz-Wandler 5, der an den Sekundärteil der Maschine i angeschlossen ist. Die beiden der Primärwicklung zugeführten Spannungen besitzen eine Phasenverschiebung von go°. Die beiden verschiebbaren Kontakte 34 und 35 an der Sekundärwicklung des Transformators 32 dienen wieder einerseits für die Drehzahlrege-Jung der Maschine i, andererseits für die Phasenkompensierung.Fig.3 represents a further simplification of the arrangement according to Fig. I or 2. Nevertheless, here, as in Figs. i and 2, the speed and phase compensation the asynchronous machine i can be controlled independently of each other, so are for the supply of the excitation winding of the commutator rear machine only two frequency converters and two transformers required. The field winding 4. of the rear machine 2 is in turn fed by the frequency converter i9, which is connected to the two series-connected Transformers 31 and 32 is connected. These transformers are accordingly the transformers 12 and 13 or 8 and 9 in Fig. i designed so that their voltage supplied to the frequency converter 1g consists of two components, the are shifted against each other by go ° and can be regulated independently of each other. The primary winding 33 of the transformer 32 is now open and is on the one hand from the network 14 fed from, on the other hand from the auxiliary frequency converter 5, which is connected to the secondary part the machine i is connected. The two voltages applied to the primary winding own a phase shift of go °. The two sliding ones Contacts 34 and 35 on the secondary winding of transformer 32 are again used on the one hand for the speed control Jung of the machine i, on the other hand for the phase compensation.

Bei sehr großen Asynchronmaschinen und bei großem Regelbereich fallen auch noch die beiden Frequenzwandler 5 und i9 zur Erregung der. Kommutatorhintermaschine verhältnismäßig groß aus, ebenso der Regelapparat, der den. Frequenzwandlern vorgeschaltet ist. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die Speisung des an die Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine angeschlossenen Frequenzwandlers (ig in Abb. i bis 3) nicht ummittelbar von dem von der Sekundärwicklung der Hauptmaschine i aus gespeisten Hilfsfrequenzwandler und von der Netzspannung aus durchzuführen, sondern noch ein besonderes synchrones oder asynchrones Erregeraggregat in Kaskadenschaltung dazwischenzulegen. Eine :derartige Anordnung ist in Abb. 3 angedeutet. Die horizontal liegende Verbindungsleitung 36 zwischen dem Transformator 31 und dem Frequenzwarndler ig ist in diesem Fall weggelassen und durch die strichliert gezeichneten Verbindungen 37 und 38 ersetzt. Das besondere Erregeraggregat besteht aus einem Asynchronmotor 39, einem Asynchrongenerator 40 und einer mit diesem gekuppelten und im Läufer mit Netzfrequenz erregten Hilfskommutatorhintermaschine 41. Der Tranformator 31 speist nun die Läufererregung der Hilfskommuta.torhintermaschine 41, während die Ständerwicklung des Hilfsasynchrongenerators 4o an die Schleifringe 18 des Frequenzwandlers ig angeschlossen ist.With very large asynchronous machines and with a large control range also the two frequency converters 5 and i9 to excite the. Commutator back machine relatively large, as does the control apparatus that controls the. Frequency converters connected upstream is. In this case it is advisable to switch the supply to the excitation winding of the The frequency converter connected to the commutator rear machine (ig in Fig. I to 3) is not directly from that fed by the secondary winding of the main machine i Auxiliary frequency converter and carry out from the mains voltage, but one more to put in between a special synchronous or asynchronous excitation unit in cascade connection. Such an arrangement is indicated in Fig. 3. The horizontal connecting line 36 between the transformer 31 and the frequency warning device ig is in this case omitted and replaced by the connections 37 and 38 shown in dashed lines. The special excitation unit consists of an asynchronous motor 39, an asynchronous generator 40 and an auxiliary commutator rear machine coupled to this and excited in the rotor with mains frequency 41. The transformer 31 now feeds the rotor excitation of the auxiliary commutator behind the gate 41, while the stator winding of the auxiliary asynchronous generator 4o to the slip rings 18 of the frequency converter ig is connected.

