DE1282144B

DE1282144B - Exciter for a synchronous machine

Info

Publication number: DE1282144B
Application number: DE1963L0046226
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Werner Droste
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1963-11-04
Filing date: 1963-11-04
Publication date: 1968-11-07

Description

Erregergerät für eine Synchronmaschine Die Erfindung betrifft ein Erregergerät für eine Synchronmaschine, das einen einen Grunderregeranteil liefernden Hauptgleichrichter und einen einen weiteren einstellbaren Erregerstromanteil liefernden Zusatzgleichrichter enthält, wobei die Ausgänge beider Gleichrichter parallel geschaltet sind.Exciting device for a synchronous machine The invention relates to a Excitation device for a synchronous machine that supplies a basic excitation component Main rectifier and a further adjustable excitation current component delivering Contains additional rectifiers, with the outputs of both rectifiers connected in parallel are.

Es sind verschiedene Schaltungen für Erregergeräte bekannt, bei denen zunächst ein Erregerleistungsüberschuß vorhanden ist, der dann durch die Regelung der Synchrorunaschine auf den augenblicklich erforderlichen Wert reduziert wird. Dieser Erregerleistungsüberschuß liegt in der Größenordnung von etwa 20 % der benötigten Erregernennleistung. Bei Synchronmaschinen mittlerer und kleinerer Größe hat diese Art und Weise der Erregungsregelung keinen erheblich verteuernden Einfluß. Bei Maschinen mit größerer Nennleistung ist jedoch der wirtschaftliche Mehraufwand, der zur Erzeugung der überschußerregerleistung erforderlich ist, erheblich. Dieses gilt auch z. B. für eine bekannte Ausführungsform, bei der die maximal benötigte Erregerleistung bereitgestellt und für den Normalbetriebsfall benötigte Erregerleistung durch Reduzierung der spannungsabhängigen Erregerkomponente eingestellt wird. Auch der hierfür erforderliche steuer- bzw. regeltechnische Aufwand ist erheblich.Various circuits for excitation devices are known in which there is initially an excess of excitation power, which is then reduced to the value currently required by the control of the synchronous machine. This exciter power excess is in the order of magnitude of about 20 % of the required exciter nominal power. In the case of synchronous machines of medium and small size, this type of excitation control does not make it significantly more expensive. In the case of machines with a larger nominal output, however, the additional economic outlay required to generate the excess excitation output is considerable. This also applies z. B. for a known embodiment in which the maximum required excitation power is provided and the excitation power required for normal operation is set by reducing the voltage-dependent excitation component. The tax and regulatory effort required for this is also considerable.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Erregergerät zu schaffen, mit dem es möglich ist, eine kleinere Erregerleistung als Grunderregerleistung zu erzeugen und die für den augenblicklichen Betriebszustand notwendige Erregerleistung durch eine einstellbare Zusatzerregung bereitzustellen.The object of the invention is to create an excitation device with which it is possible to generate a smaller excitation power than the basic excitation power and the excitation power required for the current operating state to provide an adjustable additional excitation.

Die Erfindung besteht darin, daß bei einem Erregergerät der eingangs genannten Gattung der zusätzliche Gleichrichter von einem Strom gespeist wird, der durch den ganzen, dem Hauptgleichrichter zufließenden Strom oder durch eine Komponente dieses Stromes erzeugt wird.The invention consists in that in an excitation device of the initially mentioned type of the additional rectifier is fed by a current that through the entire current flowing to the main rectifier or through a component this electricity is generated.

Eine vorteilhafte Ausführungsform für diesen Grundgedanken der Erfindung besteht darin, daß ein Stromtransformator vorgesehen ist, dessen Primärwicklung von dem ganzen, dem Hauptgleichrichter zufließenden Strom oder einer Komponente dieses Stromes durchflossen wird, während die Sekundärwicklung den Strom für den Zusatzgleichrichter liefert.An advantageous embodiment for this basic idea of the invention consists in that a current transformer is provided, the primary winding of which of the entire current flowing to the main rectifier or of a component this current flows through, while the secondary winding the current for the Additional rectifier supplies.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die so gewonnene Zusatzerregerleistung zu steuern bzw. zu regeln. So kann der Eisenkern des Stromtransformators mittels eines Steuergleichstromes vortnagnetisierbar sein. Dabei kann der Stromtransformator dreiphasig ausgeführt oder für jede Phase ein besonderer einphasiger Stromtransformator vorgesehen sein. Im letztgenannten Fall ist dann jeder einzelne Stromtransformator vormagnetisierbar auszuführen.There are now various options for the additional excitation power gained in this way to control or regulate. So the iron core of the current transformer can by means of a control direct current be magnetizable. The current transformer can three-phase design or a special single-phase current transformer for each phase be provided. In the latter case, each individual current transformer is then Execute magnetisable.

Eine andere Möglichkeit ist durch die Anwendung einstellbarer Scheinwiderstände gegeben, über die ein Teil des vom Stromtransformator gelieferten Stromes abgezweigt wird.Another possibility is through the use of adjustable apparent resistances given, through which part of the current supplied by the current transformer is branched off will.

Besonders vorteilhaft ist jedoch die Anwendung von steuerbaren elektrischen Ventilen entweder zwischen der Sekundärwicklung des Stromtransformators und dem Zusatzgleichrichter oder aber in der Art, daß der Zusatzgleichrichter selbst ganz oder teilweise aus steuerbaren elektrischen Ventilen besteht.However, the use of controllable electrical ones is particularly advantageous Valves either between the secondary winding of the current transformer and the Additional rectifier or in such a way that the additional rectifier itself completely or partially consists of controllable electric valves.

