DE648302C - Anordnung zur Spannungsregelung von Synchronmaschinen - Google Patents
Anordnung zur Spannungsregelung von SynchronmaschinenInfo
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
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Description
DEUTSCHES REICH
21
AUSGEGEBEN AM
28. JULI 1937
REICHSPATENTAMT
—PATENTSCHRIFT
. KLASSE 21 d2 GRUPPE
Anordnung zur Spannungsregelung von Synchronmaschinen
Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Mai 1933 ab
Bekanntlich wirkt der Belastungsstrom· einer Synchronmaschine auf das Feld zurück
(Ankerrückwirkung). Diese Ankerrückwirkung muß durch Änderung der Erregung wieder
ausgeglichen werden, um das Feld in der Maschine und damit die Spannung an den Klemmen konstant zu halten. Man kann dies
auch' so ausdrücken, daß der wirksame Erregerstrombelag, nämlich die geometrische
Differenz zwischen Läufer- und S tänder strombelag,
praktisch konstant gehalten werden muß. Normalerweise wird dies durch Schnellregler
besorgt. Diese werden um so mehr beansprucht, je kleiner der wirksame Erregerstrombelag
gegenüber dem Ständer- bzw. Läuferstrombelag ist, d.h. je kleiner der Luftspalt
ist. Trotz der Verwendung von Schnellreglern erfolgt die Aufhebung der Ankerrückwirkung
vielfach nicht mit der gewünschten Schnelligkeit, weil die Beeinflussung der Läuferamperewindungen
über ein mechanisches Zwischenglied erfolgt, das zudem erst über die Erregerkreise einer oder mehrerer Erregermaschinen
wirkt. Es treten dadurch unvermeidliche Verzögerungen ein, die zu einer vorübergehenden Spannungsabsenkung führen.
Namentlich wenn die Maschinen auf lange Übertragungsleitungen speisen, kann die Übertragung zusammenbrechen, weil die
Maschinen, die gleichzeitig als Spannungs-Stützpunkte'dienen,
auseinanderfallen.
Man hat nun frühzeitig vorgeschlagen, die so nachteilige Ankerrückwirkung selbsttätig
mit Hilfe eines Einankerumformers aufzuheben, dessen Schleifringe von einem mit dem
Ständer der Synchronmaschine in Reihe geschalteten Stromtransformator gespeist werden, während er kommutatorseitig seine
Erregerwicklung und die der Synchronmaschine mit Gleichstrom speist. Die Wirkungsweise
eines derartigen mit der Synchronmaschine unmittelbar gekuppelten Einankerumformers
(Rice-Danielson-Umformer) hängt von der Phasenlage des Primärstromes der Synchronmaschine
ab. Während bei einem bestimmten Leistungsfaktor, z. B. bei cos φ = ι der den
Schleifringen des Einankerumformers zugeführte Wechselstrom lediglich in Gleichstrom
umgeformt wird und am Kommutator in voller Größe wieder herauskommt, wirkt er beim Leistungsfaktor cos φ = ο nur auf das
Erregerfeld des Einankerumformers. In diesem Fall bildet sich der Kommutatorstrom
nach der durch Drehung in diesem Feld erzeugten Spannung und dem Widerstand im Gleichstromkreis aus. Im ersten Fall entsteht '
dagegen der Strom unabhängig vom Widerstand; der Einankerumformer arbeitet hierbei
als Stromtransformator unter gleichzeitiger Frequenzumformung, wobei sich die Span- 6ö
nung selbsttätig dem Widerstand anpaßt. Wenn die Felderregung im Ständer hierzu
*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:
Dipl.-Ing. Hermann Harz in Berlin-Siemensstadt.
nicht ausreicht, wird ein Teil des Schleifringstromes zur Feldbildung verwendet. Im
zweiten Fall dagegen wirkt der gesamte Schleifringstrom lediglich auf das Feld entweder
gleichsinnig oder gegensinnig mit der Ständererregung, und der am Kommutator abgegebene
Strom wird rein generatorisch durch Drehung des Ankers in diesem Feld erzeugt. Läßt man den Einankerumformer frei laufen,
ίο so wirkt er stets als Stromfrequenzumformer, doch ist sein Verhalten alsdann von der Spannung
an seinen Schleifringen abhängig, die in weiten Grenzen schwankt, so daß ein befriedigender
Betrieb auf diese Weise nicht möglich ist. Kuppelt man ihn mit einer takthaltenden
Synchronmaschine, so bestehen wieder die gleichen Schwierigkeiten wie bei unmittelbarer Kupplung mit der Hauptmaschine.
