DE1588381C3 - Selbsterregter Konstantspannungssynchrongenerator für Ein- und Mehrphasenstrom - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen selbsterregten Konstantspannungs-Synchrongenerator für Ein- und Mehrphasenstrom, mit einem Stromtransformator, dessen eine Primärwicklung in Reihe mit derjenigen Phasenwicklung liegt, die für die einphasige Last vorgesehen ist und dessen Sekundärwicklung über einen Gleichrichter an die Erregerwicklung angeschlossen ist.

Generatoren, die sowohl Ein- als auch Mehrphasenstrom abzugeben vermögen, sind bekannt (US-PS 31 89 814). Die bisher gebräuchlichen Generatoren dieser Art haben jedoch den Nachteil, daß sie zwar bei Dreiphasenstrom die volle Leistung abgeben, die einphasige Leistung jedoch nur ein Drittel beträgt. Es ist daher notwendig. Generatoren verhältnismäßig groß auszubilden, wenn auch bei Einphasenstrom die volle Leistung entnommen werden soll.

Bekannt sind weiterhin kompoundierte Drehstrom-Synchrongeneratoren, die an die einzelnen Phasen und den Mittelpunktsleiter angeschlossene Gleichrichter aufweisen, die jeweils eine zusätzliche Erregerwicklung speisen (DT-PS 9 15 112). Damit wird lediglich bei unsymmetrischer oder einphasiger Belastung des Generators eine besonders kräftige Kompoundierung erreicht.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Konstantspannungs-Synchrongenerator derart auszubilden, daß sowohl bei einphasiger Last an einer festgelegten Phase als auch bei mehrphasiger Last die richtige Erregung mit einfachen Mitteln einzustellen ist, damit der Generator eine konstante Spannung abgibt.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Stromtransformator eine weitere, der ersten Primärwicklung entgegenwirkende Primärwicklung aufweist, die in Reihe mit dem Mittelpunktsleiter geschaltet ist und die so bemessen ist, daß der Strom in der Sekundärwicklung unabhängig davon ist, ob der Synchrongenerator Ein- oder Merhphasenstrom abgibt.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft dargestellt. Es zeigt

F i g. 1 ein Schaltbild eines selbsterregten Konstantspannungs-Synchrongenerators

F i g. 2 ein ähnliches Schaltbild mit zusätzlichem elektronischem Regler

F i g. 3 ein weiteres Schaltbild mit gleichstromseitiger Zusatzerregung.

Der selbsterregte Konstantspannungs-Synchrongenerator ist in bekannter Weise mit drei Generatorwicklungen 1,2,3 ausgerüstet, von denen die Phasenleiter R, S und T, sowie vom Sternpunkt 4 der Mittelpunktsleiter MP abgeben. Zusätzlich ist noch ein Schutzleiter SL vorhanden.

Zur Erzeugung der Zusatzerregung dient ein Stromtransformator 5, der eine Primärwicklung 8, die in Reihe mit der für einphasige Last vorgesehenen Phasenwicklung R liegt, und eine Sekundärwicklung 6 aufweist. Eine weitere, der ersten Primärwicklung 8 entgegenwirkende Primärwicklung 7 ist in Reihe mit dem Mittelpunktsleiter Abgeschaltet.

Die Sekundärwicklung 6 ist nach den Schaltbildern der F i g. 1 und 2 über einen Gleichrichter 9 mit der Feldwicklung 10 des Generators verbunden. Zwischen der Transformatorwicklung 6 und dem Gleichrichter 9 sowie zwischen dem Gleichrichter 9 und der Feldwicklung 10 sind vorteilhaft je ein spannungsabhängiger Widerstand 11 bzw. 12 zum Schutz der Dioden des Gleichrichters vorgesehen. Ein Kondensator 13 mit Widerstand 14 wirkt als Blindwiderstand zum Aufbau der Grunderregung. Ferner kann im Zusatzerregerstromkreis ein Lastmesser 15 in Form eines Strommes-■ sers od. dgl. angeordnet sein, mit dem die Last sowohl des Dreiphasenstromes als auch des Einphasenstromes ablesbar ist. Vorteilhaft gibt der Strommesser in Prozent die Generatorgesamtleistung an.

