DE1277990B

DE1277990B - Vorrichtung zur Konstanthaltung der Spannung bei Generatoren, die Ein- und Mehrphasenstrom abgeben

Info

Publication number: DE1277990B
Application number: DE1966K0058818
Authority: DE
Inventors: Josef Wener; Bernhard Kirsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1966-03-24
Filing date: 1966-03-24
Publication date: 1968-09-19

Description

Vorrichtung zur Konstanthaltung der Spannung bei Generatoren, die Ein- und Mehrphasenstrom abgeben Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Konstanthaltung der Spannung bei Generatoren, die Ein- und Mehrphasenstrom abgeben, mit einem im Hauptstromkreis angeordneten Stromtransformator, dessen Sekundärwicklung über Gleichrichter den Erregerstromkreis speist.
Es sind Generatoren bekannt, die beispielsweise sowohl 380 V Drehstrom als auch 220 V Einphasenstrom abzugeben vermögen. Bei den bisher verwendeten Generatoren besteht jedoch der Nachteil, daß sie zwar beispielsweise bei Dreiphasendrehstrom die volle Leistung abgeben, die Leistung beim Einphasenstrom aber nur ein Drittel beträgt. Die volle Leistung ist zwar hierbei auch zwischen Außenleiter und Mittelpunktleiter da, jedoch immer aufgeteilt in drei Teile. Das Aufkommen stärkerer Stromverbraucher, z. B. Schweißtransformatoren, verlangt aber größere einphasige Leistungen. Hierdurch mußten die Stromerzeuger, sollten sie Mehrphasen- und Einphasenstrom geben, bisher verhältnismäßig groß gewählt werden. Soll z. B. 4 kVA Einphasenstrom abgegeben werden, so war hierfür ein Drehstromgenerator bekannter Bauart von mindestens 12 kVA notwendig, da nur von einem solchen 4 kVA von einem Phasenleiter zu erhalten sind. Dies verteuert den Stromerzeuger und erhöht sein Gewicht sowie die Transportkosten.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Generator zu erstellen, der auch einphasig die volle Leistung abgibt, ohne daß er in bezug auf seinen Aufbau wesentlich aufwendiger ist als die bekannten Generatoren.
Die Erfindung besteht darin, daß die Primärwicklung des Stromtransformators in Reihe zu einer Phase des Drehstromnetzes geschaltet ist und mindestens einen Abgriff aufweist und daß die einphasige Last zwischen diesem Angriff und dem Sternpunkt des Generators liegt. Vorteilhaft ist der Abgriff etwa im Verhältnis von 1: 1 angeordnet. Es ist aber auch möglich, verschiedene Auswahlabgriffe vorzusehen. Es hat sich ferner bewährt, der Generatorwicklung der Phase, die an der Transformatorwicklung mit dem Abgriff liegt, einen mehrfach größeren Querschnitt als den Generatorwicklungen der anderen Phasen zu geben.
Der Kern des Stromtransformators ist vorzugsweise als Blechpaket aus Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung oder als Schnittbandkern ausgebildet. Im Erregerstromkreis sind vorteilhaft ein Glättungskondensator und ein Widerstand mit Schnellreglerüberbrückung angeordnet.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus dem beispielhaften Schaltplan ersichtlich. Der Generator 1 ist in bekannter Weise mit drei Generatorwicklungen 2, 3 und 4 ausgerüstet, von denen die Phasenleiter R, S, T und MP abgehen.
Die Schaltung der Grunderregung besteht aus einer Erregerwicklung 5 und einem in Mittelpunktschaltung geschalteten Gleichrichter 6.
Zum Einstellen der Spannung der Grunderregung bei stark induktiver Last dient ein Regler-Stellglied 9, mit dessen Hilfe die Spannung verändert werden kann. Zusätzlich kann ein elektronischer stufenloser Schnellregler 17 mit Transistor zur Überbrückung des Widerstandes am Regler-Stellglied 9 vorgesehen sein, der Spannungsabfälle und Erhöhungen verhindert. Bei Verwenden eines Schnellreglers mit eingebautem Regler-Stellglied ist es auch möglich, an Stelle des Regler-Stellgliedes 9 einen festen Widerstand zu verwenden.
