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Anordnung zur Erregung von fremderregten Gleichstromerregermaschinen,
die durch einen Schnellregler bis auf kleine Spannungswerte herab regelbar sind
Wird eine fremderregte Erregermaschine für elektrische Generatoren von einem Schnellregler
nach dem Tirrillsystem geregelt, so ist der Regler nur imstande, die Spannung der
Erregermaschine innerhalb. eines begrenzten Bereiches zu beherrschen. Zeitweilig
ergeben sich aber auch für den Generator Betriebsverhältnisse, bei denen es erforderlich
ist, jene Spannung der Erregermaschine weit unterhalb des normalen Bereiches durch
den Regler zu beeinflussen und sie auf Null oder gar einen negativen Wert zu bringen.
Um dieses zu ermöglichen, war es bekannt, auf der Erregermaschine eine zweite Wicklung
anzuordnen, welche ihrer Feldwicklung entgegenwirkt. Es ist ferner bekannt, durch
besondere Ausbildung des Tirrillreglers die Regelung der Erregermaschine derart
vorzunehmen, daß mit abnehmender Schließungsdauer der Tirrillkontakte für einen
Widerstand im Stromkreis der Erregerwicklung gleichzeitig eine Zunahme der Schließungsdauer
von besonderen Hilfskontakten dieses Reglers für einen Widerstand im Stromkreis
der Gegenwicklung stattfindet, so daß auf diese Weise selbsttätig eine Verschiebung
des Einflusses der einen oder anderen Wicklung mit wechselnder Spannung der Erregermaschine
vor sich geht und der Regler auch in den unteren Spannungsbereichen die Regelung
einwandfrei ausführt.
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Da in solchen' Fällen die Wirkung der Feldwicklung der Erregermaschine
dauernd durch die Gegenwicklung geschwächt wird, so ergibt sich ein verhältnismäßig
hoher Aufwand an Amperewindungen. Aus diesem Grunde ist angeregt worden, die Gegenwicklung
bei größeren Belastungen des Generators, d. h.. bei höheren Erregerspannungen, bei
denen sie nicht erforderlich ist, abzuschalten. Eine noch bessere Ausnutzung der
Erregermaschine erhält man in ebenfalls bekannter Weise durch Umschaltung der Zusatzwicklung
bei höheren Spannungen der Erregermaschine, so daß ihre beiden Wicklungen dann gleichsinnig
wirken.
Bei einer anderen bekannten Anordnung zur Erregung von fremderregten
Gleichstromerregermaschinen, bei welcher zur Ausübung von Stoßerregungen infolge
auftretender Kurzschlüsse im Netz die Haupterregerrnaschine ebenfalls zwei Wicklungen
besaß, von denen die eine der Regelung, die andere der Stoßerregung diente, bildete
die erstere die Diagonale einer Brückenschaltung, deren Zweige aus den von den Reglerkontakten
beeinflußten Widerständen bestand. Hier war zwar die Möglichkeit gegeben, durch
Verschiebung der Brückenkontakte die Erregung der an sie angeschlossenen Wicklung
umzukehren,. so daß dadurch für die Erweiterung des Regelbereiches der Schnellregler
die beiden Wicklungen gleichsinnig oder einander entgegenwirkend geschaltet werden
konnten. Jedoch hatte diese bekannte Anordnung den gleichen Nachteil wie die andere,
daß nämlich für die Verschiebung der Brückenkontakte besondere vorn Erregerstrom
beeinflußte Steuervorrichtungen notwendig waren, wenn man :die beiden Wicklungen
bzw. die Erregermaschine mit ihrem verfügbaren Wickelraum möglichst günstig für
die verschiedenen Regelbereiche ausnutzen wollte. Solche vermittelnden Schalt- und
Steuerorgane verursachen naturgemäß eine unerwünschte Zeitverzögerung und beeinträchtigen
die Zuverlässigkeit des Betriebes. Die Widerstände der Brückenschaltung stellen
überdies während des normalen Betriebes eine unwirtschaftliche Belastung dar, da
nur ein Teilstrom der Brücke für die Erregung ausgenutzt wird.
