DE1294542B

DE1294542B - Device for current measurement for rotating rectifier aggregates

Info

Publication number: DE1294542B
Application number: DES103737A
Authority: DE
Inventors: Schier; Dipl-Ing Wolfgang
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-05-12
Filing date: 1966-05-12
Publication date: 1969-05-08
Also published as: JPS4517017B1; CH483640A

Description

Bei Erregeranordnungen für elektrische Maschinen, insbesondere Synchronmaschinen, deren Läuferfeldwicklung über rotierende Gleichrichter vom Anker einer Wechselstromerregermaschine der Erregerstrom zugeführt wird, stellt die genaue Messung des Stromes der umlaufenden Feldwicklung bzw. Gleichrichter ein besonderes Problem dar. Bekannt ist eine Einrichtung zur Strommessung für rotierende Gleichrichteraggregate (deutsche Auslegeschrift 1 736), deren phasenweise angeordneten, durch vorgeschaltete Sicherungen geschützten Dioden der Wechselstrom von den Phasen eines Wechselstrom ankers zugeführt wird und bei der den Diodenzuleitungen in induktiver Verkettung eine Anzahl ortsfester Meßspulen zugeordnet ist. Hierbei ist in einer der Kupplungshälften des rotierenden Gleichrichtersatzes durch Nutzung bzw. Schlitzung ein Polkranz hergestellt, dessen Polzähne durch den in Stromleitungsbolzen fließenden Sekundärstrom der Gleichrichter erregt werden, wobei in einem den Polkranz umgebenden Jochsystem mit Spulen die gleichrichterstromproportionalen Spannungen induziert werden. Hierbei ist jedoch die Strommessung nur möglich, wenn die Gleichstromleiter nicht in einer zentralen Wellenbohrung, sondern am Umfang der Welle entweder offen oder in einer Nut verlaufen. Dies trifft auch für eine andere bekannte Anordnung zu (österreichische Patentschrift 213 506), bei welcher durch ein erregerstromabhängiges Hilfspolsystem bzw. in Nuten an der Oberfläche der Welle geführte Erregerstromleitungen an Polzähnen der Welle ein Magnetfeld hervorgerufen wird, welches ortsfeste Meßspulen induziert. Der Anwendung dieses Systems sind, wie erwähnt, dann Grenzen gesetzt, wenn die Erregerstromleitungen in einer zentralen Wellenbohrung verlegt werden sollen oder müssen; außerdem wird durch die remanente Magnetisierung der Welle die Genauigkeit der Messung beeinträchtigt. With exciter arrangements for electrical machines, especially synchronous machines, their rotor field winding via rotating rectifiers from the armature of an alternating current exciter The excitation current is supplied, provides the accurate measurement of the current of the circulating Field winding or rectifier pose a particular problem. One device is known for current measurement for rotating rectifier aggregates (German Auslegeschrift 1 736), whose phase-wise arranged and protected by upstream fuses Diodes the alternating current is supplied from the phases of an alternating current armature and in the case of the diode supply lines in inductive concatenation a number of stationary ones Measuring coils is assigned. Here is in one of the coupling halves of the rotating Rectifier set made by using or slotting a pole ring, whose Pole teeth through the secondary current of the rectifier flowing in the power line bolts are excited, with the coil in a yoke system surrounding the pole ring Voltage proportional to the rectifier current can be induced. Here, however, is The current measurement is only possible if the direct current conductor is not in a central Shaft bore, but on the circumference of the shaft either open or run in a groove. This also applies to another known arrangement (Austrian patent specification 213 506), in which an auxiliary pole system dependent on the excitation current or in grooves Excitation current lines guided on the surface of the shaft to pole teeth of the shaft a magnetic field is generated which induces stationary measuring coils. The application As mentioned, there are limits to this system if the excitation current lines should or must be laid in a central shaft bore; also will the accuracy of the measurement is impaired by the remanent magnetization of the shaft.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden (deutsches Patent 1232252), den Diodenzuleitungen eines Gleichrichterrades in induktiver Verkettung zwei ortsfeste Meßspulen derart zuzuordnen, daß diese Meßspulen in Reihenschaltung an eine Meßeinrichtung angeschlossen sind. Die Meßspulen liegen hierbei, bezogen auf den Wellenmittelpunkt, einander gegenüber, wodurch Schwankungen des Luftspaltes zwischen den Meßspulen und dem rotierenden Meßblechpaket ausgeglichen werden sollen. Bei dieser Anordnung sind die einzelnen Gleichstromausgänge der Stromrichter bzw. Dioden zwischen Polschenkeln eines auf der Welle angeordneten Meßblechpaketes hindurchgeführt und über den Umfang dieses Meßblechpaketes derart verteilt, daß sich hinsichtlich des Stromflusses der Stromrichter in bezug auf die feststehende induktive Meßvorrichtung ein stehendes Bild ergibt, d. h. der Stromfluß in feststehenden Sektoren gleicher Breite erfolgt. Die hierbei vorgeschlagene Verteilung der Stromrichterausgänge ist jedoch nicht universell anwendbar, da einengende Bedingungen bezüglich der Zahl der parallelen Dioden je Phase erfüllt sein müssen. It has also already been proposed (German patent 1232252), the diode leads of a rectifier wheel in inductive concatenation two stationary Assigning measuring coils in such a way that these measuring coils are connected in series to a measuring device are connected. The measuring coils are here, based on the shaft center point, opposite each other, causing fluctuations in the air gap between the measuring coils and the rotating measuring plate package are to be compensated. With this arrangement are the individual direct current outputs of the converters or diodes between pole legs a measuring plate stack arranged on the shaft and passed over the circumference this measuring plate package distributed in such a way that the current flow of the Power converter with respect to the fixed inductive measuring device a stationary Image yields, d. H. the current flows in fixed sectors of the same width. However, the distribution of the converter outputs proposed here is not universally applicable because of restrictive conditions regarding the number of parallel Diodes must be fulfilled for each phase.