Abgesehen'von diesen Nachteilen ist so es auch nicht möglich, der Synchronmaschine
eine von der Belastung unabhängige Erregung zu geben, weil die beiden Erregungen in den
bisher bekanntgewordenen Anordnungen sich bei Stromänderungen gegenseitig stören.
Anordnungen nach der Erfindung ermöglichen nun, die Erregung der Synchronmaschine durch verschiedene Einflüsse ohne gegenseitige Störung zu steuern, wobei diese Einflüsse sich auf rein elektrischem Wege ohne Vermittlung mechanischer Regelorgane unmittelbar auf die Erregung auswirken. Man kann auf diese Weise sowohl den Belastungsstrom der Synchronmaschine, die Netzspannung, den Netzstrom oder eine bzw. mehrere von diesen unabhängigen Größen in beliebiger Vereinigung auf die Erregung wirken lassen. Zur Speisung der Erregerwicklung ist ein Gleichrichter (Entladungsgefäß) vorgesehen, der die Erregerwicklung der Synchronmaschine unmittelbar oder über . eine bzw. mehrere Gleichstromerregermaschinen aus dem Wechselstromnetz speist. Erfindungsgemäß ist der Transformator des Gleichrichters mit einem von der Belastung der Synchrones maschine unabhängigen Scheinwiderstand in Reihe geschaltet, dessen Leistung ein Vielfaches der über ihn an den Gleichrichtertransformator gelieferten Leistung ist. Es können dadurch dem Gleichrichter wechselstromseitig in Stromtransformatorschaltung Ströme zugeführt werden, die den gewünschten Regeleinflüssen entsprechen. Der Gleichrichtertransformator summiert geometrisch alle diese Ströme und führt sie der Erregerwicklung der Synchronmaschine' oder deren Erregermaschine zu. Die Stromtransformatorschaltung hat den besonderen Vorteil, daß * sie auf Strom regelt und diesen Strom in dem angeschlossenen Verbraucherkreis unter allen Umständen unabhängig von dessen Widerstandswert einzustellen und aufrechtzuerhalten sucht. Änderungen des Widerstandswertes werden selbsttätig durch Erhöhung der Spannung ausgeglichen. Die Erregerwicklung einer Synchronmaschine stellt einen mit Induktivität behafteten Gleichstromkreis dar, in dem im stationären Zustand nur Ohmscher Widerstand wirksam ist. Bei Stromzunahme vergrößert jedoch die Induktivität den Widerstandswert erheblich, so daß eine dementsprechend größere Spannung erforderlich ist, um den Strom auf den neuen Wert zu bringen. Diese größere Spannung wird infolge des großen Energieinhalts einer Stromtransformatoranordnung von dieser ohne weiteres und verzögerungsfrei aufgebracht. Nach Erreichen des neuen Endwertes des Stromes klingt die Spannung sofort auf den kleinen stationären Wert ab, wobei der Strom jedoch den neuen Wert l>eibehält.
