DE1488546A1 - Erregereinrichtung einer elektrischen Maschine,insbesondere eines Turbogenerators - Google Patents

Description

Licentia Patent~Verwaltunee-G_em.b<,H. 1 4 885 A 6 Frankfurt/Itain, Theodor-Stero-Kai 1

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Erregereinrichtung einer οlektriechen Maschine, insbesondere eines Turbogeneratore

Die Erfindung bezieht sich auf eine Srregereinrichtung einer elektrischen Maschine, insbesondere eines Turbogenerators, welche Einrichtung steuerbare Stromrichter auf den Rotor auf« weist,, Eine solche Einrichtung ist schon vorgeschlagen worden«

Ee ist bekannt, rotierende Stromrichter zusammen mit Zubehörteilen auf einem gemeinsamen Tragkörper, der ein Kühlkörper let, anzuordnen« Dabei handelt es sich um nicht steuerbare Stromrichterο Es sind weder Steuerbauteile noch Sicherungen auf dem Tragkörper vorgesehene Die Stromrichter sind auf dem Tragkörper wahllos angeordnet und daher besteht auch keine Steuermöglichkeit *

Gemäß der Erfindung soll für die genannte Erregereinrichtung eine Bauart geschaffen werden, bei der bei Schäden, die an den Stromrichtern und/oder Zubehörteilen auftreten können, schnell festgestellt werden kann, welch Stromrichter oder Zubehörteil schadhaft geworden ist«

Daher wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß mehrere auf dem 36o°-Umfang des Rotors verteilt angeordnete Tragkörper vorgesehen sind, die sowohl die Stromrichter ale auch wesentliche Zubehörteile aufweisen. Zu Zubehörteilen gehören insbesondere Stromrichterβteuerteile, besondere für eine Anschnittssteuerung der Stromrichter, aber auch elektrische Schutz-, Uberwachunge- und Kontrollvorrichtungen und Strommeßvorrichtungen^ Zu den elektrischen Schutsvorrichtungen

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gehören Selektiworrichtungen und überepannungeeciiutzvor· richtungen» Auch Elemente sur überwachung des Si herungszuetandes können die !Tragkörper aufweisen» Die Tragkörper können all diese Zubehörteile oder einen großen Teil dieeer Zubehörteile aufweisen· Ee sind also die steuerbaren Stromrichter und die Bauteile« die für einen Schaden in Betracht kommen und bei denen die Feststellung, welches Teil defekt ist, nicht schnell genug möglich ist» jeweils auf einem genannten Tragkörper zusammengefaßt, so daß man bei einem Schaden nicht erst durch elektrische Messung zu untersuchen braucht, welches Bauteil defekt ist, sondern den betreffenden Tragkörper mit den Stromrichtern und daa Zubehörteilen sa>^<»l aasbauen und duroh einen neuen Tragkörper mit intakten Stromrichtern und Zubehörteilen schnell ersetzen, den betreffenden Tragkörper also schnell austauschen kann» Eine genannte Schutzvorrichtung kann ZoB_o eine Sicherung sein«, Bin genannter Tragkörper kann auch einen BeSchaltungskondensator aufweiten« Liegt ein Schaden duroh thermische überlastung vor oder tritt ein Schaden am Beschältungskondensator auf, so sind im al ig* .-seinen Stromrichter und Sicherung defekt« Bei Versagen der Steuerung der Stromrichter dagegen können Stromrichter und Sicherung noch int&srt seln<, Die genaue Ursache des Schaderiß ist nicht schnell genug feststellbar. Se entstehen Ausfallzeiten. Der genannte iragkörperausteuach behebt diesen !!angel.

Die Irregereinrichtung gemäß der Erfindung ist Insbesondere eine Exregeroinrichtung, in der Drehstrom gleichgerichtet wird und der Gleichstrom zum Rotor der elektrischen Maschine führt, zu der diese Erregereinrichtung gehört.

Die Stromrichteret euert eil β sind vorzugsweise auf den Tragkörpern in unmittelbarer Nähe der Stromrichter angeordnet ₉ Es führen insbesondere äußerst kurze Leitungen zum Gitter

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bsw« su der Kathode dee Stromrichter·. Dies alles let our duroh die Srfindung möglich· Die eben genannten Leitungen sind vorsugsweise auch symmetrisch. Die Tragkörper sind Insbesondere mindestens 1« wesentlichen einander gleich ausgebildet oder geformt* Dies bringt den Vorteil einer geringen Beservetellhaltung» Jeder Tragkörper weist Insbesondere nur Bwel elektrische Anschlüsse auf· Der genannte Tragkörperauetausoh kenn somit noch schneller vonstatten gehen. Insbesondere 1st für Stromrichter jed«# Tragkörpers eine Elneeletrommesvorriohtung Titgesehen. Somit 1st eine Strommessung jedes einseinen Stromrichters möglich. Die Ein*eistrommeßvorriehtung, die im weeetttUehen insbesondere aus einem Heft· blechpaket und einem durch dieses hindurchgeführten Massiv«» leiter besteht, kann auf dem Tragkörper vorgesehen sein· Sie ist aber, da sie, wenn sie wie eben angegeben gebaut ist, sehr unempfindlich ist_v vorzugsweise nicht auf dem Tragkörper» sondern im Leitungszug zwischen der Brehstromerregermasohlne und den Stromrichtern oder den Stromrichtern und den Oleiohstromsammelrlngen auf der Welle vorgesehen«

