DE1035260B

DE1035260B - Arrangement for keeping the frequency of a mechanical inverter constant

Info

Publication number: DE1035260B
Application number: DEL26767A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Karl Brehm
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1957-02-04
Filing date: 1957-02-04
Publication date: 1958-07-31

Description

Es sind mechanische Wechselrichter bekanntgeworden, vorzugsweise solche mit rotierendem Quecksilberstrahl, die durch einen Gleichstromnebenschlußmotor angetrieben werden. Wird dieser an die Speisebatterie angeschlossen, so sinkt die Drehzahl und damit die vom Wechselrichter erzeugte Frequenz mit der Batterientladung ab. Dieser Rückgang der Frequenz ist sowohl für den Wechselrichter als auch für die angeschlossenen Verbraucher nachteilig. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wurde bereits vorgeschlagen, den Antriebsmotor über Gleichrichter von der vom Wechselrichter erzeugten Wechselspannung zu betreiben, vorausgesetzt, daß der Wechselrichter eine Einrichtung zur Konstanthaltung der Ausgangswechselspannung besitzt.Mechanical inverters have become known, preferably those with a rotating mercury beam, driven by a DC shunt motor. If this is connected to the feed battery connected, the speed decreases and with it the frequency generated by the inverter the battery discharge. This drop in frequency is both for the inverter and for the connected consumers disadvantageous. In order to avoid this disadvantage, it has already been suggested the drive motor via rectifier from the AC voltage generated by the inverter operate, provided that the inverter has a device for keeping the output AC voltage constant owns.

In Fällen, wo der Wechselrichter keine Einrichtung besitzt, um die Verbraucherspannung konstant zu halten, wird nach der Erfindung nur für denAntriebsmotor ein Spannungskonstanthalter vorgesehen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Konstanthaltung der Frequenz einer von einem mechanischen Wechselrichter, vorzugsweise mit rotierendem Quecksilberstrahl, erzeugten Wechselspannung mit dem Kennzeichen, daß der Wechselrichterantriebsmotor aus der Wechselrichterausgangsspannung über einen magnetischen Spannungskonstanthalter mit Frequenzausgleich und einen nachgeschalteten Gleichrichter gespeist wird, wobei der Spannungskonstanthalter so ausgelegt und abgeglichen ist, daß bei steigender Drehzahl des Antriebsmotors die Ausgangsspannung des Spannungskonstanthalters absinkt.In cases where the inverter has no device to keep the load voltage constant hold, a voltage stabilizer is provided according to the invention only for the drive motor. the The invention relates to an arrangement for keeping the frequency of a mechanical one constant Inverter, preferably with rotating mercury beam, generated alternating voltage with the indicator that the inverter drive motor from the inverter output voltage over a magnetic voltage stabilizer with frequency compensation and a downstream rectifier is fed, the voltage stabilizer is designed and balanced so that at As the speed of the drive motor increases, the output voltage of the voltage stabilizer drops.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Fig. 2 und 3 zeigen die Kennlinien der Einrichtung. Der Wechselrichter 1 wird von dem Nebenschlußmotor 6 angetrieben und speist über den Transformator 2 mit Kommutierungskondensator 3 den Verbraucher 5. An die Klemmen der Ausgangsspannung U, V ist der magnetische Spannungskonstanthalter 11 angeschlossen, dessen konstante Wechselspannung U_k über den Gleichrichter 10 dem Antriebsmotor 6 mit seiner Feldwicklung 7 zugeführt wird.An embodiment of the invention is shown in FIG. Figs. 2 and 3 show the characteristics of the device. The inverter 1 is driven by the shunt motor 6 and fed via the transformer 2 with commutating capacitor 3 to the load 5. At the terminals of the output voltage U, V of constant voltage is connected 11 whose constant AC voltage U _k via the rectifier 10 to the drive motor 6 with its field winding 7 is supplied.

Der Wechselrichterantriebsmotor wird nach dem Einlegen des Schalters 12 in bekannter Weise von der Batterie 4 über das Sperrventil 9, das eine Rückspeisung des Spannungskonstanthalters 11 auf die Batterie 4 verhindert, gespeist. Der Vorschaltwiderstand 8 dient zum Einstellen der Drehzahl.The inverter drive motor is after inserting the switch 12 in a known manner of the Battery 4 via the shut-off valve 9, which feeds the voltage stabilizer 11 back to the Battery 4 prevents being fed. The series resistor 8 is used to set the speed.

Magnetische Spannungskonstanthalter, die auf dem Prinzip der Reihenschaltung von gesättigter und ungesättigter Drossel beruhen, sind frequenzabhängig in einer Weise, daß mit steigender Frequenz der Einrrangsspannung die Ausgangsspannung zunimmt. Da r.ber bei dem in Fig. 1 dargestellten WechselrichterMagnetic voltage stabilizers based on the principle of series connection of saturated and unsaturated Choke based, are frequency dependent in such a way that with increasing frequency of the entry voltage the output voltage increases. About the inverter shown in Fig. 1

Anordnungarrangement

zur Konstanthaltung der Frequenz
eines mechanischen Wechselrichtersto keep the frequency constant
a mechanical inverter

Anmelder:Applicant:

LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22LICENTIA Patent-Verwaltungs-G. m. b. H., Hamburg 36, Hohe Bleichen 22

