DE1288679C2

DE1288679C2 - Einrichtung zur messung des erregerstromes bei maschinen, deren umlaufende erregerwicklung ueber rotierende gleichrichter gespeist wird

Info

Publication number: DE1288679C2
Application number: DE1965S0095160
Authority: DE
Inventors: Paul 4330 Mülheim Juen
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1965-01-26
Filing date: 1965-01-26
Publication date: 1976-09-02
Also published as: DE1288679B

Description

den Zähnen Ib des in Nuten die Ankerwicklung la enthaltenden Erregennaschinerüäufers 1 erkennen.

In Fig. 2a ist sine Stellung des Erregerankers angedeutet, bei der das Meßjoch einer vom Strom durchfluteten Nut des Läufers gegenübersteht und demgemäß ein relativ großer magnetischer Fluß Φ_ί das Meßjoch und damit die Meßspulen durchsetzt.

Fig. 2b zeigt den Anker in einer Stellung, bei der die Läufernutdurchflutung nur imstande ist, einer, kleinen magnetischen Fluß Φ₂ durch das Meßjoch zu treiben. Das auftretende Meßfeld, das mit den Spulen 4 verkettet ist, ändert sich zwischen einem Wert Φ₁ (vgl. Fig. 2a) und einem wesentlich kleineren Wert Φ, (vgl. Fig. 2b). Wie ersichtlich, kann infolge der eintretenden Feldpulsationen eine Wechselspannung in den Meßspulen 4 induziert werden, die über Gleichrichter 5 dem Meßgerät 6 zugeführt wird. Diese Spannung ist dem vorhandenen Ankerstrom der Wechselstromerregermaschine proportional, da — eine entsprechende Bemessung des Meßjochs vorausgesetzt — die Zähne und das Meßjoch ungesättigt sind.

Um Störungen der Messung infolge der eintretenden Verschiebung des Strombelages bei der Kommutierung der Gleichrichter auszuschalten, empfiehlt es sich, das Meßjoch 3 z. B. außerhalb der neutralen Zone so anzuordnen, daß bei allen stationären Erregungszuständen des Hauptgenerators nur durchflutete Nuten unter dem Meßjoch 3 vorhanden sind. Bei Gleichrichterschaltungen, bei denen sich der Ankerstrombelag nur um seine halbe Ausdehnung am Ankerumfang verschiebt (z. B. Drehstrombrückenschaltung, Doppelsternschaltung mit Saugdrossel), ist: die Zone in der Pollücke, in der nur durchflutete Nuten vorbeiwandern, im allgemeinen breit genug, das Meßjoch 3 unter Einschaltung der vorerwähnten Bedingung anzuordnen. Ist jedoch bei anderen Schaltungen, z. B. Sternschaltung und Doppelsternschaltung, eine Verschiebung des Ankerstrombelages um seine volle Breite in der Umfangsrichtung bei der Kommutierung der Gleichrichter möglich, so kann gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Anordnung derart getroffen we,rden, daß zwei, möglicherweise auch drei Meßjoche um eine oder mehrere Nutteilungen in Umfangsrichtung gestaffelt in der Pollücke vorgesehen und deren Meßspulen in bezug auf das Anzeigegerät parallel geschaltet werden. Bei einer solchen Schaltung ist es

ίο gleichgültig, ob die Meßspulen eines oder mehrerer Meßjoche gleichzeitig induziert werden.

Die F i g. 3 a, 3 b geben die Meßschaltung für diesen Fall wieder, wobei sie sich nur dadurch unterscheiden, daß in F i g. 3 a die Meßspulen 4 in Halbwelienschaltung, in F i g. 3 b in Vollwellenschaltung der Gleichrichter in parallelen Kreisen auf die Meßeinrichtung 6 geschaltet sind.

