Anordnung zur Verbesserung der Stabilität von kondensatorerregten Asynchrongeneratoren. Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Spannung von kondensatorerregten Asynchron generatoren dadurch zu regeln, dass man die zur Erregung dienenden kapazitiven oder induktiven Blindwiderstände verändert.
Wie die Erfahrung zeigt, tritt bei dieser Regelung, auch wenn sie normalerweise stabil verläuft, unter gewissen Umständen ein un stabiler Zustand ein. Diese Störung ist nicht auf den eigentlichen Regelvorgang durch Ver änderung der Blindwiderstände zurückzufüh ren, sondern tritt vorwiegend dann auf, wenn der Asynchrongenerator überwiegend induktiv belastet ist und wenn der Regelvorgang schnellvollzogen wird. Die Störungserschei nung ist also unter sonst gleichen Bedingun gen eine Funktion der Regelgeschwindigkeit, ist also zeitabhängig.
Die Störung setzt ins besondere dann ein, wenn die Erregerspan nung durch Verminderung der Kondensator leistung, bezw. durch Vergrösserung der Lei- stung der parallelgeschalteten Drossel zurück geregelt wird und hierbei eine gewisse Ge schwindigkeit des Regelns überschritten wird.
Diese Erscheinung kann physikalisch fol gendermassen erklärt werden: Die Spannung der Erregermaschine stellt sich bekanntlich dann auf einen festen (stabilen) Wert ein, -wenn die im gesamten Stromkreis wirksamen induktiven Blindleistungen NJ und kapazitiven Blindleistungen N_j einander gleich sind, wenn also Nj=N_j und die Blindwiderstände in der Weise spannungsabhängig sind, dass bei Verringerung der Spannung ein kapazitiver Blindleistungsüberschuss entstehen würde und umgekehrt.
Solange diese Voraussetzungen er füllt sind, kann man die Spannung durch entsprechende Änderung der Widerstände und insbesondere der Blindwiderstände stabil regeln. - Die Voraussetzung des Gleichgewichtes der Blindleistungen ist jedoch bei dieser Regelweise nur dann hinreichend erfüllt, wenn die Regelung der Blindwiderstände langsam erfolgt.
Da die Leistungen der Blindwiderstände, je nachdem, ob sie kapa- zitiv oder induktiv sind, ob sie spannungs- oder stromabhängig geschaltet und mit Wider ständen kombiniert sind, verschiedene Zeit abhängigkeit besitzen, so treten bei eurem Regelvorgang durch Änderung der Wider stände vorübergehende Störungen im Gleich gewicht der Blindleistungen auf, deren Grösse einmal von der Verschiedenheit ihrer Zeitabhängigkeit und zusammenhängend da mit von der Schnelligkeit abhängt, mit der die Änderung der Widerstände vorgenommen wird.
Überschreitet diese Störungsgrösse einen bestimmten Betrag, darin wird das Gleich gewicht der Blindleistung unstabil.
Gemäss der Erfindung werden nun die Widerstände des Gesamtstromkreises nach Zeitabhängigkeit und Grösse derart aufeinan der abgestimmt, dass die Stabilität des Ge- nerators von der Art seiner Belastung und der Geschwindigkeit der Spannungsregelung unabhängig ist. Dadurch wird erreicht, dass auch bei einer beliebigen Geschwindigkeit der Widerstandsregelung die vorübergehend auftretende Gleichgewichtsstörung der Blind leistungswerte sich in den zulässigen Grenzern hält und ein unstabiles Verhalten des Ge- nerators vermieden wird.
Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Abb. 1 bis 4 zeigen das einphasige Schaltbild von Asynchron generatorenanlagen. 1 stellt die verkettete Induktivität, 4 den Sitz der EMK und 5 die Streuinduktivität des Generators dar. In Abb.1 arbeitet der Generator, dessen Streuung vernachlässigbar klein sei, auf einen rein ohmschen Widerstand. Irr Abb. 2 ist der Generator mit einem gemischt ohmschen in duktiven Widerstand und in Abb. 3 mit einem Motor belastet, dessen Stromaufnahme sich im umgekehrten Verhältnis zur Klemm spannung ändern soll.
Die vom Generator aufgenommene induk tive Blindleistung Nj ist vor allem infolge der Generatorstreuung ausser durch die jewei- lige Klemmenspannung auch durch den jewei ligen Wert und die Phasenlage des Last stromes bedingt.
Wird nun bei den Generatoranlagen nach den Abb. 1 bis 3 die Klemmenspannung U des Generators, beispielsweise durch Ver grösserung des Blindwiderstandes der Erreger kondensatoren, verringert, so folgt der Last strom im Falle der Anordnung nach Abb.1 unverzögert der Klemmenspannung, das heisst der Generator bleibt unabhängig von der Regelgeschwindigkeit dU/dt stabil, besonders dann, wenn man, wie in Abb. 1 angedeutet ist, einen streuungslosen Generator annimmt.
