Einrichtung zum Ausgleich des Einflusses von Widerstandsänderungen
im Reihenerregerkreis eines Wechselstromgenerators
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum
Ausgleich des Einflusses von Widerstandsänderun-
gen im Reihenerregerkreis eines Wechselstrom-
generators.
Bei der Reihenerregung von Wechselstrom-
generatoren ist es zur Herstellung eines möglichst
indifferenten Erregungszustandes erforderlich, daß
derGleichstroin«viderstand de: Erregerkreises mög-
lichst konstant ist. Da al:ci- der Reihenerreger-
stromkreis infolge Frwärmung der Maschine sich
erhöht, ist es notwendig, diesen Einfluß auszu-
gleichen. Als Kriterium dafür kann ein Vergleich
der Änderung des Erregerstromes gegenüber einem
Strom, der von der Erregerspannung abhängig ist,
dienen,
Die Erfindung besteht darin, daß der Erregermaschine ein zusätzlicher Erregerstrom
zugeführt wird, welcher dem Gleichstromkreis eines Transduktors entnommen wird,
und daß dieser Transduktor zwei Steuerwicklungen aufweist, von denen die eine Wicklung
vom Erregerstrom und die andere Wicklung von einem zur Erregerspannung des Wechselstromgenerators
proportionalen Steuerstrom durchflossen ist, derart, daß ihre wenigstens angenähert
gleich großenSteuerwirkungen einander entgegengerichtet sind, so daß entsprechend
der verbleibenden Differenz ihrer Steuerwirkung ein Ausgleich des Einflusses der
Widerstandsänderung im Reihenerregerkreis des Wechselstromgenerators sich ergibt.
Die
Erfindung wird an Hand eines Ausführungsheispieles näher erläutert. G ist ein Wechselstromgenerator,
z. B. ein Dreipliasengenerator. Die Erregerwicklung WG des Generators G wird
vom Rotor E der Erregermaschiive 31 gespeist. Die Haupterregerwicklung
WH der Maschine M ist in Reihe geschaltet mit der Erregerwicklung
WG des Generators G. Parallel zum Erreger ist noch zusätzlich eine Nebenschlußerregerwicklung
WN geschaltet. Ferner weist die Erregermaschine noch die zusätzliche Erregerwicklung
WT auf. Eine weitere Wicklung WS ist vorhanden, welche über den Spannungsregler
S, z. B. ein Wälzsektorregler, aus einer fremden Gleichstromquelle gespeist wird.Device to compensate for the influence of changes in resistance in the series excitation circuit of an alternator The invention relates to a device for
Compensation for the influence of changes in resistance
gen in the series excitation circuit of an alternating current
generator.
With series excitation of alternating current
Generators are there to produce a possible
indifferent state of excitement required that
derGleichstroin «resistance de: exciter circuit possible
is as constant as possible. Since al: ci- the series exciter
circuit as a result of the machine heating up
increased, it is necessary to exert this influence
same. A comparison can be used as a criterion for this
the change in the excitation current compared to a
Current, which depends on the excitation voltage,
to serve,
The invention consists in that the excitation machine is supplied with an additional excitation current, which is taken from the direct current circuit of a transducer, and that this transductor has two control windings, one winding of which is flowed through by the excitation current and the other winding by a control current proportional to the excitation voltage of the alternator is in such a way that their at least approximately equal control effects are directed opposite one another, so that the influence of the change in resistance in the series excitation circuit of the alternator is compensated for in accordance with the remaining difference in their control effect. The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment. G is an alternator, e.g. B. a three-phase generator. The excitation winding WG of the generator G is fed by the rotor E of the excitation machine 31. The main excitation winding WH of the machine M is connected in series with the excitation winding WG of the generator G. A shunt excitation winding WN is also connected in parallel with the exciter. The exciter machine also has the additional exciter winding WT. Another winding WS is available, which via the voltage regulator S, z. B. a rolling sector regulator, is fed from an external direct current source.