Anordnungen nach der Erfindung ermöglichen nun, die Erregung der Synchronmaschine durch verschiedene Einflüsse ohne gegenseitige Störung zu steuern, wobei diese Einflüsse sich auf rein elektrischem Wege ohne Vermittlung mechanischer Regelorgane unmittelbar auf die Erregung auswirken. Man kann auf diese Weise sowohl den Belastungsstrom der Synchronmaschine, die Netzspannung, den Netzstrom oder eine bzw. mehrere von diesen unabhängigen Größen in beliebiger Vereinigung auf die Erregung wirken lassen. Zur Speisung der Erregerwicklung ist ein Gleichrichter (Entladungsgefäß) vorgesehen, der die Erregerwicklung der Synchronmaschine unmittelbar oder über . eine bzw. mehrere Gleichstromerregermaschinen aus dem Wechselstromnetz speist. Erfindungsgemäß ist der Transformator des Gleichrichters mit einem von der Belastung der Synchrones maschine unabhängigen Scheinwiderstand in Reihe geschaltet, dessen Leistung ein Vielfaches der über ihn an den Gleichrichtertransformator gelieferten Leistung ist. Es können dadurch dem Gleichrichter wechselstromseitig in Stromtransformatorschaltung Ströme zugeführt werden, die den gewünschten Regeleinflüssen entsprechen. Der Gleichrichtertransformator summiert geometrisch alle diese Ströme und führt sie der Erregerwicklung der Synchronmaschine' oder deren Erregermaschine zu. Die Stromtransformatorschaltung hat den besonderen Vorteil, daß * sie auf Strom regelt und diesen Strom in dem angeschlossenen Verbraucherkreis unter allen Umständen unabhängig von dessen Widerstandswert einzustellen und aufrechtzuerhalten sucht. Änderungen des Widerstandswertes werden selbsttätig durch Erhöhung der Spannung ausgeglichen. Die Erregerwicklung einer Synchronmaschine stellt einen mit Induktivität behafteten Gleichstromkreis dar, in dem im stationären Zustand nur Ohmscher Widerstand wirksam ist. Bei Stromzunahme vergrößert jedoch die Induktivität den Widerstandswert erheblich, so daß eine dementsprechend größere Spannung erforderlich ist, um den Strom auf den neuen Wert zu bringen. Diese größere Spannung wird infolge des großen Energieinhalts einer Stromtransformatoranordnung von dieser ohne weiteres und verzögerungsfrei aufgebracht. Nach Erreichen des neuen Endwertes des Stromes klingt die Spannung sofort auf den kleinen stationären Wert ab, wobei der Strom jedoch den neuen Wert l>eibehält.
Es sind bereits Anordnungen zur Stoßerregung von Synchronmaschinen bekannt, bei
denen ebenfalls ein Gleichrichter vorgesehen ist, der die Erregerwicklung der Synchronmaschine
speist. Die Beeinflussung des Erregerstromes der Synchronmaschine geschieht hier durch Beeinflußung der Erregerspannung.
Infolge dieser Regelung des Erregerstromes über die Regelung der Spannung treten jedoch erhebliche Abweichungen namentlich
bei plötzlichen Belastungsänderungen ζλν^ΰΐιεη diesen beiden Größen auf. Bei
der plötzlichen Belastungs&iderung steigt der Widerstandswert des Erregerkreises durch
Auftreten einer induktiven Gegenspannung stark an, so daß die größere Erregerspannung
nicht imstande ist, sofort einen ensprechend größeren Erregerstrom zu erzwingen.
Dies kann zu unerwünschten Pendelerscheinungen führen. Bei der Anordnung nach der
Erfindung werden hingegen die Änderungen des Netzstromes unmittelbar in Änderungen
des Erregerstromes umgesetzt, unabhängig vom Widerstandswert des Erregerkreises. Infolge
der Einschaltung des großen Schein-Widerstandes in den Wechselstromkreis des Gleichrichters schreibt dieser Scheinwiderstand
den Strom auch auf der Gleichstromseite vor, so daß beispielsweise induktive Widerstandsänderungen des Erregerkreises
darauf praktisch keinen Einfluß haben. Die Schaltung wirkt also ebenso, wie wenn man
etwa die Zeitkonstante des Erregerkreises durch Einschalten großer Ohmscher Wider-'
stände verkleinert, was sich jedoch wegen der damit verbundenen Verluste praktisch nicht
verwirklichen läßt. Bei der Anordnung nach der Erfindung sind die die Zeitkonstante
vergrößernden Scheinwiderstände auf der Wechselstromseite eingeschaltet, und sie können
dementsprechend Blindwiderstände sein, so daß Verluste nicht entstehen. Diese Ein-
schaltung auf der Wechselstromseite ergibt den weiteren Vorteil, daß die den eigentlichen
Erregerkreis speisende Stromquelle (Gleichrichter: nur für die eigentliche ..Erregerleistung
zu bemessen ist, während sie um ein Vielfaches größer sein müßte, wenn die Widerstände
im Gleichstromkreis liegen wurden. Die Vergrößerung der Zeitkonstante bringt
eine entsprechende Erhöhung der Regelgeschwindigkeit mit sich und vermeidet Pendelerscheinungen.
