DE903959C

DE903959C - Electric wave

Info

Publication number: DE903959C
Application number: DES3581D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Johann Bayer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1942-04-01
Filing date: 1942-04-01
Publication date: 1954-02-11

Description

Elektrische Welle Zur Speisung von Synchron- oder Asynchronmotoren, die zum Antrieb von Geschwindigkeitsreglern, z. B. von Fliehkraftpendeln, und deren Hilfsmaschinen dienen, werden Synchronmotoren benutzt, die von der Kraftmaschine unmittelbar über eine Kupplung oder mittelbar durch ein Vorgelege angetrieben werden. Erfolgt die Erregung eines solchen Synchrongenerators von einer mit ihm gekuppelten Gleichstrommaschine, so wird die Kraftmaschine während des Anlaufes voll beaufschlagt, da der Eingriff des Geschwindigkeitsreglers zu spät erfolgt, weil die Spannung des Generators erst nahezu bei der Nenndrehzahl erscheint. Dies kann zu starken Pendelerscheinungen führen. Außerdem ist eine Regelung unterhalb der Nenndrehzahl nicht möglich, falls nicht ein selbsttätiger Spannungsschnellregler für den Synchrongenerator vorgesehen wird.Electric shaft For supplying synchronous or asynchronous motors, which are used to drive speed controllers, e.g. B. of centrifugal pendulums, and their Serving auxiliary machines, synchronous motors are used by the prime mover be driven directly via a clutch or indirectly by a back gear. If such a synchronous generator is excited by a generator coupled to it DC machine, the prime mover is fully loaded during start-up, because the speed controller intervenes too late because the voltage of the Generator only appears almost at the nominal speed. This can lead to strong pendulum phenomena to lead. In addition, regulation below the nominal speed is not possible, if an automatic high-speed voltage regulator is not provided for the synchronous generator will.

Man hat vorgeschlagen, einen derartigen Synchrongenerator ohne Gleichstromerregung zu verwenden, indem man den Induktor aus Permanentmagnetstahl herstellt. Da jedoch die Induktion nur gering sein kann, wird ein solcher Generator unverhältnismäßig groß und teuer, auch geht bei Belastung ein Teil der Induktion verloren.It has been proposed to use such a synchronous generator without DC excitation by making the inductor from permanent magnet steel. However, since the induction can only be small, such a generator becomes disproportionate large and expensive, and part of the induction is also lost under load.

Gemäß der Erfindung wird ein Synchrongenerator verwendet, der außer einer festen Grunderregung durch Remanenz eine vom Generatorstrom abhängige Erregung erhält. Durch die Remanenz wird eine zur Selbsterregung genügend große Spannung erzeugt, die einen Stromfluß im Stromkreis des Generators verursacht. Durch diesei Strom wird der Induktor kräftig erregt und die Spannung der Maschine rasch auf einen hohen Wert gebracht, der durch die Charakteristik der Maschine gegeben ist. Vorzugsweise wird dabei die Bemessung so getroffen, daß man im gesättigten Teil der Charakteristik arbeitet, und zwar zweckmäßig an einer solchen Stelle, daß der Arbeitsbereich im horizontalen Teil der Charakteristik liegt. Dadurch ist eine genügende Sicherheit gegeben, daß der gespeiste Motor nicht außer Tritt fällt, wenn vorübergehend starke Drehzahl- oder Drehmomentschwankungen auftreten. Derartige Synchrongeneratoren können mit hoher Induktion gebaut werden, so daß die Generatoren nicht allzu groß werden und auch größere Leistungen übertragen werden können.According to the invention, a synchronous generator is used, the except a fixed basic excitation through remanence an excitation dependent on the generator current receives. The remanence creates a voltage that is sufficiently high for self-excitation generated, which causes a current flow in the circuit of the generator. Through this one current the inductor is energized vigorously and the voltage of the machine quickly increases to a high level Brought value that is given by the characteristics of the machine. Preferably the dimensioning is made in such a way that one is in the saturated part of the characteristic works, and expediently in such a place that the work area in the horizontal part of the characteristic. This is a sufficient security given that the fed motor does not fall out of step if temporarily strong Speed or torque fluctuations occur. Such synchronous generators can be built with high induction so that the generators do not become too large and larger services can also be transferred.

