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Steuereinrichtung für Mehrphasensynchrongeneratoren Die Erfindung
bezieht sich auf eine Steuereinrichtung nach Patentanmeldung W 27643 VIIIb/21c.
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Für bestimmte Einsatzzwecke von Synchrongeneratoren ist es erforderlich,
daß .der Generator auch bei bestimmten ungünstigen Betriebszuständen, wie etwa Kurzschluß,
einen Ausgangsstrom von einer Mindestgröße liefert. Der Ausgangsstrom bei solchen
Betriebszuständen kann .erforderlich sein, um Schutzeinrichtungen, wie etwa Lastschalter,
Sicherungen oder Schutzrelais auszulösen. Eine herkömmliche Methode, Erregerstrom
für die Feldwicklung eines Generators bei Kurzschluß zu liefern, besteht darin,
Stromwandler zu verwenden, die auf den Ausgangsstrom des besagten Generators ansprechen..
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Ein Problem bei einem herkömmlichen Erregersystem .der beschriebenen
Art besteht darin, daß die Antriebsmaschine .des Generators, z. B. in Flugzeugen,
während des Betriebes einer weiten Drehzahlschwankung unterliegt. Wenn das Erregersystem
und die zugehörige Regeleinrichtung so ausgelegt sind, daß sie ausreichende Erregung
während eines Kurzschlusses bei Drehzahlen im unteren Bereich der normalen Betriebsdrehzahlen
liefern, dann wird die dem Generator zugeführte Erregung bei Drehzahlen, die im
oberen Bereich der Betriebsdrehzahlen liegen, unzulässig hoch werden. Infolgedessen
muß eine zugehörige Schutzeinrichtung des Generators so ausgelegt werden, daß sie
die Kurzschlußströme, die der höchsten Drehzahl des Generators entsprechen, beherrschen
und unterbrechen kann. Es ist deshalb notwendig, ein Erregersystem der beschriebenen
Art vorzusehen, bei welchem ausreichende Erregung für die zugehörige dynamoelektrische
Maschine bei Kurzschluß oder fehlerhaften Betriebszuständen geliefert wird, bei
dem aber auch eine unzulässig hohe Erregung bei bestimmten Betriebszuständen verhindert
wird.
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Für ein weitergehendes Verständnis des Wesens und der Eigenschaften
der Erfindung wird auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung
dargestellten Schaltplan Bezug genommen.
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Unter Bezugnahme auf die Zeichnung wird ein Synchrongenerator 10 beschrieben,
der eine Erregerfeldwicklung 12 und Ausgangsklemmen 13, 15 und 17 hat. In
diesem Beispiel ist der Generator 10 so angeordnet, daß er elektrische Leistung
über die Ausgangsklemmen 13, 15 und 17 zu einer nicht Bargestellen Last liefert,
die an die Leitungen 14, 16 und 18 als Teil eines dreiphasigen elektrischen Netzes
angeschlossen ist. Um an der Feldwicklung 12 eine Erregerspannung von relativ großer
Höhe zu erhalten, ist eine Erregermaschine 20 vorgesehen. Sie besteht aus einem
Anker 28 und einer getrennten Erregerfeldwicklung 22. Der Anker oder rotierende
Teil 28 der Erregermaschine 20 ist vorzugsweise auf derselben Welle wie der Generatorrotor
angeordnet. Der Generator 10 und die Erregermaschine 20 werden beide von einer geeigneten
Antriebsmaschine 24 angetrieben. Das Moment des Antriebs ändert sich mit
dem der Erregerfeldwicklung 12 des Generators 10 zugeführten Erregerstrom, insbesondere
bei bestimmten, abnormalen Betriebsbedingungen, wie sie im einzelnen anschließend
erklärt werden.
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Der Erregerstrom, welcher der Feldwicklung 22 der Erregermaschine
20 geliefert wird, rührt von einem ersten Transformatorensatz 70 her, der auf die
Ausgangsspannung des Generators 10 anspricht, und einem zweiten Transfornmatorensatz,
welcher die Stromwandler 62, 64 und 66 umfaßt und der auf den Ausgangsstrom des
Generators 10 anspricht. Um die Ausgangsspannung .des Synchrongenerators 10 auf
einem im wesentlichen vorgegebenen Regelwert zu halten, ist eine Regeleinrichtung
30 zwischen besagte Transformatorensätze und die Erregerfeldwicklung 22 der Erregermaschine
20 geschaltet. Um einen unzulässigen Erregerstromanstieg im Generator
10, z. B. bei Kurzschluß, zu verhindern, ist eine Begrenzungsanordnung
100 mit den angegebenen Transformatorsätzen und der Regeleinrichtung 30 zusammengeschaltet.