Bei dem an Hand der F i g. 1 und 3 beschriebenen Ausführungsbeispiel sind die Meßspulen an ein

ao Meßgerät 6 angeschlossen. Selbstverständlich ist es auch möglich, die durch die erfindungsgemäße Anordnung gewonnene Spannung für Steuer- und Regeizwecke die Spulen von Reglern, Schalteinrichtungen od. dgl. zuzuführen, um in Abhängigkeit von der unter Ausnutzung der Ankernutdurchflutung der Wechselstromerregermaschine gewonnenen Meßspannung Steuer- oder Regeleinrichtungen zu betätigen.

In Einzelheiten können Änderungen gegenüber dem beschriebenen Ausführungsbeispiel vorgenommen werden. So kann es beispielsweise vorteilhaft sein, statt in einer Pollücke in versetzten, z. B. diametral gegenüberliegenden Pollücken gegenüber dem Anker je ein Magnetjoch bzw. eine Gruppe von Magnetjochen anzuordnen und die Spulen der versetzt angeordneten Magnetjoche bzw. Gruppen von Magnetjochen in Reihe zu schalten. Hierdurch kann der Vorteil erzielt werden, daß durch Unsymmetrien des Luftspaltes keine Störungen in der Messung hervorgerufen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: Luftspaltstrecken verlaufenden Ankerquerfeldes der Wechselstrornerregennaschine arbeitet und eine ein Maß für den Erregerstrom darstellende Meßspannung liefert. Dabei kann der Meßspannungserzeuger ins-5 besondere aus einem in der Pollücke angeordneten Hallgenerator oder aus einer rotierenden, in der Pollücke der Erregermaschine in dem Ankerquerfeld angeordneten Meßspule bestehen. Hallgeneratoren erfordern jedoch eine gesonderte Stromquelle und sind

1. Abwandlung einer Einrichtung zur Messung
des Erregerstromes bei Maschinen, deren umlaufende Erregerwicklung über rotierende Gleichrichter von der umlaufenden Ankerwicklung einer
Wechselstromerregermaschine gespeist wird, unter Verwendung eines vom Ankerfeld einer elektrischen Maschine induzierten induktiven Ab- io daher ebenso wie rotierende Meßspulen relativ auffrageorgans, das auf ankerstromabhängige Luft- wendige Meßvorrichtungen.

Spaltfeldänderungen anspricht, in der Form, daß Der voirliegenden Erfindung liegt daher — aus-

dieses Abfrageorgan als in der Pollücke des gehend von der Aufgabe des Hauptpatentes, eine Ständers der Wechselstromerregermaschine an- Möglichkeit der Erregerstrommessung und Übergeordneter Meßspannungserzeuger ausgebildet ist, 15 wachung zu schaffen, bei der Änderungen und Komplikationen der Welle vermieden werden können — die zusätzliche Aufgabe zugrunde, diese Messung des Erregerstrome? mittels einer feststehenden Meßspule zu bewerkstelligen.

In Abwandlung der Meßeinrichtung nach dem Hauptpatent ist daher erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Meßspannungserzeuger aus wenigstens einem feststehender., magnetisch gut leitenden Joch mit Meßspulen besteht, in denen ein Fluß wechselnder

nach Patent 1258512, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßspannungserzeuger aus wenigstens einem feststehenden, magnetisch gut leitendem Joch (3) mit Meßspulen (4) besteht, in

denen ein Fluß wechselnder Größe entsprechend 20 den vorbeirotierenden Zähnen (Ib) und der vom Ankerstrom durchflossenen Nuten (la) erzeugt und somit eint; dem Ankerstrom proportionale Spannung induziert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 Größe entsprechend den vorbeirotierenden Zähnen kennzeichnet, daß das Meßjoch in solcher Weise und drr vom Ankerstrom durchflossenen Nuten erin bezug auf den Anker der Erregermaschine zeugt und somit eine dem Ankerstrom proportionale angeordnet ist, daß unter Berücksichtigung der Spannung induziert wird.

