DE1143920B

DE1143920B - Verfahren zur voneinander unabhaengigen Beeinflussung der Wirk- und Blindleistung einer mehrphasigen Asynchronmaschine

Info

Publication number: DE1143920B
Application number: DEL36609A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Jentsch
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1960-07-18
Filing date: 1960-07-18
Publication date: 1963-02-21

Description

Verfahren zur voneinander unabhängigen Beeinflussung der Wirk- und Blindleistung einer mehrphasigen Asynchronmaschine Es ist bekannt, bei Regelsätzen mit Asynchronmaschinen und Kommutator-Hintermaschinen die Erregung der Hintermaschine dadurch zu verändern, daß man eine mechanische Verstellung von Maschinen, z. B. Induktionsreglern, vornimmt. Auch kann durch eine Änderung der Schlupffrequenz der Phasenwinkel zwischen Erregerstrom und -spannung der Hintermaschine beeinflußt werden. Um in der Erregerwicklung dieser Maschine die weitestgehende eindeutige Zuordnung der Stellglieder, z. B. der Induktionsregler, zur Blind- und Wirkleistung der Asynchronmaschine aufrechtzuerhalten, muß eine zusätzliche Einheit, z. B. ein gegenüber der veränderlichen Maschinenimpedanz großer ohmscher oder induktiver Widerstand, vorgesehen werden.
Der Nachteil einer derartigen Anordnung ist in dem zusätzlichen Aufwand zu sehen. Außerdem entstehen für den Fall, daß man einen ohmschen Widerstand benutzt, Wirkverluste, die den Gesamtwirkungsgrad des Regelsatzes verschlechtern.
Es ist außerdem bekannt, eine Regelung der Wirk-bzw. Blindleistung der Asynchronmaschine durch Regelkreise vorzunehmen. Man benutzt zu diesem Zweck Mittel, die die Erregung der Kommutator-Hintermaschine derart beeinflussen, daß z. B. ein vorgeschriebenes Gesetz erfüllt wird. Derartige Mittel werden durch die Differenzspannung zweier Tachometermaschinen geregelt, deren eine mit einer der Netzfrequenz und deren zweite mit einer dem Schlupf der Asynchronmaschine entsprechenden Drehzahl umläuft. Mit Hilfe des beim Schlüpfen der Asynchronmaschine auftretenden Spannungsunterschiedes der zwei Tachometermaschinen kann eine Beeinflussung der Erregung der Kommutator-Hintermaschine erfolgen.
Der Nachteil einer derartigen Anordnung besteht darin, daß es mit dem von der Tachometermaschine abhängigen inneren Regelkreis nicht möglich ist, eine voneinander unabhängige Verstellung der Wirk- und Blindleistung der Asynchronmaschine vorzunehmen.
Weiterhin sind mehrphasige Asynchronmaschinen bekannt mit in Kaskade geschalteten Kommutatormaschinen, die durch mindestens einen Kommutatorfrequenzumformer von zwei elektrisch aufeinander senkrecht stehenden Komponenten erregt werden, von denen die eine die Wirkleistung bzw. den Schlupf der Asynchronmaschine beeinflußt und die andere deren Blindleistung bzw. den Leistungsfaktor. Mit solchen Anordnungen soll die Phasenlage der Spannung bzw. des Stromes des Frequenzumformers in Abhängigkeit vom Primärstrom der Asynchronmaschine derart gedreht werden, daß der störende Einfluß der Phasenverdrehung der Ortsgeraden der induzierten EMK der Kommutator-Hintermaschirne, die durch die induktiven Spannungsabfälle in Asynchromnaschine und Hintermaschine bewirkt wird,- wenigstens annähernd kompensiert wird.
Derartige Maschinensätze sind jedoch nicht zur voneinander unabhängigen Beeinflussung der Wirk-und Blindleistung mehrphasiger Asynchronmaschinen geeignet, da nach ihrer Aufgabenstellung lediglich eine Beseitigung des störenden Einflusses, der durch die induktiven Spannungsabfälle in der Asynchron- und Kommutatormaschine bewirkt wird, erreicht werden soll.
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur voneinander unabhängigen Beeinflussung der Wirk- und Blindleistung einer mehrphasigen Asynchronmaschine entsprechend einer Führungsgröße durch Aufschaltung einer Hilfsspannung auf dem Läufer der Asynchronmaschine, die über ein Doppelstellglied (z. B. Doppeldrehtransformatoren) gewonnen wird, dessen einer Teil entsprechend der Wirkleistung und dessen anderer Teil entsprechend der Blindleistung verstellt wird. Erfindungsgemäß wird eine gegenseitige Beeinflussung des Blind- und Wirkstromkreises der Asynchronmaschine durch Stellbefehle auf die Doppeldrehtransformatoren dadurch aufgehoben, daß die Verstellung der Doppeldrehtransformatoren in einem dem vorgegebenen Sollwert und einem der gegenseitigen Beeinflussung des Wirk- und Blindstromkreises entgegenwirkenden Masse erfolgt.