Es ist auch bekannt, die ortsfesten Meßspulen als Dreiphasenwicklung auszubilden, welche in Stern geschaltet und an einen Gleichrichter angeschlossen ist, an dessen Ausgang wiederum ein Spannungsmesser liegt (deutsche Auslegeschrift 1 080 221). Die in Stern geschalteten Meßspulen werden von einem mit den rotierenden Gleichrichtern umlaufenden Hilfs- feldsystem induziert, welches seinerseits vom Strom der Haupterregerwicklung des Synchrongenerators durchflossen ist bzw. parallel zu dieser Haupterregerwicklung liegt, so daß der in ihm fließende Strom der an der Haupterregerwicklung liegenden Gleichspannung entspricht. Es handelt sich hierbei somit gleichsam um einen zusätzlichen Synchrongenerator, welcher insbesondere dadurch, daß ein zusätzliches, umlaufendes Feldpolsystem verwendet werden muß, einen verhältnismäßig großen Aufwand erfordert. It is also known to use the stationary measuring coils as three-phase windings train which connected in star and connected to a rectifier is, at the output of which is in turn a voltmeter (German Auslegeschrift 1 080 221). The star-connected measuring coils are connected to the rotating one by one Rectifiers rotating auxiliary field system induced, which in turn is caused by the current the main field winding of the synchronous generator is traversed or parallel to this main excitation winding is so that the current flowing in it to the Main excitation winding corresponds to the DC voltage. It is here thus, as it were, an additional synchronous generator, which, in particular, that an additional, revolving field pole system must be used, a relatively requires great effort.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zur Strommessung für rotierende Gleichrichteraggregate, welche in den phasenweise gespeisten Gleichrichtergruppen eine größere Anzahl von parallelen Gleichrichterdioden aufweisen, bei der die Mängel und Nachteile der vorerwähnten Anordnungen vermieden sind. The object of the invention is to create a device for measuring current for rotating rectifier aggregates, which are in the phase-fed rectifier groups have a larger number of parallel rectifier diodes, in which the shortcomings and disadvantages of the aforementioned arrangements are avoided.