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Die Regeleinrichtung 30 umfaßt eine Meßanordnung 40 zur Erzeugung
eines Gleichstromfehlersignals, das sich als Abweichung der Anzsgangsklemmenspannung
des
Synchrongenerators 10 von einer Bezugsspannung oder ihrem eingestellten Wert
ergibt, und einen Magnetverstärker 60 zur Erzeugung eines Ausgangserregerstromes,
der sich mit dem Fehlersignal des Fehleranzeigekreises 40 ändert und der auf die
Erregerfeldwicklung 22 der Erregermaschine 20 gegeben wird. Die Regeleinrichtung
30 liefert bei normalen Betriebsverhältnissen Erregerstrom für die Feldwicklung
12 des Generators 10 aus den ersten und zweiten Transformatorensätzen. Der Erregerstrom
ändert sich dabei in Übereinstimmung mit der Ausgangsspannung des Generators 10,
um so die Ausgangsspannung auf einem vorgegebenen Regelwert zu halten.
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In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Anordnung 40 zur
Erfassung eines Fehlers aus dem bekannten Brückenkreis 50, einem veränderlichen
Widerstand 44 und einem dreiphasigen Vollweggleichrichter 42. Der Eingang
des Vollweggleichrichters 42 ist an die Ausgangsklemmenspannung des Generators
10 an den Leitungen 14, 16 und 18 angeschlossen. Es ist selbstverständlich,
daß zwischen den Eingang des Gleichrichters 42 und die Leitungen 14, 16 und 18 auch
ein Spannungswandler eingeschaltet werden kann. Der Ausgang des Vollweggleichrichters
42 ist über den veränderlichen Widerstand 44 an die Eingangsklemmen der Brückenschaltung
50 angeschlossen. Die Brückenschaltung 50 umfaßt zwei parallele Zweige, einen ersten
Zweig, bestehend aus dem Widerstand 56, der in Reihe mit der Spannungsregelröhre
58 geschaltet ist, und einen zweiten Zweig, der die Spannungsregelröhre 52 und den
dazu in Reihe geschalteten Widerstand 54 umfaßt. Die Spannungsregelröhren 52 und
58 können vom Gasentladungstyp sein. Selbstverständlich können aber auch Halbleiterdioden,
vorzugsweise solche vom Typ der bekannten. Zenerdioden an Stelle der besagten Röhren
verwendet werden. Die Ausgangsspannung oder das Ausgangssignal der den Fehler erfassenden
Anordnung 40 erscheint an den Ausgangsklemmen 46 und 48 der Brückenschaltung 50.
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Beim Betrieb der Anordnung 40 ist die Ausgangsgleichspannung
des Vollweggleichrichters 42 ein Maß für die Ausgangsklemmenspannung des Generators
10. Der veränderliche Widerstand 44 ist dazu vorgesehen, um die auf die Eingangsklemmen
der Brückenschaltung 50 gegebene Ausgangsspannung des Vollweggleichrichters 42 ändern
zu können. Im Betrieb bleibt die Ausgangsgleichspannung an den Spannungsregelröhren
52 und 58 im wesentlichen konstant, da die Spannung, die auf die Röhren 52 und 58
gegeben wird, immer größer ist als die Durchbruchspannung von jeder der besagten
Röhren. Wird auf die Eingangsklemmen der Brückenschaltung 50 eine Gleichspannung
gegeben, welche im wesentlichen doppelt so groß ist wie der Spannungsabfall an jeder
der Röhren 52 und 58, so tritt an den Ausgangsklemmen 46 und 48 des Kreises
40 keine Spannungsdifferenz auf. Wenn jedoch die Spannung an den Eingangsklemmen
der Brückenschaltung 50 entweder über oder unter der Bezugsspannung der Brückenschaltung
50 liegt, welche doppelt so groß ist wie der Spannungsabfall an jeder der Röhren
52 und 58, dann tritt an den Ausgangsklemmen 46 und 48 des Fehleranzeigekreises
40 eine Spannungsdifferenz auf. Die Polarität der Ausgangsspannung oder des Ausgangssignals
des Kreises 40 an deal Klemmen 46 und 48 wird davon abhängen, ob die Eingangsspannung
über oder unter der Bezugsspannung der Brückenschaltung 50 liegt. Im normalen
Betriebsbereich der Regeleinrichtung 30 kann sich, wie erläutert, die Polarität
der Ausgangsspannung oder des Ausgangssignals, die vorn Fehleranzeigekreis
40 auf den Magnetverstärker 60
gegeben wird, unter besonderen Bedingungen
umkehren. Der veränderliche Widerstand 44 wird von Anfang an so eingestellt,
daß man die gewünschte Größe und Polarität der Ausgangsfehlerspannung des Fehleranzeigekreises
40 erhält. Die Einstellung des veränderlichen Widerstandes 44 wird auch geändert,
um den Regelwert der Spannung einzustellen, auf denn die Regeleinrichtung 30 die
Ausgangsklemmenspannung des Generators 10 bei normalen Betriebsbedingungen
hält.
