CH407293A - Anordnung zur frequenzabhängigen Erregung eines selbsterregten Generators - Google Patents

Description

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    Anordnung   zur    frequenzabhängigen      Erregung      eines   selbsterregten Generators Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung zur    frequenzabhängigen   Erregung eines selbsterregten Generators, wobei ein Erregertransformator, eine zugehörige Drosselspule und ein zwischen diese und den Erregertransformator geschalteter    Transduktor      Ver   Wendung finden, dessen Steuerwicklungen unter dem    Einfluss   eines Reglers stehen. 



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde,    bei   einer Schaltung der vorgenannten Art eine Begrenzung der    Generatorspannung   im Falle des    Überschreitens   der Nenndrehzahl durchzuführen, um in den angeschlossenen Apparaten und Maschinen gefährliche Überspannungen bzw. unzulässig hohe    Drehzahlen   zu vermeiden.

   Dies lässt sich    erfindungsgemäss   dadurch erreichen, dass am    Wechselstromeingang   mindestens einer der    Gleichrichteranordnungen,   die zur    Speisung   der    Transduktorsteuerwicklungen   dienen, ein Schaltelement liegt, dessen    Frequenzabhängigkeit   verschieden ist von derjenigen, welche die    Schaltelemente   an den    Wechselstromeingängen   der anderen    Gleichrichteran-      ordnungen   aufweisen. 



  In der Zeichnung sind    Ausführungsbeispiele   des Erfindungsgegenstandes vereinfacht wiedergegeben.    Fig.   1    zeiget   ein    Schaltschema.   



     Fig.   2 stellt    Reglerkennlinien   dar. 



     Fig.   3    entspricht   einer    Transduktorcharakteristik.      In      Fig.   1 ,ist mit 1 ein Drehstromgenerator, mit 2 dessen    Erregerwicklung   und mit 3 die zugehörige    Gleichrichterbrücke   bezeichnet. 4 stellt einen Erregertransformator dar. Dieser weist je Phase eine erste Primärwicklung 4a auf, welche den Ankerstrom des Generators 1 führt, sowie eine zweite Primärwicklung 4b, die über    eineDrossel   5 an    dieAnkerverspannungdes   Generators angeschlossen ist. Die    Sekundärwicklung   4c des Erregertransformators steht mit der    Gleichrichter-      anordnung   3 in Verbindung.

   Zwischen der Drossel- spule 5 und der    zweiten      Primärwicklung   4b des Erregertransformators 4 liegt ein    Transduktor   6. Die Lastwicklungen 6a dieses    Transduktors   sind über Sättigungsgleichrichter 6b in Dreieck    geschaltet.   7 ist eine erste, 8    eine   zweite Steuerwicklung des    Transduktors.   Beide Steuerwicklungen werden von einem Regler 9 gespeist. Dieser    enthält   eine erste    Gleichrichteranord-      nung   10, welche über eine nichtlineare    Impedanz   11, beispielsweise eine    sättigbare   Drossel, an die    Klemmen   S und T des    Generators   1 angeschlossen :ist.

   Zur Brücke 10 liegt bezüglich der Steuerwicklung 7 eine zweite    Gleiehrichteranordnung   12    parallel.      Ihr   Wechselstromeingang führt über einen ersten Kondensator 13 sowie einen    Transformator   14 wiederum zu den    Generator-      klemmen   S und T. Schliesslich ist    eine   dritte Gleichrichteranordnung 15 vorgesehen, welche zur Speisung der    Transduktorsteuerwicklung   8 dient und deren    Wechselstromeingang   mit einer    linearen      Impedanz   16, beispielsweise einer    nichtsättigbaren   Drossel oder einem    ohmschen   Widerstand in Verbindung steht.

   Zur Impedanz 16 kann ein zweiter Kondensator 17 parallelgeschaltet sein. 



  Die Wirkungsweise der Anordnung    gemäss      Fig.   1 ist folgende: Der    Erregerstrom   einer Synchronmaschine setzt sich bekanntlich aus dem    Leerlauferregerstrom   und dem    Ankerrückwirkungsstrom   zusammen. Die Wicklung 4b des Erregertransformators 4 bildet den Leerlauferregerstrom nach. Dieser ist    näherungswei.se   der Spannung proportional und ihr gegenüber um 90  phasenverschoben. Die Phasendrehung    geschieht   mit Hilfe der Drosselspule 5. Den    Ankerrückwirkungs-      strom   erfasst die Primärwicklung 4a.

   Die Sekundärwicklung 4c führt dann die geometrische Summe aus    Leerlauferregerstrom   und    Ankerrückwirkungsstrom,   d. h. den tatsächlich erforderlichen Gesamterreger- 

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    strom,   welcher über die    Gleichrichterbrücke   3 der    Erregerwicklung   2 des Drehstromgenerators 1 zufliesst. Die Drossel 5 wird derart dimensioniert, dass sie einen grösseren Strom führt als für die    Leerlauferregung   notwendig ist. Ein Teil des Stromes wird in den Transduktar 6 abgezweigt, der wiederum unter dem    Einfluss   des Reglers 9 steht.    Fig.   2 zeigt Kennlinien dieses Reglers.