Im Falle der Anordnungen nach Abb. 2 und 3 jedoch sinkt bezw. steigt der Laststrom verzögert gegenüber dein Absinken der Klemmenspannung, wobei der Grad der Ver zögerung von der Regelgeschwindigkeit d U/dt abhängt. Bei einer Belastung des kondensa torerregten Asynchrongenerators mit einer Last von induktivem Charakter geht demnach die Regelgeschwindigkeit dU/dt mit in die Stabilitätsbedingungen des Regelvorganges ein.
Abb. 5 zeigt eine Anlage, bei der der Asynchrongenerator 1 über die Gleichrichter 3 den Induktor 4 der Synchronmaschine 5 speist. Parallel zu den Erregerkondensatoren 2 liegt die gleichstromvormagnetisierte Drossel 6, deren Vormagnetisierungswicklung 7 über den Regelwiderstand 8 an eine beliebige Gleichspannung, beispielsweise an die Span nung des Induktors 4, geschaltet sein kann.
In der Anlage nach Abb. 5 wird die Klemmenspannung des Asynchrongenerators 1 durch Verstellen des Regelwiderstandes 8 eingestellt. Wird der Regelwiderstand sprung haft im Sinne einer Verkleinerung der Ge neratorspannung verstellt, so sinkt die Klem menspannung des Asynchrongenerators ver- bältnismässig rasch ab.
Infolge der grossen Induktorinduktivität folgt der Laststrom stark verzögert gegenüber der Induktorspannung. Während des Absinkens der Generatorspan- nung ist also die vom Generator angeforderte induktive Blindleistung in jedem Augenblick grösser, als es im stationären Betrieb bei dem jeweilig gleichen Wert der Generatorspan nung der Fall sein würde.
Bei zu grosser Regelgeschwindigkeit dU/dt geht das stabile Gleichgewicht verloren, der Generator kippt. Ist nach dem Absinken der Klemmenspannung auf den Wert null der In duktorstrom gleichfalls abgeklungen, so steht der Auferregung des Asynchrongenerators nichts mehr im Wege, Spannung und Strom kehren wieder. Unter Umständen kann sich der eben beschriebene Vorgang wiederholen, der Generator pendelt also.
Um nun im Sinne der Erfindung den Ein fluss des Laststromes auf die vom Generator angeforderte induktive Blindleistung mög lichst zu verringern, wird gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel die Generator- Streuinduktivität durch an sich bekannte Mittel unter das normale Mass verkleinert, beispielsweise durch Vergrösserung der Nuten zahl im Ständer und Läufer des Asynchron- generators oder durch Verwendung einer Zweischichtwicklung.
Gemäss einem weiteren Ausführungsbei spiel werden zusätzliche Einrichtungen zur Blindleistungserzeugung, beispielsweise Kon densatoren, derart angeordnet, dass die von ihnen abgegebene Blindleistung vom Last strom abhängig ist. Diese zusätzlichen Blind leistungserzeuger werden zweckmässig so be messen, dass die von ihnen in Abhängigkeit vom Laststrom abgegebene Blindleistung möglichst weitgehend mit dem stromabhän gigen Teil der vom Generator angeforderten Blindleistung übereinstimmt.
Wie Abb. 4 zeigt, wird beispielsweise die Anordnung nach Abb. 3 mit Hilfe von Kon densatoren 6 stabilisiert, die in Reihe mit der Last geschaltet sind.
In der Anordnung nach Abb. 5 sind zu dem gleichen Zweck Kondensatoren 10 über Stromtransformatoren 9 in den Pfad des Anodenstromes der Gleichrichter 3 eingeschal tet. In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 5 sind die Kondensatoren transformatorisch an gekoppelt, um dem bei der beispielsweise ge zeigten Gleichrichterschaltung auftretenden Gleichstromglied im Anodenstrom ungehin derten Durchlass zu gewähren.
Die unter Umständen auftretende Gleich strom-Vormagnetisierung der Stromtransfor matoren kann dabei dadurch in zulässigen Grenzen gehalten werden, dass die Wicklun gen aller drei Phasen gleichsinnig auf einem dreischenkligen Eisenkern angeordnet sind. In diesem Falle werden die Transformatoren lediglich durch den Joch-Gleichfluss vor magnetisiert. Daneben sind zur Vermeidung der Vormagnetisierung alle von der Kon struktion der Stromrichter-Transformatoren her bekannten Schaltungen anwendbar.
Durch die tranformatorische Ankopplung kann gleichzeitig ein für den wirtschaftlichen Betrieb der Kondensatoren günstiges Span nungsverhältnis erzielt werden.