Die Verstellung dieses Reglers erfolgt mittels der Arbeitswicklung
AS, welche z. B, Tiber einen Spannungswandler an die Klemmenspannung des Generators
angeschaltet ist. Die Wicklung WS und der Spannungsregler arbeiten unabhängig
von der Einrichtung nach der Erfindung.The adjustment of this controller takes place by means of the working winding AS, which z. B, by which a voltage converter is connected to the terminal voltage of the generator. The winding WS and the voltage regulator operate independently of the device according to the invention.
T ist ein Transduktor bekannter Bauart. Er ist eine Drosselspule,
dessen Induktivität durch Gleichstromvormagnetisierung in weiten Grenzen verändert
wird. WA ist die vom Wechselstrom aus der Wechselstromquelle QW durchflossene
Arbeitswicklung, deren Indtiktivität durch Vormagnetisierung veränderlich ist. Der
Transduktor weist ferner drei Gleichstromvormagnetisierungswicklungen U'R,
WE, WI auf. Die Vormagnetisierutigswicklungen WE und WI arbeiten als
Steuerwicklungen. Die eine Wicklung WI ist vom Erregerstrom I des Wechselstromgenerators
G durchflossen. Durch die andere Wicklung WE fließt ein zur 1?rregerspannung
proportionaler Strom iE. Die beiden Wicklungen WE und WI sind bezüglich
ihrer magnetisierenden Amperewindungen ungefähr gleich stark und einander entgegengeschaltet.
Die resultierende, magnetisierende Wirkung entspricht der Differenz der beiden Wicklungen.
Ihre Steuerwirkung ist so reguliert, daß ihre zusätzliche magnetisierende Wirkung
für einen bestimmten Betriebszustand genau Null sein kann. Dieser Betriebszustand
wird durch den Vorwiderstand VE eingestellt. Ihre resultierende Wirkung entspricht
der Differenz der, Steuerwirkung der einzelnen Wicklungen WE und Wl. Der
Widerstand VE kann nun z. B. so eingestellt werden, daß die Differenzwirkung gleich
Null ist, wenn der Widerstand des Reihenerregerkreises am kleinsten ist, also im
kalten Zustand der Maschine. Es kann aber auch irgendein anderer Widerstandszustand
als Normalzustand angesehen werden.T is a known type of transducer. It is a choke coil, the inductance of which is changed within wide limits by direct current bias. WA is the working winding through which the alternating current from the alternating current source QW flows, the inductivity of which is variable due to premagnetization. The transducer also has three DC bias windings U'R, WE, WI . The Vormagnetisierutigswicklungen WE and WI work as control windings. The excitation current I of the alternating current generator G flows through one winding WI. A current iE proportional to the excitation voltage flows through the other winding WE. The two windings WE and WI are approximately equally strong with regard to their magnetizing ampere turns and are connected in opposition to one another. The resulting magnetizing effect corresponds to the difference between the two windings. Their control effect is regulated so that their additional magnetizing effect can be exactly zero for a certain operating condition. This operating state is set by the series resistor VE. Their resulting effect corresponds to the difference in the control effect of the individual windings WE and Wl. The resistor VE can now, for. B. be set so that the differential effect is zero when the resistance of the series excitation circuit is the smallest, so when the machine is cold. However, any other state of resistance can also be regarded as a normal state.
