DE1513050C - Uberwachungseinnchtung fur rotierende Gleichrichteraggregate - Google Patents
Uberwachungseinnchtung fur rotierende GleichrichteraggregateInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Überwachungseinrichtung für rotierende Gleichrichteraggregate, bei
welcher von einer umlaufenden Wechsel- oder Drehstromankerwicklung
den mit letzterer umlaufenden, als Gleichrichterelemente dienenden Dioden Wechselstrom
zuleitbar ist, der, -über die mit elektrischen Sicherungen versehenen Diodenstromleitungen geführt,
als Gleichstrom der Feldwicklung der Synchronmaschine .zuleitbar ist.
»■'■.'.Die hierbei den an ein und derselben Phasenleitung
angeschlossenen, zueinander parallelgeschalteten Dioden jeweils vorgeschalteten Sicherungen ermöglichen
bei Durchschlag der Dioden eine Abschaltung der kranken Gleichrichterzweige bzw. Diodenstromleitungen. Es ist üblich, bei derartiger Erregeranordnung
für größere Leistungen mehr Dioden mit zugehörigen Sicherungen parallel zu schalten, als für
den Erregerstrom unter Berücksichtigung der Übererregungsfähigkeit erforderlich ist. Eine solche Anordnung
ermöglicht ohne weiteres, daß bei Ausfall beispielsweise einer einen Gleichrichterzweig bildenden
Diodenstromleitung oder einer sehr kleinen Anzahl letzterer im Normalfall das Abstellen des Maschinensatzes,
beispielsweise eines Turbogeneratorsatzes großer Leistung, nicht erforderlich ist. Jedoch
muß unter Umständen beim Ausfall einer oder mehrerer an die gleiche Phasenleitung angeschlossener
Diodenstromleitungen infolge Abschaltung durch die Sicherungen der Maschinensatz mit verringerter Leistung
betrieben und insbesondere die für den Fall von Kurzschlüssen vorgesehene Stoßerregung außer
Kraft gesetzt werden; weil sich sonst die Gefahr ergäbe, daß eine Überlastung in den übrigen Diodenstromleitungen eintritt. Unter diesen Umständen besteht
ein großes Bedürfnis, die Zahl der betriebsfähigen Diodenstromleitungen genau zu überwachen und
die ausgefallenen Diodenstromleitungen festzustellen
sowie gegebenenfalls in. Abhängigkeit hiervon den Erregerstrom zu begrenzen.
Es sind Überwachungseinrichtungen für rotierende Gleichrichteraggregate mit den Dioden vorgeschalteten
Sicherungen der eingangs genannten Art bekannt (deutsche Auslegeschrift 1105 986), bei denen der
Ausfall der Sicherungen stroboskopisch unter Anwendung von den Ausfall anzeigenden Kennmeldern
der Sicherungen überwacht werden kann. Eine solche Methode setzt die Durchführung der Überwachung
durch visuelle Beobachtung an der Maschine voraus. Ihre Zuverlässigkeit hängt von der absoluten Sicherheit des Sichtbarwerdens der Kennmarken beim
Ausfall der Dioden ab, einer Voraussetzung, die kaum oder nur mit sehr großem Aufwand zu erfüllen
ist. ■■■·■■■..■
Ferner ist es bekannt (deutsche Auslegeschriften 1166 352, 1151311), jedem der einzelnen"Gleichrichterelemente
auf dem rotierenden Teil eine aus dem Sperrspannungsabfall der Dioden gespeiste
Lampe oder einen mit derselben Spannung betriebenen induktiven Geber zuzuordnen und diese Vielzahl
der Lampen bzw. Geber, die auf dem Umfang des Trägerrades angeordnet sind, an einer Abfrageeinrichtung vorbeistreichen zu lassen, wobei letztere Abfrageeinrichtung,
mit der Drehzahl des Gleichrichterträgerrades synchronisiert, die einzelnen Licht- oder
induktiven Impulse summiert und mit einem Sollwert vergleicht. Besteht Gleichheit des Summenwertes
mit dem Sollwert, so wird nach einem vorgegebenen Drehwinkel bzw. Umlauf Löschungsimpuls gegeben,
besteht keine Gleichheit, so kann ein Warnoder Auslösesignal gegeben werden. Hierbei erfolgt
die Summation der einzelnen Licht- bzw. induktiven Signale durch eine drehwinkelabhängig synchronisierte,
d. h. jeweils löschbare Zählstufe, die ausgangsseitig an ein Und-Gatter angeschlossen ist, wobei für
den Fall, daß innerhalb des Drehwinkels die Abfragung ergibt, daß alle Dioden intakt sind, alle Eingänge
des Und-Gatters Signal erhalten und demgemaß am Ausgang des Und-Gatters ein Signal entsteht,
das zwecks Signalauswertung noch über eine Signalumkehrstufe geleitet werden kann. Es ist mit
dieser Anordnung an sich bereits eine selektive Über- * wachung der einzelnen Dioden, d. h. nach Phasen-
IS Zugehörigkeit und Anzahl der defekten Dioden pro
Phase, "ermöglicht, ferner auch die Überwachung aller Dioden ^ während eines Umlaufs. Jedoch ist es
erforderlich, auf dem rotierenden Teil nicht nur eine Vielzahl von optischen oder induktiven Gebern, wie
so der Meldeleuchten oder der Geberspulen, anzuordnen, sondern auch gesonderte, den zu überwachenden
Dioden jeweils parallelgeschaltete Reihenschaltungen, bestehend aus Sperrdiode und einer Parallelschaltung
Meldelampe/Kapazität bzw. induktiver
s5 Geber/Kapazität; und ferner zur Überwachung der
■ Diodenunterbrechung neben der des Diodenkurzschlusses eine Reihenschaltung aus Hilfsgleichrichter,
. Vorwiderstand und Schmelzsicherung der zu überwachenden Diode so parallel zu schalten, daß im
Falle der Diodenunterbrechung die Meldelampe bzw. der induktive Geber, durch die. den Diodenstrom
übernehmende und dadurch ausgelöste Schmelzsicherung abgeschaltet werden. Dieser Aufwand für
die Signalaufbereitung bzw. Signalformung bereits auf dem rotierenden Teil erklärt sich dadurch, daß
der Sperrspannungsabfall an der zu überwachenden · Diode zur Signalgewinnung herangezogen ist und als
Daueranzeige die jeweilige Meldeleuchte so lange brennen bzw. der jeweilige induktive Geber so lange
erregt sein muß, solange die betreffende Diode intakt ist und damit die Signale von der feststehenden Abfrageeinrichtung
bei jedem Umlauf aufgenommen werden können. Es wäre demgegenüber,wünschenswert,
diese Vielzahl der durch mehrere 1000 g beanspruchten Elemente der Diodenbeschaltüng' auf
dem rotierenden Teil zu vermeideil und damit zusätzliche Störungsquellen, die auch durch eine Verschmutzung
der Meldeleuchten gegeben, sein können,
■ auszuschließen. ; : . .·--"·'- ·
Es ist weiterhin eine Überwachungseinrichtung der eingangs genannten Art bekannt (französische Pa-,
tentschrif t 1423 467), bei welcher in feststehenden, dem äußeren Umfang der die Dioden tragenden
Gleichrichterträgerräder mit Luftspalt gegenüberstehenden
Empfängerspulen beim Vorbeilaufen der Diodenstromleitungen Spannungsimpulse induzierbar
sind. Hierbei dienen zwei diametral gegenüberliegende Empfängerspulen der. Gesamtstrommessung in
den Diodenstromleitungen, während eine dritte Empfängerspule der Ermittlung defekter Diodenstromleitungen
dient. Die in dieser Empfängerspule induzierten Spannungsimpulse sind über eine Vorstufe
einer der Ermittlung gestörter Diodenstromleitungen dienenden Anzeigevorrichtung zuführbar, wobei die
Vorstufe durch drehzahlabhängige Synchronisierimpulse eines Steuergerätes derart ansteuerbar ist,
daß nur der Spannungsimpuls der gerade abzufragenden Diodenstromleitung beim Vorbeilaufen an
i öii UöU
ihrer Empfängerspule zur Anzeigevorrichtung durch- Empfängerspule gegeben haben. Es ist demgegengelassen
wird. Die Signalgewinnung und -aufberei- über erwünscht, daß jeweils während eines Umlaufs
tung für die der Gesamtstrommessung dienenden alle Diodenstromleitungen überwachbar sind. Außer-Empfängerspulen
und die der Diodenstromleitungs- dem bedeutet die Verwendung eines mechanisch um
Überwachung dienende EmpFängerspule erfolgt hier- 5 den Umfang der Welle fortschaltbaren Steuergerätes
bei dadurch, daß die einzelnen Gleichstromausgänge in Form eines Schrittschaltwerkes od. dgl. zwecks
von hier als Stromrichter bezeichneten Dioden zwi- Erzielung der Triggersignale einen verhältnismäßig
sehen Polschenkeln eines auf der Welle angeordneten großen Aufwand, verbunden mit dem bei mechanisch
Meßblechpaketes hindurchgeführt und über den Um- bewegten Elementen gegebenen Verschleiß und der
fang des Meßblechpaketes derart verteilt sind, daß io Notwendigkeit sorgfältiger Wartung bzw. dem Vorvon
Leiter zu Leiter die Stromflußrichtung wechselt, handensein zusätzlicher Störungsquellen. Demgegenso
daß der Stromfluß in den Dioden, auf die feststehen- über wäre es erwünscht, zur Erzeugung der Triggerden
Empfängerspulen bezogen, in feststehenden Sek- . signale ruhende elektronische Schaltelemente zu vertoren
gleicher Breite erfolgt. Das die drehzahlabhän- wenden. Weiterhin ist als nachteilig anzusehen, daß
gigen Synchronisierimpulse erzeugende Steuergerät 15 zur Realisierung der sogenannten stehenden Strombesteht aus einem induktiven öder kapazitiven Nähe- flußzonen eine ganz spezielle Leiteranordnung zwirungsinitiator,
dessen Steuerimpuls von einem auf sehen den Polschenkeln des Meßblechpaketes erfordern
Umfang der Welle angeordneten Nocken aus- derlich ist, die nur in ganz wenigen Fällen realisiergelöst
wird, der bei jeder Umdrehung der Welle den . bar ist, und zwar bei Verwendung einer Drehstrom-Näherungsinitiator
einmal passiert. Der Näherungs- 20 brückenschaltung und zweipoligen Erregermaschiinitiator
ist um die Wellenachse mit einem Motor nen mit einem Leiter je Phase und Brückenhälfte, bei
drehbar, so daß durch Verstellung des Initiators vierpoligen Erregermaschinen mit zwei Leitern je
nacheinander der Strom durch jede beliebige ein- Phase und Brückenhälfte usf., d. h. allgemein gesprozelne
Diode gemessen werden kann. Die Verstellung chen, bei 2/z-poligen Erregermaschinen mit «Leides
Näherungsinitiators zur selektiven Erfassung der 25 tern je Phase und Brückenhälfte. Bei der bekannten
einzelnen Diodenstromleitungen nacheinander kann Überwachungseinrichtung sind 2/r=8, d.h. « = 4
außer durch Handbetätigung auch automatisch vor- parallele Leiter je Phase und Brückenhälfte gewählt,
genommen werden. Diese bekannte Übenvachungs- Diese Leiteranordnung ergibt demnach nur für
einrichtung vermeidet bereits den Aufwand für die ' 8polige Erregermaschinen die gewünschten stehen-Signalaufbereitung
bzw. Signalumformung auf dem 3? den Stromflußzonen. Für alle anderen Fälle, bei rotierenden Teil dadurch, daß das Magnetfeld der denen die Anzahl der parallelen Leiter je Phase und
mit Sicherungen versehenen Diodenstromleitungen : damit die Diodenanzahl nicht auf die Polzahl der
selbst zur Signalgabe herangezogen ist und eine Erregermaschine abgestimmt ist, ist die bekannte
Dauersignalgabe auf Grund der Triggerung der Span- Überwachungseinrichtung nicht geeignet. Darüber
nungsimpulse mit Hilfe des Steuergerätes nicht er- 35 hinaus ist noch zu berücksichtigen, daß die Äbwechsforderlich
ist, vielmehr braucht der Spannungsimpuls lung zwischen Plus- und Minusleitern, d. h. die Ander
zu überwachenden Diodenstromleitung während einanderreihung einzelner Phasen unter systematides
Umlaufs nur einen kurzen Moment vorhanden scher Mischung, ein Kreuzen der Leiter entweder vor
zu sein, und in diesem Moment wird er auf die An- oder hinter den Dioden und damit einen aufwendizeige'vorrichtung
durchgeschaltet, wogegen die Span- 4° gen Wickelkopf notwendig macht, der Sonderpronungsimpulse
der gerade nicht überwachten Dioden- bleme hinsichtlich der Versteifung und Abstützung
stromleitungen während des Umlaufes nicht durch- mit sich bringt. Bei z. B. zehn parallelen Leitern ie
geschaltet werden. Bei dieser bekannten Über- Phase würden sich 60 Leiter am Umfang der Welle
wachungseinrichtung ist jedoch die Eliminierung der bzw. des Meßblechpaketes ergeben, und jeder aufdie
Signalaufbereitung bzw. Signalformung bewir- 45 einanderfolgende Leiter würde einer anderen Phase
kenden Diodenbeschaltung aus dem rotierenden Teil angehören. Die hohe Zahl der Kreuzungsstellen
mit einer Reihe von Nachteilen verbunden: So ist die würde es außerdem notwendig machen, einen größe-Überwachung
der Diodenstromleitungen für die Be- ren Aufwand für die Isolierung der Leiter üntereindürfnisse
des praktischen Betriebes in den meisten ander zu treiben.
Fällen zu langsam, da während eines Umlaufs jeweils 50 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter
nur eine Diodenstromleitung überwacht werden kann. Umgehung der genannten Schwierigkeiten eine Über-Es
können auf Grund der beschränkten Anzahl von wachungseinrichtung für rotierende Gleichrichterstehenden
Stromflußzonen nur eine bzw. wenige aggregate zu schaffen, welche unter Vermeidung
Empfängerspulen verwendet werden. Nimmt man an, stehender Stromflußzonen eine schnelle Abfrage des
daß bei jeder Umdrehung der Näherungsinitiator 55 Betriebszustandes der Diodenstromleitungen gestatvon
einer auf die nächste Diodenstromleitung auto- tet, ohne daß Diodenbeschaltungselemenie zur Simatisch
fortgeschaltet wird, wobei mechanische gnalaufbereitung bzw. Signalformung auf dem rotie-,
Schrittschaltwerke, die die hierfür erforderliche ex- renden Teil angeordnet sein müßten. Insbesondere
trem kurze Schaltzeit von höchstens 20 ms aufwei- soll die Überwachungseinrichtung Steuergeräte mit
sen, wenn überhaupt, dann nur mit größtem Aufwand 60 mechanisch bewegten Elementen zur TncaeninT verrealisierbar
sind, so benötigt die bekannte Über- meiden, nicht nur in wenigen Sonderfällen bestimmwachungseinrichrung
bei dem — im Ausführungs- ter Polzahlen der Erregermaschinen bzw. Diodenbeispiel
dargestellten — Fall der Verwendung einer zahlen anwendbar sein und eine komplizierte Lei-Drehstrombriickenschaltung
mit 24 über den Um- tungsführung erübrigen.
fang des Gleichrichterträgerrades verteilten Dioden- 65 Gegenstand der Erfindung ist nunmehr eine Überstromleitungen
und einer Empfängerspule 24/50 see wachungseinrichtung für rotierende Gleichrichter-
»s 0,5 see, bis alle Diodenstromleitungen einmal aggregate, bei welcher von einer umlaufenden Wecheinen
Uberwachungsimpuls auf die feststehende sei- oder Drehstromankerwicklung den mit letzterer
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umlaufenden, als Gleichrichterelemente dienenden Umfang eines Gleichrichterrades verteilt angeord-Dioden
Wechselstrom zuleitbar ist, der, über die mit neten Reihenschaltungen aus Dioden und Sicherunelektrischen
Sicherungen versehenen Diodenstrom- gen der Wechselstrom von der Wechselstromerregerleitungen
geführt, als Gleichstrom der Feldwicklung . maschine über Wechselstromsegmente, welche mit
der Synchronmaschine zuleitbar ist, wobei in fest- 5 den Phasenleitungen der Erregermaschine verbunden
stehenden, dem äußeren Umfang der die Dioden sind, phasenweise zeitlich verschoben zugeführt wird.'
tragenden Gleichrichterträgerräder mit Luftspalt ge- F i g. 1 veranschaulicht in einem Prinzipschaltbild
genüberstehenden Empfängerspulen beim Vorbei- diese Anordnung. - . :
laufen der Diodenstromleitungen Spannungsimpulse In dieser Figur bedeuten U-V-W je drei Phaseninduzierbar sind, welche über eine Vorstufe einer der io ringsegmente der Gleichrichterträgerräder I und II — ,Ermittlung gestörter Diodenstromleitungen dienenden im folgenden vereinfachend als Gleichrichterräder Anzeigevorrichtung zuführbar sind, und wobei die . bezeichnet —, denen von der Wechselstromerreger-Vorstufe durch drehzahlabhängige Synchronisier- . maschine (in der Figur nicht dargestellt) die Wechimpulse eines Steuergerätes derart ansteuerbar ist, selspannung bzw. der Wechselstrom zugeführt wird, daß nur der Spannungsimpuls der gerade abzufragen- 15 d sind mehrere in Parallelschaltung an die Phasenden Diodenstromleitung beim Vorbeilaufen an ihrer ringsegmente U-V-W "angeschlossene Dioden. Die Empfängerspule zur Anzeigevorrichtung durchgelas- Phasenringsegmente U, V, W ihrerseits sind an die sen wird. Die Erfindung besteht hierbei darin, daß entsprechenden Phasenleitungen der Haupterregerdie Empfängerspulen den jeweils an ein und der- maschine angeschlossen, weshalb letztere vereinselben .Phasenleitung angeschlossenen Diodenstrom- 20 fachend gleichfalls mit U, V, W im folgenden beieitungen jeweils als eine Gruppe von Empfänger- zeichnet werden. r(+) bzw. r(—) sind Sammelringe spulen derart zugeordnet sind, daß sie beim Vorbei- für die Gleichstromableitung. Zwischen den Dioden d laufen der einzelnen parällelliegenden Diodenstrom- und den Phasenringsegmenten U, V, W sind jeweils leitungen gleichzeitig erregbar sind, wobei jeder der einzelne Sicherungselemente eingeschaltet. Wie in der dabei in jeder der Empfängerspulen der betreffenden 25 Figur angedeutet ist, sind nahe den einzelnen Zu-Empfängerspulengruppe induzierten Spannungsim- leitungen zwischen den Phasenringsegmenten U-V-W pulse den einen der Eingänge je eines der jeder der und den Dioden d im Bereiche des Gleichrichter-Diodenstromleitungen zugehörigen elektronischen rades, vorzugsweise mit radialem Abgriff, ortsfeste Steuerelemente zuführbar ist, welch letztere innerhalb · Meßspulen m angeordnet, in denen bei Rotation der je einer Steuerelementgruppe gleichfalls je einer 30 Gleichrichterräder eine Spannung induziert wird, Gruppe von an ein und dieselbe Phasenleitung an- · wenn ein geschlossener Stromkreis über die intakte geschlossenen Diodenstromleitungen zugeordnet sind, Sicherung vorhanden ist. F i g. 1 gilt für Drehstromwogegen an jeden anderen Eingang dieser elektro- brückenschaltung. Jedoch könnte auch eine andere rüschen Steuerelemente die Synchronisierimpulse Schaltung, z. B. Stern- oder Doppelsternschaltung, periodisch zu solchen Zeitpunkten zuführbar sind, 35 vorhanden sein.
laufen der Diodenstromleitungen Spannungsimpulse In dieser Figur bedeuten U-V-W je drei Phaseninduzierbar sind, welche über eine Vorstufe einer der io ringsegmente der Gleichrichterträgerräder I und II — ,Ermittlung gestörter Diodenstromleitungen dienenden im folgenden vereinfachend als Gleichrichterräder Anzeigevorrichtung zuführbar sind, und wobei die . bezeichnet —, denen von der Wechselstromerreger-Vorstufe durch drehzahlabhängige Synchronisier- . maschine (in der Figur nicht dargestellt) die Wechimpulse eines Steuergerätes derart ansteuerbar ist, selspannung bzw. der Wechselstrom zugeführt wird, daß nur der Spannungsimpuls der gerade abzufragen- 15 d sind mehrere in Parallelschaltung an die Phasenden Diodenstromleitung beim Vorbeilaufen an ihrer ringsegmente U-V-W "angeschlossene Dioden. Die Empfängerspule zur Anzeigevorrichtung durchgelas- Phasenringsegmente U, V, W ihrerseits sind an die sen wird. Die Erfindung besteht hierbei darin, daß entsprechenden Phasenleitungen der Haupterregerdie Empfängerspulen den jeweils an ein und der- maschine angeschlossen, weshalb letztere vereinselben .Phasenleitung angeschlossenen Diodenstrom- 20 fachend gleichfalls mit U, V, W im folgenden beieitungen jeweils als eine Gruppe von Empfänger- zeichnet werden. r(+) bzw. r(—) sind Sammelringe spulen derart zugeordnet sind, daß sie beim Vorbei- für die Gleichstromableitung. Zwischen den Dioden d laufen der einzelnen parällelliegenden Diodenstrom- und den Phasenringsegmenten U, V, W sind jeweils leitungen gleichzeitig erregbar sind, wobei jeder der einzelne Sicherungselemente eingeschaltet. Wie in der dabei in jeder der Empfängerspulen der betreffenden 25 Figur angedeutet ist, sind nahe den einzelnen Zu-Empfängerspulengruppe induzierten Spannungsim- leitungen zwischen den Phasenringsegmenten U-V-W pulse den einen der Eingänge je eines der jeder der und den Dioden d im Bereiche des Gleichrichter-Diodenstromleitungen zugehörigen elektronischen rades, vorzugsweise mit radialem Abgriff, ortsfeste Steuerelemente zuführbar ist, welch letztere innerhalb · Meßspulen m angeordnet, in denen bei Rotation der je einer Steuerelementgruppe gleichfalls je einer 30 Gleichrichterräder eine Spannung induziert wird, Gruppe von an ein und dieselbe Phasenleitung an- · wenn ein geschlossener Stromkreis über die intakte geschlossenen Diodenstromleitungen zugeordnet sind, Sicherung vorhanden ist. F i g. 1 gilt für Drehstromwogegen an jeden anderen Eingang dieser elektro- brückenschaltung. Jedoch könnte auch eine andere rüschen Steuerelemente die Synchronisierimpulse Schaltung, z. B. Stern- oder Doppelsternschaltung, periodisch zu solchen Zeitpunkten zuführbar sind, 35 vorhanden sein.
daß bei jedem Umlauf des rotierenden Gleichrichter- Betrachtet man nun die Arbeitsverhältnisse inneraggregates
durch jedes der elektronischen Steuer- halb der Gleichrichterräder — die Betrachtung kann
elemente der betreffenden Steuerelementgruppe nur zur Vereinfachung im folgenden zunächst auf nur ein
ein, und zwar das Signal durchgelassen wird, das in Rad beschränkt werden —, so ergibt sich, daß bei
jener Empfängerspule induziert worden ist, die der- 40 einer Umlauffrequenz fR des Rades mit dem darauf
selben Diodenstromleitung zugeordnet ist wie das angeordneten Phasensegmenten bei einer Drehstromjeweils
durchlassende elektronische Steuerelement, frequenz fS der Wechselstromerregermaschine auf
und daß die Ausgangssignale der elektronischen dem rotierenden System eine am Umfang wechselnde
Steuerelemente jeder der Steuerelementgruppen zu Stromverteilung eintritt, die je nach der Zuordnung
Anzeigevorrichtungen geführt sind, welche zur Er- 45 der Phasenleitungen der Haupterregermaschine zu
mittlung einer gestörten Diodenstromleitungsgruppe den Phasenringsegmgnten entweder in Drehrichtung
und/oder zur Ermittlung der Anzahl der unter- des Rades vorauseilt oder sich entgegen der Drehbrochenen
Diodenstromleitungen pro zugehöriger richtung des Rades bewegt. !
Diodenstromleitungsgruppe dienen. ,; ; Diese umlaufende Stromverteilung wird nun bei
Diodenstromleitungsgruppe dienen. ,; ; Diese umlaufende Stromverteilung wird nun bei
Die mit der Erfindung erzielbareh Vorteile sind 5° der erfindungsgemäßen Einrichtung ausgenutzt, invor
allem darin zu sehen, daß eine schnelle Über- dem die durch die magnetische Wirkung in den Empwachung
der Diodenstromleitungen gewährleistet ist, fängerspulen induzierten Spannungen mittels elektroohne
daß signalformende Beschaltungselemente der nischer Steuerelemente selektiv Anzeigevorrichtungen
Dioden auf den rotierenden Teilen angeordnet sein ' zugeführt werden. Es empfiehlt sich hierbei ein
und ohne daß stehende Stromflußzonen am Umfange 55 solcher Anschluß der Phasenleitungen, daß ein zur
des rotierenden Gleichrichteraggregates erzeugt wer- Drehrichtung des Gleichrichterrades gegensinniger
den müßten. Die'Überwachungseinrichtung nach der Umlauf der Stromverteilung'in den Diodenstrom-Erfindung
ist damit nicht auf eine bestimmte Dioden- ' leitungen vorhanden ist, weil sich hierbei eine gerinstrpmleitungs-Anzahl,
-Anordnung und Polpaarzahl gere Relativgeschwindigkeit des Feldes gegenüber
der Drehstromerregermaschine beschränkt; sie kann 6° der ruhenden Umgebung und den Empfängerspulen
vielmehr bei sogenannten fliegenden, d. h. über den ergibt und die Zusatzverluste kleiner gehalten wer-Maschinenumfang
wandernden Stromzonen zur Ein- den.
zelüberwachung der Diodenströme eingesetzt wer- Im folgenden sollen Ausführungsbeispiele der Erden,
wobei sich der Aufbau der Uberwachungsein- findung näher erläutert werden,
richtung dem Aufbau der Diodenträgerräder anpaßt 65 F i g. 2 der Zeichnung gibt schematisch die Schal- und nicht umgekehrt die Überwachungseinrichtung tung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsdie Konstruktion der Diodenträgerräder diktiert. gemäß ausgebildeten Überwachungseinrichtung für
richtung dem Aufbau der Diodenträgerräder anpaßt 65 F i g. 2 der Zeichnung gibt schematisch die Schal- und nicht umgekehrt die Überwachungseinrichtung tung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsdie Konstruktion der Diodenträgerräder diktiert. gemäß ausgebildeten Überwachungseinrichtung für
Die Erfindung geht davon aus, daß den über den ein rotierendes Gleichrichteraggregat, dessen Schal-
rung im Prinzip in F i g. 1 angedeutet ist, wieder;
Fig. 3 der Zeichnung gibt eine etwas abgeänderte
Ausführungsform wieder, die sich bezüglich der Impulssteuerung für die elektronischen Steuerelemente
unterscheidet; ■; ■'.-:'·. .:: ■ ν ■-■■■ ■ i·
F i g. 4 zeigt zur Veranschaulichung der. Wirkungsweise
in Abhängigkeit von dem auf der Ordinaten-1
achse aufgetragenen Raddrehwinkel ψ bzw. dem auf
der Abszissenachse aufgetragenen zeitabhängigen
Winkel ωί für die unter dem Winkel ψ angeordneten
Empfängerspulen die durch Induktion zum jeweiligen Zeitpunkt wirksamen Stromführungsbereiche der den
Phasenleitungen U-V-W zugeordneten Diodenstromleitungen; ä .:■■:,_■:■■.■-■■.:■:'·:■:■■■,.■.■■■■,■}-.:..' : ;..,:_>,.:.
F i g. 5 "veranschaulicht die mehrfache Ausnutzung
der Empfängerspulen für die den verschiedenen Phasenleitungen U-V-W zugeordneten Diodenstrom-Leitungsgruppen
bzw. Diodenstromleitungen;
F i g. 6 veranschaulicht eine weitere Ausgestaltung mit Einwirkung der Anzeigevorrichtungen auf eine
Steuereinrichtung zur Beeinflussung des Erreger-Stromes; . ; .■·'■■■' ·.:■■ . ■'. '■■■.; ; -·:' ■
Fig..7 bezieht sich auf eine Verbesserung der
Empfängerspulen durch magnetische Rückschlüsse.
In der ein Ausführungsbeispiel veranschaulichenden Fig. 2 bedeuten UmI bis UmX eine innerhalb
der Empfängerspulengruppe Ue angeordnete Anzahl
von Empfängerspulen, die den als eine Diodenstrqmleitungsgruppe
an ein und derselben Phasenleitung angeschlossenen Diodenstromleitungen zugeordnet
sind. Dabei ist jeder Diodenstromleitung bzw. jeder Sicherung je eine Empfängerspule zugeordnet. In
analoger Weise sind den an die anderen Phasenleitungen V bzw. W angeschlossenen Diodenstromleitungen
die Empfängerspulen Vm 1 bis VmX bzw. WmI bis WmX als Empfängerspulengruppen Ve
bzw. We zugeordnet. Die Empfängerspulen sind an die Eingänge einer der Spulenanzahl entsprechenden
Anzahl von elektronischen Steuerelementen 2 angeschlossen, welch letztere innerhalb je einer Steuerelementgruppe
Us, Vs, Ws gleichfalls je einer Diodenstrom-Leitungsgruppe zugeordnet sind. Die Empfängerspulen
je einer Empfängerspulengrüppe Ue bzw. Ve bzw. We werden nun beim Vorbeilaufen der'
einzelnen paralJelliegenden Diodenstromleitungen gleichzeitig erregt, wobei jedes der dabei in jeder, der
Empfängerspulen der betreffenden Empfängerspulengruppe induzierten Ausgangssignale den einen der
Eingänge f je ί eines V der ;; elektronischen Steuerelemente
„2 zugeführt wird, wogegen an jeden anderen Eingang dieser elektronischen Steuerelemente
Synchronisierimpulse - von einem Steuerwerk 5
periodisch zu solchen Zeitpunkten zugeführt werden, daß bei jedem Umlauf des rotierenden Gleichrichteraggregates durch, jedes der elektronischen Steuerelemente
2 der betreffenden Steuerelementgruppe nur ein, und zwar das Signal durchgelassen wird, das in
jener Empfängerspule induziert worden ist, die der- i
selben Diodenstromleitung zugeordnet ist wie das jeweils, durchlassende elektronische Steuerelement.
Die Ausgangssignale der elektronischen Steuerelemente jeder der Steuerelementgruppen Us, Vs, Ws
sind zu Anzeigevorrichtungen geführt, -welche zur Ermittlung einer gestörten Diodenstrom-Leitüngsgruppe
und/oder zur Ermittlung der Anzahl der unterbrochenen Diodenstromleitungen pro zugehöriger
Diodenstrom-Leitungsgruppe dienen. Unter elektronischen Steuerelementen wird vor allem ein steuerbarer
Halbleitergleichrichter verstanden, jedoch könnten auch Elektronenröhren oder Transistoren an
Stelle der steuerbaren Halbleitergleichrichter Anwendung finden. T'^. ''" }':'~':<''■'":■-.' ;':" ■■'■-■■ ■>■■■' .'-;-^W1"'·■■■;
Im einzelnen sind die elektronischen Steuer- - elemente 2 ausgangsseitig mit einem; UndrGatter 3
an sich bekannter Ausbildung verbunden. Dieses Und-Gatter liefert ausgangsseitig dann ein Signal,
wenn alle Eingänge des Gatters bei ungestörtem Be-
jo triebe der zugehörigen Diodenström-Leitüngsgruppe
je Umdrehung ein Signal empfangen'haben. Beim
Ausbleiben des Signals wird in einer Gruppen-Anzeigevorrichtung
4 eine Anzeige, z: B.: ein Licht-r
Warnsignal oder eine Hupe, ausgelöst: Um auf jeden'
»5 Fall eine innerhalb "jeder Empfängerspulengruppe
gleichzeitige Impulszuleitung von den Empfängerspulen UmI bis UmX usw. :zu den Und-Gattern3 zu
ermöglichen, werden zwischen: den elektronischen *
Steuerelementen 2 und. den Und-Gattern3:nöch die"
ao Impulsdauer verlängernde Elemente öder Speicherstufen 2a eingeschaltet. - Hierbei können beispielsweise sogenannte rückgekoppelte Zeitkipper Anwendung finden, die ein Signal von einer Mindestdauer
in ein von der Zeitdauer- des Eingangssignals unabhängiges
verlängertes Ausgangssignal verwandeln, das von selbst wieder verschwindet. Die elektro;
nischen Steuerelemente 2 sind so bemessen, daß sie die den Und-Gattern 3 zugeleiteten Stromimpulse
auf eine maximale vorzugebende Größe beschränken.
30.Die rückgekoppelten Zeitkipper können entfallen,
wenn die Impulsspannungen annähernd sinusförmigen Verlauf haben und die Öffnungszeitdauer der
elektronischen Steuerelemente passend gewählt wird. Die einzelnen Impulsspannungeri der Empfänger- '.
spulen UmI bis UmX werden'im übrigen einer ge-■■'■■
meinsamen Einzel-Anzeigevorrichtung .4 α zugeführt,
die eine der Anzahl der Empfängerspulen bzw. Diodenanzahi entsprechende Anzahl von Schauzeichen, Lampen od. dgl. enthält. Selbstverständlich
können auch unabhängige selbständige Anzeigevorrichtungen vorhanden sein. · ■■''■':-.. ':'■'','..' >^"·-
Die gleiche Schaltung ist für die den Diodenstrom- "; leitungen der anderen Diodenstromleitungsgruppen
zugeordneten Empfängerspulen Vm 1 bis Vm X' und
WmI bis WmX der Empfängerspulengruppen Ve, We
nebst zugehörigen Stromtorgruppen Vs, Ws, Zeitkip-
. pern 2, Und-Gattern 3 und Anzeigevorrichtungen 4, ^
T 4 a innerhalb des Rades I vorgesehen. Die Schaltung -v:
des anderen Gleichrichterrades II ist sinngemäß. >:.;-.^.-,
Die Steuerung der elektronischen Steuerelemente 2 übernimmt, wie erwähnt, das Steuerwerks. Dieses
Steuerwerk" ist grundsätzlich so ausgebildet, daß es
bei einer Schaltung gemäß Fig. 2 zur Steuerung der
elektronischen Steuerelemente der beiden Radhälf-
ten I und II dient. - ·, : V: : ;.
"Das Steuerwerk ist im Beispiel der Fig. 2 einem
elektrischen Impulszählwerk nachgeschaltet. Durch Impulsleitungen 51 bzw. 52 wird für ^ie beiden
;Räder (+-Rad I und -—Rad II) der Zählbeginnimpuls
erteilt. Die Zählimpulse sind vorteilhafterweise von der von der Umlauf drehzahl abhängigen;
Oberwellenfrequenz im Strom der Haupterregermaschine abgeleitet. 7 bedeutet die Zuleitung für die
Zählimpulse mit einem die Oberwellenfrequenz .65 durchlassenden Siebfilter la. Bei 150Hz Speisefrequenz ergibt sich im Erregerstromkreis eine Oberwellenfrequenz von 900Hz. Eine solche Zählfrequenz
ermöglicht durch weitere Maßnahmen, wie
209 637/475
beispielsweise Einschaltung eines Brückengleichrichters 6, eine Impulsfrequenz von 1800Hz. Damit
dient das Impulszählwerk einer sehr genauen
Steuerung der elektronischen Steuerelemente. Durch das Steuerwerk sind nun nacheinander in den beiden
Gleichrichterrädern I und II die Diodenstromleitun- gen radweise einzeln und gruppenweise überprüfbar:
Das Steuerwerk gibt nacheinander für eine gewisse .Impulszeit die .elektronischen Steuerelemente der
10
zeigen, an einzelne der Empfängerspulen mV bis m 15' nicht nur elektronische Steuerelemente 2' bzw.
2" bzw. 2"' einer Steuerelementgruppe Vs' bzw. Ws' bzw. Us' angeschlossen sind, sondern auch elektro-5
nische Steuerelemente 2'" und/oder 2" und/oder 2' . anderer Steuerelementgruppen, und daß die Empfängerspulen
in solcher Winkellage und Verteilung gegenüber den rotierenden Diodenstromleitungen des
bzw. der Gleichrichterräder angeordnet sind, daß in
Fig. 4 zeigt für ein Gleichrichterrad mit zehn an dieselbe Phasenleitung . parallel -'.. angeschlossenen
Diodenstromleitungen je Diodenstrom-Leitungsgruppe — wobei eine dreiphasige . Wechselstrom-
Diodenstrom-Leitungsgruppen zunäphst des Rades I io einzelnen/der Empfängerspulen während eines Um-
und anschließend des Rades II frei, derart, daß wäh- laufs. der rotierenden Diodenstromleitungen mehr-
rend jedes Umlaufs der .Gleichrichterräder zunächst mais Impulsspannungen induziert werden, die beim
die von den Diodenströmen der Dioden des einen .Vorbeilaufen von Diodenstromleitungen entstehen,
Rades induzierten Impulsspannungen durch die elek- die an unterschiedliche Phasenleitungen angeschlos-
tronischen Steuerelemente ; durchgelassen werden-15 sen sind,
und danach in gleicher Weise die Impulsspannungen,
die von den Diodenströmen der Dioden des anderen
Gleichrichterrades induziert werden. An Stelle eines
nach dem Zählprinzip arbeitenden Steuerwerkes,
die von den Diodenströmen der Dioden des anderen
Gleichrichterrades induziert werden. An Stelle eines
nach dem Zählprinzip arbeitenden Steuerwerkes,
welches mit einer von der Ankerspannung der Wech- 20 maschine verwendet ist, in den Diodenstromleitungen
selstromerregermaschine abhängigen Zählspannung die Stromverteilung entgegengesetzt zu der Drehhöherer
Frequenz arbeitet, könnte zur Steuerung der richtung umläuft und eine Wellenfrequenz von
elektronischen Steuerelemente z. B. auch ein Kollek- 50Hz (+) und eine Erreger-Speisefrequenz von
torschaltwerk vorgesehen sein, das abhängig von der 150Hz (—) zugrunde gelegt ist — aufgetragen über
Drehbewegung der Gleichrichterräder angetrieben ist. 25 dem Drehwinkel von 360 bzw. der ω f-Achse wäh-Beim
Ausfuhrungsbeispiel nach Fig. 3 erfolgt die rend eines Radumlaufs die zeitliche und räumliche
Umsteuerung der elektronischen Steuerelemente 2 Aufeinanderfolge der bandförmigen Stromführungsmittels
einer dem Gleichrichterrad zugeordneten in- . bereiche der Diodenstrom-Leitungsgruppeni Innerduktiven
Impulssteuereinrichtung 20. Hierzu ist an halb, der mit verstärkten Linien ausgezogenen Ge-.
dem umlaufenden Gleichrichterrad ein Magnet 26 30 samtbereiche U, V und W, entsprechend den Phasenangebracht,
der in am Umfang des rotierenden leitungen U-V-W, sind über dem zeitabhängigen.
Gleichrichterrades ruhend gegenüber der Laufbahn Drehwinkel ω t die zugehörigen räumlichen Winkel ψ
des Magneten 26 angeordneten Steuerspulen 27, 28 für die einzelnen Empf ängerspulen Um 1 bis UmIO
und 29 Spannungsimpulse induziert, die über Steuer- usw. mit geringer Strichstärke eingetragen. Die überimpulsgleichrichter
25 "den elektronischen Steuer- 35 läppenden Kommutierungszonen .innerhalb der
elementen 2 als Steuerimpulse zur taktweisen _ Off- Stromführungsbereiche sind durch gestrichelte Benung
der elektronischen Steuerelemente .2 — wie grenzungslinien abgegrenzt. Wie durch die strichbereits
erläutert —τ- zugeführt werden. Die Anzeige- punktiert angedeutete Gerade G parallel zurAbszisvorrichtungen
sind wiederum mit 4, 4 a, die Empf an- senachse veranschaulicht ist, kann eine Empfängergerspulen mit UmX bis UmI, VmI bis VmI und 40 spule, die beispielsweise unter einem Winkel ψ von
WmI bis Wmλ, die Empfängerspulengruppen mit 30° angeordnet ist, wiederholt bei einer Radumdre-
We, Ve, Ue, Und-Gatter mit 3 und Zeitkipper mit la
bezeichnet. Unter. Umständen kann noch eine Zwischenverstärkung und Impulsformung vorgesehen
sein. Bezüglich der Anordnung der elektronischen 45
Steuerelemente und der als Impulsformer verwendeten Elemente, d. h. der rückgekoppelten Zeitkipper 2 a, der Und-Gatter 3 mit den an das Gatter angeschlossenen Anzeigeeinrichtungen 4,4 a unterscheidet sich im übrigen das in Fig. 3 wiedergegebene 50 chem je .Phasenleitung zehn parallel geschaltete Ausführungsbeispiel nicht von dem in F i g. 2 wieder- Diodenstromleitungen vorhanden ,sind. Wie es die gegebenen. F i g. 3 zeigt nur die Überwachung für ein Figur erkennen läßt, werden die /Empfänger-. Gleichrichterrad. Bei Anordnungen mit beispiels- spulen m6i bis m 10' dreifach, die Empfängerspuweise zwei Rädern (z. B. H—Rad und —Rad bei len m3' bis mS', mil' und m12' zweifach und Drehstrombrückenschaltung) würde grundsätzlich in 55 die Empf ängerspulen m V, ml' sowie /nl3' bis rnl5' dem zweiten Rad die Schaltung eine analoge Aus- einfach ausgenutzt, um jeweils zehn elektronischen
bezeichnet. Unter. Umständen kann noch eine Zwischenverstärkung und Impulsformung vorgesehen
sein. Bezüglich der Anordnung der elektronischen 45
Steuerelemente und der als Impulsformer verwendeten Elemente, d. h. der rückgekoppelten Zeitkipper 2 a, der Und-Gatter 3 mit den an das Gatter angeschlossenen Anzeigeeinrichtungen 4,4 a unterscheidet sich im übrigen das in Fig. 3 wiedergegebene 50 chem je .Phasenleitung zehn parallel geschaltete Ausführungsbeispiel nicht von dem in F i g. 2 wieder- Diodenstromleitungen vorhanden ,sind. Wie es die gegebenen. F i g. 3 zeigt nur die Überwachung für ein Figur erkennen läßt, werden die /Empfänger-. Gleichrichterrad. Bei Anordnungen mit beispiels- spulen m6i bis m 10' dreifach, die Empfängerspuweise zwei Rädern (z. B. H—Rad und —Rad bei len m3' bis mS', mil' und m12' zweifach und Drehstrombrückenschaltung) würde grundsätzlich in 55 die Empf ängerspulen m V, ml' sowie /nl3' bis rnl5' dem zweiten Rad die Schaltung eine analoge Aus- einfach ausgenutzt, um jeweils zehn elektronischen
hung zur Impulsgabe in Abhängigkeit von Strömen
der von verschiedenen Phasenleitungen gespeisten Diodenstromleitungen benutzt werden.
Die prinzipielle Schaltung für die Mehrfachaüsnutzung
ein und derselben Empfängerspule veranschaulicht beispielsweise Fig. 5. Hiernach kann man
mit insgesamt 15 Empfängerspulen ml' bis ml5'
bei einem Dreiphasensystem auskommen, bei wel- "i
bildung zu derjenigen nach F i g. 3 besitzen. Die
Steuerungen für die beiden Räder I und II sind in diesem Falle völlig getrennt und unabhängig voneinander.
War bei der Erläuterung der Fig. 2 davon ausgegangen, daß eine der Anzahl der Diodenstromleitungen
entsprechende Anzahl von Empfängerspulen UmI bis UmX, VmI bis VmI und WmI bis
Steuerelementen 2[ bis 2'10,-2Ί' bis2"0 und2'/' bis 2% der-;
Steuerelementgruppen Vs', Ws' und Us die Impuls-* Spannungen zuführen zu können. '>J^^^^;" v'
60 · In Fig. 3 der Zeichnung sind die Umfangsbereiche, in denen eine einfache, zweifache und dreifache
Ausnutzung der Empfängerspulen möglich ist, aus der Überdeckung der Kreisbögen a, b bzw. c
ersichtlich, wobei diese Kreisbögen den erforder-
Wm). vorhanden ist, so kann eine Vereinfachung in- 65 liehen Arbeitsbereich der Empfängerspulen für die
folge Verringerung der Anzahl der den umlaufen- Impulsaufnahme bzw. Überwachung der an die
den Diodenstromleitungen zugeordneten Empfänger- Phasenleitungen U-V-W angeschlossenen Diodenspulen dadurch erreicht werden, daß, wie es Fig.4,5 stromleitpngen bedeuten. In Fig. 3 bedeutet ferner
.· - .V; υ ■■ .'■■ ' ■ ■
α den Ansteuerwinkel (Winkel zwischen Magnet 26 und Anfang des Phasenringsegmentes U). Δψν Δψ.,,
ΔψΆ sind die Abstände der Steuergeber 27, 28, 29
untereinander. ■
Durch die beschriebene Mehrfachausnutzung der Empfängerspulen läßt sich eine wesentliche Verminderung
der Empfängerspulenanzahl im Vergleich zu der Anzahl der je Diodenstrom-Leitungsgruppe vorhandenen
Diodenstromleitungen erzielen. Allgemein läßt sich die Mindestzahl der Empfängerspulen nach
der Formel ' : ' .
■·;■■ ., ' η = '—λ 3-f sin λπ\,
■' "■-■■ "■■" ·. '"■ "'"■'.-•■■r ■'■ 2 \ ."■ ■ ,-. -.'2
wenn λ ·Ξ> 3 die Zahl der parallelen Diodenstromleitungen je Phasenstrang oder -hälfte darstellt, errechnen/ Die beschriebene Überwachungseinrichtung
kann noch dadurch weiter ausgestaltet werden, daß bei Ausfall des Impulses einer Empfängerspüle,
wenn durch die Gruppen-Anzeigevorrichtung4 ein. Warnsignal gegeben ist, eine Umschaltung in dem
zugehörigen Und-Gatter derart vorzunehmen, daß von dem Und-Gatter erneut ein Impuls zur Erzeugung
eines Warnsignals abgegeben wird, wenn innerhalb der verringerten Anzahl der stromführenden
Diodenstromleitungen ein Ausfall einer weiteren Diodenstromleitung durch Abschaltung der zugehörigen Sicherung erfolgt. "
In einer einfachen Form kann diese Umschaltung
des Und-Gatters so erfolgen, daß im Eingangskreis für jede Impulsspannung ein Ünterbrechungskontakt
angeordnet wird, der beim Quittieren einer Ausfallmeldung betätigt wird. Dadurch liefert das Und-Gatter
für die verbliebenen Stromkreise wieder das dem ungestörten Betrieb entsprechende Ausgangssignal.
Erst beim erneuten Ausfall einer zum selben Und-Gatter gehörigen weiteren Sicherung erfolgt eine
weitere Meldung, die auf die gleiche Weise quittiert werden kann. : '
Eine weitere zweckmäßige Weiterbildung besteht darin, daß abhängig von der Zahl der in einer Diodenström-Leitungsgruppe
ausgefallenen Dioden bzw. Sicherungen in den Spannungsreglerkreis der Synchronmaschine eingegriffen wird, in dem entsprechend
dem Ausfall einer bestimmten Diodenstromleitungsanzahl die Stoßerregung beeinflußt bzw. außer
Kraft gesetzt wird, um die verbleibenden Dioden nicht zu überlasten. Dies wird—- wie in Fi g. 6 veranschaulicht
— dadurch, erreicht, daß zusätzlich zu den Schaltungen nach Fig. 2 und 3 zwischen den impulsverlängernden
Elementen2 a und den Und-.', Gattern 3 Quittungsschalter q angeschlossen sind, die
außer Unterbrecherkontakten zum Quittieren der Fehlermeldungen noch je eine Schließkontaktstrecke
..öl bis bλ aufweisen. Diese Schließkontaktstrecken
dienen zum Überbrücken von Vorwiderständen rl bis rX eines Schaltrelais E, das die Steuerung für die
Stoßerregung beeinflußt. Der Vorwiderstand ist so unterteilt, daß beim Ausfall einer bestimmten Diodenstromleitungsanzahl
das Schaltrelais E anspricht, da eine entsprechende Zähl von Vorwiderständen
beim Quittieren überbrückt und so die Ansprechspannung des Schaltrelais erreicht wird. . . .
Selbstverständlich kann dieser Eingriff in den Spannungsreglerkreis in beliebig vielen Stufen, abhängig
von der Zahl der ausgefallenen Diodenstromleitungen, vorgenommen werden. Außerdem kann
der Eingriff in den Spannungs-Reglerkreis statt durch die dargestellte Steuereinrichtung z. B. abhängig von
einem der Zahl der ausgefallenen Diodenstromleitun-' gen proportionalen'Ausgangssignal einer Registriereinrichtung
vorgenommen werden, so daß auch ohne vorheriges Quittieren einer Fehlermeldung der Spannungs-Reglerkreis beeinflußt wird.
Eine weitere Ausgestaltung der beschriebenen Überwachungseinrichtung besteht darin, daß an Stelle
von Empfängerspulen Hallgeneratoren verwendet werden, die gegenüber den umlaufenden Diodenstromleitungen
so angeordnet sind, daß beim Vorbeilaufen stromführender Diodenstromleitungen mittels
der Hallgeneratoren, Impulse erzeugbar sind. Es kann in manchen Fällen auch Vorteile bieten, zur Erzeugung
verstärkter Impulse für die Empfängerspulen m Blech- oder Ferritjoche / vorzusehen, die im feststehenden
und/oder rotierenden Teil des rotierenden Gleichrichteraggregates angeordnet sind. Eine derartige
Anordnung ist schematisch in F i g. 7 gezeigt.
Claims (11)
1. Überwachungseinrichtung für rotierende
V Gleichrichteraggregate, bei welcher von einer umlaufenden Wechsel- oder Drehstromankerwicklung
den mit letzterer umlaufenden, als Gleichrichterelemente dienenden Dioden Wechselstrom
zuleitbar ist, der, über die mit elektrischen Sicherungen versehenen Diodenstromleitungen
geführt, als Gleichstrom der Feldwicklung der Synchronmaschine zuleitbar ist, wobei
in feststehenden, dem äußeren Umfang der die Dioden tragenden Gleichrichterträgerräder mit
Luftspalt gegenüberstehenden Empfängerspulen beim Vorbeilaufen der' Diodenstromleitungen
. Spannungsimpulse induzierbar sind, welche über eine Vorstute einer der Ermittlung gestörter Diodenströmleitungen
dienenden Anzeigevorrichtung zuführbar sind, und wobei die Vorstufe
durch drehzahlabhängige Synchronisierimpulse
... eines Steuergerätes derart ansteuerbar ist, daß nur der Spannungsimpuls der gerade abzufragenden
Diodenstromleitung beim .Vorbeilaufen an ihrer Empfängerspule zur Anzeigevorrichtung durchgelassen
wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Empfängerspulen (UmI ..... UmXbzw.
~ VmI-:L ;VmX bzw. WmI ,v! WmlymV-.::
■mW bzwlmö' ^.'ml5' bzw, mX ,..; ml2')
den jeweils an ein und derselben Phasenleitung (U, V, W) angeschlossenen Diodenstromleitungen
jeweils als eine Gruppe (Ue bzw. Ve bzw.We;
!-..; Ve' bzw. We' bzw. Ue') von Empfängerspulen
derart zugeordnet sind, daß sie beim 'Vorbeilau-
- fen der einzelnen parallelliegenden Diodenstrdmleitungen gleichzeitig erregbar sind, wobei jeder
der dabei in jeder der Empfängerspulen der betreffenden Empfängerspulengruppe iinduzierten
Spannungsimpulse, den einen der Eingänge; je eines der jeder der Diodenstromleitungen zugehörigen elektronischen Steuerelemente(2; 2,'.. .2[0
bzw. 2"... 2;;, bzw. - 2[" .... 2;;0 zuführbar
ist, welch letztere innerhalb je einer Steuerelementgruppe (Us bzw. Vs bzw. Ws; Vs' bzw.
Ws' bzw. Us') gleichfalls je einer Gruppe von an ein und dieselbe Phasenleitung angeschlossenen
Dioderistromleitungen zugeordnet sind, wogegen an jeden anderen Eingang dieser elektronischen
Steuerelemente die Synchronisierimpulse periodisch zu solchen Zeitpunkten zuführbar sind, daß
bei jedem Umlauf des rotierenden Gleichrichter^ aggregates durch jedes der elektronischen Steuerelemente
(2) der betreffenden Steuerelementgruppe nur ein, und zwar das Signal durchgelassen wird, das in jener Empfängerspule induziert
worden ist, die derselben Diodenstromleitung zugeordnet ist wie das jeweils durchlassende elektronische
Steuerelement, und daß die Ausgangssignale der elektronischen Steuerelemente jeder
der Steuerelementgrupperi zu Anzeigevorrichtungen (4, 4 a) geführt sind, welche zur Ermittlung
einer gestörten Diodenstromleitungsgruppe und/ oder zur Ermittlung der Anzahl der unterbrochenen
Diodenstromleitungen pro zugehöriger Diodenstromleitungsgruppe dienen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an alle elektronischen Steuerelemente (2) je einer Steuerelementgruppe ein ihnen gemeinsames Und-Gatter (3) geschaltet ist
und daß der Ausgang des Und-Gatters (3) mit einer Einzel-Anzeigevorrichtung (4 a) verbunden
ist, die bei Ausfall einer Sicherung in einer der Diodenstromleitungen, die an einer der Phasenleitungen
zu einer Diodengruppe parallel geschaltet sind, ein optisches oder akustisches Alarmzeichen
abgibt.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an alle elektronischen Steuerelemente
(2) je einer Steuerelementgruppe ein ihnen gemeinsames Und-Gatter (3) geschaltet
und an dessen Ausgang eine Gruppen-Anzeige-. vorrichtung (4) angeschlossen ist, welche anzeigt,
in welcher Gruppe der an ein und dieselbe Phasenleitung angeschlossenen Diodenstromleitungen
eine Leitung ausgefallen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch-2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den elektronischen
Steuerelementen (2) und den Und-Gattern (3) Impulsdauer verlängernde Elemente (2 a)
eingeschaltet sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Steuerung der elektronischen Steuerelemente (2) ein nach dem Impulszähl verfahren
arbeitendes Steuerwerk (5) vorgesehen ist, dem zu dessen Zählbetrieb Wechselstrom einer höheren
Frequenz als der Netzfrequenz, z. B. Tonfrequenz, zugeführt ist, wobei der Wechselstrom
dem Steuerwerk über ein Filter (7 a) zuführbar und von den Oberwellen der Wechselstromerregermaschinen-Spannung
ableitbar ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Erzeugung der Synchronisierimpulse für die elektronischen Steuerelemente (2) Impulsspulen
(27, 28, 29) vorgesehen sind, in denen mittels eines mit dem Gleichrichterrad umlaufenden
Magneten (26) Spannungsimpulse induzierbar sind (Fig. 3).
7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an einzelne der Empfängerspulen
(ml' bis m 15') nicht nur elektronische Steuerelemente (2' bzw. 2" bzw. 2'") einer Steuerelementgruppe
(Vs' bzw. Ws' bzw. υϊ) angeschlossen sind, sondern auch elektronische
Steuerelemente (2'" und/oder 2" und/oder 2') anderer Steuerelementgruppen, und daß die Empfängerspulen
in solcher Winkellage und Verteilung gegenüber den rotierenden Diodenstromleitungen
des bzw. der Gleichrichterträgerräder angeordnet sind, daß in einzelnen der Empfängerspulen
während eines Umlaufs der rotierenden Diodenstromleitungen mehrmals Impulsspannungen
induziert werden, die beim Vorbeilaufen von Diodenstromleitungen entstehen, die an unterschiedliche
Phasenleitungen angeschlossen sind (Fig. 5).
8. Einrichtung nach Anspruch 1 für rotierende Gleichrichteraggregate in Drehstrombrückenschaltung
und ,mit zwei Gleichrichterträgerrädern, gekennzeichnet durch ein den beiden Gleichrichterträgerrädern
(I, II) gemeinsames Steuerwerk (5,20), das die elektronischen Steuerelemente
(2) so steuert, daß während jedes Umlaufs der Gleichrichterträgerräder zunächst die von
den Diodenströmen der Dioden des einen Rades induzierten Impulsspannungen durch die elektronischen
Steuerelemente durchgelassen werden und danach in gleicher Weise die Impulsspannungen, die von den Diodenströmen der Dioden
des anderen Gleichrichterträgerrades induziert werden.
9. Einrichtung nach Anspruch 1 für Aggregate mit mehreren Gleichrichterträgerrädern, dadurch
gekennzeichnet, daß jedes Gleichrichterträgerrad (I, II) mit einem Steuerwerk (5, 20) zur
Steuerung der elektronischen Steuerelemente (2) der auf diesem Gleichrichterträgerrad angeordneten
Diodenstromleitungen versehen ist.
10. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Und-Gatter (3) eine
Fehler-Quittier-Einrichtung (c) zugeordnet ist, mittels welcher bei Unterbrechung einer Diodenstromleitung
der zugehörige Und-Gatter-Eingang abtrennbar und damit das Warnsignal der zugehörigen
Gruppen-Anzeigevorrichtung löschbar ist, welch letztere erst wieder bei Unterbrechung
einer weiteren der an die gleiche Phasenleitung angeschlossenen Diodenstromleitungen ein Warnsignal
abgibt.
11. Einrichtung nach Anspruch 1, bei der die Impulsspannungen außer den Anzeigevorrichtungen
Steuereinrichtungen zugeleitet sind, welche bei Ausfall mehrerer Diodenstromleitungen den
Erregerstrom der Feldwicklung der Synchronmaschine begrenzen, dadurch gekennzeichnet,
daß für jede Steuerelementgruppe je eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, welche eine Wider- .
Standskombination (rl, r2 ... rλ) aufweist, deren
einzelne Widerstände durch je eine Kontaktstrecke (61, 62 ... &;.) überbrückbar sind, wobei
je ein Widerstand und je eine Kontaktstrecke je einem elektronischen Steuerelement der Steuerelementgruppe
zugeordnet und die einzelnen Kontaktstrecken bei Unterbrechung der ihnen jeweils
zugeordneten Diodenstromleitung mittels Schalter (q) schließbar sind, und daß nach
Überbrückung einer einstellbaren Anzahl von Kontaktstrecken der Ansprechstrom eines Schaltrelais
(E) erreichbar und letzteres zur Begrenzung des Erregerstromes der Feldwicklung betätigbar
ist.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Family
ID=
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