Abb.4 ider Zeichnung zeigt eine Anordnung, bei der der vom Sekundärstromkreis der Hauptmaschine aus gespeiste Hilfsfrequenzwandler 5 seine proportional der Schlüpfung anwachsende Spannung dem Netzfrequenz führenden Teil des Frequenzwandlers 1g über ein synchrones Erregeraggregat zuführt. BesondereErregertransformatoren sind in diesem Fall nicht erforderlich. Der Anschluß des Frequenzwandlers ig an die Kommutatorhintermaschine und die Speisung des Hilfsfrequenzwandlers 5 vom Sekundärstromkreis der Hauptmaschine i ist dieselbe wie in den Arbb. i bis 3. Das synchrone Erregeraggregat besteht aus einem Synchronmotor 42 und einem Synchrongenerator 4g sowie aus einem Einankerumformer 44, einer Gleichstromnebenschlußmaschine zur Erzeugung einer konstanten Spannung 45, die alle miteinander mechanisch gekuppelt sind. Der Synchrongenerator 43, dessen Wechselstromseite den Frequenzwandler i9 speist, besitzt f im Gleichstromerregerteil zwei um go° gegeneinander -verschobene Erregerwicklungen 46 und 47. - Die beiden Erregerwicklungen besitzen in ihren Mitten einen gemeinsamen Nullpunkt 48. Außerdem ist der untere Teil der Erregerwicklung 47 mit dem oberen Teil gegensinnig hintereinandergeschaltet. Der Einankerumformer 44 wird von dem an den Sekundärteil der Maschine i angeschlossenen Hilfsfrequenzwandler 5 .gespeist; seine Gleichstromspannung wächst daher ebenfalls proportional mit dem Schlupf der Maschine i an. Die Nebenschlußmaschine 45 liefert hingegen eine konstante Gleichspannung. Der Einankerumformer und die Nebenschlußmaschine speisen über regelbare Widerstände 49, 50, 51, 52 in der dargestellten Weise die beiden Erregerwicklungen 46 und 47 am Synchrongenerator. Der eine Pol des Einankerumformers 44 und- der Nebenschlußmaschine 45 ist an eine gemeinsame Leitung 53 angeschlossen. Diese Leitung steht mit dem gemeinsamen Nullpunkte 48 der beiden Erregerwicklungen mittels der Leitung 54 in Verbindung. Es speist daher der Einankerumformer 44 über die Regelwiderstände 49 und 5o von den beiden Erregerwicklungen 46 und 47 je die Hälfte, und zwar die linke und die obere Hälfte. Die rechte und die untere Hälfte der beiden Erregerwicklungen werden hingegen über die Regelwiderstände 51 und 52 von der Nebenschlußmaschiüe 45 gespeist. Die linke und die- obere Hälfte der beiden Erregerwicklungen erzeugen also im Generator 43 Spannungen, die zur Deckung des induktiven Abfalles an der Wicklung 4 geeignet sind, während .die durch .die rechte und untere Hälfte erzeugten Spannungen sich zur Deckung des Ohmschen Abfalles eignen. Man kann nun die Phasenlage des Generators 43 so einstellen, daß die linke und die untere Hälfte der Wicklungen 46 und 47 in der Erregerwicklung 4 an der Kommutatorhintermaschine 2 einen Strom erzeugen, der auf die Drehzahl der Maschine i einwirkt, da von diesen beiden Hälften sich die eine zur Deckung von induktiven, die zweite zur Deckung von Ohmschem Spannungsabfall eignet. Die rechte und die untere Hälfte der Wicklungen 46 und 47 können dann zur Beeinflussung der Phasenkompensierung der Maschine i benutzt werden. Es sind also wieder die verschiebbaren Kontakte Kontakte an den Widerständen 49 und 52 miteinander mechanisch gekuppelt, da die von ihnen beeinflußten Wicklungsteile auf die Drehzahl einwirken, ebenso die Kontakte 5o und 51, die auf die Phasenkompensierung einwirken. Es ist allerdings erforderlich, daß entweder an der Erregerwicklung 46 oder, wie dargestellt, an der Wicklung 47 die eine Hälfte gegensinnig eingeschaltet ist. Bei den Ausführungsbeispielen ist der Hilfsfrequenzwandler 5 an besondere Schleifringe an der Maschine i angeschlossen. Selbstverständlich könnte man ihn auch unmittelbar von den Hauptsch,leifringen aus speisen; ebenso könnte eine mit der Maschine i gekuppelte Hilfsinduktionsmaschine vorgesehen sein, deren Sekundärteil den Frequenzwandler 5 speist.Fig.4 in the drawing shows an arrangement in which the auxiliary frequency converter 5, which is fed by the secondary circuit of the main machine, feeds its voltage, which increases proportionally to the slip, to the part of the frequency converter 1g carrying the mains frequency via a synchronous exciter unit. Special excitation transformers are not required in this case. The connection of the frequency converter ig to the commutator rear machine and the supply of the auxiliary frequency converter 5 from the secondary circuit of the main machine i is the same as in the Arbb. i to 3. The synchronous excitation unit consists of a synchronous motor 42 and a synchronous generator 4g as well as a single armature converter 44, a direct current shunt machine for generating a constant voltage 45, all of which are mechanically coupled to one another. The synchronous generator 43, the alternating current side of which feeds the frequency converter i9, has two exciter windings 46 and 47 in the direct current exciter part, shifted by go ° against each other upper part connected in series in opposite directions. The single armature converter 44 is fed by the auxiliary frequency converter 5 connected to the secondary part of the machine i; its DC voltage therefore also increases proportionally with the slip of the machine i. The shunt machine 45, on the other hand, supplies a constant DC voltage. The single armature converter and the shunt machine feed the two excitation windings 46 and 47 on the synchronous generator via controllable resistors 49, 50, 51, 52 in the manner shown. One pole of the single armature converter 44 and the shunt machine 45 is connected to a common line 53. This line is connected to the common zero point 48 of the two excitation windings by means of the line 54. Thus it draws the rotary converters 44 via the variable resistors 49 and 5o of the two excitation coils 46 and 47 each half, namely, the left and the upper half. The right and lower halves of the two excitation windings, on the other hand, are fed by the shunt machine 45 via the control resistors 51 and 52. The left and the upper half of the two excitation windings generate voltages in the generator 43 which are suitable for covering the inductive drop in the winding 4, while the voltages generated by the right and lower halves are suitable for covering the ohmic drop. You can now set the phase position of the generator 43 so that the left and lower halves of the windings 46 and 47 in the excitation winding 4 on the commutator rear machine 2 generate a current that acts on the speed of the machine i, since these two halves differ one is suitable for covering inductive, the second for covering ohmic voltage drop. The right and lower halves of the windings 46 and 47 can then be used to influence the phase compensation of the machine i. The sliding contacts are again mechanically coupled to one another at the resistors 49 and 52, since the winding parts influenced by them act on the speed, as do the contacts 50 and 51, which act on the phase compensation. However, it is necessary that either on the excitation winding 46 or, as shown, on the winding 47, one half is switched on in opposite directions. In the exemplary embodiments, the auxiliary frequency converter 5 is connected to special slip rings on the machine i. Of course, you could also eat it directly from the Hauptsch, leifringen; an auxiliary induction machine coupled to the machine i, the secondary part of which feeds the frequency converter 5, could also be provided.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement to cancel the inductive voltage drop in the excitation winding of switched on in the secondary circuit of asynchronous machines Commutator rear machines that are excited in the stator .with slip frequency and at those to cancel the ohmic voltage drop in the excitation winding Mains frequency fed frequency converter that runs synchronously with the asynchronous machine is provided, characterized in that a synchronous with the asynchronous machine running auxiliary frequency converter excited by its secondary voltage leading circuit of the frequency converter directly or via converter with a feeds voltage that increases proportionally to the slip.

