DE951739C

DE951739C - Compounding device of a synchronous generator

Info

Publication number: DE951739C
Application number: DEL13032A
Authority: DE
Original assignee: Loher & Soehne GmbH
Current assignee: Loher & Soehne GmbH
Priority date: 1952-07-31
Filing date: 1952-07-31
Publication date: 1956-10-31

Description

Kompoundierungseinrichtung eines Synchrongenerators Es ist bekannt, die Spannung eines Synchrongenerators durch Kompoundierung einer Erregermaschine konstant zu halten, wobei der Anker der Ernegermaschine neben der üblicherweise an einen Kommutator angeschlossenen Gleichstromwicklung eine Drehfelderregung besitzt (Drehfeldumformer), die über einen Stromwandler vom Laststrom des Generators gespeist wird. Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, die Spannung des Generators unabhängig vom Leistungsfaktor ohne Nachregulierung für zwei Belastungspunkte, beispielsweise für Leerlauf und Nennlast bei cos p = o,8 und cos p = I, konstant zu halten. Es ist aber bisher nicht möglich gewesen, auch bei Zwischenwerten zwischen Leerlauf und Nennbast die gleiche Spannungskonstanz zu erreichen. Unter Berücksichtigung des Einflusses der Eisensättigungen in den magnetischen Kreisen des Generators und der Erregermaschine ergibt die Spannungsregelkurve eines derart geregelten Synchrongenerators eine namentlich bei Teillast oft stark nach oben gekrümmte Kurve, während bei Überlast entsprechende Abweichungen der Regelkurve nach unten nicht zu vermeiden sind. Von besonderer Bedeutung ist dieser sagenannte Spannungsbauch infolge der Eisensättigung bei Generator und Erregermaschine etwa bei 1/3 der Nennlast des Synchrongenerators.Compounding device of a synchronous generator It is known the voltage of a synchronous generator by compounding an exciter to keep constant, with the anchor of the harvesting machine in addition to the usual DC winding connected to a commutator has a rotating field excitation (Rotating field converter), which is fed by the load current of the generator via a current transformer will. With such an arrangement it is possible to have the voltage of the generator independently of the power factor without readjustment for two load points, for example for no load and nominal load at cos p = 0.8 and cos p = I, to be kept constant. It but has not been possible so far, even with intermediate values between idle and nominal bast to achieve the same voltage constancy. Considering the influence of iron saturation in the generator's magnetic circuits and the exciter produces the voltage control curve of a synchronous generator controlled in this way a curve that is often strongly curved upwards, especially at part load, while at overload corresponding downward deviations in the control curve cannot be avoided. from This said tension belly due to iron saturation is of particular importance with generator and exciter about 1/3 of the nominal load of the synchronous generator.

Aufgabe der Erfindung ist es, unter Verwendung an sich bekannter Stromwandler diese Krümmung der Spannungskurve durch eine besondere Ausbildung des Stromwandlers, der die Drehstromwicklung des Erregerumformers speist, praktisch zu kompensieren. Stromwandler, bei denen das Übersetzungsverhältnis durch zwischen Primär- und Sekundärwicklung im Eisenkreis angeordnete Streustege von der Belastung abhängig gemacht ist, sind nämlich an sich bekannt. So besitzt ein bekannter Streufeldtransformator zum Betrieb von elektrischen Leuchtröhren regelbare Streustege, jedoch keine Einstellung der Streustege zu dem Zweck, daß die Streuwirkung für einen bestimmten Belastungsfall begrenzt sein soll, für höhere Belastungen infolge Sättigung der Streuwege der relative Anteil des Streuflusses abnimmt und damit das Übersetzungsverhältnis des Stromwandlers zunimmt. Andere regelbare Streufeldtransformatoren, welche als Schweißtransformatoren und somit als Leistungstransformatoren dienen, lassen gleichfalls eine genaue Bestimmung der Sättigungsgrenze der Streuwege zu dem Zweck vermissen, der mit der Erfindung angestrebt wird. Es ist an sich auch bereits bekannt, Stromwandler für die Erregung von Synchronmaschinen mit großem magnetischem Widerstand, also hoch gesättigt, zu bauen. Die hohe Sättigung tritt hierbei jedoch im Hauptkreis auf und erfolgt nicht zu dem mit der Erfindung angestrebten Zweck.The object of the invention is to use current transformers known per se this curvature of the voltage curve due to a special design of the current transformer, which feeds the three-phase winding of the exciter converter, to practically compensate. Current transformers in which the transformation ratio through between primary and secondary winding stray bars arranged in the iron circle are made dependent on the load namely known per se. So owns a known stray field transformer Adjustable spreading bars for the operation of electric fluorescent tubes, but no setting the spreading bars for the purpose that the spreading effect for a certain load case should be limited, for higher loads due to saturation of the scatter paths the relative Part of the leakage flux decreases and with it the transformation ratio of the current transformer increases. Other controllable leakage field transformers, which are used as welding transformers and thus serve as power transformers, also allow an exact determination the saturation limit of the scattering paths miss for the purpose of the invention is strived for. It is also already known per se, current transformers for excitation of synchronous machines with high magnetic resistance, i.e. highly saturated build. However, the high saturation occurs in the main circle and does not occur for the purpose sought by the invention.

