DE1046173B - Anordnung zur Stabilisierung von kompounderregten Synchronmaschinen - Google Patents

Anordnung zur Stabilisierung von kompounderregten Synchronmaschinen

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DE1046173B
DE1046173B DEL17785A DEL0017785A DE1046173B DE 1046173 B DE1046173 B DE 1046173B DE L17785 A DEL17785 A DE L17785A DE L0017785 A DEL0017785 A DE L0017785A DE 1046173 B DE1046173 B DE 1046173B
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DE
Germany
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voltage
current
machine
winding
choke
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Pending
Application number
DEL17785A
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English (en)
Inventor
Dr-Ing Werner Kraemer
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/32Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using magnetic devices with controllable degree of saturation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Anordnung zur Stabilisierung von kompounderregten Synchronmaschinen Bei Synchronmaschinen ist es bekannt, die Erregerwicklung der Maschine über eine -Gleichrichteranordnung und eine vorgeschaltete Drossel vors der Maschinenwechselspannung zu speisen. Die Drossel ist so bemessen, daß bei Leerlauf der Maschine der Erregerstrom gleich dem Leerlauferregerstrom ist. Um die Spannung der Maschine hei verschiedenen Belastungen zu stabilisieren, wird ein dem Maschinenstrom proportionaler Strom dem-die Erregergleichrichteranordnung speisenden spannungsabhängigen Strom überlagert. Bei richtiger Bemessung dieser sogenannten Kompoundierungskompönente ergibt sich..ein Erregergleichstrom, der bei -verschiedenen Belastungsfällen die Maschinenspannung annähernd konstant hält.
  • Bei einer konstanten Kompoundierungseinrichtung einfacher Ausführung ist die an der Maschinenwechselspannung liegende Vorschaltdrossel mit einer zusätzlichen Wicklung versehen, die direkt vom Belastungsstrom' der Maschine durchflossen wird. - Bei anderen bekannten . Kompoundierungseinrichtungen verwendet man Mischtransformatoren, auf die im folgenden noch näher eingegangen wird.
  • Diese Art der Stabilisierung der Generatorspannung, die bei direkter und indirekter- Erregung einer Synchronmaschine mit Walzeninduktor eine gute Spannungskonstanz ergibt, liefert unter Umständen weniger befriedigende Resultate bei Maschinen- mit ausgeprägten Polen, da die verschiedenen Leitwerte der Längs- und Querfelder des Polrades zu Abweichungen- von der von der Erregerschaltung vorgeschriebenen und für Walzenläufer richtigen AW-Bilanz führen. Um diesen Nachteil auszuschalten, kann man die zur Spannungskonstanz erforderliche Korrektur der. Erreger-AW von einem zusätzlichen Regelorgan (Röhren- oder Magnetregler) vornehmen lassen. -Bei bekannten Anordnungen dieser Art besteht die Kompoundierungseinrichtung im- wesentlichen aus einem Stromtransformator mit zwei Drosseln. Die eine der beiden Primärwicklungen des Stromtransformators wird stets - gegebenenfalls über einen Zwischenwandler - von der dem Belastungsstrom proportionalen Stromkomponente gespeist; die andere Primärv-icklung ist über eine Vorschaltdrossel an die Netzspannung angeschlossen. Bei Leerlauf der Synchronmaschine wird über die letztgenannte Primärwicklung des Stromtransformators ein Strom induziert, der nach Gleichrichtung dem Leerlauferregerstrom entspricht. Bei Belastung der Synchronmaschine tritt auf der Sekundärseite des Stromtransformators zusätzlich die Kompoundierungsstromkomponente hinzu, die ausreicht, um nach der Gleichrichtung des Gesamtsekundärstromes den Erregerstrom auf den für eine Spannungsstabilisierung notwendigen Wert zu steuern. Der Regeleingriff zur Stabilisierung der Ma-# schinenspannung erfolgt bei den bekannten Anordnungen im allgemeinen durch Beeinflussung der Leerlauf-$tromkorüponente derKompoundierüngseinrichtung. Zu diesem zweck ist zusätzlich und in Reihe mit der Vor= schaltdrossel irr den einen Primärspeisekreis des Stromtransformators eine durch Gleichstrom vormagneti= sierbare Drossel eingeschaltet, öder die Vorschaltdrossel selbst ist als v ormagnetisierbare Drosselspule ausgebildet; bei einer Abweichung vom Sollwert der Maschinenspannung wird über einen Spannungsregler und gegebenenfalls einen Verstärker die Induktivität der Drossel durch Gleichstromvormagnetisierung geändert und dadurch der Erregerstrom auf den für eine Spannungskonstanthaltung notwendigen Wert korrigiert. Bei einer anderen bekannten Anordnung erfolgt die Beeinflussung der Leerlaufstromkomponente durch eine vormagnetisierbare Drosselspule, die der in Reihe mit der Vorschaltdrossel liegenden Primärwicklung des Stromtransformators parallel geschaltet ist und deren Induktivität ebenfalls durch Gleichstromvormagnetisierung in derselben Weise von einem Spannungsregler verändert wird.