Die Tragkörper sind auf dem 36o°-Umfang des Rotors vorzugsweise gleichmäßig verteilt angeordnet,, Der Versetzungewinkel zwischen swei auf dem Umfang unmittelbar aufeinanderfolgenden Tragkörpern, der s.B* bei sechs Tragkörpern auf 36o^ö 6o° beträgt, ist Insbesondere gleich dem elektrischen Versohiebungswinkel »wieohen den aufeinanderfolgenden Strömen in swel auf dem Umfang unmittelbar aufeinanderfolgenden Stromrichtern«, Die Stromrichter sind Insbesondere in Brücke geschaltet« Denn sind die Tragkörper einer Phase um 16o° versetct angeordnet.

In der Zeichnung ist ein AuefUnrungsbeisplel der Erregereinrichtung gemlfl der Erfindung in flg. 1 in Form eines Schaltbildes und in flg. 2 gegenständlich dargestellt· Diese Erregereinrichtung ist die eines Synchrongenerators.

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faa gemlfl Tig« 1 strichpunktiert eingerahmt iat, rotiert in Batrieb{ daa auBerhalb des Strichpunktierten Dargestellte ■teilt feste Der Rotor weist sechs Tragkörper 1o bis 15 auf, die auf dam 36o°-ttmfang des Hotore gleichmäßig verteilt angeordnet sind· Jader tragkörper wAst einen Stromrichter 16a bzw» 16b und Zubehörteile auf« Zu den Zubehörteilen suhlen als Beschaltungebauteile für den Überspannungsschutz ein Kondensator 17 und ein Widerstand 16 (Ro-Besohaltung), als Selektivschutz eine Sioherung 19 und eine Olijzmlampe 2o mir Anzeige einer Sicherung·· aualösung und als Stromrichterst euerteile ein· Sekundtrwicklung 21 eines Steuerwandlers und ein Gleichrichter 22, der •ine Diode ist· Jeder Tragkörper «aiat zwei elektrische Ineohlüeee 23 und 24 auf. Sie sind lösbar. Die Tragkörper 1o bia 15 sind in wesentlichen einander gleich ausgebildet· Sie werden mittels eines BUhlmediume, insbesondere luft, gekühlt, wodurch die Stromrichter 16a,16b usw. gekühlt werden« Die Tragkörper werden daher auch Kühlkörper genannt* Der Rotor weist ferner eine Drehstromwicklung 25 der Erregereinrichtung mit den Phasen U,V,W und eine gleichetromdurchflossene Erregerwicklung 26 des Synchrongenerator auf· Weiterhin ist eine ruhende Erregerwicklung 51 vorhanden« Mit 39 Bind Verzweigungsstellen beieiohneto

Die Tragkörper 1o bis 15 sind so angeordnet, daß die Stromrichter 16a, 16d und 16b, 16e und 16c, 16f cueinander jeweils um 18o° elektrisch versetzt sind» Die Stromrichter 16a,16b und 16b, 16o usw, sind zueinander jeweils um 6o° elektrisch versetzt ρ Die Phasenfolge der Drehstromwicklung 25 entspricht der Phasenfolge der Stromrichter 16a bis 16f„

Statorseitig sind zur übertragung von Impulsen als Primärwicklungen des Steuerwandlers Steuerwioklungen 27 und 2& vorgesehen, die gegenseitig ua 9o° elektrisch versetzt sind und somit eine Phasenanschnittsteuerung erlauben] weiterhin sind Wicklungen 29 und 3o vorgesehen, die gegenüber den flteuerwicklungen 27 bzw« 28 um 6o° elektrisch versetzt eind»

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Jeder Tragkörper kann einen Stromrichter und einen ihn anti« parallel geschalteten Stromrichter aufweisen« Dabei kann jeweils eine Einzelstrommeßspule für diese beiden Stromrichter vorgesehen sein« Gemäß Fig» 1 liegt eine StroameBvorrichtung - siehe die Teile 32 and 33 - zwischen den Stromrichtern 16a bis f und den Sammelringen 54 und 35· Die Tragkftqpox sind insbesondere In einer einsigen rotorachssenkreohten Ebeae angeordnete Bei einer größeren Zahl von Stromrichtern können sLe in mehreren rotorachssenkreohten Ebenen angeordnet sein, wobei insbesondere Jede Ebene eine Drehstrombrüokenechaltung ent» hältο Bei Frequenzen der Erregereinrichtung, die größer sind als 5o Hz, kann eine der Vervielfachung der Frequenz entsprechende Anzahl parallelgeschalteter Stromrichter in einer rotoraohsssnkrechten Ebene vorgesehen sein«, Bei solchen höheren Frequenzen können auch entsprechend der Vervielfachung der Frequenz Brehstrombrückenschaltungsgruppen vorgesehen Bein« Wolterhin ist es möglich, die am Flus-Potantionai liegenden Stromrichter in einer rotorachesenkrechten Ebene und die m Ulnus-Potentional liegenden in einer «weiten rotoraoheeenkrechten Ebene anzuordnen« Die Binzeletrommeßvorriohtung kann dabei in einer weiteren rotorachs senkrecht en Ebene angeordnet sein,