Die Grunderregung wird induktiv von der Primärwicklung eines mit einer Phase in Reihe geschalteten Stromtransformators 10 gespeist. Der Stromtransformator 10 weist Wicklungen 11 und 12 auf.
Ein in Brückenschaltung geschalteter Gleichrichter 13 ist einmal mit der Grunderregung und zum anderen mit der Wicklung 11 des Stromtransformators 10 verbunden, während die andere Wicklung 12 mit einer Phase des Generators, z. B. mit der Phase R, und andererseits mit dem dreiphasigen Verbraucher verbunden ist. Diese Wicklung 12 weist einen Abgriff 14 auf, der im Verhältnis 1 : 3 steht.
Die Schaltung der hauptstromabhängigen Erregung enthält eine Feldwicklung 8 mit parallelgeschaltetem Kondensator 7, der die Aufgabe hat, Spannungsspitzen zum Schutz der Dioden aufzufangen und die Gleichspannung zu glätten.
Bei einer solchen Schaltanordnung kann vom Generator an den Klemmanschlüssen 15 Dreiphasendrehstrom von 380 V mit voller Leistung abgenommen werden. Es ist jedoch auch möglich, an den Klemmanschlüssen 16 Einphasenstrom von 220 V mit voller Leistung abzunehmen, wenn die Generatorwicklung 2 dreimal so stark wie die Generatorwicklungen 3 oder 4 ist. Hierbei tritt kein Spannungsabfall durch ungleiche Phasenbelastung auf, da die durch den Stromtransformator 10 erzeugte Zusatzerregung einen Spannungsabfall in Abhängigkeit vom Generatorstrom auffängt bzw. ausgleicht, so daß die Generatorspannung bei jeder Belastung eingeregelt wird.
Treten Stromstöße auf, so wird die Zusatzerregung verstärkt, und diese verstärkt zugleich das Feld und damit wiederum die Generatorerregung, wodurch der Stromstoß kompensiert wird. Ebenso wird ein Spannungsverlust durch Drehzahlabfall des Antriebsmotors durch den Stromtransformator ausgeglichen.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Konstanthaltung der Spannung bei Generatoren, die Ein- und Mehrphasenstrom abgeben, mit einem im Hauptstromkreis angeordneten Stromtransformator, dessen Sekundärwicklung über Gleichrichter den Erregerstromkreis speist, dadurch gekennzeichnet, daß die Primärwicklung (12) des Stromtransformators (10) in Reihe zu einer Phase (R) des Drehstromnetzes geschaltet ist und mindestens einen Abgriff (14) aufweist und daß die einphasige Last zwischen diesem Abgriff und dem Sternpunkt (MP) des Generators (1) liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abgriff (14) im Verhältnis 1 : 3 angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Auswahlabgriffe vorgesehen sind.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatorwicklung (2) der Phase (R), die an der Transformatorwicklung (12) mit dem Abgriff (14) liegt, einen größeren Querschnitt als die Generatorwicklungen (3 bzw. 4) der anderen Phasen (S bzw. T) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Stromtransformators (10) aus Blechen mit magnetischer Vorzugsrichtung gebildet ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern des Stromtransformators (10) als Schnittbandkern ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Erregerstromkreis ein Glättungskondensator (7) angeordnet ist. B. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Erregerstromkreis ein Widerstand (9) mit Schnellreglerüberbrückung (17) angeordnet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 915112, 962 741; schweizerische Patentschrift Nr. 194 548; »Der Elektromeister«, 1959, S. 817; Siemens Liste M 63, I. Teil, März 1958, »Konstantspannungssynchrongeneratoren für Leistungen bis 40 kVA«.