  • Es ist auch eine Regelanordnung bekannt, bei der die zur Spannungskonstanthaltung erforderliche Korrektur des Erregerstromes nicht durch Beeinflussung der Leerlaufstromkomponente erfolgt, sondern durch Beeinflussung des Sekundärstromes des Stromtransformators. In diesem bekannten Fall ist eine vormagnetisierbare Drossel der Erregergleichrichteranordnung wechselstromseitig vor- oder parallel geschaltet; der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß dadurch eine wirksame Regelung des Erregerstromes bei Kurzschluß der Synchronmaschine möglich ist. Bei den oben beschriebenen bekannten Spannungsregelanordnungen für kompoundierte Synchronmaschinen ist der Aufwand sehr erheblich. Gegenstand- der Erfindung ist eine Anordnung zur Stabilisierung der Spannung von kompounderregten Synchronmaschinen, bei der der schaltungsmäßige Aufwand stark verringert ist. Bei dieser Anordnung wird in bekannter Weise die Erregerwicklung über eine Vorschaltdrossel und Gleichrichter von der Maschinenwechselspannung gespeist, während eine zweite Wicklung dieser Drossel vom Maschinenwechselstrom gespeist wird. Erfindungsgemäß erfolgt die zur Stabilisierung der Maschinenspannung erforderlicheKorrektur des Erregerstromes direkt durch Vormagnetisierung des Drosselkernes, der zu diesem Zweck mit einer zusätzlichen Vormagnetisierungswicklung ausgestattet ist.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
  • Die Erregerwicklung der Synchronmaschine ShT wird über die Wicklungen W1 der in jede Phase eingeschalteten Vorschaltdrosseln Dr oder über die Phasenwicklungen W1 einer dreiphasigen Drossel und über die Phasengleichrichter G von der auf den Sternpunkt bezogenen Maschinenspannung gespeist. Der Übersichtlichkeit wegen ist in der Zeichnung diese Schaltung in einpoliger Darstellung gezeigt. Die Kompoundierungswicklungen der Phasendrosseln bzw. der dreiphasigen Drossel sind mit W2 bezeichnet und werden jeweils vom Phasenstrom durchflossen. Die Vormagnetisierungswicklung W3 der Drosseln bzw. Drossel wird von einem Gleichstrom gespeist, der beim Ausführungsbeispiel gemäß der Zeichnung einem Spannungsregler R entnommen wird. An Stelle einer Korrektur des Erregerstromes durch einen Regelvorgang in Abhängigkeit von der Maschinenspannung kann zur Stabilisierung der Maschinenspannung auch eine Korrektur durch eine Steuerung in Abhängigkeit von der Spannung an der Drosselwicklung W1, vom Erregerstrom Je oder vom Belastungsstrom der Maschine vorgenommen werden. Man kann auch die Drossel bzw. Drosseln mit Luftspalt ausführen und ihre Induktivität zusätzlich durch Vormagnetisierung des Joches verändern.
