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Schaltung zur Verkürzung des Auslaufes einer Synchronmaschine
Die Erfindung betrifft die weitere Verbesserung einer Schaltung zur Verkürzung des Auslaufes bzw. zurraschenStillsetzungeiner mit einer Erregermaschine versehenen Synchronmaschine durch elektrische Bremsung, wobei es sich um drei-oder einphasige Generatoren mit vertikaler oder auch horizontaler Welle handeln kann, die mit der Erregermaschine und gegebenenfalls mit einer Hilfserregermaschine achsgleich gekuppelt sind. Gegebenenfalls kommt die Schaltung auch für die Bremsung von Generatoren mit getrennt aufgestelltem Erregeraggregat in Betracht. Das Stillsetzen eines Synchrongenerators durch elektrische Bremsung kann man z.
B. so vornehmen, dass die Ankerwicklung des Generators auf Widerstände oder auf einen Kurzschluss geschaltet wird und die bisher von einer Erregermaschine gespeiste Polradwicklung des Generators mittels einer üblichen Entregungsschaltung entregt, von der Erregermaschine abgeschaltet und an eine fremde Gleichspannungsquelle angeschlossen wird, welche unabhängig von der Drehzahl der Synchronmaschine ist.
In der österr. Patentschrift Nr. 240485 wurde bereits vorgeschlagen, die Verbesserung einer solchen Bremsschaltung dadurch zu bewirken, dass die Polradwicklung stets über einen unauftrennbaren, schalterlosen Strompfad überbrückt ist. Dies kann dadurch geschehen, dass der Anker der Erregermaschine über einen Widerstand, der auch der Entregung dienen kann, z. B. über einen spannungsabhängigen Widerstand, an die Polradwicklung unmittelbar angeschlossen ist. Hiebei begrenzt dieser Widerstand den nicht über die Polradwicklung fliessenden Anteil des der fremden Stromquelle beim Bremsen entnommenen Stromes.
Wird als Strombegrenzungswiderstand der Polradentladewiderstand der Entregung verwendet, so hat diese Schaltung jedoch folgenden Nachteil :
Da jeder elektrischen Bremsung eine Schnellentregung vorausgeht, wird der durch diese Schnellentregung auf eine hohe Temperatur aufgeheizte Polradentladewiderstand während der Bremszeit, also während einiger Minuten, durch die Bremsgleichspannung zusätzlich belastet. Dies führt zu einer erheblichen Überdimensionierung des Polradentladewiderstandes. Gemäss der Erfindung kann man nun diesen Nachteil dadurch vermeiden, dass unmittelbar nach dem Entregungswiderstand ein stromrichtungsabhängiges Schaltelement, z.
B. eine Diode, angeordnet ist, das zusammen mit dem Entregungswiderstand während des Generatorbetriebes durch einen Schalter überbrückbar ist, wobei das Schaltelement jedoch so gepolt ist, dass während des Entregungsvorganges in Durchlassrichtung der Polradstrom fliesst, hingegen während des Bremsvorganges in Sperrichtung die Bremsspannung aufgenommen wird. Hiedurch ist das Fliessen eines Stromes über den Parallelpfad zur Polradwicklung, der aus dem Anker der Haupterregermaschine, dem Schaltelement und dem Entregungswiderstand besteht, verhindert. Als stromrichtungabhängiges Schaltelement kann man vorzugsweise eine Siliziumdiode, gegebenenfalls eine Germaniumdiode, oder auch einen Selengleichrichter verwenden.
Es ist zu erkennen, dass das erfindungsgemäss eingefügte Schaltelement während des Normalbetriebes durch den Entregungsschalter überbrückt und daher nicht belastet wird. Nur während des Entregungvorganges fliesst somit durch dieses stromrichtungsabhängige. Schaltelement während einiger Sekunden in Durchlassrichtung der Polradstrom, der rasch von seinem vollen Wert auf den Wert Null abklingt.