   Auf der Abszisse sind die Ströme    Jlo   und    J15   der ersten    Gleichrichteranordnung   10 und der dritten    Gleichrichteranordnung   15 aufgetragen, auf der Ordinate die Spannung U des Generators 1.    Infolge   der nichtlinearen Impedanz 11 besteht zwischen U und    Jlo   eine gekrümmte Charakteristik,    während      U=f      (J15)   eine Gerade darstellt. Dem Schnittpunkt beider Funktionen entspricht die Nennspannung    U..      Fig.   3 lässt die Verhältnisse bei Änderung der Spannung erkennen.

   Auf der Abszisse sind dort wieder die Ströme    Jlo      und   J15, bzw. deren    Durchflutungen   und auf der Ordinate ist der Strom    J,   des    Transduktors   6 aufgetragen. Überschreitet nun bei konstanter    Frequenz   die Maschinenspannung den Nennwert, so wird    Jlo   wesentlich stärker vergrössert als    J15      (Fig.   2). Dies bedeutet aber nach    Fig.   3 einen Anstieg von JE.    Folglich   fliesst der    Gleich-      richterbrücke   3 ein kleinerer Strom zu, so dass die    Erregung   und damit die Spannung des Generators 1 sinkt.

   Fällt die    Maschinenspannung   unter ihren Nennwert, so wird in den    Transduktor   6 ein kleinerer Strom abgezweigt, und der Erregerstrom des Generators 1 nimmt zu. 



  Bisher sind die Betrachtungen unter der Annahme einer konstanten Maschinendrehzahl und unter Vernachlässigung der    Gleichrichteranordnung   12 durchgeführt worden. Diese liefert einen Strom    J12,   der sich bezüglich der Wicklung 7 zum Strom    Jlo   addiert. Die Grösse von    J1=   ist    frequenzabhängig.   Das gilt natürlich auch für J;    =J1>-;--      J12.   Mit steigender Frequenz fällt der Widerstand des Kondensators 13,    J,   nimmt also bei gleichen Spannungswerten zu, wodurch die Funktion    U=f(J7)   gegenüber der Lage    in      Fig.   2 nach rechts verschoben wird und die Spannung fällt.

   Die    Vergrösse-      rung   von J; gelingt durch entsprechende Auslegung der    Induktivität   11, deren Widerstand mit der Frequenz wächst, so dass    Jlo   abnimmt. Falls zwischen J; und    J15   kein Schnittpunkt zustande kommt (gestrichelte Linie von    Fig.   2), tritt eine.    Entregung   des Generators 1 ein. Die Wirkung des Kondensators 13 kann man noch mit Hilfe einer hierzu in Reihe geschalteten, in    Fig.   1 nicht besonders    dargestellten      Induktivität   erhöhen. Im Resonanzgebiet steigt    dann      J7   sehr rasch an. 



  Schaltet man zur linearen Drossel 16 einen Kondensator 17 parallel, so lässt    sich      ein   Effekt erzielen, der hinsichtlich der    frequenzabhängigen   Erregung des Generators 1 denjenigen der Elemente 12, 13, 14 ana- log ist. Kommt nämlich der Kreis 16, 17 mit steigender Frequenz in Resonanz, so wird die Gerade J15 nach links abgedreht, bis    schliesslich      Entregung   eintritt.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung zur frequenzabhängigen Erregung eines selbsterregten Generators, wobei ein Erregertransformator, eine zugehörige Drosselspule und ein zwischen diese und den Erregertransformator geschalteter Transduktor Verwendung finden, dessen Steuerwicklungen unter dem Einfluss eines Reglers stehen, dadurch gekennzeichnet, dass am Wechselstromeingang mindestens einer der Gleichrichteranordnungen, die zur Speisung der Transduktorsteuerwicklungen dienen, ein Schaltelement liegt, dessen Frequenzabhängigkeit verschieden .ist von derjenigen, welche die Schaltelemente an den Wechselstromeingängen der anderen Gleichrichteranordnungen aufweisen.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Steuerwicklung (7) des Transduktors (6) mit einer ersten Gleichrichteranord- nung (10) verbunden ist, die über eine nichtlineare Impedanz (11) an die Klemmen (S, T) des Generators (1) angeschlossen ist, und parallel zur ersten Gleichrichteranordnung (10) eine zweite Gleichrichteranordnung (12) liegt, deren Wechselstromeingang über einen ersten Kondensator (13) sowie einen Transformator (14) zu den Klemmen (S,T) des Generators (1) führt, während eine zweite Steuerwicklung (8) des Transduktors (6) mit einer dritten Gleichrichteranordnung (15) in Verbindung steht,

   deren Wechselstromeingang über eine lineare Impedanz (16) an den Klemmen (S, T) des Generators (1) liegt. 2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Steuerwicklung (7) des Transduktors (6) mit einer ersten Gleichrichteranord- nung (10) verbunden ist, die über eine nichtlineare Impedanz (11) zu den Klemmen (S, T) des Generators (1) führt, während eine zweite Steuerwicklung (8) des Transduktors mit einer dritten Gleichrichteranordnung (15) in Verbindung steht, deren Wechselstromeingang über eine lineare Impedanz (15), zu welcher ein zweiter Kondensator (17) parallelgeschaltet ist, an den Klemmen (S, T) des Generators (1) liegt. 3.

   Anordnung nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zu der linearen Impedanz (16), welche am Wechselstromeingang der dritten Gleichrichteranordnung (15) liegt, ein zweiter Kondensator (17) parallel geschaltet ist.