Gegenstand der Erfindung ist nunmehr eine Einrichtung zur Strommessung für rotierende Gleichrichteraggregate, deren phasenweise in Parallelschaltung angeordneten, durch vorgeschaltete Sicherungen geschützten Dioden der Wechselstrom von den Phasen eines Wechselstromerregerankers zugeführt wird und bei der den Diodenzuleitungen des bzw. der Gleichrichterräder in induktiver Verkettung ortsfeste Meßspulen zugeordnet und diese Meßspulen in Reihenschaltung an eine Meßeinrichtung angeschlossen sind, durch welche der arithmetische Mittelwert einer gleichgerichteten Summenspannung der Spulen anzeigbar ist. Die Erfindung besteht darin, daß alle ihrer Anzahl nach mindestens der Phasenanzahl entsprechenden, über den Umfang verteilten Meßspulen in Reihe an die Meßeinrichtung angeschlossen und die ortsfesten Meßspulen im gleichen räumlichen Winkel wie die Diodenzuleitungen angeordnet sind, wobei einige der Meßspulenplätze, die sich aus der räumlichen Winkelteilung ergeben, nicht besetzt sein müssen, so daß die Zahl der Meßspulen gleich oder kleiner als die Zahl der stromzuleitenden Dioden bzw. Diodenzuleitungen ist, jedoch einen Bruchteil von etwa 50 bis 60 o der Diodenzahl nicht unterschreitet, und wobei die Spulenanordnung -bezogen auf den räumlich-zeitlichen Umlauf der Stromverteilung - in dem Gleichrichterrad derart getroffen ist, daß die induktive Wirkung der Strombahn jeder Diodenzuleitung mit gleichem Gewicht in die Summenspannung der in Reihe geschalteten Meßspulen eingeht, d. h., jeder Diodenstromkreis mit einer gleichen Zahl von Impulsen zur Wirkung gelangt. Hierbei geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß in einem Gleichrichteraggregat mit phasenweise eine Anzahl paralleler Dioden mit vorgeschalteten Sicherungen aufweisenden Gleichrichtergruppen diese Gleichrichterzweige in zugänglichen Bereichen des bzw. der Gleichrichterräder liegende Zuleitungen besitzen und daß hierdurch die Möglichkeit gegeben ist, in feststehend angeordneten Meßspulen Spannungen zu erzeugen, die ein Maß für den Erregerstrom abgeben. Hierbei stellt der arithmetische Mittelwert der gleichgerichteten Summenspannung der ihrer Anzahl nach mindestens der Phasenanzahl entsprechenden, über den Umfang verteilten Meßspulen ein Maß für den vom Gleichrichteraggregat abgegebenen Ges amtstrom dar. Dem erfindungsgemäßen Merkmal, jeden Teilstrom einer Diodenzuleitung mit gleichem Gewicht an dem von der Summe der Meßspulen hervorgerufenen Gesamtsignal bzw. Meßausschlag zu beteiligen, liegt die Erkenntnis zugrunde, daß beim Ausfall eines der parallelgeschalteten Diodenkreise - womit beim Ansprechen einer Sicherung ohne weiteres gerechnet werden muß - zwar eine Änderung der Stromverhältnisse eintritt, sich jedoch der Anteil der verbleibenden Strombahnen um so viel erhöht, wie der ausgefallene Stromkreis vorher zum Gesamtmeßausschlag beigetragen hatte. Der gleiche räumliche Winkel für die Anordnung der ortsfesten Meßspulen und der Diodenzuleitungen (wobei einige der Meßspulenplätze, die sich aus der räumlichen Winkelteilung ergeben, nicht besetzt sein müssen) hat zur Folge, daß die Gesamtanordnung einfach ist und an allen Meßspulen im gleichen Moment eine Diodenzuleitung vorbeilaufen kann. Die im Vergleich zur Zahl der stromzuleitenden Dioden bzw. Diodenzuleitungen gleiche oder kleinere Anzahl der Meßspulen gewährleistet eine hinreichend genaue Messung unter Kleinhaltung etwaiger Meßfehler. The invention now relates to a device for measuring current for rotating rectifier units whose phases are arranged in parallel, diodes protected by upstream fuses remove the alternating current from the phases an alternating current exciter armature and in which the diode leads the or the rectifier wheels in inductive chaining assigned to stationary measuring coils and these measuring coils are connected in series to a measuring device, by which the arithmetic mean of a rectified total voltage the coils can be displayed. The invention consists in that all of their number Measuring coils distributed over the circumference and corresponding at least to the number of phases connected in series to the measuring device and the stationary measuring coils in the same spatial angle as the diode leads are arranged, with some of the measuring coil positions, which result from the spatial angular division, do not have to be occupied, so that the number of measuring coils is equal to or less than the number of current to be conducted Diodes or diode leads is, however, a fraction of about 50 to 60 o of Diode number does not fall below, and the coil arrangement -related to the spatio-temporal circulation of the current distribution - in the rectifier wheel like this is taken that the inductive effect of the current path with each diode lead equal weight is included in the total voltage of the measuring coils connected in series, d. That is, each diode circuit comes into effect with an equal number of pulses. The invention is based on the idea that in a rectifier unit with phases having a number of parallel diodes with upstream fuses Rectifier groups these rectifier branches in accessible areas of the or the rectifier wheels have horizontal leads and that this makes the possibility is given to generate voltages in fixedly arranged measuring coils, which a Give a measure for the excitation current. The arithmetic mean represents the rectified total voltage of their number according to at least the number of phases corresponding measuring coils distributed over the circumference provide a measure for the rectifier unit Total flow delivered. The feature according to the invention, each partial flow one Diode lead with the same weight on that caused by the sum of the measuring coils Participate in the overall signal or measurement deflection, lies the Understanding based on the fact that in the event of failure of one of the parallel-connected diode circuits - what the Response of a fuse must be expected without further ado - a change indeed the current conditions occur, however, the proportion of the remaining current paths increased by as much as the failed circuit before the total measurement deflection had contributed. The same spatial angle for the arrangement of the stationary Measuring coils and the diode leads (some of the measuring coil places, which are result from the spatial angular division, do not have to be occupied) has the consequence, that the overall arrangement is simple and one at all measuring coils at the same moment Diode lead can pass. The compared to the number of current to be conducted Diodes or diode supply lines ensure the same or a smaller number of measuring coils a sufficiently accurate measurement while keeping any measurement errors small.

Im folgenden soll die Erfindung näher an Hand der Zeichnung erläutert werden. In the following, the invention will be explained in more detail with reference to the drawing will.

Fig. 1 veranschaulicht schematisch ein Gleichrichterrad. In diesem Gleichrichterrad sind mit U- V- W Ringsegmente bezeichnet, denen von dem Anker der Wechselstromerregermaschine (nicht dargestellt) von den Phasen uvw Wechselstrom zugeführt wird. An die Wechselstromsegmente sind in Parallelschaltung phasenweise über Sicherungen s Dioden d angeschlossen. Die Ableitungen der parallel arbeitenden Dioden d der Gleichrichtergruppen sind an eine gemeinsame ringförmige Stromableitung r (-) angeschlossen. Ist für das Gleichrichteraggregat die an sich bekannte Drehstrombrückenschaltung vorgesehen, so muß noch ein zweites in gleicher Weise ausgebildetes Gleichrichtersystem - gegebenenfalls auf einem besonderen Radkörper - vorgesehen werden, das sich von dem dargestellten System lediglich dadurch unterscheidet, daß die Dioden die umgekehrte Stromdurchgangsrichtung besitzen und daß die entsprechende ringförmige Sammelableitung r für sämtliche Diodenstromkreise die entgegengesetzte Polarität aufweist. Für die Erläuterung der Erfindung genügt es jedoch, zunächst nur die Ausbildung eines Gleichrichtersystems entsprechend F i g. 1 zu betrachten. Fig. 1 schematically illustrates a rectifier wheel. In this Rectifier wheel are designated with U-V-W ring segments, those of the armature of the AC exciter (not shown) from the phases and much more alternating current is fed. The AC segments are connected in parallel in phases connected via fuses s diodes d. The derivatives of the working in parallel Diodes d of the rectifier groups are connected to a common ring-shaped current conductor r (-) connected. Is the three-phase bridge circuit known per se for the rectifier unit provided, a second rectifier system designed in the same way must also be provided - if necessary on a special wheel center - be provided, which differs from the system shown only differs in that the diodes are the opposite Have current passage direction and that the corresponding annular collective discharge r has the opposite polarity for all diode circuits. For the To explain the invention, however, it is sufficient initially only to design a rectifier system according to FIG. 1 to consider.