  • Die geringe Leistung zur Vormagnetisierung der Drosseln entnimmt man zweckmäßig einer spannungsabhängigen Schaltung, die in bekannter Weise aus Widerständen mit nichtlinearer Kennlinie aufgebaut ist.
  • Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist so, daß bei einem Eingriff des Regel- oder Steuerorgans die Korrektur des Erregerstromes zwecks Stabilisierung der Maschinenspannung im wesentlichen nur durch Veränderung der Leerlauferregerstromkomponente erfolgt, was aus der folgenden Erläuterung ohne weiteres ersichtlich ist.
  • Im Leerlauffall der Synchronmaschine ist der den Erregergleichrichter G einer Phase speisende Wechselstrom i, gleich der Leerlauferregerstromkomponente io, die nach Gleichrichtung den zur Induzierung der Leerlaufspannung Uo notwendigen Erregergleichstrom I, = I, ergibt. Für den Drosselprimärkreis (Wicklung W1) gilt demnach folgende Vektorgleichung In dieser Gleichung ist k eine Konstante (reell), U, die Leerlauf-Maschinenspannung, bezogen auf den Sternpunkt, r der ohmsche Widerstand des Gleichrichters G und der Felderregerwicklung und Z1 der primäre Drosselscheinwiderstand mit seinem Realteil r1 (ohmscher Widerstand der Wicklung W1) und seinem Imaginärteil j X1 (X1 = induktiver Widerstand der Wicklung W1).
  • Da der ohmsche Widerstand bri der Wicklung l1'1 gegenüber ihrem induktiven Widerstand X1 sehr gering ist, kann er bei der weiteren Berechnung vernachlässigt werden, so daß folgende Vektorgleichung für das Spannungsgleichgewicht bei Leerlauf besteht: U0 = k (r+ j X i) i0 = k Z io, wo Z=r+jxi der Gesamtscheinwiderstand des Drosselprimärkreises ist.
  • Der an der Drosselwicklung W1 liegende Anteil der Gesamtspannung Uo entspricht betragsmäßig dem Imaginärteil kXiio dieser Gleichung. Bei Belastung der Synchronmaschine mit einem Maschinenstrom J tritt zu dieser Spannung die Kompoundierungsspannung k UK hinzu, die durch den in der Drosselwicklung W2 fließenden Belastungsstrom J in der Wicklung W1 induziert wird und die der Drosselspannung entgegengeschaltet ist.
  • Die allgemein gültige Vektorgleichung für den Belastungsfall lautet demnach U=k(Zie= UK).
  • Die Kompoundierungsspannung UK ist der durch den Belastungsstrom J an der Drosselwicklung hervorgerufene und auf die Drosselprimärseite umgerechnete Spannungsabfall.
  • Für den Spannungsabfall UK an der Drosselwicklung W2 ergibt sich folgende Vektorgleichung: UK = Z2 - J = (r2-1-1 X2) J.
  • In dieser Gleichung ist Z2 der Scheinwiderstand der Drosselwicklung W2, r2 ihr ohmscher und X2 ihr induktiver Widerstand. Für die Beträge der Spannungen UK und UK gilt (w1= Windungszahl der Wicklung W., w2= Windungszahl der Wicklung W2, i% = Übersetzungsverhältnis) .