Durch den Synchrongenerator wird der Synchron- oder Asynchronmotor, welcher das Fliehkraftpendel antreibt, mit einem Strom gespeist, dessen Frequenz von der Drehzahl der Kraftmaschine abhängig ist. Infolgedessen wird durch den Motor die Drehzahl des Fliehkraftpendels stets gleich oder annähernd gleich der Drehzahl der Kraftmaschine gehalten. Die Anordnung nach der Erfindung ist aber nicht nur geeignet zur Speisung eines Motors für den Antrieb von Geschwindigkeitsreglern, wie Fhehkraftpendel, sondern überall da, wo ein oder mehrere Motoren in ihrer Drehzahl der Drehzahl des Synchrongenerators genau folgen sollen, also Motor und Generator als eine elektrische Welle dienen. Wenn beispielsweise verschiedene Svnchronmotoren räumlich entfernt voneinander aufgestellt sind, kann man dadurch, daß man sie mit dem Synchrongenerator gemäß der Erfindung speist, erreichen, daß nicht nur ihre Drehzahlen untereinander und mit jener des Synchrongenerators gleich sind, sondern auch sämtliche Läufer gleiche Winkellage besitzen.The synchronous generator is used to generate the synchronous or asynchronous motor, which drives the centrifugal pendulum, fed with a current, its frequency depends on the speed of the engine. As a result, by the engine the speed of the centrifugal pendulum is always the same or approximately the same as the speed the prime mover held. The arrangement according to the invention is not only suitable for supplying a motor for driving speed controllers, like Fhehkraftpendel, but wherever one or more motors speed should exactly follow the speed of the synchronous generator, i.e. motor and generator serve as an electric wave. For example, if different synchronous motors are set up spatially apart from each other, you can by that you with the synchronous generator according to the invention, achieve that not only their The speeds are the same with each other and with that of the synchronous generator, but rather all runners also have the same angular position.

In Fig. i ist schematisch die Schaltung eines Synchrongenerators gemäß der Erfindung dargestellt. Mit i ist der Synchrongenerator bezeichnet, dessen nicht dargestellte Statorwicklung einen Motor 2 speist und dessen Induktor eine genügend hohe Remanenz hat. 3 ist die Erregerwicklung des Generators, die erfindungsgemäß über Gleichrichterq. vom Statorstrom des Generators erregt wird. Der Antriebsmotor 2 besitzt einen Scheinwiderstand, der sich aus einer Induktiv ität L und einem der Belastung äquivalenten Ohmschen Widerstand W zusammensetzt. Der Widerstand, den der Strom J durchfließt, wird praktisch nur durch den Scheinwiderstand des Motors bestimmt, da der Verbrauch des Induktors nur einige Prozente der Generatorleistung beträgt. Ist !das Drehmoment und der induktive Widerstand des Motors konstant, so ändert sich der Scheinwiderstand proportional mit der Drehzahl, und der Strom J bleibt konstant.In Fig. I the circuit of a synchronous generator is shown schematically according to of the invention shown. With i the synchronous generator is designated, its not The stator winding shown feeds a motor 2 and its inductor is sufficient has high remanence. 3 is the excitation winding of the generator according to the invention via rectifier q. is excited by the stator current of the generator. The drive motor 2 has an impedance, which is made up of an inductance L and one of the Load equivalent ohmic resistance W composed. The resistance that the current J flowing through is practically only due to the impedance of the motor determined because the consumption of the inductor is only a few percent of the generator power amounts to. If the torque and the inductive resistance of the motor are constant, so the impedance changes proportionally with the speed, and the current J stay constant.