Es ist nun mit gleicher Teilung gegenüber den umlaufenden Diodenleitungen 1 d ortsfest eine Anzahl Meßspulen m angeordnet. In diesen Meßspulen m1 bis mz werden durch die vorüberlaufenden Diodenleitungen, wenn diese zeitweise Strom führen, Spannungen induziert. It is now with the same pitch compared to the surrounding diode lines 1 d fixedly arranged a number of measuring coils m. In these measuring coils m1 to mz are through the passing diode lines, when they are temporarily carrying current, voltages induced.

Der gegenseitige Abstand der ortsfesten Spulen in Umfangsrichtung wird in der Regel gleich dem Abstand der induzierend wirkenden Diodenleitungen gemacht. Es empfiehlt sich, die Anordnung derart zu treffen, daß die Meßspulen m gegenüber axial verlaufenden Leitern angeordnet sind, um den Abstand zwischen stromführenden Leitern und Empfängerspulen m unabhängig von gegenseitigen Axialverschiebungen möglichst konstant zu halten. The mutual spacing of the stationary coils in the circumferential direction is usually made equal to the distance between the inducing diode lines. It is advisable to make the arrangement in such a way that the measuring coils m opposite axially extending conductors are arranged to the distance between current-carrying Conductors and receiver coils m as possible independently of mutual axial displacements keep constant.

Anfang und Ende x bzw. y des Meßspulenkreises sind über die Gleichrichtergruppe G an ein MeßinstrumentM, beispielsweise an ein Drehspulinstrument, angeschlossen. Man erkennt, daß bei der angegebenen Schaltung durch das Meßinstrument M der arithmetische Mittelwert der Summe der gleichgerichteten Impulse der Meßspulen erfaßt wird, die von den Teilströmen der Diodenleitungen hervor- gerufen werden. Es läßt sich nun ohne weiteres die Spulenanordnung derart treffen, daß in der Summe der hintereinandergeschalteten Spulenspannungen jede Strombahn des Gleichrichteraggregates mit der gleichen Zahl von Impulsen vertreten ist. Infolgedessen ergibt sich, daß der Meßausschlag ein Maß für den von dem Gleichrichteraggregat abgegebenen Strom bzw. Erregerstrom darstellt. The beginning and end x and y of the measuring coil circuit are via the rectifier group G connected to a measuring instrument M, for example a moving-coil instrument. It can be seen that in the specified circuit by the measuring instrument M the arithmetic Average value of the sum of the rectified pulses of the measuring coils is detected, the from the partial currents of the diode lines be called. It can now easily hit the coil arrangement in such a way that in the sum of the series-connected Coil voltages each current path of the rectifier unit with the same number is represented by impulses. As a result, the measurement deflection is a Represents a measure of the current or excitation current emitted by the rectifier unit.

Nachstehend sei die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Einrichtung eingehender beschrieben. Wird den Phasensegmenten U-V-W des umlaufenden Gleichrichterrades, welches mit einer der Netzfrequenz entsprechenden Drehzahl, beispielsweise 3000 Umdr./Min., umläuft, von einer Wechselstromerregermaschine höherer Frequenz, beispielsweise der dreifachen Netzfrequenz, Spannung bzw. Strom zugeführt, so wird - je nachdem, ob das Gleichrichterrad bzw. das Erregerdrehstromsystem gleichsinnig oder gegensinnig umlaufen - eine, bezogen auf das rotierende System, gleichsinnig oder gegensinnig umlaufende Stromverteilung herbeigeführt. Unter der Annahme, daß die Netzfrequenz 50 Hz, die Erregerfrequenz 150 Hz beträgt, läuft also die Stromverteilung auf dem Gleichrichterrad während einer vollen Umdrehung des Rades dreimal um. Hierbei werden in den in Reihe geschalteten Spulen m1 bis m2 der Meßeinrichtung M entsprechend der umlaufenden Stromverteilung von den Leitungen 1 d des Gleichrichteraggregates infolge induktiver Verkettung Spannungen induziert, die in der Meßeinrichtung zur Wirkung gelangen und in der Summe einen dem abgegebenen Strom des Gleichrichteraggregates entsprechenden Meßausschlag zur Folge haben. Es ist einleuchtend, daß eine solche Messung auch durch den Ausfall von einzelnen Dioden nicht beeinträchtigt wird, wenn die Spulenanordnung so getroffen ist, daß sich entsprechend dem Ausfall einzelner Stromzweige infolge Ansprechens der Sicherungen in den übrigen, auf die Meßspulen einwirkenden Stromzweigen der Strom und damit die in die Anzeige eingehende induzierte Spannung dem Ausfall entsprechend erhöht. Um eine entsprechende Wirkung sicherzustellen und die auftretenden Meßfehler gering zu halten, werden die ortsfesten Meßspulen im gleichen räumlichen Winkel wie die Diodenzuleitungen angeordnet (wobei einige der Meßspulenplätze, die sich aus der räumlichen Winkelteilung ergeben, nicht besetzt sein müssen), so daß die Zahl der Meßspulen gleich oder kleiner als die Zahl der stromzuleitenden Dioden bzw. Diodenzuleitungen ist. Jedoch sollte ein Bruchteil von etwa 50 bis 60°/o der Diodenzahl nicht unterschritten werden. The following is the mode of operation of the device according to the invention described in more detail. If the phase segments U-V-W of the rotating rectifier wheel, which with a speed corresponding to the mains frequency, for example 3000 Rev./Min., Rotates, from an alternating current exciter of higher frequency, for example supplied to three times the mains frequency, voltage or current, then - depending on whether the rectifier wheel or the three-phase exciter system are in the same direction or in opposite directions revolve - one, related to the rotating system, in the same direction or in opposite directions Circulating electricity distribution brought about. Assuming the line frequency 50 Hz, the excitation frequency is 150 Hz, so the power distribution runs on the Rectifier wheel rotates three times during one full revolution of the wheel. Here will be in the series-connected coils m1 to m2 of the measuring device M accordingly the circulating power distribution from the lines 1 d of the rectifier unit due to inductive concatenation induced voltages in the measuring device for Effect get and in total one of the output current of the rectifier unit result in a corresponding measurement deflection. It is evident that such a Measurement is also not affected by the failure of individual diodes, if the coil arrangement is made so that according to the failure of individual Current branches due to response of the fuses in the remaining ones to the measuring coils acting branches of the current and thus the induced in the display Voltage increased according to the failure. To ensure an appropriate effect and to keep the measuring errors low, the stationary measuring coils arranged at the same spatial angle as the diode leads (some of the measuring coil positions resulting from the spatial angular division are not occupied must be), so that the number of measuring coils is equal to or less than the number of current-carrying diodes or diode leads is. However, it should be a fraction from about 50 to 60% of the number of diodes are not exceeded.

