DE1083414B - Gleichstromgenerator fuer konstante Spannung bei stark schwankender Antriebsdrehzahl mit direkt gekuppelter Regelmaschine - Google Patents

Gleichstromgenerator fuer konstante Spannung bei stark schwankender Antriebsdrehzahl mit direkt gekuppelter Regelmaschine

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Publication number
DE1083414B
DE1083414B DEV12458A DEV0012458A DE1083414B DE 1083414 B DE1083414 B DE 1083414B DE V12458 A DEV12458 A DE V12458A DE V0012458 A DEV0012458 A DE V0012458A DE 1083414 B DE1083414 B DE 1083414B
Authority
DE
Germany
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generator
machine
voltage
magnetic
regulating
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Pending
Application number
DEV12458A
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English (en)
Inventor
Guenter Weida
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LEIPZIG GALVANOTECHNIK
Original Assignee
LEIPZIG GALVANOTECHNIK
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Publication date
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Publication of DE1083414B publication Critical patent/DE1083414B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/40DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the arrangement of the magnet circuits
    • H02K23/46DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by the arrangement of the magnet circuits having stationary shunts, i.e. magnetic cross flux

Landscapes

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

Description

  • Gleichstromgenerator für konstante Spannung bei stark schwankender Antriebsdrehzahl mit direkt gekuppelter Regelmaschine Die Erfindung betrifft einen Gleichstromgenerator mit direkt gekuppelter Erregermaschine, dessen Klemmenspannung trotz stark schwankender Antriebsdrehzahl innerhalb zulässiger Toleranzen der Nennspannung konstant gehalten wird.
  • Die bekannten Anordnungen zur Spannungskonstanthaltung bei Generatoren haben den Nachteil, daß zusätzlich mechanische Bauelemente oder Geräte erforderlich sind, um die konstante Spannung an der Maschine einzuregeln. Weiterhin müssen oft noch Hilfsspannungsquellen, wie Batterien, oder auch andere dem Verschleiß unterworfenen Teile, wie Kontakte, verwendet werden. Es ist auch bereits ein Gleichstromgenerator mit konstanter Spannung bei stark schwankender Antriebsdrehzahl und direkt gekuppelter Regelmaschine bekannt, bei dem die zur automatischen Feldregelung erforderliche Veränderung der in der Regelmaschine induzierten Spannung von den Schwankungen der zu regelnden Klemmenspannung des Hauptgenerators innerhalb der zulässigen Grenzen gesteuert wird, wobei zur Erzielung einer genügend großen Regelgenauigkeit dem in der Steuerwicklung der Regelmaschine erzeugten veränderlichen Magnetfluß ein konstanter Magnetfluß entgegenwirkt. Der konstante Magnetfiuß in der Regelmaschine soll durch zwei aufeinander abgestimmte Wicklungen erzielt werden. Die eine Wicklung ist mit dem Anker der Regelmaschine in Reihe geschaltet und die andere parallel an die Ankerklemmen der Regelmaschine angeschlossen. Die Erregung des Hauptgenerators erfolgt durch zwei Feldwicklungen, von denen die eine durch Reihenschaltung mit dem Anker der Regelmaschine von dessen EMK beeinflußt wird und die andere, die direkt an die Ankerklemmen des Hauptgenerators angeschlossen ist, zur Erhaltung der Stabilität dient. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil eines komplizierten Aufbaues und, dadurch bedingt, eine erhöhte Störanfälligkeit, die insbesondere durch die zur Erzielung eines konstanten Magnetflusses erforderlichen, aufeinander abgestimmten Wicklungen in der Regelmaschine hervorgerufen wird. Ferner ist je nach der Drehzahl die spezifische Strombelastung dieser beiden Wicklungen unterschiedlich.
  • Dadurch ergibt sich bei plötzlichen Drehzahlschwankungen ein Wechsel der Stromdichte, und das konstante Magnetfeld, bedingt durch die erst dann einsetzende Erwärmung der jeweils kalten Wicklung, ist nicht mehr gewährleistet und muß neu eingestellt werden.
  • Diese Nachteile werden mittels der Erfindung beseitigt. Die Erfindung geht aus von einem Gleichstromgenerator für konstante Spannung bei stark schwankender Antriebsdrehzahl mit selbsterregter ungeregelter Nebenschlußfeldwicklung und direkt gekuppelter Regelmaschine, deren Ankerspannung über eine Regelfeldwicklung des Gleichstromgenerators der Ankerspannung des Gleichstromgenerators entgegengeschaltet ist und deren Feldwicklung an die Ankerklemmen des Gleichstromgenerators angeschlossen ist.