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Wie bereits ausgeführt, spricht der dreiphasige Magnetverstärker 60
bei normalen Betriebsverhältnissen auf das Ausgangssignal des Fehleranzeigekreises
40 an. Er steuert den Erregerstrom, der von dem ersten Transformatorensatz 70 und
einem zweiten Transformatorensatz, der aus den Stromwandlern 62, 64 und 66
.besteht, an die Erregerfeldwicklung 22 der Erregermaschine 20 geliefert wird. Der
Magnetverstärker 60 umfaßt die Eisenkerne 120, 122, 124, 126, 128 und 130, mit den
Lastwicklungen 132, 134, 136, 138, 140 und 142. In diesem Beispiel sind die Lastwicklungen
132 bis 142 mit den Selbstsättiö ungsgleichrichtern 202, 204, 206, 208, 210 und
212 in Reihe geschaltet, um sicherzustellen, daß der Strom durch die entsprechenden
Lastwicklungen immer nur in einer Richtung fließt. Die Lastwicklungen 132, 136 und
144 sind mit einem Leiter 222 und die Lastwicklungen 134, 138 und 142 reit einem
Leiter 224 so verbunden, daß der Ausgangsstrom des Magnetverstärkers 60 nur in einer
Richtung durch die Feldwicklung 22 der Erregermaschine 20 fließt. Ein Kommutierungsgleichrichter
26 ist der Feldwicklung 22 der Erregermaschine 20 parallel geschaltet. Er
entlädt die Feldwicklung 22 periodisch und verhindert so das Eindringen einer unerwünschten
Rückkopplung in die Lastwicklungen 132 bis 142, die sonst den Magnetverstärker 60
unstabil machen würde.
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Die Speisung der Lastwicklungen 132 bis 142 des Magnetverstärkers
60 erfolgt über den dreiphasigen Spannungswandler 70 und die Stromwandler
62, 64,
66 derart, daß sich eine kombinierte dreiphasige Ausgangsspannung
an den Leitern 220, 230 und 240 ergibt. Die Primärwicklungen 74, 76 und 78 des Transformators
70, die an den Leitungen 14, 16 und 18 liegen, sind in Stern geschaltet. Die Stromwandler
62, 64 und 66 sind ebenfalls in Stern geschaltet und mit den Leitungen
14, 16 und 18 induktiv gekoppelt. Die Ausgangsspannung der besagten Stromwandler
ist proportional dem Ausgangsstrom des Generators 10. Der Transformator 70 schließt
auch drei sekundäre Phasenwicklungen 94, 96 und 98 ein, von welchen
je ein Wicklungsende über je einen zugehörigen Stromwandler 62, 64 und 66 zum Stempunkt
65 geführt ist. Die anderen Anschlüsse der sekundären Phasenwicklungen 94, 96 und
98 sind an die entsprechenden Ausgangsleitungen 220, 240 und 230 geführt. Die dreiphasige
Ausgangsspannung dieser Leiter gelangt auf die Lastwicklungen des Magnetverstärkers
60, indem besagte Leitungen zu den unteren Verbindungsstellen der Lastwicklungen
132 bis 142 geführt werden, so wie es in F i g. 1 der Zeichnung dargestellt ist.
