Anordnung zur Regelung des Leistungsflusses zwischen zwei Wechselstromnetzen
Für die Kupplung zweier Wgchselstromnetze, insbesondere eines Drehstromnetzes und
eines Einphasenbahnnetzes, verwendet man umlaufende Umformer, die aus . z,#xei Maschinen
bestehen, von denen die an das Drehstromnetz angeschlossene Maschine eine Asynchronmaschine
mit Kommutatorhintermaschine ist, die an das Einphasenbahnnetz angeschlossene Maschine
ist gewöhnlich eine Synchronmaschine. Derartige Umformersätze gestatten gewisse
Schwankungen der Frequenzen der beiden Netze gegeneinander. Es ändert sich dabei
aber die über den Umformer von dem einen in das andere Netz fließende Leistung proportional
mit den Frequenzschwankungen. Um die Beeinflussung des Leistungsflusses durch die
Frequenzschwankungen zu unterdrücken oder in bestimmte Abhängigkeiten zu bringen,
kann man die Kommutatorhintermaschine der Asynchronmaschine derart erregen, daß
diese auch bei großen Schlupfänderungen ihre Leistung nur wenig ändert. Die Kömmutatorhintermaschine
bekommt dann eine Erregung, die proportional dem Schlupf der Asynchronmaschine ansteigt
(Kompoundierung). Im Grenzfalle kann man an der Asynchronmaschine eine vom .Schlupf
unabhängige Leistung erzwingen, indem man über die Kommutatorhintermaschine in den
Sekundärstromkreis der Asynchronmaschine zwei Spannungskomponenten einführt, von
denen die eine proportional dem Schlupf der Asynchronmaschine .ist und in ihrer
Größe und Phasenlage derart bemessen und eingestellt ist, daß 'sie die Sekundärspannung
der Asynchronmaschine bei jedem Schlupf aufhebt, während die zweite Spannungskomponente
bei veränderlichem Schlupf konstant bleibt und eine derartige Phasenlage besitzt,
daß sie entweder einen generatorischen oder motorischen Belastungsstrom im Sekundärkreis
der Asynchronmaschine erzeugt. Diese Erregung der Kommutatorhintermaschine kann
auf rein elektrischem Wege durch Zuführung geeigneter Erregerspannungen erreicht
werden oder auch mit Hilfe mechanischer Regler (z. B. Thoma-Regler), die durch die
Leistung (den Belastungsstrom der Asynchronmaschine) gesteuert werden und die bei
Änderung des Belastungsstromes auf die Erregung der - Kommutatorhintermaschine im
Sinne einer Rückgängigmachung der Änderung der Belastung einwirken.Arrangement for regulating the power flow between two alternating current networks
For the coupling of two alternating current networks, in particular a three-phase network and
of a single-phase railway network, one uses revolving converters that consist of. z, # xei machines
exist, of which the machine connected to the three-phase network is an asynchronous machine
with a commutator rear machine is the machine connected to the single-phase railway network
is usually a synchronous machine. Such converter sets allow certain
Fluctuations in the frequencies of the two networks against each other. It changes in the process
but the power flowing through the converter from one network to the other is proportional
with the frequency fluctuations. In order to prevent the power flow from being influenced by the
To suppress frequency fluctuations or to bring them into certain dependencies,
you can excite the commutator rear machine of the asynchronous machine in such a way that
this changes its performance only slightly, even with large changes in slip. The comer behind machine
then gets an excitation that increases proportionally to the slip of the asynchronous machine
(Compounding). In borderline cases, you can get a slip on the asynchronous machine
Force independent power by switching to the
Secondary circuit of the asynchronous machine introduces two voltage components, from
one of which is proportional to the slip of the asynchronous machine and in its
Size and phase position is dimensioned and set in such a way that 'they the secondary voltage
the asynchronous machine cancels with each slip, while the second voltage component
remains constant with variable slip and has such a phase position,
that they either generate a generator or a motor load current in the secondary circuit
generated by the asynchronous machine. This excitation of the commutator rear machine can
achieved purely electrically by supplying suitable excitation voltages
or with the help of mechanical regulators (e.g. Thoma regulator), which are controlled by the
Power (the load current of the asynchronous machine) can be controlled and the at
Change of the load current on the excitation of the - commutator rear machine im
Act in the sense of a reversal of the change in the load.
Die vorliegende Erfindung befaßt sich ebenfalls mit einer Beeinflussung
der Erregung der Kommutatorhintermaschine des Umformersatzes, um dadurch den Leistungsfluß
zwischen den beiden Netzen in eine gewollte Abhängigkeit von den gegenseitigen Frequenzschwankungen
zu bringen oder von diesen Frequenzschwankungen unabhängig zu
machen.