Ein Zahlenbeispiel möge die Wirkungsweise verdeutlichen:

Es sei angenommen, daß der Konstantspannungs-Synchrongenerator bei vollkommen symmetrischer Last, d. h. der Mittelpunktsleiter MP führt keinen Strom, an seinen Anschlußklemmen R, S. T seinen maximalen Strom von 3 · 7,2 Ampere abgibt. Damit wird über die Primärwicklung 8, in Reihe mit der Phase R, des Stromtransformators 5 über dessen Sekundärwicklung 6 und den Gleichrichter 9 der für die Erregung notwendige Strom, der z. B. 2 Ampere groß sein möge, an die Erregerwicklung 10 geliefert. Dieser Erregerstrom ist gleichzeitig ein Maß für die Belastung des Generators und der einfache Strommesser 15 im Erregerkreis zeigt bei entsprechender Eichung als Lastmesser in diesem Betriebsfall 100% Last an. Die zweite Primärwicklung 7 des Stromtransformators 5, die im Mittelpunktsleiter MP liegt, hat keinen Einfluß, da der . Mittelpunktsleiter MP stromlos ist

Wird nun der Generator nur an seiner Phase R so belastet, daß er die volle Leistung abgibt, so fließt in der Phase R ein Strom von 3 · 7,2 Ampere = 21,6 Ampere. Der Stromtransformator 5 lieferte ohne die zweite Primärwicklung 7 im Mittelpunktsleiter MP dann auch in den Erregerkreis den dreifachen Strom, und damit wäre die Erregung zu hoch, und weiterhin zeigte der Lastmesser 15 die dreifache Leistung an.

Erfindungsgemäß wirkt nun die zweite Primärwicklung 7 im Mittelpunktsleiter MP der ersten Primärwicklung 8 in der Phase R entgegen, so daß bei diesem Betriebsfall nur der notwendige Erregerstrom von 2 Ampere erzeugt wird und der Lastmesser 15 1QO% Leistung anzeigt. Das Windungsverhältnis der beiden Primärwicklungen 8 und 7 muß daher im Bereich von 2:3 liegen.

Bei dem Schaltbild nach Fig.2 ist zusätzlich noch ein Reglerstellglied 17 zum Erreichen einer engeren Spannungstoleranz vorgesehen. Ein elektronischer Regler 16 dient zur Überbrückung des Widerstandes am Reglergestellglied 17, um Spannungsabfälle und Spannungserhöhungen besser auszugleichen.

Bei dem Schaltbild nach F i g. 3 werden die Grunderregung und die Zusatzerregung durch verschiedene Gleichrichter gleichgerichtet. Während für die Grunderregung der Gleichrichter 9 vorgesehen ist, ist im Stromkreis der Zusatzerregung ein weiterer Gleichrichter 18 angeordnet. Hierdurch wird die Zusatzerregung gleichstromseitig auf die Grunderregung gegeben.

Vorteilhaft ist bei den einzelnen beispielhaften Schaltbildern im Erregerstromkreis eine Sicherung 19 oder ein Sicherungsautomat als Generatorschutz angeordnet. Diese Sicherung spricht an, sobald die 100% Gesamtlast überschritten wird. Um den Erregerstromkreis beim Durchschlagen der Sicherung nicht ganz zu öffnen und ein Abreißen des Funkens und eine Entmagnetisierung zu verhindern, ist ein Parallelwiderstand 20 mit kleinem Stromdurchgang vorgesehen. Nach den Schaltbildern der F i g. 1 und 2 befindet sich die Sicherung mit Parallelwiderstand zwischen dem Transformator 5 und dem Gleichrichter 9 oder zwischen dem Gleichrichter 9 und der Feldwicklung 10.

Bei dem Schaltbild nach F i g. 3 kann die Sicherung mit Parallelwiderstand zwischen dem Stromtransformator 5 und dem Gleichrichter 18, zwischen den beiden Gleichrichtern 18 und 9 oder zwischen dem Gleichrichter 9 und der Feldwicklung 10 angeordnet sein.

Mit Hilfe der gezeigten Schaltanordnung ist es möglich, bei einem bestimmten Erregerstrom den Generator voll auszulasten, wobei er seine volle Leistung sowohl an den drei Phasenleitern als auch auf einer Phase abgeben kann, ohne daß dabei ein Spannungsabfall auftritt. Dies gelingt dadurch, daß die einander entgegenwirkenden Primärwicklungen im Phasenleiter R und im Mittelpunktsleiter MPnur dann wirksam werden, wenn Einphasenstrom abgenommen wird, jedoch nicht dann, wenn der Generator Dreiphasenstrom abgibt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Selbsterregter Konstantspannungs-Synchrongenerator für Ein- und Mehrphasenstrom, mit einem Stromtransformator, dessen eine Primärwicklung in Reihe mit derjenigen Phasenwicklung liegt, die für die einphasige Last vorgesehen ist und dessen Sekundärwicklung über einen Gleichrichter an die Erregerwicklung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromtransformator (5) eine weitere, der ersten Primärwicklung (8) entgegenwirkende Primärwicklung (7) aufweist, die in Reihe mit dem Mittelpunktsleiter (MP) geschaltet ist und die so bemessen ist, daß der Strom in der Sekundärwicklung (6) unabhängig davon ist, ob der Synchrongenerator Ein- oder Mehrphasenstrom abgibt.