AT391216B - Einrichtung zur regelung der spannung einer eine regelstrecke darstellenden elektrischen maschine - Google Patents

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Description

Nr. 391 216
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Spannung einer eine Regelstrecke darstellenden elektrischen Maschine, insbesondere eines bürstenlosen Synchrongenerators, mit einem Spannungsregler, dem ein den Erregerstrom der elektrischen Maschine beeinflussendes Stellglied, die Regelstrecke und ein Istwertumsetzer für die Spannung der elektrischen Maschine nachgeschaltet sind.
Zur Stromversorgung werden heute meist bürstenlose Synchrongeneratoren eingesetzt. Sie bestehen aus einem Hauptgenerator als Innenpolmaschine und einer Erregermaschine als Außenpolgenerator. Die Ständerwicklung der Erregermaschine ist über einen Thyristorsteller mit dem Spannungsregler verbunden. Die in der Läuferwicklung induzierte Spannung wird unter Zwischenschaltung einer rotierenden Gleichrichterbrücke dem Polrad des Generators zugeführt. Der Ständer des Synchrongenerators weist außer der Drehstromwicklung noch eine Zusatzwicklung auf, die die Versorgungsspannung für den Spannungsregler, der ein PID-Regler mit variabler PI-Beschaltung ist, liefert und den Thyristorsteller speist. Bei der Erregung des Synchrongenerators handelt es sich somit um eine Nebenschlußerregung. Bei diesem Aufbau eines bürstenlosen Synchrongenerators kann es durch Laststöße am Spannungsregler zu Sollwertsprüngen kommen, die sich auf das Regelverhalten des Generators negativ auswirken. Außerdem entspricht beim Anfahren des Generators das Erregen von Null auf Nennspannung einem Sollwertsprung mit der Amplitude der Nennspannung, wodurch der Einschwingvorgang sehr lange dauert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, eine Zusatzeinrichtung bei einem Spannungsregler zu schaffen, die die obigen Nachteile bei der Spannungsregelung einer elektrischen Maschine vermeidet und mit der vor allem beim Anfahren der Maschine bzw. eines Generators die stationäre Spannung zeitoptimal und überschwingarm erreicht wird.
Die Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß der negative Ausgang eines Netzgerätes über ein Verzögerungsglied, z. B. der Serienschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes, mit einem Summierpunkt verbunden ist und daß, das in diesem Kreis geführte Ansgangssignal einen Zusatzsollwert darstellt, daß der positive Ausgang des Netzgerätes über ein Potentiometer mit Masse verbunden ist, wobei der Schleifer des Potentiometers mit dem Summierpunkt verbunden ist und daß die stufenlos vom Schleifer abgenommene Reglerversorgungsspannung den Sollwert darstellt und daß der Summierpunkt weiters mit dem Eingang des Spannungsreglers und dem Ausgang des Istwertumsetzers verbunden ist. An dem Summierpunkt erfolgt somit nicht nur ein reiner Soll-Istwert-Vergleich, sondern beim Anfahren der elektrischen Maschine vermeidet die an diesem Summierpunkt gelangende Ausgangsgröße des Verzögerungsgliedes einen zu schnellen Sollwertanstieg bzw. einen Sollwertsprung. Dadurch steigt bei Verwendung eines Generators als elektrische Maschine die Ausgangsspannung beim Auferregen gerade so rasch an, daß kein zu starkes Überschwingen auftritt. Das Verhältnis zwischen Generatorspannungsanstieg, und Überschwingen der Generatorspannung wird mit dieser Einrichtung optimiert.
An Hand des als einzelne Blöcke dargestellten Gesamtregelkieises wird die Erfindung nun noch näher erläutert.
Der mit (1) bezeichnete Block stellt den Spannungsregler (1) dar, dem der Gittersteuersatz (2) nachgeschaltet ist. Diesem folgt der Leistungsteil (3) mit dem die elektrische Maschine, z. B. ein bfirstenloser Synchrongenerator (4), verbunden ist. Der Gittersteuersatz (2) und der Leistungsteil (3) stellen gemeinsam das Stellglied dar. Die Klemmenspannung des Synchrongenerators (4) gelangt über einen Istwertumsetzer (5), der sie auf Elektronikniveau transformiert, an den Summierpunkt (6) am Eingang des Spannungsreglers (1). Am Summierpunkt (6) steht weiters noch der über ein Potentiometer (7) einstellbare Sollwert an. Das Ausgangssignal des Verzögerungsgliedes (8) wird ebenfalls dem Summierpunkt (6) zugeführt. Das Potentiometer (7) zur Einstellung des Sollwertes ist mit einem Anschluß an die positive Klemme der Gleichspannungsseite eines Netzgerätes (9), das auch die Versorgungsspannung für den Spannungsregler (1) liefert, angeschlossen. Der zweite Anschluß des Sollwertpotentiometers (7) ist an Nullpotential (11) gelegt. Der negative Gleichspannungspol des Netzgerätes (9) ist mit dem Eingang des Verzögerungsgliedes (8) verbunden. Das Netzgerät (9) ist entweder über einen Schalter (10) an die Netzspannung angeschlossen oder es wird von einer Zusatzwicklung im Synchrongenerator (4) versorgt. Wird das Netzgerät (9) von einer externen Spannung versorgt, so muß diese gleichzeitig mit dem Hochlaufen des bürstenlosen Synchrongenerators (4) an das Netzgerät (9) gelegt werden. Dies würde ebenso, wie bei der Versorgung über die Zusatzwicklung und hier bereits im Stand der Technik erläutert, einen Sollwertsprung bedeuten. Durch das Verzögerungsglied (8) wird beim Anfahren des Synchrongenerators ein Sollwertsprung am Summierpunkt (6) bzw. am Eingang des Spannungsreglers (1) vermieden. Besteht das Verzögerungsglied (8) aus einem Widerstand und einem Kondensator in Serie so steigt der Spannungssollwert entsprechend einer e-Funktion an. Durch entsprechende Dimensionierung des RC-Gliedes kann der Sollwertanstieg derart optimiert werden, daß der vorgewählte Sollwert überschwingarm erreicht wird.
Diese Einrichtung eignet sich hervorragend zur Spannungsregelung beim Anfahren eines bürstenlosen Synchrongenerators, wobei die Spannung für den Regler, sowie auch für den einstellbaren Sollwert, einer Ständerzusatzwicklung im Generator entnommen wird. -2-

