DE1169577B

DE1169577B - Anordnung zur Fehlererfassung von Erreger-gleichrichtern einer schleifringlosen Synchronmaschine

Info

Publication number: DE1169577B
Application number: DEL44805A
Authority: DE
Inventors: Werner Foehse
Original assignee: Lloyd Dynamowerke GmbH
Current assignee: Lloyd Dynamowerke GmbH
Priority date: 1963-05-03
Filing date: 1963-05-03
Publication date: 1964-05-06
Also published as: FR1392997A; GB1001399A

Description

Anordnung zur Fehlererfassung von Erregergleichrichtern einer schleifringlosen Synchronmaschine Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Erfassung von Fehlern an mit der Welle umlaufenden Erregergleichrichtern einer schleifringlosenSynchronmaschine, die von einer ebenfalls umlaufenden, induktiv mit einer feststehenden Wicklung gekoppelten Wechseistromwicklung gespeist werden.
Es ist relativ einfach, bei Störungen an feststehenden Gleichrichtern Messungen vorzunehmen, um einen Gleichrichterdefekt zu ermitteln. Wenn jedoch bei schleifringlosen Erregermaschinen die Gleichrichter umlaufen, so ist bisher die Feststellung eines Gleichrichterfehlers nur möglich, wenn die Maschine stillgesetzt wird. Dies ist bei großen Maschinen zumindest sehr zeitraubend, da immer mit einer mehr oder weniger langen Auslaufzeit gerechnet werden muß. Außerdem muß natürlich in Kauf genommen werden, daß von der Maschine, wenn sie z. B. als Generator arbeitet, für diese Zeit keine Leistung an das Netz geliefert wird. Andererseits können Gleichrichterfehler größere Folgeschäden an den Wicklungen verursachen.
Es ist bereits bekannt, zum Schutz von auf der Maschinenwelle angeordneten Erregergleichrichtern Sicherungen anzubringen, die bei einer Störung einen Gleichrichter oder eine Gleichrichtergruppe abschalten. Es ist auch bekannt, derartige Störungen mit Hilfe von Signallämpchen optisch sichtbar zu machen, oder auch unter Ausnutzung des stroboskopischen Effektes. Derartige Sicherungsmaßnahmen erfordern zunächst einmal die zusätzliche Montage zahlreicher Kleinbauteile auf der Maschinenwelle, die sich zwar nicht so sehr als zusätzlich umlaufende Masse bemerkbar machen, jedoch den durch den Lauf der Maschine bedingten Erschütterungen so stark ausgesetzt sind, daß hierdurch störende Einflüsse auf Sicherungen, Sicherungshalter und Lampen unvermeidbar sind.
Es wurde weiterhin bereits eine Einrichtung zur Erfassung eines Erdschlusses in der Erregerwicklung einer Synchronmaschine vorgeschlagen, bei der der Erreger-Gleichstromkreis einen magnetischen Kreis mit mehreren Wicklungen enthält, die nach dem Prinzip eines Summenstromwandlers arbeiten und die bei Erdschluß zur Erdschlußstelle abfließenden Oberwellen-Ströme zu einer Signalbildung benutzen.
Eine solche Schaltung läßt sich aber nicht zur Feststellung von Gleichrichterfehlern verwenden, erst recht nicht dann, wenn die Gleichrichter umlaufen und zur Übertragung von Meßwerten keine Schleifringe verwendet werden sollen.
Die Erfindung hat die Aufgabe, fehlerbedingte Oberwellenänderungen zur Fehlererfassung bei um- laufenden Gleichrichtern einer schleifringlosen Synchronmaschine anwendbar zu machen. Der Lösung dieser Aufgabe liegt die Kenntnis zugrunde, daß durch die Induktivität der Erregerwicklung Oberwellen entstehen, die auch in dem konstanten Strom einer jeden Gleichrichterzelle enthalten sind. Wird z. B. für die Erregergleichrichter die Drehstrom-Brückenschaltung angewendet, so brennt jedeGleichrichterzelle während eines Zeitraumes von 1200. Ihr konstanter Strom enthält, wie sich aus einer Fourier-Zerlegung ergibt, im wesentlichen Oberwellen der 5-, 7-, 11- und 13fachen Grundfrequenz. Aus der entgegengesetzten Umlaufrichtung der beiden stärksten Oberwellen, der 5. und der 7. Oberwelle, ergibt sich die Tatsache, daß beide Oberwellen in einer feststehenden, mit der umlaufenden Wicklung induktiv gekoppelten Wicklung eine Oberwelle der 6fachen Grundfrequenz erzeugen, da für die 7. Oberwelle die Läuferumdrehung selbst subtrahiert und für die 5. Oberwelle addiert werden muß. Die 6. Oberwelle ist infolge dieser Erscheinung so stark, daß sie für die Registrierung von Oberwellenänderungen ausreicht. Änderungen anderer Oberwellen brauchen nicht zusätzlich berücksichtigt zu werden. Ist nun einer der Gleichrichter defekt, so hat dies einen Einfluß auf die durch die Induktivität der Erregerwicklung entstehenden Oberwellen.
