CH350353A - Regeleinrichtung, insbesondere zur Spannungsregelung von Synchrongeneratoren - Google Patents

Description

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    Regeleinrichtung,   insbesondere zur Spannungsregelung von    Synchrongeneratoren   Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Regeleinrichtung, insbesondere zur Spannungsregelung von Synchrongeneratoren, die einen mit    Sättigungs-      winkelsteuerung   arbeitenden    Transduktor   enthält, der mindestens    zwei   Steuerwicklungen aufweist, wobei die eine dieser Wicklungen durch eine    generator-      spannungsproportionale,   gleichgerichtete Spannung gespeist ist. 



  Es ist bekannt, für die Spannungsregelung von Synchrongeneratoren    Transduktoren      zu      verwenden,   deren Aussteuerung mit    Hilfe   von nichtlinearen Widerständen, gesättigten Drosseln usw. erfolgt. Bei den üblichen Einrichtungen ist jedoch die Regelgenauigkeit relativ gering. Um bessere Regeleigenschaften erzielen zu können, werden    zusätzliche   Geräte, beispielsweise Verstärker, erforderlich, die wiederum bestimmte Stabilisierungsvorrichtungen bedingen. 



  Die Mängel des Bekannten lassen sich    vermeiden,   wenn erfindungsgemäss eine    Kaltkathodenröhre   vorgesehen ist, in deren Anodenkreis    eine      Steuerwicklung   des    Transduktors   lieb und wenn    Mittel   vorhanden sind, welche den    Zündeinsatz   der    Kaltkathodenröhre   in Abhängigkeit von der Grösse der zu regelnden    Ge-      neratorspannung   einstellen.

   Der Vorteil der    Erfindung   besteht darin,    d'ass   die Spannungsmessung, die Rückführung und die    Vorverstärkerstufe   in einer einfachen Röhrenschaltung zusammengefasst    sind,   die zudem infolge der Verwendung von    Kaltkathodenröhren   eine hohe Lebensdauer und grösste    Konstanz      aller   elektrischen Daten aufweist. 



  Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.    Hierbei   bezieht sich    Fig.   1 auf eine    Spannungsregeleinrichtung   für einen Synchrongenerator, und die    Fig.   2 bis 6 dienen zur Erläuterung der Wirkungsweise. 



  In    Fig.   1 ist mit 1 ein Synchrongenerator bezeichnet, dessen Erregermaschine 2 eine Nebenschluss-    wicklung   3 und in Reihe hierzu einen Widerstand 4 sowie einen Gleichrichter 5    aufweist.   Ein    Trans-      duktor   6, der aus den Lastwicklungen 7, 7', den Steuerwicklungen 8, 8' und den Gleichrichtern 9, 9' besteht,    liegt   am Widerstand 4 und wird über den    Spannungswandler   10 vom Netz 11 erregt.

   Ein weiterer Spannungswandler 12 ist an eine Gleichrichteranordnung 13 angeschlossen, welche die Steuerwicklungen 8, 8' des magnetischen Verstärkers speist, wobei in Reihe zur    Wicklung   8 ein Widerstand 14 und in Reihe zur Wicklung 8'    ein   Widerstand 15 sowie eine gas- oder dampfgefüllte    Kaltkathodenröhre   16 geschaltet ist. Ein Kondensator 17 liegt    zwischen   der Kathode dieser Röhre und dem Starter, der über einen    Hochohmwiderstand   18 mit der einen    Klemme   der Erregermaschine 2 direkt und mit der anderen Maschinenklemme über die Widerstände 19, 20 verbunden ist.

   Weiterhin steht der    Hochohmwiderstand   18 mit    zwei      RC-Gliedern   21, 22; 23, 24    (Wider-      stands-Kapazitäts-Gliedern)   in Verbindung.    Hierbei   kann der Widerstand 21 mit der einen Klemme entweder direkt an der einen    Klemme   der Erregermaschine liegen oder nach    Auftrennung   des Leitungsstückes 25 zu einem Abgriff des Widerstandes 19 geführt sein. 



     Fig.2   stellt die    Zündcharakteristik   einer    Kalt      kathodenröhre   dar. Auf der Abszisse ist die Steuerspannung    Us   und auf der Ordinate die Anodenspannung    UA   aufgetragen. In dem schraffierten    Kenn-      liniengebiet   ist eine Zündung der Röhre unmöglich. Es lässt sich    erkennen,   dass die Zündspannung in einem weiten Bereich der    Anodenspannung   nahezu konstant ist. 



  In    Fig.   3 sind verschiedene Spannungen als Funktionen der Zeit t wiedergegeben. Die    Gleichrichter-      anordnung   13    (Fig.   1) liefert die Anodenspannung    UA,   die der Spannung des Netzes 11 proportional ist. Da 

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 die kritische Steuerspannung LPs, bei der eine Zündung der Röhre    erfolgt,   praktisch keine    Abhängigkeit   von    U'   zeigt, ist sie vereinfacht    als   Parallele zur Abszisse dargestellt.