Die Erfindung besteht in der Lösung der gestellten Aufgabe durch eine Kompoundierungseinrichtung eines Synchrongenerators, bestehend aus einer nach dem Drehfeldumformerprinzip kompoundierten Erregermaschine unter Verwendung eines Stromwandlers einstellbarer Streuung, welche sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß der Stromwandler sein Übersetzungsverhältniis für kleinere Belastungsströme durch einen in seiner magnetischen Sättigung -einstellbaren magnetischen Nebenschluß verhältnismäßig vergrößert. Durch geeignete Wahl der Sättigung in diesem Nebenschluß zwischen Primär- und Sekundärwicklung ist es erfindungsgemäß möglich, das Übersetzungsverhältnis Primärstrom/Sekundärstrom des Stromwandlers für kleinere und mittlere Belastungsströme verhältnismäßig zu vergrößern und damit die Zusatzerregung der Erregermaschine für diesen Bereich entsprechend zu verkleinern. Die Charakteristik des Stromwandlers weist damit einen Bauch im entgegengesetzten Sinne des Spannungsbauches auf, so daß dieser damit praktisch kompensiert werden kann. Zweckmäßig ist hierbei, gleichzeitig die Anordnung des einstellbaren Luftstreuweges im magnetischen Kreisdes Stromwandlers vorzusehen, wodurch zusammen mit einer niederen Sättigung desselben erst die genügend lineare Charakteristik oder Konstanz des Übersetzungsverhältnisses des Stromwandlers im allgemeinen erreicht werden kann.The invention consists in solving the problem posed by a Compounding device of a synchronous generator, consisting of one after the Rotary field converter principle compounded exciter using a current transformer adjustable spread, which is characterized according to the invention in that the Its transformation ratio for smaller load currents through a current transformer in its magnetic saturation -adjustable magnetic shunt relatively enlarged. By suitable choice of saturation in this shunt between primary and secondary winding, it is possible according to the invention, the transformation ratio Primary current / secondary current of the current transformer for small and medium load currents to enlarge proportionately and thus the additional excitation of the exciter for to reduce this area accordingly. The characteristic of the current transformer thus shows a belly in the opposite sense of the tension belly, see above that this can be practically compensated for. It is useful to do this at the same time the arrangement of the adjustable air scattering path in the magnetic circuit of the current transformer to be provided, whereby together with a lower saturation of the same only the sufficient linear characteristic or constancy of the transformation ratio of the current transformer in general can be achieved.

Wird das Übersetzuagsverhältnis ü = Primärstrom/Sekundärstrom und der Magnetisierungsstrom für den magnetischen Hauptkreis mit Iyh, für den magnetischen Nebenschluß mit J An bezeichnet, so wird das Übersetzungsverhältnis rom des magnetischen woben der Magnetisierungsstrom des magnetischen dem Primärstrom Haupfkreises als proportional dem Primärstrom werden kann, während der Magnetiangenommen sierungsstrom Iµn für den magnetischen Nebenschluß zunächst ansteigt bei entsprechender Bemessung und für Belastungswerte über etwa 1/3 Nennstrom konstant gelten kann.If the transmission ratio is ü = primary current / secondary current and denotes the magnetizing current for the main magnetic circuit with Iyh, for the magnetic shunt with J An, the gear ratio becomes rom the magnetic woben the magnetization current of the magnetic main circuit can be proportional to the primary current, while the magnetization current Iµn for the magnetic shunt initially increases with appropriate dimensioning and for load values above about 1/3 nominal current can be constant.

