DE946827C - Anordnung und Verfahren zur Schnellentregung von elektrischen Maschinen - Google Patents

Description

• Anordnung und Verfahren zur Schnellentregung von elektrischen Maschinen Bei elektrischen Maschinen, insbesondere großen Generatoren, ist es unter Umständen wichtig, eine schnelle Entregung herbeizuführen, um beispielsweise die Einwirkung auf Kurzschlußkreise gering zu halten. Die Schwierigkeiten bei einer derartigem schnellen Entregung bestehen vor allem darin, daß die in dem Erregerkreis enthaltene magnetische Energie irgendwie vernichtet bzw. umgewandelt werden muß, ohne daß störende Rückwirkungen auf den Kreis entstehen. Zur Lösung dieser Schwierigkeiten sind bereits verschiedene Vorschläge gemacht worden. So ist es beispielsweise bekannt, in den Erregerkreis einen Kondensator oder einen Hauptstrommotor, der wie ein Kondensator wirkt, einzuschalten. Auf diese Weise wird die magnetische Energie in elektrische Energie in Form der Ladung des Kondensators oder in mechanische Energie in Form der kinetischen Energie des Motors umgewandelt. Bei einem anderen Vorschlag wird beispielsweise an Kohlekontakten ein Lichtbogen gezogen, wobei dann die magnetische Energie in die Wärmeenergie des Lichtbogens umgesetzt wird. Nach der vorliegenden Erfindung kann eine besonders wirkungsvolle Entregung des Erregerkreises von elektrischen Maschinen dadurch erreicht werden, daß in den Erregerkreis ein vorwiegend ohmscher Widerstand eingeschaltet wird.
• Die Widerstandszunahme erfolgt hierbei mit Hilfe eines mechanischen Antriebs allmählich, indem zunächst ein sehr geringer Widerstand eingeschaltet wird, der sehr schnell in geeigneten Stufen oder stufenlos auf große Werte geändert wird. Die magnetische Energie des Erregerkreises wird auf diese Weise in Wärmeenergie durch Erwärmung des Widerstandes umgesetzt, so daß eine rasche und wirksame Entregung möglich ist.
• Besondere Vorteile bietet es hierbei, die Änderung des Widerstandes so durchzuführen, daß die im Erregerkreis auftretende Spannung praktisch konstant bleibt, wobei die Höchstspannung zweckmäßig, wie dies an sich bereits üblich ist, zu einem Mehrfachem der Nennspannung des Erregerkreises gewählt wird.
• Dadurch, daß der Widerstandsverlauf derart geregelt wird, daß praktisch über den ganzen Regelbereich die Spannung konstant ist, wird es ermöglicht, die Entregung in der kürzestmöglichen Zeit durchzuführen. Bei gegebener magnetischer Energie ist unter diesen Voraussetzungen mit der Wahl der zulässigen Höchstspannung die Zeit festgelegt, die also die kürzesterreichbare Zeit darstellt, und die auch in der praktischen Anwendung wenigstens nahezu erreicht werden kann. Als Regelwiderstand werden hierbei mit besonderem Vorteil zwei gegenläufig gegeneinander bewegte, auf der Kohlebasis aufgebaute Widerstandskörper verwendet, deren Größe durch die magnetische Energie bestimmt ist, da die Widerstände in der Lage sein müssen, ohne zulässige Übererwärmung - eine Wärmeabfuhr scheidet in diesen überaus kurzen Zeiten praktisch aus - die dieser magnetischen Energie entsprechende Wärmemenge aufzunehmen, so daß sich die Volumina der Widerstände bei gegebener Wärmeaufnahmefähigkeit (Wattsek. pro cm3) hieraus unmittelbar errechnen lassen. Die Widerstände werden dann zueinander derart bewegt, daß sich der Widerstand von dein geringsten, auf seinen größten Wert ändert, wobei die Abstufung oder Schichtung der Widerstandskörper unter Berücksichtigung der vorerwähnten Bedingungen, die zulässige Höchstspannung über den ganzen Bereich voll auszunutzen, bemessen werden.