Dipl.-Ing. Karl Brehm, Darmstadt,
ist als Erfinder genannt wordenDipl.-Ing. Karl Brehm, Darmstadt,
has been named as the inventor

die gleichgerichtete Ausgangsspannung U_k des Spannungskonstanthalters als Speisespannung des Nebenschlußmotors dient, würde dessen Drehzahl sich vergrößern und damit die Wechselrichterfrequenz abermais steigen. Die Frequenz des Wechselrichters würde also nicht konstant bleiben, sondern entsprechend einer eingeprägten Störung weglaufen. Um ein solches Weglaufen der Frequenz oder Pendelungen zu vermeiden, sind deshalb stabilisierende Maßnahmen erforderlich. Es ist bekannt, bei magnetischen Span^ nungskonstanthaltern, die eine Reihenschaltung von gesättigter und ungesättigter Drossel verwenden, durch einen Resonanzkreis, der dem Spannungskonstanthalter nachgeschaltet wird, einen Frequenzausgleich herbeizuführen. Hierdurch wird angestrebt, die Ausgangsspannung der Konstanthalteeinrichtung innerhalb gewisser Grenzen unabhängig von der Eingangsfrequenz zu halten.the rectified output voltage U _{k of} the voltage stabilizer is used as the supply voltage of the shunt motor, its speed would increase and thus the inverter frequency would rise again. The frequency of the inverter would not remain constant, but would run away in accordance with an applied disturbance. Stabilizing measures are therefore necessary in order to prevent the frequency from running away or oscillations. It is known, in magnetic voltage stabilizers that use a series connection of saturated and unsaturated chokes, to bring about frequency compensation by means of a resonance circuit which is connected downstream of the voltage stabilizer. The aim here is to keep the output voltage of the constant holding device within certain limits independent of the input frequency.

In Abwandlung dieser an sich bekannten Einrichtungen von magnetischen Spannungskonstanthaltern mit Frequenzausgleich wird bei der vorliegenden Erfindung der Arbeitspunkt des Resonanzkreises durch entsprechende Bemessung der Reaktanzen so gewählt, daß mit steigender Frequenz f_mot der Eingangsspannung die Amplitude der Ausgangsspannung U_k des Spannungskonstanthalters 11 abnimmt (Fig. 3). Der Idealfall ist erreicht, wenn die Änderungstendenzen von Frequenz und Ausgangsspannung (Fig. 3) für Spannungskonstanthalter sowie Drehzahl und Motorspannung für Antriebsmotor einander gleich und entgegengesetzt sind. Dann können als Folge von eingeprägten Störungen keine Pendelungen oder ein Weglaufen der Frequenz des Wechselrichters eintreten. Dies gilt sowohl für langsame Drehzahl-In a modification of these known devices of magnetic voltage stabilizers with frequency compensation, the operating point of the resonance circuit is selected in the present invention by appropriate dimensioning of the reactances so that the amplitude of the output voltage U _{k of} the voltage stabilizer 11 decreases with increasing frequency f _{mot of the input voltage (Fig.} 3). The ideal case is achieved when the tendency to change frequency and output voltage (Fig. 3) for voltage stabilizers and speed and motor voltage for drive motor are equal and opposite to each other. Then, as a result of applied disturbances, no oscillations or the frequency of the inverter can run away. This applies to both slow speed

&09 579/219& 09 579/219

änderungen des Nebenschlußmotors infolge Erwärmung der Feldwicklung während des Betriebes als auch für stoßartige Drehzahländerungen, z. B. durch den Einfluß sich plötzlich ändernden Bürstendruckes des Antriebsmotors. Jede Drehzahlabweichung löst über den Spannungskonstanthalter eine entgegengesetzt wirkende Spannungsänderung aus.Changes in the shunt motor as a result of heating of the field winding during operation as also for sudden changes in speed, e.g. B. by the influence of suddenly changing brush pressure of the drive motor. Each speed deviation triggers an opposite via the voltage stabilizer acting voltage change.

Die Konstanthalteeinrichtung nach der Erfindung richtet die vom Wechselrichter erzeugte Wechselspannung gleich und führt sie als Speisespannung dem Antriebsmotor zu. Die angestrebte Wirkung wird erreicht unabhängig davon, ob hierzu die Grundwelle der erzeugten Wechselrichterspannung oder einzelne Oberwellen oder Kombinationen hiervon benutzt werden. Um zu kleinen Baueinheiten zu gelangen, kann es vorteilhaft sein, von der erzeugten rechteckigen Wechselrichterausgangsspannung die dritte Harmonische auszusieben und dem Spannungskonstanthalter zuzuführen.The constant holding device according to the invention directs the alternating voltage generated by the inverter the same and feeds it as a supply voltage to the drive motor. The desired effect is achieved regardless of whether this is the fundamental wave of the generated inverter voltage or individual Harmonics or combinations thereof can be used. To get to small units, can it can be advantageous to use the third harmonic of the generated rectangular inverter output voltage sieved out and fed to the voltage stabilizer.

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for keeping constant the frequency of one of. a mechanical inverter, preferably with rotating mercury beam, alternating voltage generated thereby characterized in that the inverter drive motor is derived from the inverter output voltage via a magnetic voltage stabilizer with frequency compensation and a downstream Rectifier is fed, whereby the voltage stabilizer is designed and balanced in such a way that that with increasing speed of the drive motor the output voltage of the voltage stabilizer sinks.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that from the rectangular inverter output voltage the third harmonic is filtered out and fed to the voltage stabilizer.

1 sheet of drawings