Einige Ausführungsbeispiele sollen den Erfindungsgedanken
näher erläutern.
In Abb. ι bezeichnet ι einen Synchrongenerator,
der von einer Kraftmaschine 2 angetrieben werden soll. Die Erregerleistung wird den Schleifringen über den Gleichrichter 3 zugeführt.
Die Primärwicklung des Gleichrichtertransformators 4 wird in Stromtrans-
ao formatorschaitung mit zwei Strömen gespeist, einmal über den Kompoundtransformator 5
mit dem Strom der Synchronmaschine und ferner mit dem Strom der Blindleistungsmaschine
6. Die Leistung der Synchronmaschine ö ist ein Vielfaches der über sie an den
Transformator 4 abgegebenen Leistung, ferner ist von sich aus die Leistung der Synchronmaschine
ι ein Vielfaches der über den Kompoundtransformator s an den Gleichrichtertransformator
4 abgegebenen Leistung. Es können sich daher beide Ströme ungehindert in der Primärwicklung des Gleichrichtertransformators
4 überlagern, wodurch in der Sekundärwicklung ein ihrer Summe entsprechender
Sekundärstrom entsteht. Spannungsänderungen, die durch Änderungen des einen
Stromes entstehen, haben auf die Größe des anderen Stromes keinen Einfluß, weil die
Spannung am Transformator 4 klein gegenüber der Spannung an den mit ihm in Reihe
geschalteten Scheinwiderständen 1 bzw. 6 ist. Verursacht also der von dem Kompoundtransformator
5 gelieferte Strom eine Spannungsänderung im Transformator 4, so hat dies auf die Größe des von der Blindleistungsmaschine
6 gelieferten Stromes, praktisch keinen Einfluß, weiL sich die an der Blindleistungsmaschine
6 liegende Spannung praktisch nicht ändert: denn sie soll ja groß gegenüber der Spannung am Gleichrichtertransformator 4
sein. Der vom Kompoundtransformator 5 gelieferte Strom bewirkt nun selbsttätig eine
Verstärkung der Läufererregung der Synchronmaschine i, sobald die Maschine belastet
wird und wirkt dadurch der Ankerrückwirkung entgegen. Die BlindleistungsmascHine
6 ist von sich aus bestrebt, solange die Netzspannung konstant bleibt, einen konstanten
Erregerstromanteil an die Läuferwicklung der Synchronmaschine 1 zu liefern.
Bei abnehmender Spannung vergrößert sie . dagegen selbsttätig ihre Stromabgabe und
wirkt dadurch verstärkend auf die Erregung der Synchronmaschine 1 ein. Man kann aber
auch die Primärwicklung des Gleichrichtertransformators 4 mit Anzapfungen versehen
und die wirksamen Windungszahlen für beide Ströme ändern, wodurch der von beiden hervorgerufene
Effekt nach Belieben beeinflußt werden kann. Statt eine gemeinsame Primärwicklung
zu verwenden, kann man auch jeden Strom auf die Primärwicklung eines Transformators
arbeiten lassen, deren Sekundärwicklungen parallel geschaltet sind. Statt Stufenreglung kann man dann auch stetige
Regelung mit Doppeldrehtransformatoren usw. anwenden. Es ist jedoch dann zweckmäßig,
deren eigenen Blindleistungsverbrauch, der von der jeweiligen Spannung an den
Stromtransformatoren abhängig ist. durch parallel geschaltete Kondensatoren zu kompensieren,
weil sonst das Stromübersetzungsverhältnis gestört würde. Änderungen der Phasenlage des Ständerstromes der Hauptmaschine
haben hier nicht den Nachteil wie bei einem unmittelbar gekuppelten Einankerumformer,
da der Gleichrichter ohne Rücksicht auf die Phasenlage gleichrichtet. Er
verhält sich in dieser Hinsicht wie ein freilaufender Einankerumformer, ohne dessen
Nachteil der Abhängigkeit von seiner Schleifringspannung zu haben.
