DE1263153B - Einrichtung zur Regelung der Spannung eines mit stark wechselnder Drehzahl angetriebenen Wechselstromgenerators - Google Patents

Einrichtung zur Regelung der Spannung eines mit stark wechselnder Drehzahl angetriebenen Wechselstromgenerators

Info

Publication number
DE1263153B
DE1263153B DE1963S0085498 DES0085498A DE1263153B DE 1263153 B DE1263153 B DE 1263153B DE 1963S0085498 DE1963S0085498 DE 1963S0085498 DE S0085498 A DES0085498 A DE S0085498A DE 1263153 B DE1263153 B DE 1263153B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
generator
thyristor
phase
resistors
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1963S0085498
Other languages
English (en)
Inventor
Gerhard Schmidt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE1963S0085498 priority Critical patent/DE1263153B/de
Publication of DE1263153B publication Critical patent/DE1263153B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H02P9/26Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices
    • H02P9/30Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices
    • H02P9/305Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices using semiconductor devices controlling voltage

Landscapes

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

Description

  • Einrichtung zur Regelung der Spannung eines mit stark wechselnder Drehzahl angetriebenen Wechselstromgenerators Es ist bekannt, die Ausgangsspannnung von Generatoren durch Verändern des Erregerstromes der Maschine einzustellen. Die Energie für das Maschinenfeld wird hierbei vom Generator selbst geliefert. Man kann dabei die Feldwicklung über geeignete, z. B. nach dem Tirrillprinzip arbeitende Regler an den Ausgang eines vom Generator gespeisten Gleichrichters anschließen.
  • Eine solche, nach dem Tirrillprinzip arbeitende Schaltung zum Steuern des Erregerstromes eines Generators ist in der USA: Patentschrift 3 009 091 beschrieben. Bei dieser Schaltung wird die Spannung des am Ausgang der Ständerwicklung eines Wechselstromgenerators liegenden Gleichrichters als Kriterium für das Durchsteuern eines in Reihe mit der Erregerwicklung liegenden Thyristors benutzt. Sinkt die Gleichrichterspannung unter einen bestimmten Wert, so wird der Thyristor durchlässig gesteuert, wodurch ein Erregerstrom fließt und die Ausgangsspannung steigt. Der Thyristor bleibt jeweils so lange leitend, bis die Spannung des Wechselstromgenerators durch Null geht. Er wird während der nächsten Wechselspannungshalbwelle erneut gezündet, wenn die Ausgangsspannung des Generators einen oberen Grenzwert noch nicht erreicht hat. Der Thyristor wird erst dann nicht mehr gezündet, wenn der obere Grenzwert überschritten wird.
  • Mit dieser Anordnung ist jedoch keine stetige Regelung der Ausgangsspannung möglich. Will man eine stetige Regelung erzielen, dann sind zur Steuerung eines Thyristors in einer derartigen Anordnung Zündimpulse erforderlich, deren Folgefrequenz ein ganzes Vielfaches der Frequenz der Speisewechselspannung ist und deren Phasenlage, bezogen auf die Speisewechselspannung, von der Größe einer Steuergleichspannung abhängig ist.
  • Diese Impulse werden meist von einem Steuersatz geliefert, der eine periodische, vorzugsweise sägezahnförmige Vergleichsspannung mit der Frequenz n - f liefert, wobei f die Frequenz der Speisewechselspannung ist. Diese Spannung wird mit der Steuergleichspannung in der Weise verglichen, daß die Lage der Zündimpulse durch den Schnittpunkt der periodischen Vergleichsspannung mit der Steuergleichspannung gegeben ist. Diese Methode, die Zündzeitimpulse zu gewinnen, ist jedoch nicht mehr anwendbar, wenn sich die Frequenz der Speisewechselspannung in weiten Grenzen, z. B. im Verhältnis 1: 10, ändert, wie dies der Fall ist, wenn der Generator, z. B. in Kraftfahrzeugen, mit stark wechselnder Drehzahl angetrieben wird. Viehmehr ist dann eine Synchronisierung der Vergleichsspannung mit der Speisewechselspannung erforderlich.
  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Regelung der Spannung eines mit stark wechselnder Drehzahl angetriebenen Wechselstromgenerators, dessen Erregerwicklung über einen Thyristor an seine Klemmen angeschlossen ist, bei dem die Lage der dem Thyristor periodisch zugeführten Zündimpulse durch Vergleich einer periodischen Spannung mit einer Steuergleichspannung bestimmbar ist. .
  • Der Zweck der Erfindung besteht darin, den durch die Steuergleichspannung bestimmten Steuerwinkel der Zündimpulse für den Thyristor von der Drehzahl des Generators unabhängig zu machen.
  • Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichsspannung eine vom gleichen Generator gelieferte Wechselspannung verwendet ist, die um 90° e1. der die Erregerwicklung speisenden Spannung nacheilt.
  • Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine gesonderte, mit der Drehzahl des Generators zu synchronisierende Synchronisierspannungsquelle entfällt, da die Synchronisierspannung aus der Generator-Spannung selbst abgeleitet wird. Damit hängt der Ansteuerwinkel nicht von der Drehzahl des Generators, sondern nur von der eingestellten Steuerspannung ab.
  • Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung werden an Hand der Figuren erläutert.
  • F ig. 1 zeigt als Anwendungsbeispiel der Erfindung schematisch den Aufbau einer Stromversorgungsanlage für Kraftfahrzeuge. Der Verbraucher ist mit 14 bezeichnet und über einen Gleichrichter 12, z. B. in Drehstrombrückenschaltung, an die drei Klemmen RST eines Dreiphasen-Synchrongenerators 11 angeschlossen. Parallel zum Verbraucher liegt eine Batterie 13. Die Erregerwicklung des Generators ist mit 17 bezeichnet und über einen Thyristor 16 an die Klemmen RS des Generators angeschlossen. Parallel zur Erregerwicklung 17 liegt eine Nullanode 18.
  • Die Größe der am Verbraucher 14 liegenden Gleichspannung ist bestimmt durch die vom Generator 11 gelieferte Wechselspannung, und diese ist wiederum bei einer bestimmten Drehzahl und Belastung von dem mittleren, die Wicklung 17 durchfließenden Erregerstrom abhängig. Der mittlere Erregerstrom wird bestimmt durch die Phasenlage der dem Thyristor 16 periodisch zugeführten Zündimpulse, bezogen auf die Phasenspannung RS. Diese Zündimpulse werden geliefert von einem Steuersatz 15, dem einerseits die am Verbraucher 14 liegende Gleichspannung und andererseits die vom Generator 11 gelieferte Wechselspannung zugeführt wird, von der eine periodische Vergleichsspannung abgeleitet wird.
  • Zur Erläuterung der Arbeitsweise des Steuersatzes 15 ist in F i g. 2 die den Erregerkreis speisende Wechselspannung URS und die von der Wechselspannung des Generators 11 abgeleitete Vergleichsspannung UV abhängig von der Zeit t aufgetragen. Die Vergleichsspannung UV eilt der Spannung URS um 90° nach (cos-Funktion). Diese Vergleichsspannung UV wird mit einer beispielsweise von der Abweichung der am Verbraucher 14 liegenden Gleichspannung von einem Sollwert abhängigen Steuerspannung Ust verglichen und die so gewonnene Differenzspannung in bekannter Weise einem Kippelement zugeführt, das einen Zündimpuls liefert, sobald die Spannung UV größer als die Spannung Ust wird. In F i g. 2 sind zwei Werte für die Spannung Ust nämlich Ustl und U$t, sowie die zugehörigen Zündzeitpunkte t1, t2 und die sich ergebenden Spannungszeitflächen (schraffiert) eingezeichnet.
  • Die Vergleichsspannung UV läßt sich auf verschiedene Weise von den Dreiphasenspannungen des Generators 11 ableiten. Geht man beispielsweise davon aus, daß die Erregerwicklung, wie in F i g. 1 gezeichnet, an die Phasen R und S angeschlossen ist, dann kann als Vergleichsspannung UV direkt die um 1809 phasengedrehte Spannung zwischen der Phase T und dem Mittelpunkt Mp verwendet werden.
  • Man kann die Spannung UV aber auch mit Hilfe des in F i g. 3 gezeigten frequenzunabhängigen Phasenschiebers von den Spannungen UTR und TTs ableiten. Hierzu sind zwei Transformatoren 31 und 32 erforderlich, deren Primärwicklungen an die Klemmen T und R bzw. T und S des Generators angeschlossen sind lind deren Sekundärwicklungen - in Reihe geschaltet - zwei ebenfalls in Serie liegende Widerstände R1 und R2 speisen. Zwischen den Verbindungspunkten der Widerstände R1 und R2 (1) und der Sekundärwicklungen (2) ergibt sich dann eine Vergleichsspannung UV, die der Phasenspannung UR um 60° vor und der Phasenspannung US um 60°, d. h. also der Phasenspannung URS um 90° nacheilt, wenn die Widerstände gleich bemessen sind.
  • Die zuletzt genannte Lösung ist besonders vorteilhaft, wenn der gesamte Steuerbereich von 180° ausgenutzt werden soll. In diesem Fall empfiehlt es sich, einen der beiden, Widerstände der Anordnung nach F i g. 3 abhängig von der Steuergleichspannung (z. B. abhängig von der Abweichung der gewünschten Gleichspannung von einem Sollwert) zu verändern. Hierzu kann man z. B. an Stelle eines Widerstandes einen Transistor verwenden, In diesem Fäll Wird dann die Phasendifferenz zwischen der Spannung URS und der Vergleichsspannung UV abhängig von Größe und Voxzeichen der Steuerspannung Ust größer oder kleiner als 90°.