Erfindungsgemäß wird deshalb vorgeschlagen, daß zur Erfassung vonGleichrichterfehlern fehlerbedingte Oberwellenänderungen in einer feststehenden Wicklung dienen. Dabei ist es gleichgultig, ob Spannungs-, Strom- oder Frequenzänderungen erfaßt werden.
Denn es treten bei Gleichrichterfehlern auch Oberwellen anderer Frequenz in der feststehenden Wicklung auf. Vorteilhaft wirkt die Tatsache, daß die in der feststehenden Wicklung erfaßten Oberwellen, wie beschrieben, aus zwei benachbarten Oberwellen entstanden sind, d. h., die Änderung der erfaßten Oberwellen ist imFehlerfalle durch die gleichzeitigeAnderung zweier Oberwellen in der Erregerwicklung bedingt, was die Nutzwirkung vergrößert.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Schwankungen von Oberwellenströmen von Schwankungen des Laststromes infolge des großen Frequenzunterschiedes leicht zu trennen nnd somit einfacher zu erfassen sind. Außerdem bedarf es am Läufer keines zusätzlichen Aufwandes an Geräten oder Montage.
Wird die Erfindung bei einer eigenerregten Synchronmaschine angewendet und ist die umlaufende Wicklung die Wicklung eines der Synchronmaschine zugeordneten Synchron-Erregergenerators, so wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß zur Fehlererfassung die fehlerbedingten Oberwellenänderungen in der Dämpferwicklung des Synchron-Erregergenerators dienen.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Erregerwicklung 10 einer Synchronmaschine, von der hier nur der Läufer 11 angedeutet ist, wird über in Drehstrom-Brückenschaltung betriebene Gleichrichter 12 gespeist. Auf der gemeinsamen Welle 13 ist außer den Gleichrichtern 12 auch der Läufer 14 eines Synchron-Erregergenerators angeordnet, dessen Wechselstromwicklungen 15 die Gleichrichter 12 versorgen. Das Polsysteml6 trägt die Feldwicklung 17 des Synchron-Erregergenerators und eine Dämpferwicklung 18. Der in der Dämpferwicklung 18 fließende Strom wird von einem Stromwandler 19 erfaßt, an dessen Ausgangsklemmen 20 ein Meßinstrument, eine Warneinrichtung od. dgl. angeschlossen werden kann. Tritt nun in einem der Gleichrichter 12 ein Fehler auf, so werden die in der Dämpferwicklung 18 auftretenden Oberwellenänderungen durch Änderung des Oberwellen-Stromes in der Dämpferwicklungl8 vom Stromwandlerl9 erfaßt, so daß das Auftreten einer Störung sofort erkennbar gemacht wird und gegebenenfalls eine Abschaltung der Maschine vorgenommen werden kann.

Claims

Patentansprüche: 1. Anordnung zur Erfassung von Fehlern an mit der Welle umlaufenden Erregergleichrichtern einer schleifringlosen Synchronmaschine, die von einer ebenfalls umlaufenden, induktiv mit einer feststehenden Wicklung gekoppelten Wechselstromwicklung gespeist werden, d a d u r c h g e -kennzeichnet, daß zur Erfassung der Fehler fehlerbedingte Oberwellenänderungen in der feststehenden Wicklung dienen.
2. Anordnung nach Anspruch 1, bei der die umlaufende Wechselspaunungswicktung die Wicklung eines Synchronerregergenerators ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fehlererfassung die fehlerbedingten Oberwellenänderungen in der Dämpferwicklung des Synchronerregergenerators dienen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 236957; deutsche Auslegeschrift Nr. 1 105 986.