In Reihe mit der Arbeitswicklung W.'1 ist in bekannter Weise der Gleichrichter
R geschaltet, in dessen Gleichstromkreis die Wicklung U'T der Erregermaschine M
eingeschaltet ist. Die Wicklung II'R ist von einem Gleichstrom durchflossen, welcher
einer besonderen Gleichstromquelle etitncimmeii werden kann (in der Figur nicht
gezeichnet). Besonders vorteilhaft ist es, die Vormagnetisierungswicklung WR im
Gleichstromkreis des Gleichrichters R einzuschalten. Die Wicklung WR
wirkt
dann als Rückkopplung, so <laß starke Ände-
rungen von iR bei kleiner zusätzlicher Änderung
der Vormagnetisierung erreicht werden. Die Wick-
lung [VR ist bezüglich ihrer Amperewindungs-
zahlen so dimensioniert. daß bei einer geringen
zusätzlichen Erregungszunahme, z. B. ül)er die
beiden Steuerwicklungen IVE und 11 1, eine starke
Zunahme des Stromes iR hervorgerufen wird. Um-
gekehrt wird durch eine geringe zusätzliche Gegen-
erregung eine starke Abnahme des Stromes iR her-
vorgerufen. Der Transdu'ktor arbeitet also mit
einem rückgekoppelten Gleichstromkreis. Der
Anbeitsstrom des Transduktors wird somit -der
Erregermaschine über die Wicklung, WT als zu-
sätzlicher Erregerstrom zu-efiihrt. Die Empfind-
lichkeit des Transdtiktors wird mittels des kegu-
lierwiderstandes VR so eingestellt, dal3l er im Zu-
stand größttn<igliclicr @tr<ini:inderting iR hei einer
geringen Änderung derVortnagretisierung arbeitet.
Analog ist die Reihenerregung des Wechselstrom-
generators mittels des \\- ider:taildes VN so ein-
gestellt, daß sich eiii Betriebszustand ergibt, wo
für eine möglichst große Änderung von I eine
möglichst geringe zusätzliche Änderung der
Magnetisierung durch die \Vicklung 1@VT oder WS
nötig ist. Die Reihenerregung und die Tratis-
duktorschaltung arbeiten somit beide in einem mög-
lichst indifferenten Betrichszustand.
Für das gute _\rlleiteti der Einrichtung ist es
wichtig, daß möglichst lineare :Uhängigkeiten, so-
wohl heim Transduktor als auch hei der Reihen-
erregung vorhanden sind. Sind gewisse N icht-
linearitäten in den einzelnen '-,vsteinen nicht ver-
meidbar, so lassen sich diese aufeinander so ab-
stimmen, daß eine Verbesserung der resultierenden
Linearität erreicht wird.
Die Wirkungsweise ist folgende: Es sei an-
genommen, claß im kalten Betriebszustand des
Generators G und der Frregerniaschine dl die bei-
den Wicklungen [VE- und WI in ihren Steuer-
wirkungen sich gerade aufhellen. Dieser Zustand
kann an Hand des Vorschaltwiderstandes VE ein-
gestellt werden. Gleichzeitig sei angenommen, daß
die Transduktorschaltunr durch entsprechende
Einstellung des \Viderstandes UR im Zustand
größter Empfindlichkeit eingestellt s-ei. In diesem
Zustand haben geringe Änderungen der Vor-
magnetisierung, z. B, durch geringe Verschiebung
des Widerstandes VR, eine relativ stärkere Ände-
rung des Stromes iR zur Folge. `\'enn sich nun im
Verlauf des 13etriehes die Maschinen G und 111 er-
wiirinen, nimmt der \\'iderstatid im Reihenerreger-
kreis zu. Dadurch wird der Reihenerregungszu-
stand gestört. I:in Ausgleich dts 1?influsses der
Widerstandsänderung kann erreicht Nverden durch
Erhöhung der Erregung in der Erregermaschine.
Zu diesem Zweck muß der Strom iR durch die
Wicklung I1'7 erhöht werden. Infolge der Er-
höhung des Widerstandes der l?i-regei-wicklung WG
nimmt der Strom in der \Vicklung lhl ah und in
der Wicklung WE zu. 1 >adtirchergibt sich eine
vormagnetisierende Steticrwirkting, die im Sinne
der Unterstützung der Vorinagnetisierung durch
die Wicklung LVR sich auswirkt. Die Induktivität
der Arbeitswicklung WA verringert sich dadurch,
so daß der Strom iA und damit auch der Erreger-
strom iR zunimmt. Mit der Zunahme des Wider-
standes im Reiltenerregerkreis erhöht sich auch die
Erregung der Erregermaschine. Es entsteht somit
ein Ausgleich des Einflusses der Widerstands-
änderung im Reihenerregerkreis. Der Ausgleich
kann nun so gemacht werden, daß eine vollständige
Kompensation der Einflüsse d-er Widerstands-
änderung erreicht wird. Es läßt sich auch ohne
weiteres eitre 1?1)erkomltensation erreichen.