   Am    Kondensator   24 tritt eine Spannung    U1   auf, welche in ihrer Grösse von der Stellung des    Abgriffes   am    Spannungsteiler   14 und in ihrer Phasenlage vor der Bemessung des    RC-Gliedes   23, 24 beeinflusst wird.

   Nimmt man zunächst an, dass der Widerstand 21 kurzgeschlossen sei, so ist die Steuerspannung    Us      zwischen   der Kathode und dem    Starter   der Röhre 16    gleich   der Spannung    U1.   Solange nun    U1   kleiner als    U',   ist, zündet die Röhre nicht, sobald jedoch der durch die Röhrencharakteristik bestimmte Spannungsgrenzwert    überschritten   wird, fliesst zwischen dem    Starter   und der Kathode ein kleiner Vorstrom, der die Röhre zur Zündung bringt. Sie löscht erst dann wieder, wenn die Anodenspannung kurzzeitig unter die Brennspannung sinkt. Durch die Spannung    U1   wird also der Zündwinkel a und entsprechend auch der Strom, der die Wicklung 8' durchfliesst, festgelegt.

   Wenn die Spannung des Netzes 11 abnimmt, fallen auch die Spannungen    UA   und    U1,   während die Spannung    U's   konstant bleibt. Infolge des Absinkens von    U1   wird der    Zündwinkel   a verstellt    (Fig.   4) und hierdurch der    Transduktor   6 mit Hilfe der Ströme    is   und    i$,   derart    gesteuert,   dass sich der von ihm am Widerstand 4 erzeugte Spannungsabfall im Sinne einer Verstärkung der Erregung von Maschine 2 und damit des Generators 1    ändert.   Bei Erhöhung der    Generatorspannung   bewirkt die Anordnung eine Verringerung der Erregung. 



  Der Zusammenhang zwischen den Steuerströmen des magnetischen Verstärkers und der Anodenspannung ist der    Fig.   5    zu   entnehmen, und in    Fig.   6 ist der    Transduktorarbeitsstrom      1s   als Funktion der Steuerströme dargestellt. 



  Bei den bisherigen Betrachtungen war angenommen worden, dass der Widerstand 21    (Fig.   1) kurzgeschlossen ist. In Wirklichkeit    fällt   jedoch an ihm eine Spannung    U2   ab, die zusammen mit der Spannung    U1   als Steuerspannung dient. Da der über den Kondensator 22    fliessende   Strom der ersten zeitlichen Ableitung der Erregerspannung    Ue   proportional ist, gilt das gleiche auch für    U.,   so dass hierdurch auf einfache Weise eine    Stabilisierung   des Regelkreises gewährleistet ist.

   Falls, beispielsweise    mit   Rücksicht auf den Parallelbetrieb von Synchronmaschinen, der    Ge-      neratorspannung   ein statisches Verhalten gegeben werden soll, kann dies nach    Auftrennung   des Leitungsstückes 25 durch    Hinzufügung   der Spannungskomponente    Us   zur Steuerspannung leicht ermöglicht werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Regeleinrichtung, insbesondere zur Spannungsregelung eines Synchrongenerators, die einen mit Sätti- gungswinkelsteuerung arbeitenden Transduktor enthält, der mindestens zwei Steuerwicklungen (8, 8') aufweist, wobei die eine (8) dieser Wicklungen durch eine generatorspannungsproportionale, gleichgerichtete Spannung (U1) gespeist ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kaltkathodenröhre (16) vorgesehen ist, in deren Anodenkreis die zweite Steuerwicklung (8') des Transduktors liegt und dass Mittel vorhanden sind,

   welche den Zündeinsatz der Kaltkathodenröhre in Abhängigkeit von der Grösse der zu regelnden Generatorspannung einstellen. UNTERANSPRÜCHE 1. Einrichtung nach Patentanspruch zur Spannungsregelung eines Synchrongenerators, dadurch gekennzeichnet, dass an die Klemmen des Synchron- generators (1) ein Spannungswandler (12) angeschlossen ist, der mit einer Gleichrichterbrücke (13) in Verbindung steht, welche über einen Widerstand (14) die eine Steuerwicklung (8) und über einen anderen Widerstand (15) sowie eine Kaltkathodenröhre (16) die zweite Steuerwicklung (8') des Transduktors (6) speist und dass eine Kapazität (17) zwischen der Röhrenkathode und dem Starter liegt,

   der über einen Hochohmwiderstand (18) mit zwei RC-Gliedern (21, 22; 23, 24) verbunden ist, wobei das eine RC-Glied (23, 24) eine von der Generatorspannung abhängige und das andere RC-Glied (21, 22) eine von der ersten zeitlichen Ableitung der Erregerspannung (U,) abhängige Grösse in den Steuerkreis der Kaltkathodenröhre einführt. 2.

   Einrichtung nach Patentanspruch und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerspannung (Us) der Kaltkathodenröhre (16) eine Spannungskomponente (U) enthält, die an einem Spannungsteiler (19, 20) abfällt, der an der Erregerspannung (UP) liegt.