  • Der Aufbau eines besonders einfachen Steuersatzes 15 ist in 1~' i g. 4 gezeigt, wobei in teilweiser Übereinstimmung mit F i g. 1 der Generator mit 11, der Gleichrichter mit 12; die Batterie mit 13, der Verbraucher mit 14, die Erregerwicklung mit 17, der Thyristor mit 18 und die Nullanode mit 19 bezeichnet ist. Die Zündimpulse für den Thyristor 18 werden von der Sekundärwicklung eines Transformators 41 geliefert, dessen Primärwicklung über einen Widerstand 42 an den Ausgang des Gleichrichters 12 angeschlossen ist. Der Primärwicklung ist die Emitter-Kollektor-Strecke eines Transistors 43 parallel geschaltet, dessen Emitter-Basis-Strecke über einen Widerstand 44 der Elnltter-Kollektor-Strecke eines Transistors 45 parallel geschaltet ist. Dieser Transistor 45 ist Teil einer bekannten, aus einem Wider= stand 461, einem veränderbaren Widerstand 462 und einer Zenerdiode 463 bestehenden Schaltungsanordnung, die mit der Ausgangsspannung des Gleichrichters 12 gespeist wird und die eine Spannung- USj liefert, die von der Abweichung der vom Gleichrichter 12 gelieferten Spannung von einer am Widerstand 462 einstellbaren Sollwertspannung abhängt.
  • Außerdem ist die Emitter-Basis-Strecke des Transistors 43 über den Widerstand 47 an die Ausgangsklemmen 1 und 2 des vorstehend an Hand der F i g. 3 näher erläuterten Phasenschiebers 48 ungeschlossen.
  • Der am Widerstand 462 abgegriffene Teil der Generator Istspannung (Gleichspannung) wird mit der Zenerspannung der Zenerdiode 463 (Sollwert) verglichen, Bei Abweichungen vom Sollwert wird der Transistor 45 ausgesteuert. An der Basis des Transistors 43 werden die der Regelabweichung umgekehrt proportionale Gleichspannung Ugt und die von der Anordnung 4$ gelieferte Vergleichsspannung UV im Sinne einer Differenzbildung überlagert. Die Spannung UV ist hierbei von den Spannungen UTs und UTR des Genteratoxs 11 abgeleitet. Wenn der Basisstrom des Transistors 43 Null wird, liegt an der Primärwicklung des Transformators 41 zunächst die volle Gleichspannung, An der Sekundärwicklung entsteht daher ein Spannungsimpuls, der zum Zünden des Thyristors 18 verwendet wird.
  • Das beschriebene Verfahren ist auch bei anderen Schaltungen des Thyristors anwendbar, Zur Erhöhung des - Gleichstrom-Mittelwertes, des Erregerstromes kann man z. B. mehrphasige Schaltungen aufbauen oder den Thyristor zwischen einer Phase und einem Pol des Haupt- oder eines Hilfsgleichrichters anschließen oder Kombinationen dieser Schaltungen bilden.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: 1. Einrichtung zur Regelung der Spannung eines mit stark wechselnder Drehzahl angetriebenen Wechselstromgenerators, dessen Erregerwicklung über einen Thyristor an seine Klemmen angeschlossen ist, bei dem die Lage der dem Thyristor periodisch zugeführten Zündimpulse durch Vergleich einer periodischen Spannung mit einer Steuergleichspannung bestimmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß als Vergleichsspannung eine vom gleichen Generator gelieferte Wechselspannung verwendet ist, die um 90° e1. der die Erregerwicklung speisenden Spannung nacheilt.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung eines dreiphasigen Synchrongenerators die Vergleichsspannung mit Hilfe eines an sich bekannten frequenzunabhängigen Phasenschiebers von den Phasenspannungen des Generators abgeleitet ist.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Phasenschieber mit zwei Transformatoren, deren Primärwicklungen mit zwei um 120° versetzten Phasenspannungen gespeist sind, und zwei Widerständen (R1, RJ, die in Serie geschaltet an die ebenfalls in Reihe liegenden Sekundärwicklungen der Transformatoren angeschlossen sind, wobei die Vergleichsspannung zwischen den Verbindungspunkten der Sekundärwicklungen und der Widerstände abgegriffen ist.
  4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Widerstände (R1, R2) abhängig von der Steuergleichspannung veränderbar ist.
  5. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als veränderbarer Widerstand ein Transistor verwendet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1247 361; USA.-Patentschrift Nr. 3 009 091; Siemens-Zeitschrift, 1962, S. 86; Der Elektromeister, 1962, S. 1514.
DE1963S0085498 1963-06-01 1963-06-01 Einrichtung zur Regelung der Spannung eines mit stark wechselnder Drehzahl angetriebenen Wechselstromgenerators Pending DE1263153B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1963S0085498 DE1263153B (de) 1963-06-01 1963-06-01 Einrichtung zur Regelung der Spannung eines mit stark wechselnder Drehzahl angetriebenen Wechselstromgenerators

