CH413985A - Einrichtung zum Entregen und Gegenerregen von stromrichtergespeisten Feldwicklungen einer Maschine, insbesondere eines Generators - Google Patents

Description

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    Einrichtung   zum Erstregen    und   Gegenerregers von    stromrichtergespeisten      Feldwicklungen   einer Maschine, insbesondere eines Generators    FürdietFeldleistungvon      Generatoren      grössererLei      stung   führt sich in zunehmendem Masse der    gesteuerte   Stromrichter als robustes und praktisch    trägheitslos   arbeitendes Stellglied ein.

   Seine Verwendung eröffnet zudem    noch   die Möglichkeit, beim Erstregen der Feldwicklungen die in diesen    gespeicherte   magnetische Energie an das    Versorgungsnetz      zurückzuliefern,   indem der Stromrichter vom Gleichrichter- in den    Wechselrichterbetrieb   umgesteuert wird. 



  In vielen Fällen tritt die Forderung auf, die Feldwicklung auch mit negativem    Erregerstrom,   sogenanntem Gegenstrom, zu    beaufschlagen,   um die Ströme in den    Dämpferkreisen   zu kompensieren und vor allem auch, um die Beseitigung der    Remanenz   zu gewährleisten. Da ein Stromrichter wohl seine Spannung, nicht aber seinen Strom    umkehren   kann, ist es für diesen Betriebsfall üblich und bekannt,    zum   Zeitpunkt des Nulldurchganges des Erregerstromes, den    Stromfluss   im    Polradkreis   mittels eines Polwendeschalters umzukehren und den Stromrichter sodann zur Lieferung des Gegenstromes im Gleichrichterbetrieb auszusteuern. 



  Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, dass während einer Umschaltung des    Polwendeschalters   der    Polradkreis   kurzzeitig geöffnet ist, und dass    damit   die Gefahr besteht, dass z. B. bei zu früher Umschaltung infolge fehlerhafter Erfassung des Nulldurchganges des Erregerstromes    überspannungen   wegen der grossen    Induktivität   der Erregerwicklung entstehen, die zu Überschlägen bzw. Durchschlägen führen können. Der gleiche Effekt würde sich ergeben können, wenn bei fliessendem    Erregerstrom   der    Polwendeschalter   betätigt wird und der Stromrichter dabei noch im    Wechselrichterbetrieb   ausgesteuert ist. 



  Die Erfindung bezieht sich auf eine einfache und ständig betriebssichere Anordnung zum Erstregen und Gegenerregers von    stromrichtergespeisten   Feldwicklungen einer Maschine, insbesondere eines    Gene-      rators.   Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass die Feldwicklung im Mittelzweig einer aus vier jeweils paarweise    betätigbaren   Schaltern    gebildeteten,   von der    Stromrichterspannung   gespeisten    Brückenschaltung   liegt, und dass mindestens einem der beiden zum Erregen zu schliessenden Schalter, welche in gegenüberliegenden    Brückenzweigen   angeordnet sind, ein    Ent-      regungswiderstand      parallel   geschaltet ist. 



  Der Vorteil der    erfindungsgemässen   Anordnung besteht darin, dass weitgehend unabhängig von dem Nulldurchgang des Erregerstromes von dem zum Erstregen erforderlichen    Wechselrichterbetrieb   der die Feldwicklung    beaufschlagenden   Stromrichter auf den zum Gegenerregers erforderlichen    Gleichrichterbe-      trieb   umgeschaltet werden kann. Zu keinem Zeitpunkt wird der    Polradkreis   auch nur kurzzeitig geöffnet bzw. gesperrt, unabhängig davon, ob die Steuereinrichtung    für   die Stromrichter fehlerfrei arbeitet oder nicht. Auch bei Ausfall derselben lässt sich eine Generatorfeldwicklung mit der erfindungsgemässen Anordnung betriebssicher erstregen. 



  Die    Erfindnung      lässt   sich auch dort anwenden, wo nur mit    ungesteuerten   Ventilen gearbeitet wird. Vorteilhaft wird hier in Reihe mit der aus    unge-      steuerten   Ventilen bestehenden    Speisespannungsquelle   ein von einem Schalter    überbrückbarer   Schutzwiderstand angeordnet. Es ist zweckmässig, diesem Schutzwiderstand den dreifachen Wert des    Ohmschen   Widerstandes der    Feldwicklung   zu geben.