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Nach der Erfindung wird angestrebt, die Spannung von Gleichströmerregermaschinen
durch einen Schnellregler normaler Bauart auch unterhalb seines normalen Regelbereiches
unter Verwendung jener zusätzlichen Hilfserregerwicklung regeln zu können, ohne
für die verschiedenen Regelbereiche und die günstige Ausnutzung der Wicklung besondere
Schalter, Umschalter oder gesteuerte Kontakte zu benötigen. Es soll sich vielmehr
die erforderliche Stärke und Richtung der Erregung der Hilfswicklung selbsttätig
und allmählich mit den Änderungen der Erregerstromstärke in der Haupterregerwicklung
einstellen. Dieses ist erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die in niederen Regelbereichen
- der Feldwicklung der Erregermaschine entgegenwirkende Hilfswicklung von einer
kleinen Hilfsmaschine gespeist wird, die vom Erregerstrom der Feldwicklung der Haupterregermaschine
gegenkompoundiert wird. Mit abnehmender Spannung der Erregermaschine erhöht sich
dann selbsttätig die ihrer Hilfswicklung aufgedrückte Spannung der Hilfsmaschine.
Man kann dann die Nebenschlußwicklung der Hilfsmaschine und ihre Gegenkompoundwicklung
derart zueinander abstimmen, daß die Hilfsmaschine im Bereich niederer Erregerströme
der Haupterregermaschine so gepolt ist, daß die von ihr gespeiste Hilfswicklung
der Haupterregerinaschine der Feldwicklung entgegenwirkt, während bei höheren Erregerströmen
die entgegengesetzte Polung entsteht und die Feldwicklung dann mit der Hilfswicklung
gleichsinnig wirkt.
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In der Zeichnung ist die Schaltanordnung einer Einrichtung nach der
Erfindung dargestellt. Es bedeuten a die Ständerwicklung eines Drehstromgenerators,
b die Erreger-Wicklung dieses Generators, c. die Haupterregermäschine.
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Diese, Haupterregermaschine besitzt zwei Wicklunen, nämlich die eigentliche
Feldwicklung d und die Hilfswicklung f. Die Wicklung d wird, wie üblich,
von einer Erregermaschine zweiter Ordnung g mit einer Nebenschlußwicklung h und
einer Kompoundwicklung i erregt und die ihr aufgedrückte Spannung in bekannter Weise
durch einen Tirrillregler t, der einen Teil des Widerstandes w periodisch überbrückt,
beeinflußt. Die Hilfswicklung f ist erfindungsgemäß mit einer kleinen Hilfsmaschine
k verbunden, welche eine Nebenschlußwicklung in und eine Gegenkompoundwicklung n
besitzt. Diese Gegenkompoundwicklung liegt im Erregerstromkreis der Wicklung d,
so daß ihre Wirkung von dem Einfluß des Tirrillreglers bzw. der Größe des Erregerstromes
abhängt.
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Man kann die beiden Wicklungen an und n in ihren Amperewindungen so
bemessen, däß sie sich bei mittlerer Belastung des Generators annähernd in ihrer
Wirkung aufheben, so daß die Hilfsmaschine h dann spannungslos ist und die Wicklung
f keinen Strom führt. Mit abnehmender Schließungsdauer der Tirrillkontakte überwiegt
zufolge der Verringerung des in der Gegenkompoundwicklung n fließenden Stromes die
Nebenschlußwicklung m und gibt der Hilfsmaschine k eine solche Polung, daß die Hilfswicklung
f der Erregerwicklung d entgegenwirkt und der Regler t die Spannung
der Erregermaschine c auf Null bringen oder sogar umpolen kann, falls die Betriebsverhältnisse
des Netzes und des Generators dieses erfordern. Wenn umgekehrt hohe Leistungen von
dem Generator in das Netz geliefert werden, überwiegt die Gegenkompöundwicklung
n die - Nebenschlußwicklung m der Hilfsmaschine 1z, und diese erhält eine Polung,
bei welcher die Wicklunden f und d nunmehr gleichsinnig arbeiten. Hieraus folgt
für die Erregermaschine eine: günstigere Ausnutzung der Wicklung bzw. für sie ein
geringerer Raumbedarf, als wenn die Wicklung f in allen Spannungsbereichen
eine
konstante Gegenmagnetisierung erzeugen würde. Es kann ein normaler Tirrillregler
verwendet werden, und die Erweiterung des Regelbereiches auf kleinere Spannungswerte
vollzieht sich allmählich und selbsttätig ohne Erfordernis von Schalterauslösungen.
Wird im Erregerkreis der Haupterregermaschine in bekannter Weise eine Einrichtung
zur Hervorrufung von Stoßerregungen angeordnet, um die Generatorspannung bei Netzkurzschlüssen
zu- halten, so hat der Erfindungsgegenstand die weitere vorteilhafte Eigenschaft,
daß die Stoßerregung durch die Gegenkompoundwicklung it der Hilfsmaschine k in ihrer
Wirkung noch erheblich gesteigert wird, weil dann den beiden gleichsinnig arbeitenden
Wicklungen d und f zugleich eine stark erhöhte Spannung aufgedrückt wird.