An sich wäre es zwar möglich, mit nur einer einzigen Meßspule den Gesamtstrom zu messen, da jede von einer Strombahn in einer Sicherungszuleitung induktiv hervorgerufene Teilspannung dem Teilstrom und damit bei unveränderter Aufteilung des Stromes in zahlreiche parallele Ströme dem Gesamtstrom proportional sein muß. Fallen jedoch zufällig infolge Ansprechens von Sicherungen in den Diodenkreisen allein solche Strombahnen aus, deren Ströme zuvor zur Gewinnung eines dem Erregerstrom proportionalen Signals herangezogen wurden, so sieht man leicht ein, daß große Meßfehler eintreten können, da im Extremfall der Läuferstrom verteilt auf die verbleibenden eingeschalteten Dioden weiterfließt, jedoch nicht mehr zur Anzeige kommt, weil die von der Einzelspule abgefragten Stromzweige stromlos sind. Andererseits kann sich bei einer derartigen Anordnung die Anzeige beim Ausfall nicht am Signal beteiligter Strompfade erhöhen. In itself it would be possible to use only a single measuring coil To measure total current, as each of a current path in a fuse lead inductively caused partial voltage to the partial current and thus with unchanged distribution of the current into numerous parallel currents must be proportional to the total current. However, they drop accidentally as a result of blown fuses in the diode circuits only those current paths whose currents were previously used to generate an excitation current proportional signal were used, it is easy to see that large measurement errors can occur, since in extreme cases the rotor current is distributed over the remaining ones switched on diodes continues to flow, but is no longer displayed because the Current branches polled by the individual coil are de-energized are. on the other hand With such an arrangement, the display cannot be on the signal in the event of a failure Increase involved current paths.

Um dies zu vermeiden, ist die Spulenanordnung so getroffen, daß unter Anordnung einer größeren Zahl von Meßspulen möglichst jede Strombahn mit gleichem Gewicht in die Gesamtspannung eingeht, also in der Summe der hintereinandergeschalteten Spulenspannungen bei der Meßschaltung gemäß Fig. 1 jeder Diodenstromkreis mit einer gleichen Zahl von Impulsen zur Wirkung gelangt. Am leichtesten läßt sich diese Wirkung dann erreichen, wenn die Zahl A der durch Sicherungen geschützten Diodenstromkreise gleich der Zahl der Phasen des speisenden Wechselstromsystems oder einem Vielfachen hiervon ist, also bei dreiphasiger Schaltung 3, 6, 9, 12 usw. beträgt, vorausgesetzt, daß das Verhältnis der Frequenz des Erregerstromes und der Radfrequenz fS/fR = 3 ist. In order to avoid this, the coil arrangement is made so that under Arrangement of a larger number of measuring coils, if possible, each current path with the same Weight is included in the total voltage, i.e. in the sum of the series-connected Coil voltages in the measuring circuit according to FIG. 1, each diode circuit with one same number of impulses takes effect. The easiest way to do this is then reach when the number A of the diode circuits protected by fuses equal to the number of phases of the feeding AC system or a multiple of this, i.e. in a three-phase circuit 3, 6, 9, 12, etc., provided that the ratio of the frequency of the excitation current and the wheel frequency fS / fR = 3 is.

Jedoch läßt sich ohne weiteres eine hinreichend genaue Strommessung auch bei abweichenden Werten von A erreichen, vorausgesetzt, daß die Zahl der Meßspulen hinreichend groß gemacht ist. However, a sufficiently accurate current measurement can easily be made can also be achieved with values deviating from A, provided that the number of measuring coils is made sufficiently large.

Diese Verhältnisse werden durch die F i g. 2 und 3 der Zeichnung näher veranschaulicht. These relationships are illustrated in FIG. 2 and 3 of the drawing illustrated in more detail.