Der von der Blindleistungsmaschine 6 gelieferte Strom dient zur Aufrechterhal.tung
des Feldes der Synchronmaschine 1 bei Leerlauf und auch bei Belastung, wenn man die
Wirkung des Transformators 5 nur auf die Aufhebung der Ankerrückwirkung einstellt.
Zweckmäßig wird man die Erregung der Blindleistungsmaschine 6 durch Schnellregler
in Abhängigkeit von der Netzspannung beeinflussen und dadurch den Strom der Blindleistungsmaschine
so regeln, daß die Spannung der Hauptmaschine konstant bleibt. Der Schnellregler hat dabei nur die Aufgabe,
kleine Korrekturen in den Läuferamperewindungen der Synchronmaschine 1 auszuregeln,
da die Aufhebung der Ankerrückwirkung schon vom Kompoundtransformator 5 besorgt wird. Der Schnellregler ist dadurch weitgehend
entlastet, zumal wenn man berücksichtigt, daß die Anordnung schon selbsttätig
auf Spannungsändeningen durch Stromänderung
der Blindleistuiiigsmaschiine 6 anspricht.
.
In Abb. 2 ist eine ähnliche Anordnung dargestellt,
weshalb auch teilweise die gleichen Bezeichnungen gewählt sind, doch arbeitet der Gleichrichter 3 nicht unmittelbar auf die
Erregerwicklung der Synchronmaschine 1, sondern auf die Erregerwicklung der Gleichstromerregermaschine
7. Diese erhält zweck-
mäßig eine Kompensationswicklung, wodurch
die Induktivität ihres Ankerstromkreises praktisch Null ist. Der Einfluß der Induktivität
ihrer Erregerwicklung auf das sofortige Entstehen des ihr aufgedrückten Stromes ist
durch die gewählte Strotntransformatorschaltung weitgehend ausgeschaltet, so daß der
Strom in der Erregerwicklung und damit . auch ihr Fluß sofort in voller Höhe erscheint,
ίο Damit erscheint aber auch die Ankerspannung
der Maschine 7 in voller Höhe proportional dem. zugeführten Erregerstrom. Der Strom
in der Läuferwicklung der Synchronma-■ schine ι ist dann lediglich durch die Zeitkonstante
dieses Kreises bestimmt. . Da man aller den Erregerstrom und die Ankerspannung
der Erregermaschine 7 auf ein Vielfaches ihres normalen Wertes im stationären Zustand hinauftreiben kann (vorausgesetzt,
daß die Erregermaschine und ihre Erregerstromkreise für die vorkommende höchste
Spannung bemessen sind), ist damit praktisch die gleiche Gewähr gegeben, daß der
Erregerstrom der Synchronmaschine 1 genau wie. bei der Schaltung nach Abb. 1 sich in
kürzester Zeit auf den neuen Endwert einstellt. Um den Erregerfluß in der Erregermaschine
7 verzögerungsfrei und größenproportional dem Erregerstrom folgen zu lassen, ist es zweckmäßig, den magnetischen Kreis
auch im Ständer der Maschine völlig aus isolierten Blechen herzustellen und mit vollkommener
Kompensation nach Art einer Deri-Maschine oder auch einer ständererregten Kommutatorhintermaschine auszuführen. Die
Maschine 7 wirkt hierbei lediglich als Verstärkungsglied der über den Gleichrichter 3
und seinen Transformator 4 zugeführten Erregerleistung, wodurch es möglich ist, die
Stromtransformatoranordnung wesentlich kleiner zu halten als bei unmittelbarer Speisung
der Erregerwicklung der Synchronmaschine 1. Die Schaltung ist hier insofern etwas abgeändert,
als die Blindleistungsmaschine 6 nicht am Netz liegt, sondern durch einen besonderen
Motor 8 angetrieben wird und statt auf das Netz auf die Drosselspule 9 geschaltet
ist. Man muß auch dafür sorgen, daß die an die Drosselspule 9 abgegebene Leistung ein
Mehrfaches der an den Transformator 4 abgegebenen Leistung ist. Bei dieser Schaltung
ist der Strom der Blindleistungsmaschine 6 unabhängig von der Netzspannung, was von
•' Vorteil sein kann, wenn die Häuptmaschine bei spannungslosem Netz angefahren werden
soll.
