DE1638413B2 - Zusatzerregung von permanentpolhilfserregergeneratoren bei buerstenlosen synchronmaschinen - Google Patents

Description

Erregung der Haupterregermaschine verwendet wird.

ist somit die Spannung der Haupterregermaschine unter der Voraussetzung konstanter Drehzahl und

Um einen autarken Betrieb bei schleifring- und konstanter Lastwiderstände ein Maß für die BeIakonimutatoi losen Synchronmaschinensätzen zu errei- 35 stung der Hilfserregermaschine. Somit kann die Polchen, wird in vielen Fällen ein zweiter Erregergene- radspannung des Synchronhauptgenerators für die lutor als lliliserregermaschine verwendet. Diese Ma- Zusat/erregung der Hilfserregermaschine verwendet schine muß ebenfalls schleifringlos sein und wird werden.

deshalb mit Pcimancntpolen als Inncnpolmaschine Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ausgeführt. Aus der ruhenden ,Ankerwicklung der 40 wird mit einer permanentmagneterregten synchronen Hilfserregermaschine wird der Regler und das Feld Inncnpulmaschine mit im Sinne des permanenten Erder Uaupterregermaschine gespeist. Durch diesen regerflusses wirkenden Zusatzerregerwicklungen erAufbau ist in jedem Falle, auch beim Anfahren des findungsgemäß gelöst durch die Verwendung der Synchronmaschinensatzes und beim Kurzschluß des Maschine als Hilfserregermaschine eines schleifring-Synchronhauptgeneraiors. ein autarker Betrieb 45 losen Synclironmaschinensatzes und Speisung der sichergestellt. Zusatzei tegerwicklungen durch den Polradstrom

Auch nach einem gelegentlichen Ausbau des Lau- und'oder von der Polradspannung des Synchronfers und nach einem eventuellen Kurzschluß der hauptgenerators bzw. von der durch eine Hilfsgleichllillserregcrmaschuie dürfen die Permanentpole je- Weiterschaltung gleichgerichteten Ankerspannung doch nicht ihre Remanenz verändern. Aus diesem 50 der Haupterregermaschine.

Grunde müssen die Permanentpole luft- und kurz- Bei Verwendung von ungesteuerten Gleichrichtern

schlußstabilisiert sein. Das bedeutet jedoch eine sehr in der Anordnung zur Speisung der Feldwicklung des

geringe Ausnutzung der Waschine. Des weiteren ist Synchronhauptgenerators ist die Polradspannung des

die Belastung einer Hilfserregermaschine sehr Synchronhauptgenerators auch bei eventuellem

schwankend. Das bedeutet bei der Permanentpoler- 55 Kurzschluß der Feldwicklung bei instationärer BeIa-

rcL'ung eine sinkende Spannung bei steigender BeIa- stung immer positiv, sie kann durch den Freilauf der

stung. Der Regler kann also nicht mit konstanter Gleichrichter nie negativ werden. Ebenfalls kann bei

Spannung arbeilen. Bei hochtourigen Maschinen einem gelegentlichen asynchronen Lauf der Haupter-

kommt noch eine fertigungsbedinglc Schwierigkeit regermaschine auch keine negative Spannung entste-

hinzu. Die l'erinanempole lassen sich nicht in belie- 60 hen. Dadurch ist immer eine positive Erregung in

biger Größe fertigen, sie müssen unterteilt werden. Abhängigkeit von der Polradspannung möglich.

wodurch die Maschine liir eine höhere Frequenz ge- Bei einem Klemmenkurzschluß des Synchron-

baui weiden muß. hauptgenerators wird in dessen Feldwicklung eine

Durch eine sehr reichliche Auslegung der Hilfser- Spannung induziert, die den Polradstrom kurzzeitig

regermaschine kn.nn eine weitgehende Abhilfe der ge- 65 sehr hoch steigen läßt, wodurch die gleichgerichtete

nannten Schwierigkeiten erzielt werden. Der Nachteil Spannung der Haupterregermaschine nahezu zusam-

dieser Überdimensionierung ist an ausgeführten Syn- mcnbricht. Damit würde auch die Zusatzerregung zu