F i g. 2 zeigt für die Ausbildung eines Gleichrichterrades mit Ä = 10, d. h. zehn parallelen Dioden und Sicherungen in den phasenweise gespeisten Gleichrichtergruppen bei einem Verhältnis der Erregerspeisefrequenz von fsIfR = 150/50 Hz und gegenläufiger Umdrehung des Gleichrichterrades und der Stromverteilung in den Dioden bzw. Sicherungszuleitungen den räumlich zeitlichen Ablauf der Stromverteilung für die einzelnen Phasen U-V-W während einer vollen Umdrehung des Rades. Die Stromverteilung in den Dioden und dem Zuleitungs-bzw. Sicherungssystem des Rades durchläuft dreimal eine Periode, wenn sich das Rad einmal gedreht hat. F i g. 2 shows for the formation of a rectifier wheel with A = 10, i.e. H. ten parallel diodes and fuses in the phased-fed Rectifier groups with a ratio of the excitation supply frequency of fsIfR = 150/50 Hz and counter rotation of the rectifier wheel and the power distribution the spatial and temporal sequence of the current distribution in the diodes or fuse leads for the individual phases U-V-W during one full revolution of the wheel. The power distribution in the diodes and the supply line or. The bike's safety system goes through three times a period once the wheel has turned.

Infolgedessen beträgt der Zeitabstand der stromführenden Phasen untereinander - bezogen auf das mit 50 Hz rotierende Rad - 50/150. 120 400 am Umfang.As a result, there is a time gap between the live phases - based on the wheel rotating at 50 Hz - 50/150. 120 400 on the circumference.

In dem Diagramm der F i g. 2 sind über dem Drehwinkel von 3600 die bandförmigen Stromführungsbereiche der den Phasensegmenten U-V-W zugeordneten parallelen Gruppen von Dioden aufgezeichnet, d. h. in den schräg verlaufenden Kurven Al bis Ago für die stromführenden Leitungen die räumlichen Winkel i als Ordinate über dem Drehwinkel c aufgetragen, unter denen eine Meßspule angeordnet sein muß, damit sie von einem bestimmten Diodenleiter bei gegebenem Winkel a ; induziert wird. Zieht man beispielsweise zur Abszissenachse eine Parallele A-B entsprechend einem Wert von u = 45°, wodurch die räumliche Lage einer Meßspule m2 gegeben sei, so ergeben die Schnittpunkte dieser GeradenA-B mit den Kurven A1 bis AEo der phasenweise gespeisten Gleichrichtergruppen diejenigen Leitungen bzw. In the diagram of FIG. 2 are above the rotation angle of 3600 the band-shaped current-carrying areas of the parallel ones assigned to the phase segments U-V-W Groups of diodes recorded, d. H. in the sloping curves A1 to Ago for the current-carrying lines, the spatial angle i as the ordinate above the Angle of rotation c plotted at which a measuring coil must be arranged so that it from a certain diode conductor at a given angle a; is induced. Pulls for example, a parallel line A-B to the abscissa axis corresponding to a value of u = 45 °, which gives the spatial position of a measuring coil m2 the intersections of this straight line A-B with the curves A1 to AEo of the phase-fed Rectifier groups those lines resp.

Strombahnen, von denen in der unter dem Winkel nu = 45° angeordneten Spulen, für die Strommessung ausnutzbare Spannungsimpulse induziert werden. Zur Erzielung einer hinreichenden Meßgenauigkeit ist in der Schaltung eine Zahl von 20 Empfängerspulen m1 bis m20 vorgesehen. Infolgedessen ergeben sich - wie durch Punkte in den Stromverteilungsbändern angedeutet ist - beim Schnitt der den Abfrageorten entsprechenden Parallelen zur Abszissenachse mit den Kurven eine Vielzahl von Impulsen, die in ihrer Summe auf die Meßeinrichtung M einwirken.Current paths, of which the one arranged at the angle nu = 45 ° Coils, for the current measurement usable voltage pulses are induced. To the A number of is required in the circuit to achieve sufficient measurement accuracy 20 receiver coils m1 to m20 are provided. As a result - as by Points in the power distribution bands is indicated - at the intersection of the query locations corresponding parallels to the abscissa axis with the curves Multitude of impulses, which act in their sum on the measuring device M.

In Fig. 3 sind über dem Drehwinkel von 3600 für eine Umdrehung die gleichphasig auftretenden Spannungen der Einzelspulen näherungsweise addiert aufgetragen. Für die einzelnen Winkellagen weisen die Summenspannungen eine unterschiedliche Höhe auf. Dies ist jedoch für die Messung selbst, welche den zeitlichen Mittelwert der Spannung erfaßt, ohne Bedeutung. An Hand der F i g. 3 läßt sich auch ohne weiteres erkennen, daß bei einer genügend großen Anzahl von Empfängerspulen der Ausfall einzelner oder einer geringen Anzahl von Diodenkreisen nur wenig Einfluß auf die Meßgenauigkeit hat. In Fig. 3 are over the angle of rotation of 3600 for one revolution In-phase voltages of the individual coils are applied approximately added. The total stresses have different values for the individual angular positions Height up. However, this is for the measurement itself, which is the time average of tension, irrelevant. On the basis of FIG. 3 can also be used without further ado recognize that with a sufficiently large number of receiver coils the failure of individual or a small number of diode circuits has little effect on the measurement accuracy Has.

Im Falle des an Hand der Fig.2 und 3 veranschaulichten Ausführungsbeispieles sind bei gleichen Winkelabständen von Meßspulen und Diodenleitungen bzw. Sicherungen von 300 die Meßspulen über einen Winkel von (20 - 1) - 12 = 2280 am Umfang verteilt. Es bleibt demnach ein für die Zugänglichkeit zu den Sicherungen und Dioden ausreichender Öffnungswinkel von rund 1300 am Umfang offen. Bei Überholungsarbeiten am Rad braucht der Spulenträger daher nicht abgebaut zu werden. In the case of the embodiment illustrated with reference to FIGS are at the same angular distances between measuring coils and diode lines or fuses of 300 the measuring coils distributed over an angle of (20 - 1) - 12 = 2280 on the circumference. It therefore remains a sufficient for accessibility to the fuses and diodes Opening angle of around 1300 open on the circumference. Needs for overhaul work on the bike the coil carrier therefore not to be dismantled.