• In Fig. I ist schematisch ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung dargestellt. Mit I ist der Erregerteil der Maschine bezeichnet, der die Induktivität L aufweist. Mit 2 ist eine Erregermaschine bezeichnet, von der dem Erregerteil die Erregung aufgedrückt wird. Mit 3 ist der Regelwiderstand bezeichnet, der aus zwei Widerstandsblöcken 4 und 5 besteht, von denen beispielsweise der Teil 4 fest angeordnet, der Teil 5 beweglich ausgeführt ist. Die Bewegung erfolgt hierbei unter der Wirkung einer Feder 6, sobald durch eine Auslöseeinrichtung 7 der Teil 5 freigegeben wird. Die Stromzuführung zu den Widerstandsblöcken 4 und 5 erfolgt über Bügel 8 und 9, die derart angeordnet sind, daß eine unzulässige Zusammendrängung der Strombahnen während des ganzen Regelbereichs vermieden wird.
• In dem Diagramm in Fig. 2 der Zeichnung sind für ein vereinfachtes Beispiel Strom am Läufer, Spannung am Läufer und der sich hieraus ergebende Verlauf des Widerstandes über der Zeit eingezeichnet. Hierbei ist den Verhältnissen der Praxis insofern Rechnung getragen, als, der Übergang von der normalen Läuferspannung auf die zulässige Höchstspannung nicht zeitlos, sondern lediglich mit großer Änderungsgeschwindigkeit einsetzt. Es ist nicht erforderlich und auch nicht zweckmäßig, den Regelvorgang bis zu sehr kleinen Stromwerten durchzuführen (der Stromwert O würde einen Widerstandswert oo erfordern), sondern es genügt, wenn der Regelvorgang beendet wird, wenn der Strom auf einen Bruchteil des Anfangsstromwerts herabgesetzt ist, worauf der Widerstand nicht weiter geändert wird. Der Strom klingt dann nach einer e-Funktion auf den stationären Wert ab. Ebenso fällt die Spannung rasch auf einen sehr niedrigen Wert. In dem Ausführungsbeispiel ist der Regelvorgang bis zu einer Herabminderung des Stromes auf 2o % des Anfangswertes durchgeführt. Man sieht aus dem Diagramm, daß von diesem Augenblick ab der Widerstand sich nicht mehr ändert, sondern auf seinem Höchstwert bleibt, wobei Strom-und Spannungsrestwerte rasch abfallen. Man sieht weiter, daß am Anfang und am Ende des Regelvorgangs, die Bedingung der Konstanz der Spannung nicht voll eingehalten werden kann, woraus sich eine geringe Verlängerung gegenüber der theoretisch erreichbaren Minimalzeit ergibt.
• Auf die neue Weise ist es möglich, die Entregungszeit sehr gering zu halten, d. h. bei gleicher Höchstspannung am Anker etwa auf den halben Wert der kürzesten Zeit herabzudrücken, die mit den bisher bekannten Entregungseinrichtungen erreicht werden konnte. Ein weiterer Vorteil der neuen Entregungsart besteht auch darin, daß ein Durchschwingen des Erregerstroms durch den Nullwert, durch das eine Wiedererregung der Maschine und damit eine Verzögerung des Entregungsvorgangs bedingt würde, sicher ausgeschlossen ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Schnellentregung von elektrischen Maschinen, bei dem im Erregerstromkreis ein vorwiegend ohmscher Widerstand eingeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine stetige Widerstandsänderung mit Hilfe eines mechanischen Antriebes, z. B. Federn, derart erfolgt, daß der wirksame Widerstand schnell von. einem sehr geringen auf einen sehr großen Wert gebracht wird.
2. 2. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand aus zwei Widerstandsblöcken besteht, deren spezifischer Widerstand von einem Ende bis zum anderen Ende um mehrere Größenanordnungen anders bemessen ist und die zum Zwecke der Widerstandseinschaltung mit großer Geschwindigkeit gegeneinander verschoben werden.
3. 3. Anordnung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch I bzw. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsänderung bzw. Abstufung so gewählt ist, daß die Spannung praktisch über den ganzen Regelbereich konstant bleibt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. I24 458, 4oo 593, 42I 396, 466 274, 526 263, 545 328, 6oI o99.