Claims (1)

  1. Nr. 391 216 PATENTANSPRUCH Einrichtung zur Regelung der Spannung einer eine Regelstrecke darstellenden elektrischen Maschine, insbesondere eines bürstenlosen Synchrongenerators, mit einem Spannungsregler, dem ein den Erregerstrom der elektrischen Maschine beeinflussendes Stellglied, die Regelstrecke und ein Istwertumsetzer für die Spannung der elektrischen Maschine nachgeschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der negative Ausgang eines Netzgerätes (9) über ein Verzögerungsglied (8), z. B. der Serienschaltung eines Kondensators und eines Widerstandes, mit einem Summierpunkt (6) verbunden ist und daß, das in diesem Kreis geführte Ausgangssignal einen Zusatzsollwert darstellt, daß der positive Ausgang des Netzgerätes (9) über ein Potentiometer (7) mit Masse verbunden ist, wobei der Schleifer des Potentiometers (7) mit dem Summierpunkt (6) verbunden ist und daß die stufenlos vom Schleifer abgenommene Reglerversorgungsspannung den Sollwert darstellt und daß der Summierpunkt (6) weiters mit dem Eingang des Spannungsreglers (1) und dem Ausgang des Istwertumsetzers (5) verbunden ist. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-
AT2312/88A 1988-09-21 1988-09-21 Einrichtung zur regelung der spannung einer eine regelstrecke darstellenden elektrischen maschine AT391216B (de)

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IT8921686A IT1232333B (it) 1988-09-21 1989-09-12 Dispositivo per la regolazione della tensione di una macchina elettrica rappresentante un sistema di regolazione.

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