Selbstverständlich ändert sich für andere Sicherungszahlen dieser Winkel, ebenso wie auch die Spulenzahl verändert werden kann.Of course, this changes for other security numbers Angle, as well as the number of coils can be changed.

Es empfiehlt sich, für die magnetischen Kreise der Meßspulen Rückschlüsse mit Eisen- oder Ferritkernen vorzusehen. Dabei ist jedoch wesentlich, daß diese geringe Hysterese und geringe Remanenz aufweisen. Wird - wie oben angedeutet - das Gleichrichteraggregat bei Doppelbrückenschaltung mit zwei Rädern und Gleichrichtersystemen ausgeführt, so genügt im allgemeinen die Strommessung durch einem Rad bzw. Gleichrichtersystem zugeordnete Meßspulen. Ist jedoch die Möglichkeit gegeben, daß durch Axialverschiebung Änderungen des Feldes eintreten, so kann dieser Fehler dadurch kompensiert werden, daß in dem zweiten Gleichrichterrad ein gleicher Spulensatz angeordnet ist, der die gegensinnige Luftspaltänderung erfährt. Bei Reihenschaltung der beiden Spulensätze kann in diesem Falle der durch die Axialverschiebung bedingte Meßfehler kompensiert werden. It is advisable to draw conclusions for the magnetic circuits of the measuring coils to be provided with iron or ferrite cores. However, it is essential that this have low hysteresis and low remanence. Is - as indicated above - that Rectifier unit with double bridge circuit with two wheels and rectifier systems carried out, the current measurement by means of a wheel or rectifier system is generally sufficient assigned measuring coils. However, there is the possibility that by axial displacement Changes in the field occur, this error can be compensated by that in the second rectifier wheel, an identical set of coils is arranged, the experiences the opposite air gap change. When the two sets of coils are connected in series In this case, the measurement error caused by the axial displacement can be compensated will.

Die vorstehenden Überlegungen gelten unter der Voraussetzung, daß das Gleichrichterrad mit einer konstanten Drehzahl betrieben wird, wie dies in der Regel in Stromversorgungsanlagen der Fall ist. Gemäß der weiteren Ausgestaltung der Erfindung läßt sich jedoch die vorgeschlagene Meßeinrichtung auch derart ausgestalten, daß eine drehzahlunabhängige Arbeitsweise möglich ist. Eine solche Wirkung läßt sich in verhältnismäßig einfacher Weise dadurch erreichen, daß zwischen den Meßspulen m und der Meßeinrichtung M eine integrierende Einrichtung angeordnet ist, in der aus der zeitlichen Meßspannung u die Spannung Js u d t gebildet wird. Voraussetzung für eine genaue Wirkungsweise einer derartigen Anordnung ist, daß die Integriereinrichtung und ein allenfalls erforderlicher Zwischenverstärker in dem interessierenden Frequenzbereich hinreichend konstante Eigenschaften besitzen. F i g. 4 veranschaulicht schematisch die Schaltung für diesen Fall. In F i g. 4 bedeutet GR das Gleichrichteraggregat mit den Phasenringsegmenten U-V-W. m3 bis mz sind die über einen Teil des Umfanges des Gleichrichterrades GR symmetrisch entsprechend dem Diodenabstand verteilt angeordneten Meßspulen. J ist eine Integriervorrichtung beliebiger Art, die aus den Spulenmeßspannungen u das Integral f u d t bildet. M ist das Meßinstrument mit vorgeschalteter Gleichrichtergruppe, dessen Anzeige ein Maß des von dem Gleichrichteraggregat abgegebenen Stromes liefert. The above considerations apply provided that the rectifier wheel is operated at a constant speed, as shown in FIG This is usually the case in power supply systems. According to the further configuration According to the invention, however, the proposed measuring device can also be designed in such a way that that a speed-independent mode of operation is possible. Such an effect leaves can be achieved in a relatively simple manner that between the measuring coils m and the measuring device M an integrating device is arranged in the the voltage Js u d t is formed from the temporal measurement voltage u. pre-condition for a precise operation of such an arrangement is that the integrating device and a possibly required repeater in the frequency range of interest have sufficiently constant properties. F i g. 4 illustrates schematically the circuit for this case. In Fig. 4 GR means the rectifier unit with the phase ring segments U-V-W. m3 to mz are those over part of the circumference of the rectifier wheel GR symmetrically according to the diode spacing distributed arranged measuring coils. J is an integrator of any type consisting of the coil measuring voltages u form the integral f u d t. M is the measuring instrument with upstream rectifier group, the display of which is a measure of the rectifier unit delivered current supplies.

Um die Einjustierung der Meßspulen in bezug auf die gegenüber dem Gleichrichterrad umlaufende Stromverteilung des Erregerwechselstromsystems vornehmen zu können, werden vorteilhafterweise die Meßspulen auf einem verdrehbaren Spulenträger angeordnet, dessen Einstellung nach der Eichung der Meßvorrichtung im Prüffeld durch Stifte od. dgl. fixiert werden kann. To adjust the measuring coils with respect to the opposite Make the rectifier wheel circulating current distribution of the excitation alternating current system to be able to, the measuring coils are advantageously on a rotatable coil carrier arranged, its setting after the calibration of the measuring device in the test field Pins or the like can be fixed.