In Fig. 2 ist in Abhängigkeit vom Strom J die Generatorspannung L' bei zwei verschiedenen Drehzahlen ii.l und na:., aufgetragen. Ferner sind die beiden Geraden a und h, die die Spannung am Scheinwiderstand in Abhängkeit vom Strom J darstellen, eingezeichnet. Ihr Schnittpunkt mit der Charakteristik U1 bzw. U., der Maschinen gibt den Betriebspunkt an.In Fig. 2, the generator voltage L 'is dependent on the current J at two different speeds ii.l and na:., plotted. Furthermore, the two are Straight lines a and h, which show the voltage across the impedance as a function of the current J. represent, drawn. Their intersection with the characteristic U1 or U., the Machines indicates the operating point.

Fig.3 zeigt die Schaltung eines Drehstromgenerators gemäß der Erfindung. Mit 3 ist wieder die Erregerwicklung bezeichnet, die über Gleichrichter 4., z. B. Trockengleichrichter, in Graetzscher Schaltung gespeist wird, wobei die Trockengleichrichter an den Stromwandler 5 angeschlossen sind. Der Motor 2 treibt ein Fliehkraftpendel 6 an. Wird die Kraftmaschine angelassen, so erregt sich der Generator, und der Motor 2 treibt das Fliehkraftpendel mit einer der Drehzahl der Kraftmaschine proportionalen Drehzahl an.3 shows the circuit of a three-phase generator according to the invention. With 3 the field winding is again referred to, the rectifier 4th, z. B. Dry rectifier, fed in Graetzsch circuit, the dry rectifier are connected to the current transformer 5. The motor 2 drives a centrifugal pendulum 6 at. When the engine is started, the generator and the engine are excited 2 drives the centrifugal pendulum at a speed proportional to the engine speed Speed.

Um bei einem Stromloswerden des Motors :2 zu erreichen, daß die Kraftmaschine stillgesetzt wird, ist in den Induktorkreis ein Relais T eingefügt, das bei Verschwinden des Stromes anspricht und die Kraftmaschine stillsetzt. An Stelle eines Stromrelais kann auch ein Spannungsrelais Anwendung finden. Damit die Kraftmaschine angelassen werden kann, muß man den von diesen Relais ausgehenden Abschaltbefehl beim Anfahren der Maschine wirkungslos machen, indem man beispielsweise in dem vom Relais gesteuerten Stromkreis einen Kontakt öffnet. Man kann aber auch beispielsweise ein Relais verwenden, das die Spannung oder den Strom des Induktors mit der Spannung des nicht dargestellten Iiauptgenerators vergleicht, wobei dann, wenn die erstgenannte Erregung des Relais verschwindet, ein Kontakt geschlossen und dadurch ein Befehl zum Stillsetzei gegeben wird.In order to achieve that if the motor is de-energized: 2 that the prime mover is shut down, a relay T is inserted into the inductor circuit, which when it disappears of the current responds and the engine stops. Instead of a current relay A voltage relay can also be used. So that the engine started the switch-off command issued by these relays must be given when starting up make the machine ineffective by, for example, in the one controlled by the relay Circuit opens a contact. But you can also use a relay, for example, that the voltage or the current of the inductor with the voltage of the not shown Main generator compares, and then when the first-mentioned excitation of the relay disappears, a contact is closed and a command to shutdown is given will.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Electric wave consisting of a self-excited Synchronous generator and a motor fed by this, in particular a motor for driving speed regulators of prime movers, characterized in that, that the inductor field by a fixed remanent basic excitation and by one of the Generator current dependent excitation is generated.

2. Electric shaft according to claim i, especially for drive motors with fluctuating torque, characterized in that that the size of the inductor ampere turns is chosen so that the working range lies in the horizontal part of the machine characteristic.

3. Electric wave after Claim i for drive motors of speed regulators of prime movers, characterized by a relay depending on the voltage or the current of the inductor circuit, which turns off the engine when the drive motor is de-energized.