   Ein Öffnen des dem    Schutzwiderstand   parallel liegenden Schalter während der Umschaltzeit der in der Brückenanordnung liegenden Schalter verhindert einen Kurzschluss der    Speisespannungsquelle.   

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    Im   folgenden sei die Erfindung anhand eines    Ausführungsbeispieles   näher erläutert. 



  In der Figur ist eine    bekannte   halbgesteuerte Brückenschaltung dargestellt, bestehend aus den    unge-      steuerten   Ventilen 1 und den    gesteuerten   Ventilen 2, welche vom sekundärseitig angezapften Stromrichtertransformator 3 gespeist sind. Mit 4 ist ein Steuersatz und mit 5 ein    Spannungsregler   bezeichnet. Diesem wird ein Sollwert U und ein von den Ausgangsklemmen S und T eines Synchrongenerators 6 abgeleiteter    Spannungsistwert   U zugeführt.

   Am Steuersatz 4 kann eine    Eingriffsmöglichkeit   in Form eines    Befehlgebers   13 vorgesehen werden, um eine Umsteuerung in den    Wech.selrichterbetrieb   und    .anschliessend      darauf   wieder in den    Gleichrichterbetrieb   auszulösen. 



     Zwischen   den    Ausgangsklemmen   7 und 8 der steuerbaren    Gleichspannungsquelle      fliesst   der Strom    is   über die erfindungsgemässe Anordnung, wobei im    Gleichrichterbetrieb   die Spannung    Us   die in der Figur angegebene Richtung aufweist. Im    Mittelzweig   der von den Schalterpaaren    S1   und S2 gebildeten Brückenschaltung liegt die Feldwicklung 9 des    Dreh-      stromgenerators   6. Sowohl die Schaltkontakte    S1   als auch die Schaltkontakte    S2   werden miteinander betätigt, so dass sich je nach der Stellung derselben ein Feldstrom in der einen oder der anderen Richtung durch die Erregerwicklung ergibt.

   Die    in   der Figur dargestellte Stellung der Schaltkontakte gilt für das Erregen der Feldwicklung. Ein    Entregungsvorgang      mit      anschliessender   Gegenerregung läuft ausgehend von dem dargestellten Zustand folgendermassen ab:

   Die    Stromrichtergefässe   1 und 2 werden durch Betätigung des auf den Steuersatz 4 wirkenden Befehlsgeber 13 in den    Wechselrichterbetrieb      gesteuert.   An den    Klemmen   7 und 8 kehrt sich daher die Spannung bei beibehaltener    Richtung   des Stromes    ie   um und    wirkt   als    stromvermindemde      Gegenspannung.   In der Nähe des Nulldurchganges des Erregerstromes    i"      erfolgt      zweckmässigerweise   ein    Schliessen   der Schalter    S1   und ein sich    daran      anschliessendes      Öffnen   der Schalter    S2.   

  Hervorzuheben ist hier, dass die Herbeiführung dieses Schaltzustandes unkritisch gegenüber dem Nulldurchgang des Erregerstromes    i,   ist, da für    ihn,   unabhängig von den Stellungen der Schalter    S1   und    S2   stets ein geschlossener    Stromkreis   vorhanden ist.    In   diesem Schaltzustand tritt eine    Widerstandsent-      regung   über die jetzt nicht mehr    überbrückten      Ent-      regungswiderstände   10 auf, welche jetzt über die geschlossenen Schalter    S1   der    Induktorwicklung   9 parallel angeordnet sind.

      Vorteilhaft   ist es, wenn der Widerstandswert des der    Induktorwicklung   9 parallel liegenden Gesamtwiderstandes so bemessen wird, dass er nicht mehr    als   den dreifachen Wert ihres    Ohmschen   Widerstandes ausmacht. Nach dem Öffnen des Schalters    S2   werden die Stromrichter wieder in den    Gleichrichterbetrieb   ausgesteuert, was ohne Rücksicht auf die Vorgänge im Kreis des    Erregerstromes   erfolgen kann,- wie ja überhaupt eine sichere    Entre-      gang   auch bei Ausfall der Stromrichter durch die    Entregungswiderstände      gewährleistet   ist.

