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Selbstregelnder Drehstromgenerator
Seit geraumer Zeit werden selbstregelnde Generatoren in steigendem Mass benötigt u. zw. insbeson- dere für Notstromsätze sowie für Anlagen, die unabhängig von einem Versorgungsnetz die Stromerzeugung mit praktisch konstanter Spannung bewerkstelligen sollen. Zwar ist die klassische Spannungskonstanthaltung mit elektromechanischen Regelapparaturen durchaus für die Zwecke geeignet, doch diese sind insbesondere für kleinere Leistungen relativ teuer und vielfach für Sonderzwecke, z. B. fahrbare Aggregate, wegen der Anfälligkeit der Regler ungeeignet, ebenso in Fällen, bei denen Stossüberlastungen mit sehr kurzer Ausregelzeit beherrscht werden müssen.
Man hat daher sogenannte Kompoundierungseinrichtungen geschaffen, die in vielfältiger Weise Drosseln und Stromwandler in Verbindung mit Gleichrichtern anwenden, die zum Teil in Generatoren eingebaut bzw. in getrennter Anordnungen auf-oder angebaut werden. Diese Wandler und Drosseln weisen Transformatorkeme und Wicklungen in üblicher Bauart auf. Es besteht ein Bedürfnis, diese bekannten Elemente, deren Fabrikation oft nicht in den Fertigungszweig elek- trischer Maschinen passt, durch bereits vorhandene, aus dem Elektromaschinenbau übernommene Konstruktionselemente zu ersetzen, was zu einer Verbilligung und einer Platzeinsparung führt.
Die Erfindung betrifft einen selbstregelnden Drehstromgenerator mit einem Dreiphasenstromwandler als Regelelement, dessen Primärwicklungen vom Generatorstrom durchflossen sind und dessen Sekundärwicklungen mit dem einen Pol an das Belastungsnetz des Generators und mit dem andern Pol an Erregergleichrichter angeschlossen sind, deren Gleichstromseite auf die Erregerwicklung geschaltet ist.
Die Erfindung besteht darin, dass als Dreiphasenstromwandler ein Drehtransformator dient, wobei die Lagerung des Rotors des Drehstromtransformators so ausgebildet ist, dass der Rotor gegenüber dem Stator verdrehbar und axial verschiebbar ist.
Die Erfindung wird an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert :
Die Fig. l zeigt die Schaltung. Die Fig. 2 zeigt einen Zusammenbau des selbstregelnden Generators.
1 ist der Drehstromgenerator üblicher Bauweise mit der Statorwicklung 2 und der Erregerwicklung 3 in schematischerDarstellung. 11 ist der Dreiphasenstromwandler. Dies ist ein Drehtransformator in derFormeinerruhenden Induktionsmaschine. 9 ist das mit Nuten (nicht gezeichnet) versehene Statorblechpaket. 10 ist das ebenfalls mit Nuten versehene Rotorblechpaket und 8 der Luftspalt zwischen Stator und Rotor. In den Nuten des Stators ist die Dreiphasenwicklung 5 und in den Nuten des Rotors die Dreiphasenwicklung 4 eingelegt. Die Statorwicklung 5 liegtimStromkreisdesDreiphasennetzesnach dem Verbraucher 13. Sie bildet die Primärwicklung des Stromwandlers und ist vom Belastungsstrom durchflossen.
Die Rotorwicklung 4 ist einerseits mit dem Dreiphasennetz und anderseits mit dem Brre- gergleichrichter 6 verbunden. Die Gleichstromseite des Gleichrichters 6 ist an die Erregerwicklung 3 angeschlossen.
Der Rotor ist so gelagert, dass er sowohl drehbar als auch axial verschiebbar ist. Damit können die elektrischen Eigenschaften des Dreiphasenstromwandlers im Hinblick auf die gewünschte Kompoundierung eingestellt werden.
In bekannter Weise setzt sich die Gesamterregung des Drehstromgenerators vektoriell aus einer Leer-
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lauf-und einer Lastkomponente zusammen, nämlich :
A) Leerlaufkomponente derErregung ; Die Primärwicklurg 5 ist bei unbelastetem Generator stromlos. Damit wirkt die Sekundärwicklung 4 ausschliesslich als Vorschaltdrosselspule zum Gleichrichter, deren Spannungsabfall die Leerlauferregung festlegt. Diese Einstellung erfolgt vor allem durch die Axialverschiebung des Rotors.
B) Lastkomponente der Erregung : Die Primärwicklung 5 wird als Stromwicklung vom Laststrom des Generators 1 durchflossen. Das hiedurch entstehende lastabhängige magnetische Drehfeld induziert in derRotorwicklung 4 : eine Spannung. welche dem Spannungsabfall bei Leerlauf entgegenwirkt. Der Spannungsabfall wird dadurch last-undcos. -abhängigverringert. DieseEinstellung erfolgt vor allem durch Verdrehen des Rotors.
Die Erfindung ermöglicht es, auf einfachste Weise die Gesamterregung als vektorielle Summe ihrer Einzelkomponenten zu bilden. Die prüffeldmässige Einstellung der Erregerkomponente bei Leerlauf geschiehtdurch axiale Verschiebung und diejenige bei Belastung durch Verdrehung des Rotors. Man erreicht damitin einem einzigen Organ eine doppelte Verstellmöglichkeit. Es ergibt sich eine automatische Spannungskonstanthaltung des Generators sowohl abhängig von seinem Belastungsstrom als auch von dessen Leistungsfaktor.
In Fig. 2 ist eine Anbaumöglichkeit des Dreiphasenstromwandlers 11 an den Generator 1 dargestellt. Am Gehäuse des Stromwandlers befindet sich das Lager 21 für die Rotorachse 22. Auf der AchseisteineSektorplatte 23 angebracht. Diese weist einen Kreisbogenschlitz 24 auf. Durchdiesen Schlitz ragt ein am Gehäuse befestigter Schraubenbolzen 25. Beidseitig der Sektorplatte sind auf dem Bolzen 25 Mutternvorhanden. Bei gelösten Muttern kann man damit die Sektorplatte und damit auch den Rotor von Hand, sowohl axial als auch in der Drehrichtung gegenüber dem entsprechend der gewünschten Kompoundierung einstellen. Durch Anziehen der Muttern auf dem Bolzen 25 kann die so eingestellte Lage fixiert werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Selbstregelnder Drehstromgenerator mit einem Dreiphasenstromwandler als Regelelement, dessen Primärwicklungen vom Generatorstrom durchflossen sind und dessen Sekundärwicklungen mit dem einen Pol an das Bela5tungsnetz des Generators und mit dem andern Pol an Erregergleichrichter angeschlossen sind, deren Gleichstromseite auf die Erregerwicklung geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, dassals Dreiphasenstromwandler einDrehtransformator dient, wobei die Lagerung des Rotors des Drehtransformators so ausgebildet ist, dass der Rotor gegenüber dem Stator verdrehbar und axial verschiebbar ist.