DE556525C - Verfahren zur weitgehenden Regelung der Gleichspannung an Wechselstrom-Gleichstrom-Synchroneinankerumformern mit Hilfe von zwei starr gekuppelten Umformereinheiten - Google Patents

Description

Zur Umformung von Drehstrom in Gleichstrom hat man lange Zeit dem Einankerumformer wegen seines guten Wirkungsgrades und wegen seines geringeren Anschaffungspreises gegenüber dem Motorgenerator den Vorzug gegeben. Mit zunehmender Größe der Gleichstromnetze hat sich aber ein nicht unerhebliches Übel im Betrieb mit Einankerumformern gezeigt. Will man nämlich ein spannungslos gewordenes Lichtnetz wieder auf die Betriebsspannung bringen, so bereitet dies mit Einankerumformern Schwierigkeiten. Sie haben ihre Ursache darin, daß der Widerstand der kalten Metallfadenlampe nur etwa ¹J₁₀ des Widerstandes beim Betrieb mit Nennspannung ist. Schaltet man den Einankerumformer mit seiner vollen Spannung auf die kalten Lampen, so hat er infolgedessen im ersten Augenblick den zehnfachen Wert des nachfolgenden Dauerstromes aufzunehmen. Der entstehende Stromstoß bewirkt die Auslösung der Schutzeinrichtungen, wodurch sich in manchen Fällen lang andauernde Betriebsstörungen ergeben, besonders wenn ein von Einankerumformern gespeistes Lichtnetz während der Zeit der Belastungsspitze einmal spannungslos geworden ist. Das letztere kann jedoch durch Störungen von- der Drehstromseite her leicht geschehen, insbesondere dann, wenn der Drehstrom von Überlandzentralen geliefert wird.

Es ist hiernach wichtig, im Falle einer Störung Maschinen mit weitgehend regelbarer Spannung zur Verfügung zu haben, um das Netz allmählich hochfahren zu können. Zu diesem Zwecke hat man besondere Motorgeneratoren, sogenannte Störungsmaschinen, aufgestellt, denen dann nach dem Hochfahren die vorhandenen Einankerumformer zugeschaltet werden. Gemäß der Erfindung soll statt dessen ohne besonderen Motorgenerator allein mit Einankerumformern das Hochfahren des Netzes ermöglicht werden. Das wird durch die Verwendung zweier starr gekuppelter Einankerumformer in der Weise erreicht, daß der eine als Motor, der andere als Generator betrieben wird, so daß die beiden Einankerumformer zusammen als Motorgenerator arbeiten.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel für eine derartige Anlage dargestellt:

Mit a¹ und ar sind die beiden Einankerumformer bezeichnet. Sie sitzen auf einer gemeinsamen Welle b; für den drehstromseitigen Anschluß sind die Schalter c¹, c-, für den gleichstromseitigen die Schalter d¹, d- vorgesehen. Die Erregerwicklungen der beiden Umformer α¹, ar sind vor dem Schalter d^l an die Gleichstromseite des Umformers α¹ angeschlossen, und die Erregung ist dabei in der gewohnten Weise durch Feldregler e^x, e² einstellbar. Neben den üblichen Wendefeldwicklungen f¹, f², die für den Umformerbetrieb notwendig sind, weisen die Umformer a¹, ar aber noch besondere zusätzliche Wendefeld-Wicklungen g¹, g- auf, die beide in dem Gleichstromkreis des Umformers ar liegen. Diese Wendefeldwicklungen g¹, g² kommen nur für den Betrieb der Einankerumformer als Motor bzw. Generator in Betracht und bezwecken, auch in diesem Falle eine brauchbare Kommutierung zu erzielen. Für den eigentlichen