   An den Klemmen 7 und 8 erscheint daher wieder eine Spannung in der eingezeichneten    Richtung,   welche den Gegenstrom    ig.   durch die Erregerwicklung 9 zu treiben versucht und einen etwa noch vorhandenen Erregerstrom    i.   beschleunigt abbaut. 



  In Abwandlung der bisher erläuterten Anordnung lassen sich die Massnahmen der    Erfindnug   auch mit Vorteil bei einer Schaltung mit    ungesteuerten   Stromrichtern verwenden. Wenn die Klemmen 7 und 8 die Ausgangsklemmen einer    Gleichrichterschaltung   aus durchweg    ungesteuerten   Ventilen sind, beispielsweise in Mittelpunkt oder    Brückenschaltung,   so besteht die Abwandlung darin, dass die zwischen den Klemmen 8 und 11 liegende Brücke    entfernt   und stattdessen dazwischen der von einem Schalter S3 überbrückte Widerstand 12 geschaltet wird.

   Dieser so zwischen die    Speisespannungsquelle      und   der aus den Schaltern    S1   und    S2   bestehenden Brückenschaltung angeordnete Reihenwiderstand 12 hat die Aufgabe, einen Kurzschluss der    Speisespannungsquelle   während des gleichzeitigen Schliessens der Schalter    S1   und    S2   zu verhindern. 



  Die    Entregung      erfolgt   nun, ausgehend vom Zustand voller Erregung in der Weise, dass zunächst der Schalter    S3   geöffnet und dann der Schalter    S1   geschlossen wird. Im Anschluss daran wird der Schalter    S2   geöffnet und bewirkt ein Umpolen des    Erregerstromes,   so dass sich in    kurzer   Zeit ein negativer Erregerstrom    i,.   einstellt. Nach dem    Öffnen   des Schalters    S2   kann der Schalter    S3   geschlossen werden, so dass sich das    Anwachsen   des    Gegenerregerstromes   noch beschleunigt. 



  Die Erfindung bringt eine sehr einfache und betriebssichere Anordnung für das Erregen von Feldwicklungen in Vorschlag, welche komplizierte    Steuer-      und   Überwachungseinrichtungen entbehrlich macht und unabhängig von einem Defekt der    Stromrichter   eine    Entregung   sicherstellt. Sie ist selbstverständlicherweise in ihrer Anwendung nicht auf    Generatorfeld-      wicklungen   beschränkt, sondern kann auch z. B. bei    Gleichstrommotorenantrieben   mit Feldumkehr Bedeutung haben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Anordnung zum Entregen und Gegenerregen von stromrichtergespeisten Feldwicklungen einer Maschine, insbesondere eines Generators, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldwicklung im Mittelzweig einer aus vier jeweils paarweise betätigbaren Schaltern gebildeten, von der Stromrichterspannung gespeisten Brückenschaltung liegt, und dass mindestens einem der beiden zum Erregen zu schliessenden Schalter, welche in gegenüberliegenden Brückenzweigen angeordnet sind, ein Entregungswiderstand parallel geschaltet ist. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Speisung der Feldwicklung eine halbgesteuerte Brückenschaltung verwendet ist, <Desc/Clms Page number 3> deren steuerbare Stromrichter zum Entregen im Wechselrichterbetrieb arbeiten. 2. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldwicklung von einer Mittelpunkt- oder Brückenschaltung aus durchwegs unge- steuerten Ventilen über einen von einem weiteren Schalter überbrückbaren Schutzwiderstand gespeist ist. 3. Anordnung nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schutzwiderstand den dreifachen Wert des Ohmschen Widerstandes der Feldwicklung aufweist. 4.

   Anordnung nach Unteranspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der bei Widerstandsent- regung der Feldwicklung parallel liegende Widerstandswerte das dreifache des Ohmschen Widerstandes der Feldwicklung beträgt. 5. Anordnung nach Unteransprüchen 1 bis 4, für einen Generator, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stromrichtertransformator vorgesehen ist, der von der Klemmenspannung des Generators gespeist ist.