  • Da der ohmsche Widerstand r2 der Wicklung W2 gegenüber ihrem induktiven Widerstand X2 sehr gering ist, gilt mit guter Näherung UK, [ = J ( + x2) x2 J so daß die auf die Drosselprimärseite umgerechnete Kompoundierungsspannung 1 UKJ = is X2 J ist. Die allgemeine Vektorgleichung für den Belastungsfall ergibt sich damit zu U=k(Zi,=jiiX2J). Für die Widerstandstransformation eines Wandlers gilt ganz allgemein Da im vorliegenden Fall der ohmsche Widerstand beider Drosselwicklungen gegenüber ihrem induktiven sehr gering ist, gilt also annähernd Setzt man den für X2 erhaltenen Wert in die allgemeine Vektorgleichung ein, so ergibt sich Durch Umformung erhält man die Vektorgleichung für den den Erregergleichrichter G speisenden Wechselstrom i. zu Aus dieser Gleichung ist zu ersehen, daß der Betrag des Faktors des Imaginärteiles, der gleich ist, bei einer Änderung der Drosselinduktivität X1 durch Gleichstromvormagnetisierung kaum verändert wird, weil bei der Aussteuerung r << X1 bleibt. Im wesentlichen wird bei einer Änderung von X1 nur der Betrag des Realteiles verändert, der die Leerlauferregerstromkomponente i. darstellt.
  • Bei der in der Zeichnung dargestellten Schaltungsanordnung stehen bei reiner Wirklast (cos g9=11) der Synchronmaschine die Vektoren der Leerlauf- und der Kompoundierungsstromkomponente senkrecht aufeinander, so daß die Wirksamkeit einer Änderung der Leerlauferregerstromkomponente ia durch die Gleichstromvormagnetisierung nicht sehr groß ist. Eine größere Wirksamkeit läßt sich erzielen, wenn man in bekannter Weise die Drossel in Zickzackschaltung aufbaut und den Strom zweier Phasen zyklisch vertauscht auf den Drosselkern einwirken läßt.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Stabilisierung der Spannung einer kompounderregten Synchronmaschine, die über Gleichrichter von der Maschinenwechselspannung erregt wird, wobei ihre Leerlauferregung durch die Induktivität einer vorgeschalteten Drossel begrenzt wird, die mit einer vom Maschinenstrom gespeisten Kompoundwicklung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Stabilisierung der Maschinenspannung erforderliche Korrektur des Erregerstromes direkt durch Vormagnetisierung des Drosselkernes erfolgt, der zu diesem Zweck mit einer zusätzlichen gleichstromgespeisten Vormagnetisierungswicklung ausgestattet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 678 248, 675 835, 730 717, 914152; USA.-Patentschrift Nr. 2 477 988.
DEL17785A 1954-01-25 1954-01-25 Anordnung zur Stabilisierung von kompounderregten Synchronmaschinen Pending DE1046173B (de)

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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE675835C (de) * 1936-09-19 1939-05-19 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Anordnung zur Spannungsregelung von Synchronmaschinen
DE678248C (de) * 1935-03-26 1939-07-12 Duesterloh Fabrik Fuer Bergwer Anordnung zur Erregung von Wechselstromgeneratoren durch einen mittels ruhender Gleichrichter in Gleichstrom umgeformten Teil des erzeugten Wechselstromes
DE730717C (de) * 1937-02-20 1943-01-16 Siemens Ag Anordnung zur Erregung von Synchronmaschinen mit Hilfe eines Gleichrichters
US2477988A (en) * 1946-08-27 1949-08-02 Asea Ab Voltage regulator for alternating current machines
DE914152C (de) * 1937-02-26 1954-06-28 Siemens Ag Anordnung zur Regelung von Wechselstromgeneratoren

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE678248C (de) * 1935-03-26 1939-07-12 Duesterloh Fabrik Fuer Bergwer Anordnung zur Erregung von Wechselstromgeneratoren durch einen mittels ruhender Gleichrichter in Gleichstrom umgeformten Teil des erzeugten Wechselstromes
DE675835C (de) * 1936-09-19 1939-05-19 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Anordnung zur Spannungsregelung von Synchronmaschinen
DE730717C (de) * 1937-02-20 1943-01-16 Siemens Ag Anordnung zur Erregung von Synchronmaschinen mit Hilfe eines Gleichrichters
DE914152C (de) * 1937-02-26 1954-06-28 Siemens Ag Anordnung zur Regelung von Wechselstromgeneratoren
US2477988A (en) * 1946-08-27 1949-08-02 Asea Ab Voltage regulator for alternating current machines

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