chronmaschinensätzen aber deutlich zu erkennen. Null werden. Eine Abhilfe wird dabei gemäß der Er-

findung dadurch erreicht, daß zusätzlich neben der Polradfpannung auch der Erregerstrom des Synchronhauptgenerators für die Zusatzerregung verwendet wird. Ein negativer Polradstrom kann durch die Sperrwicklung der rotierenden., ungesteuerten Gleichrichteranordnung zur Speisung der i-eldwicklung des Synchronhauptgenerators nicht fließen Somit ist die stromabhängige Zusatzerregung in jedem Falle positiv. Durch die Verwendung beider Komponenten, der spannung»- und der stromabhangigen Komponente, wird eine stetige zusätzliche Erregung der Hilfserregermaschine erreicht. Nur fur das Anfahren des Synchronmaschinensatzes muß die Remanenz der Permanentpole ausreichend sein. In allen übrigen Fällen erzeugt die strom-bzw. spannungsabbängige Komponente der Feldwicklung des Synchronhauptgenerators den benötigten Fluß fur die ■Hilfserregermaschine. Da somit die Induktion um einen mehrfachen Betrag höher gewählt werden kann und die Permanentpole nicht mehr ausschließlich tür die Erzeugung des Flusses benötigt werden kanr> d^e Hilfserregermaschine wesentlich kleiner dimensioniert werden. Die Zusatzerregerwicklungen dienen dabei jedoch lediglich der Bereitstellung einer Zusatzerregung, eventuell auch zum Aufmagnet.sieren der Permanentpole in bekannter Weise.

Werden nun gesteuerte Gleichrichter (Thynstoren) in der rotierenden Gleichrichteranordnung zur Speisung der Feldwicklung des Synchronhauptgenerators vcrwendet, so kann eine negative Polradspannung auftreten. Dadurch könnte in den Zusatzerregerwick-

zweite Pol

_spannungs.

abhängige^
Zwar and

15

n. _{nicht glekh}.

_verstärkten Streuflüssen,

^^diShff Snst"*^ Vereinfachung doch wirddamrt *™ _{def beideQ Wick}l_Ung_en

und eine emiacnere

¹;, „„ _{Vorteil ents}teht durch die Zusatzeranderer vo _bhängige Kompo-

h Spannungen, die eine GehSter darstellen, durch einen S_berspannungen abbaut. Das Vorteil bei einem eventuellen

ra im folgenden an Hand der r ,Ausführungsbeispielen näher erläutert: Ze chnung f" ™™ _bild ^V _deI kommutator- und ,,-f · ^fe, '_ ^rrenun" dargestellt. Die Feldwick-ι1*ιΓπ«8£*.π ^nhauptgenerators 1 wird über ^^"S^S aus dem Anker 3.1 nae■ 3 _ibl. _Die H.lfser-

^f_{besleht aus dem} ruhenden Anker 4.1 ne 4 öev« _{len 42}. _Gemäß der

f ^„f^"^ Zusatzerregerwicklung 4.3 von £„ Klemmen des Gleichrichters 2 gespeist. Eine den ^Kle™_er^^S _er^_ick,_ung4.4 für die stromabweitere ^^lzc^ _{M von dem} strom der FeId-''iW^gJ^ _{Die ruh}ende Ankenvickwicklung ^/^^^chine 4 versorgt i>lung 4. Ju u ψ. ^ _Haupterrc_ger-

.0 ^

*5 de.
rej:,

auch in den Zusatzerregerwicklungen fließenden rjegativcn Strom ebenfalls eine Entmagnet.s.crung der Pcrmanentpole auftreten. In Weiterbildung der Erfindun? ist daher eine Glcichrichterschallung an_t.cordnet. durch die eine negative Polradspannung dcs Synchronhauptgenerators für die Zusatzerregerwicklung umgekehrt wird, und oder es ,st cmc we,-s
den

lun ^4.3 kann
Uing6 el„ k

^ _{mö liche} Schaltung der rotierenife * _{von Thyrislore}n in der

Zusatzerrcgerwick- ^ Hilfsgleichrichterschal- ^ _3Λ gespeist _weUcrc Hilfsgleich-

ter zur Speisung der Feldwicklung des Synchronhauptgenerators, so ist es zweckmäßig die Zusatzerregung direkt von den Klemmen der Haupterrcgermasdimc zu beziehen. Der Strom für die Hilfscrregermaschinc ist dann nur noch gleichzurichten und der Zusatzerregerwieklung zuzuführen. Da der Syndironhauptgenerator im allgemeinen konstant erreg wird ist somit die Zusatzerregung ebenfalls konstant. Eine Stromkompensation ist auch in diesem Falle möglich.