2. Arrangement according to claim i, characterized by two controllable transformers or transformer sets (12, 13 and 8, 9 in Fig. I), one of which is from the network, the other from the auxiliary frequency converter is fed and its secondary windings with the primary winding of a third Transformer are connected in series, the secondary winding of which is the frequency converter feeds.

3. Arrangement according to claim i, characterized in that in the network frequency The leading circuit of the frequency converter in series with that supplied by the mains Transformer switched on the secondary winding of an additional transformer (22 in Fig. 2) whose primary winding feeds the auxiliary frequency converter. q ..

Arrangement according to claim 3, characterized in that instead of canceling the ohmic voltage drop used frequency converter (i9 in Figs. i, 3 and q.) two frequency converters (2o and 21 in Fig. 2) are provided via a transformer connected to the network in parallel connection of two controllable secondary windings of an additional transformer (22) are excited and the excitation winding of the commutator rear machine with two feed voltages that are mutually shifted by go °.

5. Arrangement according to claim i, characterized by a transformer whose primary winding is switched to open is and fed on the one hand from the network, on the other hand from the auxiliary frequency converter and its appropriately controllable secondary voltage, the frequency converter if necessary in series with the secondary voltage of a phase compensation influencing Transformer (3 i in Fig. 3).

6. Arrangement according to claim .2 or 5, characterized characterized in that the transformer sets fed from the network and from the auxiliary frequency converter each consist of two transformers and two mutually perpendicular and supply voltages that can be regulated independently of one another.

7. Arrangement according to claim i to 6 to reduce the control power, characterized in that the Fre = A further synchronous or asynchronous excitation unit is connected upstream of the frequency converter is, which is excited on the one hand by the network, on the other hand by the auxiliary frequency converter. B. Arrangement according to claim 7, characterized by a synchronous excitation machine, whose alternating current side feeds the frequency converter and whose direct current exciter field on the one hand from the auxiliary frequency converter via a single armature converter, on the other hand is fed by a further direct current source of constant voltage. G. arrangement according to claim 7, characterized by an auxiliary synchronous machine which the frequency converter feeds, and a rotor-excited commutator rear machine connected in cascade with it, which is excited on the one hand by the network and on the other hand by the auxiliary frequency converter. ok Arrangement according to Claims i to 9, characterized in that the regulating devices to influence the voltages supplied to the frequency converter (which on the one hand from the network, on the other hand from the auxiliary frequency converter) with each other are mechanically coupled.