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1963S0085498 DE1263153B (de) 1963-06-01 1963-06-01 Einrichtung zur Regelung der Spannung eines mit stark wechselnder Drehzahl angetriebenen Wechselstromgenerators

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1263153B true DE1263153B (de) 1968-03-14

Family

ID=7512401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1963S0085498 Pending DE1263153B (de) 1963-06-01 1963-06-01 Einrichtung zur Regelung der Spannung eines mit stark wechselnder Drehzahl angetriebenen Wechselstromgenerators

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1263153B (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1247361A (fr) * 1959-10-08 1960-12-02 Prec Mecanique Labinal Perfectionnements apportés aux régulateurs pour machines, engins électriques, et divers
US3009091A (en) * 1958-06-09 1961-11-14 Leece Neville Co Electric generating systems

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3009091A (en) * 1958-06-09 1961-11-14 Leece Neville Co Electric generating systems
FR1247361A (fr) * 1959-10-08 1960-12-02 Prec Mecanique Labinal Perfectionnements apportés aux régulateurs pour machines, engins électriques, et divers

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2857198A1 (de) Regelsystem und verfahren zum verringern des zahnungsdrehmoments fuer stromrichterantriebe mit wechselstrommotoren
DE2658218C2 (de) Einrichtung zur Versorgung von Verbrauchern mit dreiphasigem Wechselstrom konstanter Spannung und Frequenz
CH622388A5 (de)
DE2812339A1 (de) Steuervorrichtung fuer eine thyristor- umrichterbruecke
DE1538535B2 (de) Anordnung zur Regelung der Drehzahl eines Wechselstrom-Asynchronmotors
DE1263153B (de) Einrichtung zur Regelung der Spannung eines mit stark wechselnder Drehzahl angetriebenen Wechselstromgenerators
DE2643934C2 (de) Einrichtung zur Kompensation der Blindleistung eines Verbrauchers, der aus einem mehrphasigen Wechselspannungsnetz gespeist ist, und/oder zum Vermindern der Unsymmetrie in diesem Wechselspannungsnetz
DE757163C (de) Schaltung zum Abbremsen von Drehstrommotoren
DE2062480A1 (de) Impulsgenerator
DE937964C (de) Anordnung zum stetigen Regeln der Mehrphasenspannungen bzw. -stroeme zur Erregung von Drehstromregelsaetzen oder Drehstromkommutatormotoren
DE2155381C3 (de) Anordnung zum Steuern oder Regeln der Drehzahl eines Gleichstrommotors
DE654341C (de) Einrichtung zur Aufrechterhaltung des relativen Gleichlaufs mehrerer Gleichstrommotoren, die aus einem Wechselstromnetz ueber gittergesteuerte Gleichrichter gespeist werden
DE1463763C3 (de) Dreiphasige Wechselspannungsregelanordnung
DE2914596C2 (de)
DE3933524C2 (de) Verfahren zum Betrieb eines umrichtergespeisten Drehstrommotors, der zwei galvanisch getrennte, elektrisch um 30 DEG versetzte dreiphasige Ständerwicklungen aufweist
DE639960C (de) Anordnung zum Betrieb von als Gleichrichter oder Wechselrichter arbeitenden Umformungseinrichtungen
DE756206C (de) Anordnung zur unmittelbaren Umformung von Wechselstroemen gegebe-ner Frequenz in solche anderer Frequenz vermittels gesteuerter gas- oder dampfgefuellter Entladungsstrecken mit eindeutiger Durchlassrichtung
DE641175C (de) Anordnung zur selektiven Betaetigung mehrerer Stromkreise
DE622151C (de) Anordnung zur selbsttaetigen Regelung der Spannung in Drehstromnetzen
DE1563461C (de) Automatische Vorrichtung zur Steue rung des Anlassens von an einem Wechsel stromnetz hegenden Emphasen oder Mehrphasen Induktionsmotoren
DE2231936C3 (de) Verfahren und Steuergerät zur Ansteuerung der steuerbaren Hauptventile zweier Wechselrichter
DE2103533A1 (de) Konstantspannungsregler
DE1935519C (de) Erregeranordnung für eine Synchronmaschine mit einer Thyristoren enthaltenden Gleichrichteranordnung
DE2423601A1 (de) Verfahren zur ansteuerung der steuerbaren hauptventile zweier wechselrichter sowie schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens
DE722263C (de) Einrichtung zur Steuerung von gittergesteuerten Entladungsgefaessen