Die Anordnung-nach Abb. 3 entspricht im
wesentlichen, der Anordnung nach Abb. 2 mit dem Unterschied, daß Drosselspule 9 und
Blindleistungsmaschine 6 parallel am Netz
liegen und der Drosselstrom sich ebenfalls über den Transformator 4 schließt. Da jedoch
der Drosselstrom nacheilend, der Strom der Blindleistungsmaschine 6 vorwiegend voreilend '
gegenüber der Netzspannung ist, wirken sich beide Ströme im Transformator 4 entgegen, und
nur ein der Differenz entsprechender Anteil wird gleichgerichtet. Daraus geht hervor, daß
die Blindleistungsmaschine 6 und die Drosselspule 9 hierbei entsprechend größer bemessen
werden müssen als bei der Schaltung nach Abb. 2. Diese Schaltung hat nun den besonderen
Vorteil, daß mit abnehmender Netzspannung der Drosselstrom zurückgeht und daher seine Gegenwirkung im Transformator 4
nachläßt, während gleichzeitig der Strom des Kompoundtransformators 5 ansteigt. Wenn
man die Blindleistungsmaschine 6 und die Drosselspule 9 genügend groß gegenüber der
an den Gleichrichter 3 und seinen Transformator 4 abgegebenen Leistung macht, wird
die Netzspannung selbsttätig weitgehend konstant gehalten. Man kann in dieser Schaltung
den Kompoundtransformator 5 auch weglassen, dann muß durch die Differenzwirkung
von Blindleistungsmaschine und Drosselspule auch die Ankerrückwirkung " aufgehoben
werden.
Man kann die vorstehend beschriebenen Anordnungen auch zur Schnellentregung verwenden,
wenn sich herausstellt, daß bei Spannungszusammenbrüchen die vermehrte, ins Netz gelieferte Blindleistung doch nicht ausreicht,
um die Spannung zu halten. Man läßt dann den von der Stromtransformatorschaltung
gelieferten Strom auf Gegenerregung der Synchronmaschine wirken, so lange, bis das rcmanente Feld verschwunden ist, worauf
die ganze Erregung abgeschaltet bzw. kurzgeschlossen werden kann. Man verwendet zu diesem Zweck einen · zweiten Gleichrichter
in Kreuzschaltung mit dem ersten, um mechanische Schaltvorgänge zu vermeiden. Diesen zweiten Gleichrichter sperrt man durch·
entsprechende Gitterbeaufschlagung, solange der erste arbeitet. Soll der Entregungsvorgang
eingeleitet werden, so wird der zweite Gleichrichter freigegeben und der erste gesperrt,
so daß die Amperewindungen im Läufer der Synchronmaschine ihre Richtung umkehren.
Bei einer gewissen Größe des Gegenstromes verschwindet das Feld in der Synchronmaschine;
man läßt dann durch diesen Strom auch den ersten Gleichrichter freigeben, so daß jeder Gleichrichter über den anderen
kurzgeschlossen ist. Dies ist ohne weiteres zulässig, weil die Größe des Stromes durch
die Stromtransformatorschaltung gegeben ist. Abb. 4 zeigt eine derartige Anordnung, die
im wesentlichen der Anordnung nach Abb. 3 iao entspricht. Es gelten daher auch die gleichen ·
Bezeichnungen wie dort. Neu hinzugekommen
ist der Gleichrichter io und dessen Transformator ii. Dieser Gleichrichter ist mit dem
vorhandenen in Kreuzschaltung verbunden. Die Primärwicklungen der beiden Gleichrichtertransf
ormatoren sind parallel geschaltet. Solange die Gitter-des Gleichrichters ι ο gesperrt
sind, kann sich der gesamte Strom nur über den Transformator 4 und den Gleichrichter
3 schließen. Der Transformator 1 r führt lediglich den geringen Magnetisierungsstrom.