Es ist in einer älteren Patentanmeldung bereits eine selektiv arbeitende Überwachungseinrichtung für die Gleichrichter von rotierenden Gleichrichteraggregaten vorgeschlagen worden, bestehend aus Gruppen von feststehenden, über den Umfang der Gleichrichterräder verteilten Empfängerspulen, von denen je eine Gruppe den einzelnen Phasengruppen der Diodenleitungen zugeordnet ist und von denen die einzelnen Empfängerspulen jeder Empfängerspulengruppe wiederum von den einzelnen parallelliegenden Diodenstromzweigen beim Vorbeilaufen erregt werden, wobei die Ausgangssignale der Empfängerspulen auf steuerbare, je einem Diodenstromzweig zugehörige Stromtore gegeben werden und letztere durch drehzahlproportionale Synchronisierungsimpulse periodisch bei jedem Umlauf so gesteuert sind, daß sie nur das Signal ihres Diodenstromzweiges durchlassen, und die Ausgangssignale der Stromtore jeder Phasengruppe Anzeigeeinrichtungen zugeführt sind, welche zur Überwachung der Gesamtheit der Sicherungen jeder Phasengruppe nach Lage und Anzahl (Gruppenüberwachung) und/oder zur selektiven Überwachung jeder einzelnen Sicherung innerhalb jeder Phasengruppe nach Lage und Anzahl (Einzelüberwachung) vorgesehen sind. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die ortsfesten Meßspulen (die zur Strommessung dienen) vorteilhaft als Teile eines Doppelspulensystems vorgesehen sein können, dessen andere Spulen die Empfängerspulen der selektiv arbeitenden Überwachungseinrichtung sind. Demgemäß sieht die Erfindung in Weiterbildung des Erfindungsgedankens vor, daß die Meßspulen auf dem gleichen Schenkel angeordnet sind wie die Empfängerspulen der selektiv arbeitenden Überwachungseinrichtung. In an older patent application, it is already a selective one Monitoring device for the rectifiers of rotating rectifier aggregates has been proposed consisting of groups of fixed, beyond the scope of the Rectifier wheels distributed receiver coils, each of which a group of the individual Phase groups of the diode lines is assigned and of which the individual receiver coils each receiver coil group in turn from the individual parallel diode current branches are excited when passing, the output signals of the receiver coils on controllable current gates, each associated with a diode current branch, are given and the latter due to speed-proportional synchronization pulses periodically with each revolution are controlled in such a way that they only allow the signal from their diode current branch to pass through, and the output signals of the current gates are supplied to display means for each phase group which are used to monitor the entirety of the fuses of each phase group Location and number (group monitoring) and / or for selective monitoring of each individual Securing within each phase group according to location and number (individual monitoring) are provided. The invention is based on the knowledge that the stationary Measuring coils (which are used for current measurement) advantageously as parts of a double coil system can be provided, the other coils of which the receiver coils of the selectively operating Monitoring device are. Accordingly, the invention provides a further development of the According to the invention, the measuring coils are arranged on the same leg are like the receiver coils of the selectively operating monitoring device.

Claims

Claims: 1. Device for current measurement for rotating rectifier units, their phases, arranged in parallel, by means of upstream fuses protected diodes the alternating current from the phases of a rotating alternating current exciter armature is supplied and where the diode leads of the rectifier wheel or wheels Assigned stationary measuring coils in inductive concatenation and these measuring coils to one Measuring device are connected, through which the arithmetic mean value of a rectified total voltage of the coils can be displayed, characterized in that that all in number at least the Corresponding number of phases over the scope distributed measuring coils connected in series to the measuring device and the stationary ones Measuring coils are arranged at the same spatial angle as the diode leads, whereby some of the measuring coil positions, which result from the spatial angular division, do not have to be occupied, so that the number of measuring coils is equal to or less than the number of diodes or diode leads to be current is, however, a fraction does not fall below the number of diodes from about 50 to 60 ovo, and the coil arrangement - based on the spatio-temporal circulation of the current distribution - in the rectifier wheel is made such that the inductive effect of the current path of each diode lead is included with the same weight in the total voltage of the measuring coils connected in series, d. That is, each diode circuit comes into effect with an equal number of pulses.

2. Device according to claim 1, characterized in that the measuring coils with respect to the lines inducing them are arranged such that relative Axial displacements between coils and the inducing conductors have no effect on the induced voltage.

3. Device according to claim 2 for use in rectifier units in three-phase bridge circuit and arrangement of the diodes of the bridge branches on two Rectifier wheels, characterized in that the diode leads of each rectifier wheel Measuring coils are connected in series in such a way that with axial displacements the rectifier wheels occurring inequalities of the induced voltages of the measuring coil groups connected in series are compensated.

4. Device according to claim 1, characterized in that for switching off the influence of speed changes on the measurement between the induced measuring coils and the measuring device an integrating device is switched on, which the integral the sum of the measuring coil voltages over time.

5. Device according to claims 1 to 4, characterized in that that the measuring coils are arranged on the same leg as the receiver coils a device for selective monitoring of the rectifiers of rotating rectifier aggregates, consisting of groups of fixed, over the circumference of the rectifier wheels distributed receiver coils, of which one group corresponds to the individual phase groups of the diode lines is assigned and of which the individual receiver coils each Receiver coil group in turn from the individual parallel diode current branches are excited when passing, the output signals of the receiver coils on controllable current gates, each associated with a diode current branch, are given and the latter due to speed-proportional synchronization pulses periodically with each revolution are controlled in such a way that they only allow the signal from their diode current branch to pass through, and the output signals of the current gates are supplied to display means for each phase group are used to monitor all of the fuses of each phase group after Location and number (group monitoring) and / or for selective monitoring of each individual Securing within each phase group according to location and number (individual monitoring) are provided.