Zweckmässig wird man, um eine einwandfreie Funktion zu erreichen, eine Schnellentregung wählen,
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bei der während des Entregungsvorganges keine Umpolung des Stromes eintritt. Dies kann man z. B. durch Anwendung einer aperiodisch arbeitenden Schnellentregung erreichen.
Bei der der Schnellentregung nachfolgenden elektrischen Bremsung wird die Diode durch die volle Bremsspannung in Sperrichtung beaufschlagt, so dass ein Belastungsstrom durch den Polradentladewiderstand während der elektrischen Bremsung unterdrückt wird.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung kann die Schaltung noch durch eine Schutzeinrichtung gegen Unterbrechung innerhalb der Diode geschützt werden, indem man z. B. parallel zur Diode eine Durchschlagsicherung anordnet. Diese Massnahme verhindert, dass es beim Öffnen des Entregungsschalters zu einem plötzlichen Aufreissen des Polradkreises und als Folge davon zu einer Beschädigung des Polrades und/oder des Entregungsschalters kommt. Demnach wird beim Überschreiten der Durchschlagspannung die Diode kurzgeschlossen. Es versteht sich, dass der Ansprechwert dieser Sicherung grö- sser als die Bremsgleichspannung und kleiner als die zulässige Maximalspannung am Polrad ist.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Schaltung ist in der Zeichnung dargestellt, in der mit 1 eine Synchronmaschine und mit 2 die zugehörige Haupterregermaschine bezeichnet ist, in deren Belastungskreis die Polradwicklung 3 liegt. Im Erregerkreis ist der spannungsabhängige Widerstand 4 als Entregungswiderstand vorgesehen, der durch einen Entregungsschalter 5 überbrückbar ist. Unmittelbar nach dem Entregungswiderstand 4 ist eine Diode 6, z. B. eine Siliziumdiode, angeordnet, die zusammen mit dem Widerstand 4 mit dem Schalter 5 überbrückt werden kann. Zur Sicherung der Diode 6 ist eine Durchschlagsicherung 7 vorgesehen.
In bekannter Weise wird zur Bremsung der Synchronmaschine 1 ein Bremsgleichrichter 8 über einen Schalter 9 an die Polradwicklung 3 angeschlossen.
Während des normalenBetriebes ist der Entregungswiderstand 4 und das Schaltelement 6 durch den Schalter 5 überbrückt. Während des Entregungsvorganges fliesst der Polradstrom nach Öffnen des Schalters 5 über den Entregungswiderstand 4 und das Schaltelement 6, wogegen während des Bremsvorganges das Fliessen eines Stromes über den Anker der Haupterregermaschine 2, der Diode 6 und dem Entregungswiderstand 4 verhindert ist. Hiedurch kann es nicht mehr zu einer Überbeanspruchung des Entregungswiderstandes kommen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Verkürzung des Auslaufes bzw. zur raschen Stillsetzung einer mit einer Erregermaschine versehenen Synchronmaschine durch elektrische Bremsung, bei der eine von der sich vermindernden Drehzahl der Synchronmaschine unabhängige Spannungsquelle, z. B. ein Gleichspannungsnetz bzw. ein Gleichrichter, vorgesehen ist, welche Quelle an die Polradwicklung der im Ankerkreis auf Bremswiderstände oder Kurzschluss geschalteten Synchronmaschine anschliessbar ist, und wobei die Polradwicklung über einen Strompfad geschlossen ist, indem der Anker der Erregermaschine über einen Widerstand, der auch der Entregung dienen kann und in diesem Fall durch einen Schalter überbrückbar ist, z.
B. einen spannungsabhängigen Widerstand, an die Polradwicklung angeschlossen ist, dadurch ge-
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element so gepolt ist, dass während des Entregungsvorganges in Durchlassrichtung der Polradstrom fliesst, hingegenwährend des Bremsvorganges in Sperrichtung die Bremsspannung aufgenommen wird, so dass das Fliessen eines Stromes über den Parallelpfad zur Polradwicklung, gebildet aus dem Anker der Haupterregermaschine (2), dem Schaltelement (6) und dem Entregungswiderstand (4), verhindert ist.