Gibt man nun den Gleichrichter 10 frei und schließt den Gleichrichter 3, so kehrt
der Strom sekundär seine Richtung um. Der Transformator 4 bleibt nunmehr als leerlaufender
Transformator parallel zum Transformator 11. Hat der Strom im Läufer den
Wert erreicht, der zur Aufhebung des reraanenten Feldes erforderlich ist, so kann man
in Abhängigkeit von der Größe dieses umgekehrten Gleichstromes auch den Gleichrichter
3 wieder öffnen, und umgekehrt. Die Erregerwicklung dfr Erregermaschine 7 wird
dadurch stromlos und damit auch der Läufer der Synchronmaschine.
Der besondere Vorteil der im vorstehenden
beschriebenen Anordnungen liegt darin, daß die Erregung der Synchronmaschine selbsttätig
sich der Belastung anpaßt und auf konstante Netzspannung regelt, ohne daß Regler
eingreifen müssen. Diese haben lediglich kleine Korrekturen vorzunehmen, arbeiten
also unter sehr günstigen Verhältnissen. Der nachteilige Einfluß der Induktivität · der Erregerkreise
auf das sofortige Entstehen des Erregerstromes ist hier dadurch weitgehend
beseitigt, daß die Zeitkonstante — nicht durcli
Einschalten von Ohmschem Widerstand auf der Glcichstroinseite verkleinert ist, was unnötige
Erregerverluste und unnötig großes regelbares Erregerzubehör verursachen würde, sondern durch Einschalten großer Scheinwiderstände
im Netzfrequenzkreis, die dort zum Teil an sich schon vorhanden sind (Hauptmaschine).
Selbst wenn dies reine Blindwiderstände sind (Drosselspule) wirken sie
infolge der konstanten Frequenz wie Ohmsche Widerstände im Gleichstromkreis, ohne
deren Nachteile zu haben. Die Blindwiderstände im Netzfrequenzkreis verkleinern also
die Zeitkonstante im Gleichstromkreis. Zugleich ergibt sich der Vorteil der bequemen
Überlagerung verschiedener Ströme und kleinen Regelzubehörs. Die gleichen Schwierigkeiten
infolge der Induktivität der Erregerkreise bestehen bekanntlich bei Asynchronmaschinen,
die durch ständererregte Kommutatorhintermaschinen in der Drehzahl und im Leistungsfaktor geregelt werden, nur noch erheblich
vermehrt durch eine unerwünschte Änderung der Phasenlage'des Erregerstromes.
Es ist dort gelungen, diese Schwierigkeiten durch ähnliche Anordnungen, wie· vorstehend
beschrieben, restlos zu beseitigen.
Claims (10)
- Patentansprüche:r. Anordnung zur Spannungsreglung von Synchronmaschinen mit Hilfe eines Gleichrichters (Entladungsgefäß), der die 7<> Erregerwicklung der Synchronmaschine aus dem Wechselstromnetz unmittelbar oder mittelbar speist, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator des Gleichrichters mit einem von der Be-. lastungderSynchronmaschineunabhängigen Scheinwiderstand in Reihe geschaltet ist, dessen Leistung ein Vielfaches der über ihn an den Glcichrichtertransformator gelieferten Leistung ist.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Belastung der Synchronmaschine (Hauptmaschine) unabhängige Scheinwiderstand eine auf das Netz der Hauptmaschine arbehende Blindleistungsmaschine (synchron oder asynchron) ist, durch deren Erregung die Erregung der Hauptmaschine gesteuert wird.
- 3- Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleichrichtertransformator außer dem Strom der Blindleistungsmaschine noch der Strom eines auf das gleiche Netz geschalteten Blindwiderstandcs (Drosselspule, Kondensator) zugeführt wird, dessen Leistung ebenfalls ein Vielfaches- der über ihn an den Gleichrichtertransformator gelieferten Leistung ist und dessen Strom im Gleichrichtertransformator" dem Strom der Blind- ioo leistungsmaschinc entgegenwirkt.