  • Erfindungsgemäß wird der beim Zusammenwirken beider Maschinen zur Konstanthaltung der Generatorspannung bei Drehzahlschwankung erforderliche Verlauf der Magnetisierungskurve in der Regelmaschine dadurch erzielt, daß zwischen die Hauptpole und das Joch der Regelmaschine unmagnetische Beilagen gelegt werden und daß zwischen den Hauptpolen der Regelmaschine befindliche magnetische Nebenschlüsse oberhalb der unteren Spannungsgrenze des Gleichstromgenerators in den Sättigungszustand übergehen. Dadurch erfolgt bei Überschreitung des unteren Grenzwertes der Spannung des Gleichstromgenerators und der ihm zugeordneten niedrigsten Betriebsdrehzahl ein Ansteigen der der Ankerspannung des Gleichstromgenerators über seine Regelfeldwicklung entgegengeschalteten Ankerspannung der Regelmaschine. Gegenüber allen anderen bekannten Anordnungen zur Spannungskonstanthaltung hat die Erfindung den Vorteil, daß die zusätzlichen Bauelemente, Geräte, Batterien und dem Verschleiß unterworfenen Teile, wie Kontakte, in Wegfall kommen und dadurch, daß die gesamte Regeleinrichtung durch den mechanischen Aufbau der Maschine festliegt, nur die Wartung wie bei einer normalen Gleichstrommaschine erforderlich ist.
  • Zur weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann eine weitere, in der Regelmaschine sich befindende Feldwicklung mit deren Anker parallel geschaltet sein. Ein Ausführungsbeispiel einer Regelmaschine mit den erfindungsgemäß angeordneten und ausgebildeten magnetischen Nebenschlüssen und unmagnetischen Beilagen ist in Fig. 1 dargestellt.
  • Die Magnetpole sind dabei in an sich bekannter Weise durch einen als magnetischen Nebenschluß wirkenden Hohlzylinder 1, 1, der sich zwischen den Polschuhen und dem Polkern befindet, verbunden und außerdem durch unmagnetische Beilagen 1, 2 vom Joch der Erregermaschine getrennt. Der für die Spannungskonstanthaltung erforderliche Verlauf der Magnetisierungskennlinie wird durch die erfindungsgemäße magnetische Auslegung des magnetischen Nebenschlusses erzielt.
  • Die Schaltung der Regelmaschine ist nach Fig.2 vorgenommen. Der Hauptgenerator HG ist mit der Regelmaschine RJ-I mechanisch gekuppelt. Die Erregung des Hauptgenerators erfolgt durch die an seinen Ankerklemmen liegende Wicklung W 1 und durch die mit der Regelmaschine 111T in Reihe geschaltete Wicklung 1V2. Die Regelmaschine RNI wird durch die an ihren Ankerklemmen liegende Wicklung 1h4 und durch die an den Ankerklemmen des Hauptgenerators liegende Wicklung l15 erregt. Die magnetischen Kennlinien der Regelmaschine R11 sind in Fig. 3 dargestellt.
  • Die angewendeten Kurzzeichen bedeuten: -1 Leerlaufkennlinie der Regelmaschine bei geringer Drehzahl.
  • -2 Leerlaufkennlinie der Regelmaschine bei hoher Drehzahl.
  • 15,1 Strom in der Steuerwicklung W5 der Regelmaschine bei geringer Drehzahl und unterem Grenzwert der Klemmenspannung des Gleichstromgenerators.
  • 1512 Strom in der Steuerwicklung W 5 der Regelmaschine bei hoher Drehzahl und oberem Grenzwert der Klemmenspannung des Gleichstromgenerators.
  • E2,1 Gegenspannung der Regelmaschine bei geringer Drehzahl.
  • E2,2 Gegenspannung der Regelmaschine bei hoher Drehzahl.
  • Bis zum Strom I5,1 schließen sich die Kraftlinien zum größten Teil über den magnetischen Nebenschluß, und es wird in der Regelmaschine nur die Gegenspannung E2,1 induziert.
  • Bei niedriger Drehzahl und dem unteren Grenzwert der Klemmenspannung des Hauptgenerators muß in der Steuerwicklung der Strom I5,1 fließen, bei dem der Anstieg der Magnetisierungskennlinie der Regelmaschine erfolgt. Steigt der Strom über den Wert von I5,1 an, so wird der magnetische Nebenschluß in zunehmendem :Maße gesättigt, und die Kraftlinien verlaufen auch durch den Anker der Regelmaschine und induzieren in ihm eine Spannung, wodurch die Feldänderung des Hauptgenerators folgendermaßen bewirkt wird: Bei Drehzahlanstieg steigt infolge der steiler werdenden Leerlaufkennlinie des Hauptgenerators auch dessen Klemmenspannung und damit proportional der Strom 15 in der Steuerwicklung der Regelmaschine. Es entsteht bei geringer Zunahme des Stromes I5 eine große Änderung der in der Regelmaschine induzierten Spannung, die entgegen der Klemmenspannung des Hauptgenerators gerichtet ist und infolge der Reihenschaltung des Regelmaschinenankers mit der Feldwicklung W2 des Hauptgenerators dessen Erregung so schwächt, daß die Klemmenspannung des Hauptgenerators nur innerhalb der zulässigen Toleranzen zunimmt. Die Regelmaschine ist vorteilhaft bis zum Strom 1.,2 zu verwenden, da bei noch größer werdendem Strom in der Steuerwicklung TfijS Sättigung in den Polen der Regelmaschine eintritt und danach nur noch eine geringe Änderung der Gegenspannung bei sich änderndem Strom 15 erfolgt.
  • Zur Beeinflussung des Spannungsverlaufes am Hauptgenerator im Sinne einer Spannungskonstanthaltung bei Drehzahländerungen ist in der Regelmaschine eine zusätzliche zu- oder gegenschaltbare Wicklung W4 vorgesehen.