eintretenden Strombelagverschiebung nur durch- Es läßt sich auf diese Weise eine dem Erregerflutete Ankernuten unter dem Meßjoch vorbei- 30 strom proportionale Meßspannung für den Fall erbewegt werden. zeugen, daß der Erregermaschinenanker mit konstan-

3. Einrichtung nach Anspruch 1 mit einer eine ter Drehzahl umläuft, wie dies in der Regel bei entFeldwicklung über Gleichrichter speisenden Er- sprechenden Kraftmaschinenanlage!! der Fall ist. Ist regermaschine, bei welcher in der Pollücke die eine unveränderliche Drehzahl nicht gewährleistet, so Zone mit vorüberlaufenden voll durchfluteten 35 kann durch Einschaltung eines überwiegend induk-Nuten verhältnismäßig schmal ist, dadurch ge- tiven Widerstandes in dem Meßkreis sichergestellt kennzeichnet, daß gegeneinander um eine oder werden, daß der Strom in einem an die Meßspulen mehrere Nutteilungen versetzt zwei oder mehr angeschlossenen Meßgerät in weiten Grenzen von Meßjoche in der Pollücke angeordnet sind, deren Änderungen der Zahnpulsationsfrequenz und damit Meßspulen in paralleler Anordnung über Gleich- 40 der Meßdrehzahl unabhängig ist.

richter bzw. Gleichrichtergruppen mit der Meß- Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfin-

einrichtung verbunden sind. dung sind in den Unteransprüchen genannt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufder folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- bau und Wirkungsweise eines Alisführungsbeispiels net, daß in gegeneinander versetzten Pollücken 45 nach der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt

der Erregerrmischine je ein Meßjoch oder eine Fig. 1 eine in der Pollücke einer Wechselstrom-

Gruppe von Meßjochen angeordnet ist und daß die den Meßjochen der versetzten Pollücken zugeordneten Meßspulen in Reihe geschaltet sind.

erregermaschine angeordnete Meßeinrichtung,

Fig. 2a und 2b das Meßjoch und die Flußlinien bei unterschiedlicher Ankerstellung und
50 F i g. 3 a und 3 b die Schaltung der Meßkreise bei Anordnung von zwei oder mehr Meßjochen in der

Pollücke.

In F i g. 1 bedeutet 1 den umlaufenden Anker der

Wechselstromerregermaschine, dessen zur Verein-

55 fachung nicht wiedergegebene, in Nuten liegende

Im Hauptpatent 12 58 512 ist eine Einrichtung zur Wicklung über Gleichrichter (Halbleiterdioden) die Messung des Erregerstromes bei Maschine«, deren Feldwicklung einer zu erregenden Synchronmaschine umlaufende Erregerwicklung über rotierende Gleich- speist (nicht dargestellt). 2 sind die feststehend angerichter von der umlaufenden Ankerwicklung einer ordneten Pole des Magnetsystems der Erreger-Wechselstrcmerreeermaschine gespeist wird, ge- 60 maschine, dessen Ausbildung im einzelnen nicht schützt. Dabei ist unter Verwendung eines vom An- weiter von Interesse ist. 3 bedeutet ein magnetisch

gut leitendes, z. B. aus Blechen aufgebautes Meßjoch, das zwei miteinander in Reihe geschaltete Meßspulen 4 trägt. Die in den Spulen 4 induzierte Meß-

der Pollücke des Ständers der Wechselstromerreger- 65 spannung wird über eine Gleichrichterdiode 5 oder maschine angeordneter induktiver Meßspannungs- Gruppe solcher Dioden einem Meßgerät 6 zugeführt, erzeuger ausgebildet, der in Abhängigkeit von dem Die Fig. 2a und 2b lassen im einzelnen die Lage

ahsoluten Wert des in einem magnetischen Kreis mit des Meßjoches 3 mit den Meßspulen 4 gegenüber

kerfeld einer elektrischen Maschine induzierten Abfrageorgans, das auf ankerstromabhängige Luftspaltfeldänderungen anspricht, dieses Abfrageorgan als in