Insbesondere Bind Stromrichter für eine Vorwärts-Gruppe (auferregende Gruppe) und für eine Anti-Gruppe, also eine Gruppe mit antiparallelgeschalteten Stromrichtern, vorgesehen und weist jeder Tragkörper beide Stromrichterarten auf, wobei die Stromrichter der Anti-Gruppe gegenüber den Stromriohtern der Vorwärta-Gruppe insbesondere um 18o° elektrisch versetzt sind« Der rotierende Teil der Steuerung der Stromrichter bzw, die Sekundärwicklungen des Steuerwandlere sind insbesondere in einer besonderen Steuerebene» aber an oder in den Tragkörpern

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angeordnetο Der rotierende Teil der Steuerung der genannten Anti-Gruppe und der rotierende Teil der Steuerung der Vorwärts-Gruppe können in zwei rotorachssenkrechten Ebenen angeordnet sein» Dabei ist insbesondere nur eine einzige Strommeßvorrichtung vorhanden.

Wie aus Fig« 2 ersichtlich ist, weist der umlaufende Teil der Erregereinrichtung einen Anker 36 einer Drehstromerregermaschine, ein Strommeßblechpaket 37 und einen Tragring 38 auf» Mit 25 ist die Drehstromwicklung (Ankerwicklung) der Drehßtromerregermasohine bezeichnet«, Die nicht dargestell ■: iii Phaflenableltungsi führen im Bereich des Wickelkopfes zu Tersweigungsβteilen 39« Die von den Verzweigungsetellen 39 abgehenden Ableitungen Bind in Umfangerichtung um 18o° elektrisch gegeneinander versetzt angeordnet und führen in axialer Rieh·· tung durch Nuten des Strommeßbleohpaketes 37 zu den Anschlüssen 23« Die StrommeBvorrichtung bzw« das Strommeßbleohpaket 37 ist gemäß Fig« 2 zwischen der Ankerwicklung 25 und den Stromrichtern 16& bit ftngftesanet. Am TrrgriBi* 38 stad die Tragkörper Io bis 15 befestigt« Der Tragkörper 1o trägt den Stromrichter 16a, die Sicherung 19 und die Sekundärwicklung 21 und eine Glimmlampe 2p und auch, «as nicht dargestellt ist* den Be8chaltung8kondeneator I7, den Widerstand 16 und den Oleichrichter 22· Am Stromrichter 16a liegt der Anschluß 24, von dem aus eine Leitung 4o zum nicht dargestellten Sammelrlng 34 führt. Tom 8ammelring 34 wiederum führt eine leitung 41 zum nicht dargestellten Stromrichter 16e·

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Claims (1)

1. Patentansprüche t

   ^Dsrregarelnrlehtung einer elektrischen Maschine, lnebe*· aosdere eines Turbogeneratora, welche Einrichtung steuerbar« Stromrichter auf dem Rotor aufweist, dadurch ge· keanselclmet, daß mehrere auf des 36O°-.tJmfans dee Rotors verteilt angeordnete Tragkörper (10 bis 1?) vorgesehen sind, die sowohl die Stromrichter (16 a bis f) als auch wesentliche Zubehörteile (Kondensator (17), Wideretand (IS)₉ Sicheruns (19), Glimmlampe (20), Vandlersekundär· wicklung (21), Oleichrichter (22)) aufweisen«

   2οSrregereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkörper (10 bis 15) mindestens Im wesentlichen gleich ausgebildet sind.

   5o3rregerelnriohtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch Gekennzeichnet, dafl jeder Tragkörper (10) nur zwei elektrische Anschlüsse (23, 2*) aufweist.

   ο Erreger einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß für Stromrichter (16 a) jedes Tragkörpere (10) eine Sinseletrommefivorrlohtung vorgesehen iet₀

   5«£rregerelnrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Versetzungewinkel zwischen swei auf dom Umfang unmittelbar aufelnanderfolgenden Tragkörpern (10, U) gleich dem elektrischen Verachiebungswinkel zwischen den Strömen In swsl auf dem Umfang unmittelbar aufeinanderfolgenden Stromrichtern (16 a, 16 b) let·

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   GoBrre^ereinrichtung nach Anspruch I₄ dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkörper (10 bis 15) in oder an einen ro to rlcoaxialen Tragring vorgesehen sind«

   7„Krregereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragkörper (10 bis 15) einander parallelgeschaltete Stromrichter und/oder antiparallelgeschaltete Stromrichter aufweisen·

   O.Erregereinrichtung nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dafi die Stromrichter in swei oder mehr ro to räch*-? senkrechten Ebenen angeordnet Binde

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