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Um den Magnetverstärker 60 bis zu einem bestimmten Maße vorzumagnetisieren,
sind die Eisenkerne
120 bis 130 mit den Vormagnetisierungswicklungen
182, 184, 186, 188, 190 und 192 versehen. Diese Vormagnetisierungswicklungen sind
in Reihe geschaltet und liegen über dem veränderlichen Widerstand 92 an den Ausgangsklemmen
eines Vollweggleichrichters 90, dessen Eingangsklemmen mit den Leiter 14 und 16
elektrisch verbunden sind und von dort Energie beziehen. Die Vormagnetisierungswicklungen
sind auf ihren zugehörigen Eisenkernen so angeordnet, daß der durch sie fließende
Strom einen magnetischen Fluß erzeugt, welcher dem vom Strom durch die zugehörigen
Lastwicklungen 132 bis 142 erzeugten magnetischen Fluß entgegengerichtet ist.
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Zum Zwecke der Sättigung der Eisenkerne 120 bis 130 entsprechend dem
Ausgangsfehlersignal des Fehleranzeigekreises 40 sind die Steuerwicklungen 170,
172, 174, 176, 178 und 180 auf den Eisenkernen angeordnet. Diese Steuerwicklungen
sind auf den Eisenkernen so angeordnet, daß der durch sie fließende Strom einen
magnetischen Fluß erzeugt, der dem vom Strom durch die zugehörigen Vormagnetisierungswicklungen
182 bis 192 erzeugten Fluß entgegengesetzt oder gleichgerichtet ist und vom Grad
der Vormagnetisierung durch die Vormagnetisierungswicklungen abhängt. In diesem
Beispiel sind die Steuerwicklungen 170 bis 180 in Serie geschaltet, wobei die Serienschaltung
an die Ausgangsklemmen 46 und 48 des Fehleranzeigekreises 40 angeschlossen ist.
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Für einen Verwendungszweck, der anschließend besprochen werden soll,
sind auf den Eisenkernen 120 bis 130 die Begrenzungswicklungen 150 bis 160 miteinander
in Reihe geschaltet und die Reihenschaltung über die Leitungen 86 und 88 an die
Begrenzungseinrichtung 100 angeschlossen. Die Begrenzungswicklungen 150 bis
160 sind auf ihren zugehörigen Eisenkernen so angeordnet, daß der durch sie fließende
Strom einen magnetischen Fluß erzeugt, der dem vom Stromfiuß durch die zugehörigen
Lastwicklungen 132 bis 142 erzeugten magnetischen Fluß entgegengesetzt gerichtet
ist.
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Die Art und Weise, in der die Lastwicklungen 132
bis 142 des
Magnetverstärkers 60 von dem Spannungswandler 70 Energie beziehen, der die sekundären
Phasenwicklungen 94, 96 und 98 einschließt, und von den Stromwandlern 62, 64 und
66, kann besser verstanden werden, wenn man den Stromfluß durch diese Lastwicklungen
während verschiedener Phasen der Ausgangsspannung des Transformators 70 verfolgt.
Unter der Annahme, daß das rechte Ende der sekundären Phasenwicklung 94 des
Transformators 70 eine positive Polarität aufweist gegenüber dem linken Ende der
Wicklung 94, fließt der Strom vom unteren Ende der Wicklung 94 durch den Stromwandler
62, den Stromwandler 64, die sekundäre Phasenwicklung 96, die Leitung 230, die Lastwicklung
142 und einen Selbstsättigungsgleichrichter 212 zur Leitung 224, über die Feldwicklung
22 der Erregermaschine 20, die Leitung 222, den Selbstsättigungsgleichrichter 206,
die Lastwicklung 1.36 und zurück zum oberen Ende der sekundären Phasenwicklung
94 über die Leitung 220. Wenn das untere Ende der sekundären Phasenwicklung 94 positive
Polarität gegenüber dem oberen Ende der Wicklung 94 aufweist, so fließt der Strom
gleichzeitig auch vom unteren Ende der Wicklung 94 über den Stromwandler
62, den Stromwandler 66, die sekundäre Phasenwicklung 98, die Leitung 240, die Lastwicklung
134, den Selbstsättigungsgleichrichter 204, die Leitung 224, die Feldwicklung 22
der Erregermaschine 20, die Leitung 222, den Selbstsättigungsgleichrichter 206,
die Lastwicklung 136 und zurück zum oberen Ende der Phasenwicklung 94 über die Leitung
220.