- 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Belastung der Synchronmaschine (Hauptmaschine) unabhängige Scheinwiderstand eine auf einen vom Netz unabhängigen Scheinwiderstand (Drosselspule) arbeitende und getrennt angetriebene Synchron- oder Asynchronmaschine ist, durch deren Erregung die Erregung der Hauptmaschine gesteuert wird.
- 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Gleichrichtertransformator über einen Kompoundtransformator noch der Strom der Hauptmaschine oder der Netzstrom überlagert wird, der eine selbsttätige Verstärkung der Erregung bei Belastung (Aufhebung der Ankerrückwirkung) bewirkt.
- 6. Anordnung nach Anspruch. 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gleichrichtertransformator zugeleiteten. Ströme über die Primärwicklung je eines Transformators geleitet werden, dessen Sekundärwicklung parallel zur Primärwicklung des Gleichrichtertransformators liegt.
- 7. Anordnung nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichtertransformator bzw. die Stromtransformatoren· nach Anspruch 6 primär regelbar sind.
- 8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichrichter mit Steuergittern versehen und mit einem zweiten Gleichrichter mit Steuergittern in Kreuzschaltung angeordnet ist, dessen Transformatorprimärwicklung parallel zu der des ersten liegt und der normalerweise mittels der Steuergitter gesperrt ist, und daß Mittel vorgesehen sind, die zur Einleitung der Schnellentregung gleichzeitig den ersten Gleichrichter mittels der Gittersteuerung sperren und die Sperrung des zweiten Gleichrichters aufheben.
- 9. Anordnung nach Anspruch 8, da- as durch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, die nach Erreichen des zur Auslöschung des remanenten Feldes nötigen Gegenstromes auch die Sperrung des ersten Gleichrichters aufheben.
- 10. Anordnung nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei mittelbarer Speisung der Erregerwicklung über eine Erregermaschine diese mit gleichmäßig verteilterAnkerkompensationswicklung und mit aus isolierten Blechen bestehendem magnetischem Kreis ausgeführt wird.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
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DES109261D DE648302C (de) | 1933-05-07 | 1933-05-07 | Anordnung zur Spannungsregelung von Synchronmaschinen |
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DES109261D DE648302C (de) | 1933-05-07 | 1933-05-07 | Anordnung zur Spannungsregelung von Synchronmaschinen |
Publications (1)
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DE648302C true DE648302C (de) | 1937-07-28 |
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Family Applications (1)
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DES109261D Expired DE648302C (de) | 1933-05-07 | 1933-05-07 | Anordnung zur Spannungsregelung von Synchronmaschinen |
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Country | Link |
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DE (1) | DE648302C (de) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE750693C (de) * | 1938-04-20 | 1945-01-24 | Anordnung zur Erregung von Synchronmaschinen | |
DE761904C (de) * | 1941-07-10 | 1952-10-27 | Siemens Schuckertwerke A G | Anordnung zur Erregung und Spannungsregelung mehrerer Synchronmaschinen mittels Gleichrichter |
DE934181C (de) * | 1941-06-01 | 1955-10-13 | Siemens Ag | Anordnung zur Stosserregung von Synchronmaschinen |
DE1003845B (de) * | 1954-05-25 | 1957-03-07 | Siemens Ag | Anordnung zur Erregung von Synchronmaschinen |
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DE970706C (de) * | 1941-12-20 | 1958-10-16 | Siemens Ag | Anordnung zur Stabilisierung von Synchronmaschinen bei ploetzlichen Leistungsaenderungen |
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DE1118344B (de) * | 1957-01-09 | 1961-11-30 | Licentia Gmbh | Erregeranordnung fuer Wechselstromgeneratoren |
DE1151865B (de) * | 1958-01-29 | 1963-07-25 | Hans Still Ag | Einrichtung zur Einstellung der Spannung von Synchronmaschinen mit Kompoundierungseinrichtung in stromsteuernder Schaltung |
DE1194049B (de) * | 1958-03-19 | 1965-06-03 | Siemens Ag | Wechselstromnetz, insbesondere Hochspannungs-uebertragungsleitung, mit Parallelkompensation durch synchrone Blindleistungsmaschinen |
-
1933
- 1933-05-07 DE DES109261D patent/DE648302C/de not_active Expired
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