An Hand einer Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Die Asynchronmaschine 1, die Hintermaschine 2 und der Frequenzwandler 3 sind auf einer gemeinsamen Welle angeordnet. Die Doppeldrehtransformatoren 5 und 6 sind einerseits über einen Transformator 11 mit dem dreiphasigen Industrienetz 24 und andererseits mit den Schleifringen des Frequenzwandlers 3 verbunden. Die Wirk- und Blindleistung der Asynchronmaschine kann man durch getrennte Sollwerte, eingeführt über die Leitungen 13 und 14, vorgeben, indem man mit Hilfe der auf die Doppeldrehtransformatoren 5 und 6 wirkenden Stellglieder 15 und 16 die Phasenlage des Stromes in den Zuführungen zu den Schleifringen des Frequenzwandlers 3 regelt. Um Abweichungen korrigieren zu können; erfassen Meßwerke 17 und 18 als Istwerte diejenigen Komponenten des Primärstromes des Frequenzwandlers, die die Wirk- bzw. Blindleistung der Asynchronmaschine bestimmen. In den Einheiten 19 und 20 findet dann der Soll- und Istwertvergleich statt. Gegebenenfalls gehen von hier Korrekturbefehle über die Stellglieder 15 und 1.6 an die Doppeldrehtransformatoren 5 und 6.
Es ist allgemein bekannt, einen äußeren Regelkreis vorzusehen, der z. B. sowohl die Asynchronmaschine 1, die Hintermaschine 2, den Frequenzwandler 3 als auch die Doppeldrehtransformatoren 5 und 6 umfaßt. Außerdem kann ein weiterer innerer Regelkreis möglichst wenige Glieder des Regelsatzes, z. B. lediglich die Doppeldrehtransformatoren 5 und 6, umschließen. Dadurch bietet sich der Vorteil, in dem Teil der Gesamtanlage, der für die Regelung der Asynchronmaschine 1 zuständig ist, eine weitgehende Übersicht über die Zuordnung von Stellgrößen und Regelgrößen zu gewähren.
Da bei einer Regelung, z. B. der Wirkleistung der Asynchronmaschine, ebenfalls eine Beeinflussung der Blindleistung erfolgt, bietet ein innerer Regelkreis ferner die Möglichkeit, Mittel vorzusehen, die diesem Umstand von vornherein dadurch Rechnung tragen, daß bei einer Verstellung der Regelorgane für die Wirkleistung zwangläufig die zur Verstellung der Blindleistung vorgesehenen Regelorgane in dem Maße mit verstellt werden, wie es notwendig ist, die gegenseitige Beeinflussung wieder aufzuheben. Die Größe des zu erwartenden Störgliedes kann durch vorherige Messungen an dem Maschinensatz festgestellt und darauf die entsprechende Korrektur abgestimmt werden.
Der innere Regelkreis hat zu diesem Zweck die Elemente 7 und 8; die dafür sorgen, daß auf die Doppeldrehtransformatoren 5 und 6 nur Befehle gegeben werden, in denen bereits berücksichtigt ist, daß mit einer Verstellung der Wirkleistung der Asynchronmaschine eine gleichzeitige Beeinflussung der Blindleistung verbunden ist. Entsprechendes gilt für den Fall, daß man die Blindleistung regelt.
Der über die Leitungen 13 und 14 auf den Regelkreis gegebene Sollwert kann entweder nach einem Programm oder in Abhängigkeit einer Größe des Regelsatzes, z. B. der Wirkleistung der Asynchronmaschine, vorgegeben werden. Es wäre dann ein entsprechendes Meßgerät 22 in der Leitung 25 zwischen Asynchronmaschine 1 und dem Netz 24 vorzusehen, welches die Möglichkeit hat, über ein Element 26 auf die Leitung 13 einzuwirken.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur voneinander unabhängigen Beeinflussung der Wirk und Blindleistung einer mehrphasigen Asynchronmaschine entsprechend einer Führungsgrößer durch Aufschaltung einer Hilfsspannung auf dem Läufer der Asynchronmaschine, die über ein Doppelstellglied (z. B. Doppeldrehtransformatoren) gewonnen wird, dessen einer Teil entsprechend der Wirkleistung und dessen anderer Teil entsprechend der Blindleistung verstellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine gegenseitige Beeinflussung des Blind-und Wirkstromkreises der Asynchronmaschine (1) durch Stellbefehlfe auf die Doppeldrehtransformatoren (5, 6) dadurch aufgehoben wird, daß die Verstellung der Doppeldrehtransformatoren in einem dem vorgegebenen Sollwert und einem der gegenseitigen Beeinflussung des Wirk- und Blindstromkreises entgegenwirkenden Maße erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (7) vorgesehen ist, das bei einer Verstellung des Sollwertes, nur des Wirkstromes der Asynchronmaschine (1) durch das Stellglied (15) auch den Doppeldrehtransformator (5) für den Blindstrom in dem Maße verstellt, daß die dadurch erfolgte Beeinflussung des Blindstromkreises aufgehoben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (8) vorgesehen ist, das bei einer Verstellung nur des Sollwertes für den Blindstrom der Asynchronmaschine (1) durch das Stellglied (16) auch den Doppeldrehtransformator (6) für den Wirkstrom in dem Maße verstellt, daß die erfolgte Beeinflussung des Wirkstromkreises aufgehoben wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 509 953; deutsche: Auslegeschriften, Nr.1.040123,1002 872; schweizerische Patentschrift Nr. 340 896.