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Entsprechende Stromläufe ergeben sich für die beiden .anderen Phasenrichtungen
96 und 98 des Spannungswandlers.
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Nun wird die Wirkungsweise des Regelsystems beim Fehlen der Begrenzungseinrichtung
100 beschrieben. Der veränderliche Widerstand 44 des Fehleranzeigekreises 40 wird
anfangs so eingestellt, daß ein Ausgangsfehl, ersignad an den Ausgangsklemmen 46
und 48 des FehleranzeigekreIses 40 erscheint, welches an der Klemme 48 gegenüber
der Spannung an der Klemme 46 positiv ist. Das Fehlersignal wird gleichfalls so
eingestellt, daß es die geeignete Größe hat, um das Auftreten eines Erregerstromes
am Ausgang des Magnetverstärkers 60 zu bewirken, dessen Gleichstrommittelwert auf
die Erregerfeldwicklung 22 der Erregermaschine 20 gegeben wird, was zum gewünschten
Wert der Regelspannung an den Ausgangsklemmen 13, 15 und 17 des Generators 10 führt.
Nachdem der veränderliche Widerstand 44 auf den gewünschten. Regelwert der
Spannung an den Ausgangsklemmen des Generators 10 eingestellt worden ist, führt
jede Änderung der Ausgangsklemmenspannung des Generators 10 zu einer entsprechenden
Änderung des Ausgangsfehlersignals des Fehleranzeigekreises 40. Die entsprechende
Spannung erscheint dann an den Klemmen 46 und 48. Wenn z. B. die Ausgangsklemmenspannung
des Generators 10
beginnen sollte, unter den eingestellten Wert zu fallen,
wird sich die Ausgang-sfehlerspannung des Fehleranzeigekreises 40 an dem Klemmen
46 und 48 in denn Maße ändern, wie die Ausgangsklemmenspannung des Generators 10
abfällt. Die Wirkung einer sich ändernden Spannung an den Ausgangsklemmen 46 und
48 des Fehleranzeigekreises 40 ändert die Größe oder die Richtung des Stromflusses
durch die Steuerwicklungen 170 bis 180 des Magnetverstärkers 60. Die Änderung in
Größe oder Richtung des Stromflusses durch die Steuerwicklungen 170 bis 180 ändert
die Größe oder Richtung der hierdurch in den Eisenkernen 120 bis 130 bewirkten magnetischen
Flüsse des Magnetverstärkers 60. Sind die in den Eisenkernen vom Stromfuß durch
die Lastwicklungen 132 bis 142 erzeugten Flüsse den magnetischen Flüssen der Steuerwicklungen
gleichgerichtet, so wird der Ausgangsstrom des Magnetverstärkers 60 erhöht. Mit
einer Erhöhung des Ausgangsstromes des Magnetverstärkers 60 erhöht sich .auch die
Größe des Stromflusses durch die Feldwicklung 22 der Erregermaschine 20, wobei sich
die Spannung an der Ferldwicklung 12 des Generators 10 erhöht und damit auch die
Ausgangsspannung des Generators 10 im wesentlichen auf ihren vorgegebenen Wert gebracht
wird.
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Das Umgekehrte ergibt sich für den Fall, wenn sich die Ausgangsklemmenspannung
des Generators 10 über den gewünschten Regelwert erhöht.
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Die Art, in der der Spannungswandler 70 und die Stromwandler
62, 64 und 66 mit dem Magnetverstärker 60 verbunden sind, führt zu mehreren wichtigen
Ergebnissen. Da der Spannungswandler 70 auf die Ausgangsspannung des Generators
10 anspricht, die Stromwandler 62, 64 und 66 direkt auf den Ausgangslaststrom
des Generators 10 ansprechen und besagte Transformatoren so miteinander verbunden
sind,
daß sie eine kombinierte Ausgangsspannung erzeugen, welche auf die Lastwicklungen
des Magnetverstärkers 60 gegeben wird, so kann der Ausgangsstrom des Magnetverstärkers
60, der auf die Feldwicklung 22 der Erregermaschine 20 gegeben wird,
ohne. eine entsprechende Änderung des Ausgangssignals des Fehleranzeigekreises
40 erhöht werden. Die Betriebsbereitschaft der Regeleinrichtung 30 wird dadurch
verbessert. Da ferner weniger Verstärkung im Magnetverstärker 60 erforderlich ist,
ist auch eine Verbesserung der Stabilität der Regeleinrichtung 30 erzielt.