Die Einrichtung ermöglicht es, eine vollständig
automatische Anpassung der Erregung an den je-
weiligen Temperatur- und Widerstandszustand zu
erhalten, s<, daß clie Voraussetzung für ein gutes
:lrlteittt der Reihenerregung gegolten ist.
In series with the working winding W.'1, the rectifier R is connected in a known manner, in whose direct current circuit the winding U'T of the exciter M is switched on. A direct current flows through the winding II'R, which can be supplied to a special direct current source (not shown in the figure). It is particularly advantageous to switch on the bias winding WR in the direct current circuit of the rectifier R. The winding WR then acts as a feedback, so let strong changes ments from iR with a small additional change
the premagnetization can be achieved. The wick
ment [VR is in terms of its ampere-turn
numbers so dimensioned. that at a low
additional increase in excitation, e.g. B. ül) he the
two control windings IVE and 11 1, a strong one
Increase in the current iR is caused. Around-
is swept by a small additional counter
excitation causes a strong decrease in the current iR-
called out. So the transducer works with it
a feedback direct current circuit. Of the
An auxiliary current of the transductor is thus -der
Exciter via the winding, WT as an
additional excitation current is supplied. The sensation
the transducer is determined by means of the kegu-
flow resistance VR is set so that it
was the largest <igliclicr @tr <ini: inderting iR called one
little change in the Vornagretisierung works.
The series excitation of the alternating current
generator using the \\ - ider: taildes VN
provided that there is an operating state where
for as large a change in I as possible
the least possible additional change in
Magnetization by the \ Vicklung 1 @ VT or WS
is necessary. The series excitation and the Tratis-
ductor circuit thus both work in a possible
Most indifferent state of affairs.
For the good _ \ rlleiteti of the establishment it is
it is important that as linear as possible: dependencies, so-
probably at the transducer as well as in the series
excitation are present. Are certain not
linearities in the individual '-, vsteins not
avoidable, so these can be
agree that an improvement in the resulting
Linearity is achieved.
The mode of action is as follows:
taken, claß in the cold operating state of the
Generator G and the Frregerniaschine dl the two
the windings [VE and WI in their control
effects are just brightening up. This condition
can be switched on using the series resistor VE
be asked. At the same time it is assumed that
the transductor circuit by appropriate
Setting the \ Viderstandes UR in the state
highest sensitivity set s-ei. In this
State have minor changes in the pr
magnetization, e.g. B, by slight shift
of the resistance VR, a relatively greater change
tion of the current iR result. `\ 'is now in the
Machine G and 111
wiirinen, the \\ 'iderstatid in the series pathogen
circle to. As a result, the series excitation
stood disturbed. I: in compensation dts 1? Influsses der
Change in resistance can be achieved through Nverden
Increase in excitation in the exciter.
For this purpose, the current iR through the
Winding I1'7 can be increased. As a result of the
increase of the resistance of the l? i-regei-winding flat share
the current in the \ Vicklung lhl ah and in
the winding WE to. 1> there is one more
pre-magnetizing Steticrwektiven that in the sense
the support of the pre-magnetization
the winding LVR has an effect. The inductance
the work winding WA is reduced by
so that the current and thus also the exciter
current iR increases. With the increase in the
status in the Reilen excitation circuit also increases the
Excitation of the exciter. It thus arises
a compensation of the influence of the resistance
change in the series excitation circuit. The compensation
can now be made so that a complete
Compensation of the influences of the resistance
change is achieved. It can also be done without
another 1? 1) achieve achievement.
The facility allows one to complete
automatic adaptation of the excitation to the
occasional temperature and resistance state
get 's' that the prerequisite for a good
: lrlteittt applies to the series excitation.