Claims (2)

  1. " PATENTANSPRÜCHE: 1. Gleichstromgenerator für konstante Spannung bei stark schwankender Antriebsdrehzahl mit selbsterregter, ungeregelter Nebenschiußfeldwicklung und direkt gekuppelter Regelmaschine, deren Ankerspannung über eine Regelfeldwicklung des Gleichstromgenerators der Ankerspannung des Gleichstromgenerators entgegengeschaltet ist und deren Feldwicklung an den Ankerklemmen des Gleichstromgenerators liegt, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Konstanthaltung der Generatorspannung erforderliche Verlauf der Magnetisierungskennlinie der Regelmaschine durch unmagnetische Beilagen zwischen den Magnetpolen und dem Magnetjoch und durch oberhalb. der unteren Spannungsgrenze des Gleichstromgenerators in den Sättigungszustand übergehende magnetische Nebenschlüsse zwischen den Polen der Regelmaschine erzielt wird.
  2. 2. Gleichstromgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Regelmaschine eine weitere, an den Ankerklemmen der Regelmaschine liegende Feldwicklung angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 57 760; USA.-Patentschrift Nr. 2 411377.
DEV12458A 1957-05-22 1957-05-22 Gleichstromgenerator fuer konstante Spannung bei stark schwankender Antriebsdrehzahl mit direkt gekuppelter Regelmaschine Pending DE1083414B (de)

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DE (1) DE1083414B (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE57760C (de) * J. H. HOLMES in Newcastle-on-Tyne, Portland Road, Grafsch. Northumberland, England Regelung von Dynamomaschinen zur Beleuchtung von Eisenbahnzügen
US2411377A (en) * 1944-06-14 1946-11-19 Westinghouse Electric Corp Control system

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE57760C (de) * J. H. HOLMES in Newcastle-on-Tyne, Portland Road, Grafsch. Northumberland, England Regelung von Dynamomaschinen zur Beleuchtung von Eisenbahnzügen
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