Die Erfindung soll nun an Hand von zwei Schaltungsbeispielen erläutert werden.The invention will now be explained using two circuit examples will.

Eine in F i g. 1 dargestellte Synchronmaschine 10 hat eine Ständerwicklung 11 und eine Erregerwicklung 12 und arbeitet auf ein Netz 13. In einem Erregergerät 14 wird ein Erregerstrom erzeugt, der lastabhängig, spannungsabhängig oder auch aus beiden Komponenten zusammengesetzt sein kann. Der Erregerwechselstrom wird zunächst einem Stromtransformator 15 zugeführt, durchfließt dessen Primärwicklung 16 und gelangt dann zum Hauptgleichrichter 17, der den Grunderregeranteil an die Erregerwicklung 12 liefert. Die Größe des Zusatzerregerstromes und damit der Zusatzerregerleistung ist erstens abhängig von der Größe des in der Primärwicklung 16 fließenden Stromes. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Erregergerät 14 als Stromquelle anzusehen ist, die einen eingeprägten Strom an die Primärwicklung 16 des Stromtransformators 15 liefert, wobei der Stromtransformator entsprechend seinem übersetzungsverhältnis aus seiner Sekundärwicklung 18 ebenfalls einen eingeprägten Strom abgibt. Die bei dieser Funktionsweise benötigte höhere Erregerspannung kann von dem Erregergerät 14 leicht geliefert werden. Die Größe der Zusatzerregung ist zweitens abhängig vom Eingriff einer Steuerung. Der Klemme 20 ist dieser Steuereinfluß zuzuführen, der beispielweise aus einer Spannungs-oder einer Frequenzregelung gewonnen wird und dazu dient, mit Hilfe des elektrischen Ventils 19 die Zusatzerregerleistung zu steuern.One shown in FIG. The synchronous machine 10 shown in FIG. 1 has a stator winding 11 and an excitation winding 12 and operates on a network 13. An excitation current is generated in an excitation device 14 which can be load-dependent, voltage-dependent or composed of both components. The alternating excitation current is first fed to a current transformer 15 , flows through its primary winding 16 and then reaches the main rectifier 17, which supplies the basic excitation component to the excitation winding 12. The size of the additional excitation current and thus the additional excitation power is firstly dependent on the size of the current flowing in the primary winding 16. This is due to the fact that the excitation device 14 is to be regarded as a current source which supplies an impressed current to the primary winding 16 of the current transformer 15 , the current transformer also emitting an impressed current from its secondary winding 18 according to its transmission ratio. The higher excitation voltage required in this mode of operation can easily be supplied by the excitation device 14. Second, the size of the additional excitation depends on the intervention of a control. This control influence, which is obtained, for example, from a voltage or frequency control and is used to control the additional excitation power with the aid of the electrical valve 19, is to be fed to the terminal 20.

F i g. 2 zeigt eine ähnliche Schaltung, bei der jedoch einmal das elektrische Ventil 19 der F i g. 1 durch einen Zusatzgleichrichter 21 ersetzt ist und bei der zum anderen der Stromtransforinator 15 eine Steuerwicklung 22 aufweist, der der genannte Steuereinfluß zum Steuern der zusätzlichen Erregerleistung zugeführt wird. Eine weitere Möglichkeit zur Steuerung der Zusatzerregerleistung ist in F i g. 2 nur gestrichelt eingezeiähnet und wird hier durch einen veränderlichen Scheinwiderstand 23 dargestellt, dessen Größe durch einen seiner Steuerwicklung 24 zuführbaren Steuereinfluß veränderbar ist.F i g. FIG. 2 shows a similar circuit, in which, however, the electric valve 19 of FIG. 1 is replaced by an additional rectifier 21 and in which, on the other hand, the current transformer 15 has a control winding 22 to which the aforementioned control influence is fed to control the additional excitation power. Another possibility for controlling the additional excitation power is shown in FIG. 2 is only shown in dashed lines and is represented here by a variable impedance 23 , the size of which can be changed by a control influence which can be fed to its control winding 24.

Claims

Claims: 1. Exciter device for a synchronous machine, which contains a main rectifier supplying a basic excitation component and an additional rectifier supplying a further adjustable excitation component, the outputs of both rectifiers being connected in parallel, characterized in that the additional rectifier (19, 21) is fed by a current which is generated by the entire current flowing to the main rectifier (17) or by a component of this current.

2. Excitation device according to claim 1, characterized in that a current transformer (16, 18) is provided, the primary winding (16) of which is traversed by the entire current flowing to the main rectifier (17) or a component of this current, while the secondary winding (18 ) the current for the additional rectifier (19) delivers 3. exciter according to spoke 2, characterized in that the iron core of the current transformer (16, 18) can be pre-magnetized by means of a control direct current. 4. Exciter according to claim 2, characterized by adjustable apparent resistances (23), via which part of the current supplied by the current transformer (16, 18) is branched off again. 5. Exciter according to claim 2, characterized in that at least one controllable electrical valve is provided between the secondary winding (18) and the additional rectifier (21). 6. Exciter according to spoke 1 or 2, characterized in that the additional rectifier consists entirely or partially of controllable electrical valves. Documents considered: German Patent No. 906 824; German Auslegeschrift No. 1055 100; U.S. Patent No. 3,032,701.