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Eine weitere wichtige Eigenschaft der beschriebenen Anordnung ist
folgende. Selbst wenn die Sammelschienen 14, 16 und 18 oder der Laststromkreis,
der hier angeschlossen ist, kurzgeschlossen würden, oder abnormale Betriebsbedingungen
aufweisen sollten, wodurch die Ausgangsspannung des Transformators 70 auf
einen vernachlässigbar kleinen Wert absinkt, würden die Stromwandler 62, 64 und
66 fortfahren, Spannung für die Lastwicklungen 132 bis 142 des Magnetverstärkers
60 zu liefern, wodurch die Felderregung des Generators 10 sichergestellt
ist. Mit anderen Worten: Ausreichende Erregung für den Generator 10 wird auch bei
Kurzschluß oder falschen Betriebsbedingungen sichergestellt, so daß der Ausgangsstrom
des Generators 10 groß genug ist, die zugehörigen Schutzeinrichtungen zu
betätigen. Fehlt die Begrenzungseinrichtung 100, so wird der Generator
10, dessen bei der niedrigsten Betriebsdrehzahl der Antriebsmaschine 24 während
Kurzschlüssen gelieferte Erregung noch ausreicht, bei der höchsten Betriebsdrehzahl
der Antriebsmaschine 24 unzulässig hohe Werte annehmen.
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Die Begrenzungseinrichtung 100 ist dazu vorgesehen, den Generator
10 bei Kurzschluß oder fehlerhaften Betriebszuständen dann vor einer unzulässig
hohen Erregung zu schützen, wenn die Antriebsmaschine 24 im höheren Drehzahlbereich
arbeitet. Im einzelnen besteht die Begrenzungseinrichtung 100 aus einem dreiphasigen
Vollweggleichrichter 80, dessen Eingangsklemmen mit dem Ausgang der Stromwandler
62, 64 und 66 verbunden sind. Um die vorgesehene Begrenzungswirkung bei Kurzschluß
oder fehlerhaften Betriebszuständen zu erzielen, umfaßt die Begrenzungseinrichtung
100 eine Halbleiterdiode 82, vorzugsweise von der als Zenerdiode bekannten
Art. Diese Diode ist mit einem Strombegrenzungswiderstand 84 und den Begrenzungswicklungen
150 bis 160 des Magnetverstärkers 60 in Reihe geschaltet. Die Serienschaltung
ist mit der in Sperrichtung betriebenen Diode 82 an die Ausgangsklemmen des
dreiphasigen Gleichrichters 80 angeschlossen. Die Diode 82 läßt ohne Zerstörwirkung
Strom in Sperrrichtung durch, wenn die an besagte Diode in Sperrrichtung angelegte
Spannung eine vorgegebene Durchbruchsspannung überschreitet.
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Die Wirkungsweise der Begrenzungseinrichtung 100 und ihr Einfluß
auf die Wirkungsweise des Regelsystems 30 wird nachstehend betrachtet. Bei normalem
Betrieb des Generators 10 und des Regelsystems 30 übt die Begrenzungseinrichtung
100
keinen Einfluß auf die Wirkungsweise des Regelsystems 30 aus. Dies rührt
daher, daß die Diode 82 in Sperrichtung geschaltet ist und so lange keinen Stromfluß
vom Ausgang des dreiphasigen Gleichrichters 80 erlaubt, wie die in den Stromwandlern
62, 64 und 66 induzierten Spannungen und der Ausgang des Gleichrichters 80 unter
der Durchbruchsspannung der Diode 82 liegen. Wenn jedoch Kurzschluß oder fehlerhafte
Betriebszustände auf den Sammelschienen 14, 16 und 18 auftreten und der zugehörige
Strom in besagten Leitungen auf einen Wert ansteigt, der den Kurzschlußstrom in
besagten Leitungen weiter vergrößert, so erhöht sich die Ausgangsspannung der Stromwandler
62, 64 und 66 entsprechend und bewirkt einen entsprechenden Anstieg der Ausgangsspannung
des dreiphasigen Gleichrichters 80. Wenn sich bei Kurzschluß oder fehlerhaften Betriebszuständen
die Ausgangsspannung des Gleichrichters 80 auf einen Wert über die Durchbruchspannung
der Diode 82 erhöht, fließt der Strom von der positiven Klemme des Gleichrichters
80 über die Diode 82 und den Widerstand 84 und durch die Begrenzungswicklungen
150 bis 160 des Magnetverstärkers 60. Der vom Stromfluß durch
die Begrenzungswicklungen 150 bis 160 erzeugte magnetische Fluß in den Eisenkernen
120 bis 130 wirkt dem vom Stromfluß durch die zugehörigen Lastwicklungen
132 bis 142 erzeugten magnetischen Fluß entgegen und verhindert jeden weiteren Anstieg
des Ausgangsstromes des Magnetverstärkers 60, wodurch wiederum jede weitere
Erhöhung des auf die Feldwicklung 12 des Generators 10 gegebenen Erregerstromes
verhindert wird. Mit anderen Worten, die Wirkung der Begrenzungseinrichtung 100
besteht darin, den von dem Regelsystem auf die Feldwicklung 12 des Generators 10
gegebenen Erregerstrom zu verringern, wenn der Ausgangsstrom des Generators 10 bei
Kurzschluß oder fehlerhaften Betriebszuständen einen vorgegebenen Wert erreicht.