wird. _{roticrendc an}tiparallele GleichrichterW S der Feldwicklung des Syn-

schalt ^ ^zur f'^^SUng _benulzt, _so muß die Gegen- *™nhaupt^ncrato« brau, ^ ^^ _Έ%

nchtung des M orn^ _{für dJe Zusatzer}.

^^gS™^^ gleichrichtende Venregerv ,ck g _strOmabhängige ZusatzerregerUU. ζ >^'«ⁿ ^^α. _wicklungen aufzuteilen, die einmal ₅5 icklung "¹^ ^ _de ^S _{r AuferregU}ng und einmal

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

l 2 Die Hilfserregennaschine, deren Leistung etwa 2 bis Patentansprüche: 5°/o der Haupterregermaschine beträgt, benötigt etwa 30 bis 50 % von deren Größe.

1. Permatientmagneterregte synchrone Innen- Es ist schon durch die deutsche Patentschrift polmaschine mit im Sinne des permanenten Er- 5 708 038 eine in üblicher Weise über Schleifringe erregerflusses wirkenden Zusatzerregerwicklungen, regte Synchronmaschine bekannt, bei welcher die mit gekennzeichnet durch die Verwendung der Erregerwicklung umgebenden Polkörper aus mader Maschine als Hilfserregermaschine (4) eines gnetisierbarem Material mit hoher Koerzitivkraft beschleifringlosen Synchronmaschinensatzes und stehen. Das hat ausschließlich den Zweck, einen Teil Speisung der Zusatzerregerwicklungen (4.3, 4.4) io der Erregung durch die Polkörper-Magnete permadurch den Polradstrom und/oder von der Polrad- nent vorzugeben und den restlichen Teil der Errespannung des Synchronhauptgenerators (1) bzw. gung regelbar über die Erregerwicklung zuzuführen, von der durch eine Hilfsgleichrichterschaltung (6) Als Hilfserregermaschine für einen schleifring- und gleichgerichteten Ankerspannung der Haupier- kommutatorlosen Syncbronmaschinensatz läßt sich regermaschine (3). 15 diese bekannte Synchronmaschine wegen der gefor-

2. Hilfserregermaschine nach Anspruch 1, da- derten Schleifringlosigkeit schon aus Gründen der durch gekennzeichnet, daß eine Gleichrichter- Energieübertragung auf den rotierenden Teil nicht schaltung angeordnet ist, durch die eine negative ohne weiteres einsetzen, zumal der Wunsch besteht, Polradspannung des Synchronhauptgenerators die Hilfserregermaschine so klein und wenig aufwen-(1) für die Zusatzerregerwicklung (4.3) umge- 20 dig wie möglich zubauen.

kehrt wird, und/oder eine weitere Gleichrichter- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde der schaltung angeordnet ist, durch die ein negativer Überdimensionierung der Hilfserregermaschine ab Polradstrom des Synchronhauptgenerators (1) für zuhelfen, ohne daß die Schleifringlosigkeit des Syndic Zusatzerregerwicklung (4.4) umgekehrt wird. chronmascrr.nensatzes aufgeben wird. Eine direkte

3. Hilfserregermaschine nach Anspruch 1 oder 25 Stromkompoundierung der Hilfserregermaschine 2, dadurch gekennzeichnet, daß die polradstrom- scheidet zwar wegen der Forderung nach schleifring-(4.4) und die polradspannungsgespeisten (4.3) loser Ausführungs aus. eine indirekte Lastkompensu-Zusatzerregerwicklungcn auf getrennten Polen tion ist jedoch möglich. Da der überwiegende Teil angeordnet sind. der Energie der Hilfserregermaschine für die Lirre-

30 gung der Energie der Hilfserregermaschine für die