Im Gegensatz zu der bekannten Anordnung, bei der der Belastungsstrom auf die die
Erregung der Kommutatorhintermaschine steuernden Vorrichtungen einwirkt, wirkt bei
der Anordnung nach der Erfindung die Differenzfrequenz zwischen den beiden Netzen
auf die Erregung der Kommutatorhintermaschine ein. Erfindungsgemäß ist ein Frequenzwandler
vorgesehen, der mit einer Spannung gespeist wird, deren Frequenz gleich der Frequenz
des einen Netzes ist bzw. dieser proportional ist, und der mit einer Drehzahl angetrieben
wird, die der Frequenz des zweiten Netzes proportional ist. Der Frequenzwandler
liefert daher eine Spannung, deren Frequenz gleich der Differenzfrequenz zwischen
den beiden Netzen bzw. dieser pro= portional ist. Diese Spannung wirkt nun proportional
ihrer Frequenz auf die Erregung der Kommutatorhintermaschine, etwa über ein Relais
oder einen Regler, in dem oben geschilderten Sinne ein.The present invention is also concerned with influencing
the excitation of the commutator rear machine of the converter set to thereby increase the power flow
between the two networks in a deliberate dependence on the mutual frequency fluctuations
to bring or independent of these frequency fluctuations
do.
In contrast to the known arrangement in which the load current is applied to the
Excitation of the commutator rear machine controlling devices acts at
the arrangement according to the invention, the difference frequency between the two networks
on the excitation of the commutator rear machine. According to the invention is a frequency converter
provided, which is fed with a voltage whose frequency is equal to the frequency
of one network is or this is proportional, and that is driven at a speed
which is proportional to the frequency of the second network. The frequency converter
therefore delivers a voltage whose frequency is equal to the difference frequency between
the two networks or this is proportional. This voltage now acts proportionally
their frequency on the excitation of the commutator rear machine, for example via a relay
or a regulator in the sense described above.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel für die neue Anordnung..
i ist ein Drehstromnetz, 2 ein Bahnnetz, die über eine Synchronmaschine 3 und eine
Asynchronmaschine q in der dargestellten Weise miteinander gekuppelt sind. Die Asynchronmaschine
besitzt eine mit ihr mechanisch gekuppelte und im Läufer über Schleifringe mit der
Frequenz des Drehstromnetzes erregte Kommutatorhintermaschine 5. Für die Erregung
der Kommutatorhintermaschine ist eine Synchronerregermaschine 6 vorgesehen, die
von einem an das Netz i angeschlossenen Synchronmotor 7 angetrieben wird. Für die
Beeinflussung der Erregung der Kommutatorhintermaschine im oben geschilderten Sinne
dient der Frequenzwandler 8, dessen Schleifringe unmittelbar oder über einen Umformer
an das Drehnetz i angeschlossen sind und der von einem Synchronmotor g oder einem
Asynchronmotor angetrieben wird, der von dem Bahnnetz 2 gespeist wird. Bei geeigneter
Wahl der Umdrehungsrichtung und der Polzahlen liefert daher der Frequenzwandler
8 am Kommutator eine Spannung, deren Frequenz gleich ist der Differenzfrequenz zwischen
dem Drehstrom- und dem Bahnnetz oder auch ein bestimmtes Vielfaches oder einen bestimmten
Bruchteil dieser Frequenz beträgt. Diese Frequenz wirkt nun über ein Relais io auf
den Gleichstromerregerkreis der synchronen Erregermaschine 6 etwa derart ein, daß
. die Erregermaschine 6 über die Kommutatorhintermaschine 5 bei steigender Differenzfrequenz
zwischen den beiden Netzen auch eine steigende Spannung in den Sekundärstromkreis
der Asynchronmaschine q. einführt und so deren Leistung konstant oder annähernd
konstant hält.The drawing shows an exemplary embodiment for the new arrangement.
i is a three-phase network, 2 a railway network, which has a synchronous machine 3 and a
Asynchronous machine q are coupled to one another in the manner shown. The asynchronous machine
has a mechanically coupled with it and in the runner via slip rings with the
Frequency of the three-phase network excited commutator rear machine 5. For the excitation
the commutator rear machine is provided a synchronous exciter 6, which
is driven by a synchronous motor 7 connected to the network i. For the
Influencing the excitation of the commutator rear machine in the sense described above
serves the frequency converter 8, its slip rings directly or via a converter
are connected to the rotating network i and that of a synchronous motor g or a
Asynchronous motor is driven, which is fed by the railway network 2. With suitable
The frequency converter therefore supplies the selection of the direction of rotation and the number of poles
8 at the commutator a voltage whose frequency is equal to the difference frequency between
the three-phase and the rail network or a certain multiple or a certain
Fraction of this frequency. This frequency now acts on a relay io
the DC exciter circuit of the synchronous excitation machine 6 approximately in such a way that
. the excitation machine 6 via the commutator rear machine 5 with increasing differential frequency
between the two networks there is also an increasing voltage in the secondary circuit
the asynchronous machine q. introduces and so their performance constant or approximately
keeps constant.