Es ist zu beachten, daß der der Feldwicklung 12 des Generators 10 bei niedrigeren
Drehzahlen der Antriebsmaschine 24 bei Kurzschluß oder fehlerhaften Betriebszuständen
gelieferte Wert des Erregerstromes von der Wirkung der Begrenzungseinrichtung 100
nicht beeinfiußt wird.
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Selbstverständlich können bei einer besonderen Anwendung in Übereinstimmung
mit den offenbarten Lehren der Erfindung ein oder mehrere zusätzliche Magnetverstärker
verwendet werden. Die Lehren gemäß der Erfindung können auch bei Erregersystemen
verwendet werden, die nicht mit einer zusätzlichen rotierenden Erregermaschine arbeiten,
wie es in der Zeichnung gezeigt ist, sie können auch bei Systemen verwirklicht werden,
bei denen der Erregerstrom direkt auf die Feldwicklung des Synchrongenerators
10 gegeben ist. Es ist ebenfalls ersichtlich, daß die Lehren der Erfindung
auch bei Erregersystemen zur Geltung kommen können, bei welchen die Erregung von
Elementen bestimmt wird, die sowohl auf den Ausgangsstrom als auch auf die Ausgangsspannung
einer dynamoelektrischen Maschine, wie etwa eines Synchrongenerators, ansprechen.
Anstatt ein Magnetverstärker-Regelsystem zu verwenden, wie es zur Erläuterung der
Erfindung geschehen ist, kann die Erregung auch von Regelsystemen gesteuert werden,
die Elektronenröhren oder Halbleitergeräte, wie etwa Transisitoren, verwenden. Selbstverständlich
können auch andere Halbleitergeräte mit Durchbruchscharakteristik in Sperrichtung,
die steuerbar oder auch nicht steuerbar sein können, wie etwa Doppelbasisdioden
an Stelle der Halbleiterdiode 82 verwendet werden.
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Das Gerät, das die Lehren der Erfindung verkörpert, hat mehrere Vorteile.
So wird z. B. der von einem Erregersystem gelieferte Erregerstrom bei niedriger
Drehzahl
der antreibenden Antriebsmaschine nicht verringert oder beeinflußt. Die Begrenzungseinrichtung
hat auch keinen Einüuß auf die Wirkungsweise des zugehörigen Regelsystems bei normalen
Betriebsbedingungen, wenn kein Kurzschluß oder falsche Betriebszustände bei höheren
Drehzahlen der zugehörigen Antriebsmaschine vorliegen. Darüber hinaus ist es nicht
erforderlich, die zum Synchrongenerator gehörige Schutzeinrichtung auf die bei Kurzschlüssen
auftretenden großen Ausgangsströme des Generators auszulegen. ,Da der Kurzschlußstrom
eines Generators, wie offenbart, auf einen niedrigeren Wert begrenzt wird, bleibt
die wiederkehrende Spannung am Ausgang des Generators auf einem niedrigeren Wert,
wenn der Kurzschluß oder der fehlerhafte Betriebszustand beseitigt oder verändert
ist.