Einankerbetrieb werden sie dagegen mittels der Schalter h¹', h^s kurzgeschlossen. Die Einstellung dieser Schalter ist zweckmäßig in zwangsläufige Abhängigkeit von einem derjenigen Schalter der Anlage gebracht, die für die Umschaltung von der einen Betriebsart auf die andere jeweils verschiedene Stellung aufweisen müssen. Wenn für den Betrieb als Motorgenerator dem Einankerumformer a² to die Rolle des Generators zufällt, werden sie beispielsweise zwangsläufig mit dem Schalter c· gekuppelt, so daß sie bei geschlossenem Schalter c² gleichfalls geschlossen, bei offenem Schalter c² dagegen geöffnet sind. Das Inbetriebsetzen der Anlage erfolgt in der Weise, daß · die Einankerumformer, wie es an sich bekannt ist, bei geöffnetem gleichstromseitigen Schalter d¹, d² mittels des Schalters i an eine Anzapfung des Transformators k gelegt werden. Die Schalter c¹, c² und / sind geschlossen. Mit dem Schalter c² sind weiterhin auch die Schalter h¹, h² eingelegt. Die Einankerumformer laufen als Asynchronmotoren hoch. Nach dem Hochlaufen wird durch Einstellung des Reglers e¹ der Umformer a¹ und damit infolge der starren Kupplung auch der Umformer a² synchronisiert. Der Regler e² bleibt zunächst ausgeschaltet. Nach dem Umlegen des Schalters i auf die volle Spannung wird der Schalter c² mit den Schaltern h¹, h² ausgeschaltet. Der Umformer a¹ läuft dann für sich allein als Synchronmotor weiter, während der Umformer a- durch ein Einlegen des Schalters d² als Gleichstromgenerator betrieben werden kann. Wenn das Gleichstromnetz selbst vollkommen spannungslos ist, erfolgt das Einschalten des Reglers e² erst nach dem Einlegen des Schalters d². Besteht dagegen noch eine gewisse Spannung im Gleichstromnetz, so wird die Maschine a² erst auf diese Spannung erregt und dann d² eingelegt. In beiden Fällen wird nach dem Einlegen des Schalters d² die als Generator arbeitende Maschine or durch Verstellen des Reglers e² allmählich auf volle Spannung gebracht. Ist diese _a erreicht, so werden, nachdem Spannungsgleichheit auch zwischen Maschine a¹ und dem Gleichstromnetz hergestellt ist, die Schalter c² und d¹ gleichfalls eingeschaltet. Damit laufen beide Maschinen a¹, a² als Einankerumformer, wobei mit dem Schalter c² zugleich durch das Einlegen der Schalter h¹, h^s die zusätzlichen Wendefeldwicklungen g¹, g² kurzgeschlossen werden. Es ist dann nur noch notwendig, mit Hilfe der Regler e¹, e² für beide Maschinen den gleichen Leistungsfaktor, gewöhnlich 1, einzustellen. Im Dauerbetrieb kann der Maschinensatz natürlich nicht als Motorgenerator die gleiche Leistung abgeben wie als Einankerumformer. Da der Motorgeneratorbetneb nur kurzzeitig in Frage kommt, ist dabei aber ohne weiteres eine beträchtliche Überlastung angängig, so daß auch zum Netzhochfahren etwa die volle Leistung zur Verfügung steht. Um dem als Synchronmotor laufenden Umformer a¹ die notwendige Überlastungsfähigkeit zu verleihen, kann seine Erregung so bemessen werden, daß sich vorübergehend eine stärkere Übererregung einstellen läßt.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur weitgehenden Regelung der Gleichspannung an Wechselstrom - Gleichstrom - Synchroneinankerumformern mit Hilfe von zwei starr gekuppelten Umformereinheiten, dadurch gekennzeichnet, daß von den beiden betriebsmäßig parallel an der Speisespannung liegenden Umformern für den Anlauf unter Last der eine unter Abschaltung von der Gleichstromspannung als Synchronmotor, der andere unter Abschaltung von der Wechselstromspannung als Gleichstromgenerator betrieben wird.

2. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch ι zum Hochfahren kalter Gleichstromnetze.

3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einankerumformer zusätzlich eWendefeldwicklungen erhalten.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter der zusätzlichen Wendefeldwicklungen mit denjenigen für die Herstellung des Motorgeneratorbetriebes gekuppelt sind.

5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Wendefeldwicklung des als Motor benutzten Einankerumformers vom Ankerstrom des als Generator benutzten gespeist ist.

6. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung der Erregung des als Motor zu betreibenden Einankerumformers, daß eine starke Übererregung möglich ist.

7. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptfeldwicklung des als Generator benutzten Einankerumformers an der Gleichstromseite des als Motor benutzten Umformers liegt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen