DE1563635A1 - Synchrongenerator mit drehzahlunabhaengiger Frequenz - Google Patents

Description

• Synchrongenerator mit drehzahlunabhängiger Frequenz Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Konstanthaltung bestimmter Frequenzen, auch wenn die Generatordrehzahl dauernd oder vorübergehend von der synchronen Drehzahl abweicht. Es ist bekannt, Stromerzeugungs-Aggregate mit zum Teil sehr großen Schwungmassen auszurüsten, um bei plötzlichen Be- und Entlastungen die vorübergehende Frequenzänderung nicht unzulässig groß werden zu lassen. Es gibt jedoch Anwendungs- fälle, wo auch sehr große Schwungmassen zu keinen befriedigen- den Ergebnissen führen. Insbesondere bei Sofortbereitschaftsanlag_en mit Dieselmotoren, wo bekänntlich die Schwungmassen vom Zeitpunkt des Netzausfalles bis zur Lastübernahme durch den Dieselmotor. die Antriebsenergie liefert,-ist es sehr schwierig, empfinäliche elektronische Verbraucher zufriedenstellend zu versorgen. Oft müssen deshalb die Aggregate weit überdimensioniert werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, trotz einer vorüber- gehend oder dauernd von der synchronen Drehzahl abweichenden Generatordrehzahl, die Frequenz des Generators konstant auf einem bestimmten Wert zu halten. Dieses geschieht erfindungsgemäß dadurch, daß bei veränderlicher Synchrongenerator-Drehzahl der Synchrongenerator in an eich bekannter Weise als Trommelläufer mit mehrsträngiger Erreger- wicklung ausgeführt wird und diese Erregerwicklung unabhängig von der Generatordrehzahl ein Erregermagnetfeld erzeugt, welches mit der Winkelgeschwindigkeit entsprechend der Generator- nennfrequenz umläuft. Weicht die Generatordrehzahl von der synchronen Drehzahl ab, so wird der mehraträngigen Erreger- wicklung ein mehrphasiger Erregerstrom zugeführt, dessen Frequenz und Drehfelddrehrichtung so bemessen ist, daß trotz der, von der synchronen Drehzahl abweichenden Generatordrehzahl, das Erregermagnetfeld mit der gewünschten Winkelgeschwindigkeit entsprechend der Generatornennfrequenz umläuft. In weiterer Ausbildung der Erfindung kann bei bürstenlosen Generatoren die in der Frequenz veränderliche Erregerenergie der mehraträngigen Erregerwicklung von einen zweiten, mit der Drehzahl des xauptgeneratora drehenden, mehraträngigen Generator oder Erregernaachine zugeführt werden.

  Zweckmäßigerweise kann nach der Erfindung die in der

  Frequenz, Winkelgeschwindigkeit des Errege des und

  eventuell auch in der Drehfelddrehriehtung veränderliche Erregerenergie einem Thyristorwechselriehter entnommen werden. Die vom Thyristorweehselriehter gelieferte Erreger- energie wird erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der Ab- weichung der Generatordrehzahl und von der Sollfrequenz der entsprechenden synchronen Drehzahl gesteuert.
• Nach der Erfindung kann der Thyristorwechselrichter die Erregerenergie direkt in die mehrsträngige Erregerwicklung des Synchrongenerators speisen oder in die mehrsträngige Wicklung eines zweiten Generators oder in eine mehrsträngige Erregermaschine. In weiterer Ausbildung der Erfindung wird die Winkelge- schwindigkeit des Erregerdrehfeldes und die Größe der Erregerenergie durch einen Thyristorwechselrichter so gesteuert, daß die Generatornennfrequenz wahlweise auf 50 Nz oder 60 Hz durch einen Sollwertgeber eingestellt werden kann. Dabei kann die Generatordrehzahl praktisch konstant oder veränderlich sein. Nach der Erfindung wird die normal erforderliche Schwungnasse, die zur Erreichung des notwendigen Ungleichförmigkeitsgrades bei Kolbenmaschinen notwendig ist, wegen Drehzahl und/oder Frequenzabfall bzw. Anstieg, nicht vergrößert. Der bei Be- lastungsstößen auftretende Drehzahl- und Frequenzabfall bzw. -anstieg, wird durch Veränderung der Winkelgeschwindigkeit des Erregerdrehfeldes vom Thyristorwechselrichter kompensiert. In weiterer Ausbildung der Erfindung kann der Antriebsmotor des Synchrongenerators in einem für ihn günstigeren Drehzahl-Drehmomentbereieh betrieben werden. Beispielsweise sind Diesel- motoren nicht mehr an die synchrone Drehzahl der Synchron-Generatoren gebunden, sondern können mit höherer Drehzahl und Leistung betrieben werden. Im Anwendungsbeispiel ist die. Schaltung des kompensierten Drehatrom-Generators 1 mit der erfindungsgemäßen Frequenz:--regelung dargestellt. Die Erregerenergie wird in bekannter Stromadditionsschaltung über den Stromtransformator 2 und die Leerlaufdrossel 3 dem Erregergleichrichter 4 zugeführt. Der Spannungsregler 5 regelt die Erregerspannung auf den für die Konstanthaltung der Generatorspannung erforderlichen Wert. Die Gleichstromanschlüsse eines Erregergleichrichters 4 werden dem Thyristorwechselriehter 6 zugeführt. Der Frequenzregler 7 regelt die Frequenz einen Thyriatorweehaelrichters 6 in Abhängigkeit von der Differenz der Frequenz einer mit der Generatorwelle verbundenen Tachoraschine 8 und der Frequenz den elektronischen Sollwertgebera 9 derart, daß die Winkelgeschwindigkeit den Erregerdrehfeldea dem Drehatrom-Generator 1 der in Sollwertgeber 9 eingestellten Generatorirequen$ entspricht. Der Drehatrosauagaag eines Thyristorweehaelrichtera 6 wird der aehraträngigen Erregerwicklung des Drehstrom-Generators 1 zugeführt.

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Synchrongenerator-mit drehzahlunabhängiger Frequenz dadurch gekennzeichnet, daß.bei veränderlicher Synchrongenerator- drehzahl der Synchrongenerator in an sich bekannter Weise als Trommelläufer mit mehrsträngiger Erregerwicklung ausgeführt wird und diese Erregerwicklung, unabhängig von der Generator- drehzahl, ein Erregermagnetfeld erzeugt, welches mit der Winkel- geschwindigkeit entsprechend der Generatornennfrequenz umläuft 2. Anordnung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß bei .bürstenlosen Generatoren der mehrsträngigen Erregerwicklung -die Erregerenergie in einem zweiten, mit der Drehzahl des Hauptgenerators drehenden mehrsträngigen Generator oder Erregermaschine zugeführt wird. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der mehrsträngigen Erregerwicklung des Hauptgeherators oder des zweiten Generators oder der Erregermaschine eine über Thyristorwechselrichter erzeugte Wechselspannung zugeführt wird, deren Frequenz und Drehfelddrehrichtung durch die Ab- weichung der Generatordrehzahl von der Sollfrequenz der ent-sprechenden synchronen Drehzahl bestimmt wird. 4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß bei veränderlicher oder praktisch konstanter Generatordrehzahl, die Generatornennfrequenz wahlweise auf 50 Hz oder 60 Hz einstellbar ist. 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekenn- zeichnet, daß die Schwungmasse wegen Drehzahl- und/oder Frequenzabfall bzw. -anstieg gegenüber der normal erforderlichen Schwungmasse nicht vergrößert wird. 6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet, daß der Antriebeaotor abweichend von der, der Generatornennfrequenz entsprechenden Nenndrehzahl, in einen für ihn günstigeren Drehzahl Drehmonentbereich betrieben wird.