Die Zeichnung zeigt beispielsweise einen derartigen Stromwandler im Schnitt. Das Blechpaket des Stromwandlers besteht hier aus zwei Hälften.The drawing shows, for example, such a current transformer in the Cut. The laminated core of the current transformer consists of two halves.

eine Hälfte I mit den drei Schenkeln trägt der Primärwicklung 2, die andere die drei Spulen der Sekundärwicklung 4.a half I with the three legs carries the primary winding 2, the other the three coils of the secondary winding 4.

Hälften wenden mit den Schenkeln mechanisch zusammengepreßt, gegebenenfalls unter Bildung eines Luftzwischenraums 5, der durch Zwivon unmagnetischem Material (PreB-span, Mikanit) gebildet werden Zwischen den Schenkeln des Primärteils I sind die magnetischen Nebenschlüsse 6 angeordnet, die gebildet durch eine Anzahl von werden, die zweckmäßig in Einkerbungen 7 der Scheukel geführt werden. Der magnetisch -Querschnitt dieses magnetischen Nebenschlusses kann beispiels weise durch Veränderung der Anzahl der Bleche eingestellt werden und damit Übersetzungsverhältnis und Spannungscharakteristik geändert werden. . Da sich durch die übliche dredschenkelige Gestaltung des Stromwand-Urisymmetrien in den drei Phasen lers nicht vermeiden lassen, kann es zweckmäß sein, die Sekundärwicklung in Dreieck oder Zickzack zu schalten, womit die Unsymmetrien einer zwei Sekundärphasen verteilt werden.Turn halves with the legs pressed together mechanically, if necessary with the formation of an air gap 5, which is caused by two non-magnetic material (PreB-span, Mikanit) are formed between the legs of the primary part I are the magnetic shunts 6 are arranged formed by a number of which are expediently guided in notches 7 of the Scheukel. The magnetic one -Cross-section of this magnetic shunt can be changed, for example the number of sheets can be set and thus the transmission ratio and voltage characteristics to be changed. . Because of the usual three-legged design of the flow wall urisymmetries In the three phases lers can not be avoided, it can be useful to use the secondary winding to switch in triangle or zigzag, bringing the asymmetries of a two secondary phases be distributed.

Um möglichst symmetrische magnetische Kreise für die magnetischen Nebenschlüsse zu schaffen, kann auch eine fünfschenkelige Ausführung des werden. Für den Fall eines Stromwandlers Parallelbetriebs des Generators können auch oder in der Reihe zur Sekundärwicklung Widerstände vorgesehen werden, um die Spannungscharakteristik einstellbar weicher zu gestalten.To make magnetic circles as symmetrical as possible for the magnetic A five-legged version of the can also be used to create shunts. In the case of a current transformer, parallel operation of the generator can also or In the series to the secondary winding resistors are provided in order to adjust the voltage characteristics adjustable to make it softer.

Die Erfindung äst nicht auf Stromwandler zur Kompoundierung von Drehstromgeneratoren besinngemäß auch für schränkt. Sie kann Einphasensynchrongeneratoren Anwendung finden.The invention does not relate to current converters for compounding three-phase generators contemplative also for restricts. It can be used for single-phase synchronous generators.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Compounding device of a synchronous generator, consisting of an exciter compounded according to the rotary field converter principle Use of a current transformer with adjustable spread, characterized in that the current transformer through its transformation ratio for smaller load currents in its magnetic seed adjustable-magnetic shunt relatively enlarged. a. Kompaundiernmgseinrnchtung according to claim r, characterized in that in addition to the adjustable magnetic shunt formed by the struts a adjustable air gap conditional adjustable air scattering is available for the purpose of a Constant, adjustable change in the Gear ratio. 3. Compounding device according to claim I or 2, characterized in that, in the case of a three-phase version, the secondary winding in Triangle or zigzag. 4. Compounding device according to claim I, 2 or 3, characterized in that to achieve the most symmetrical magnetic Shunts the iron core is designed with five legs. Compounding facility according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that parallel or in series to the secondary winding resistors are arranged. Considered publications: German Patent Nos. 641 255, 673 370, 702 424; A r no 1 d, »The synchronous ones Alternating current machines, 1913, p. 15o below and p. 151 above.