DE166604C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Kompoundierung einer elektrischen Anlage geschieht bekanntlich in der Weise, daß die Spannung der Anlage abhängig von dem von der Anlage abgegebenen Strome reguliert wird. In Gleichstromanlagen ist die Kompoundierung seit langer Zeit in ausgedehntem Maße üblich, dagegen weniger in Wechselstromanlagen für Ein- und Mehrphasenstrom.

ίο Der Unterschied der Kompoundierung einer Wechselstrommaschine gegenüber einer Gleichstrommaschine beruht in erster Linie darin, daß der Spannungsabfall der Maschine nicht einfach proportional dem Verbrauchs-Strome ist, sondern lediglich annähernd proportional der wattlosen vor- oder nacheilenden Komponente des Verbrauchsstromes. Alle Kompoundierungsanordnungen für Wechselstrommaschinen bestehen deshalb darin, die Erregung der kompoundierten Maschinen um einen der wattlosen Komponente des Verbrauchsstromes proportionalen Teil zu schwächen oder zu verstärken. Die Anordnungen sind entweder indirekt wirkend, indem der Verbrauchsstrom ein Relais durchfließt, welches den Erregungsstromkreis der kompoundierten Maschinen beeinflußt, oder direkt wirkend, indem der Verbrauchsstrom bezw. die wattlose Komponente desselben durch Umformer, Kommutatoren u. dgl. der Polwickelung der kompoundierten Maschinen oder der Erregungsmaschine direkt zugeführt wird.

Die Erfindung beruht in erster Linie auf der Erkenntnis, daß in einer theoretisch vollkommen richtig kompoundierten Wechselstromanlage Störungen auftreten müssen, sobald die Anlage Voreilungsströme an ihr Netz abzugeben hat. Derartige Voreilungsströme können z. B. auftreten, wenn im Netze, an Stelle von induktiver Belastung, synchrone überregte Maschinen angeschlossen sind. Ein überregter Synchronmotor entnimmt bekanntlich dem Netze, an das er angeschlossen ist, einen wattlosen, der Spannung voreilenden Strom. Ist dann die Summe aller voreilenden Ströme im Netze größer als die Summe aller nacheilenden Ströme, so wird die Maschinenanlage mit Voreilungss'trömen belastet.

Ein Voreilungsstrom hat nun bekanntlich die Eigenschaft, zunächst in einer gewöhnlichen Wechselstrommaschine eine ihm proportionale Spannungserhöhung zu erzeugen. In einer kompoundierten Maschine wird ein Voreilungsstrom, da seine Richtung genau die entgegengesetzte eines Nacheilungsstromes ist, eine Erniedrigung der Felderregung hervorrufen, d. h. eine gegenkompoundierende Wirkung haben müssen, damit keine Spannungserhöhuug auftritt.

Die beiden Fälle lassen sich in den Diagrammen Fig. ι und 2 darstellen. In beiden Diagrammen bedeutet die Abszisse den von der Anlage abgegebenen Belastungsstrom, die Ordinate die aus der Kompoundierung resultierenden Erregeramperewindungen der Polwickelung. OA bezeichnen die Erregeramperewindungen bei Leerlauf. In Fig. 1 sei der Belastungsstrom ein wattloser, der Spannung nacheilender Strom, die Kornpoundierung wird dann eine dem Strom proportionale Erhöhung der Feldampere-

windungen hervorrufen, die etwa mit der geneigten Linie A-x ansteigen. In Fig. 2 sei der Belastungsstrom ein der Spannung voreilender wattloser Strom, und die Kompoundierung wird dann eine dem Strom proportionale Verringerung der Feldamperewindungen hervorrufen, welche durch die geneigte Linie A-y dargestellt sei. Wir sehen aus Fig. 2, daß bei einer kompoundierten Maschine bei Belastung mit Voreilungsströmen eine dauernde Abnahme der Felderregeramperewindungen eintreten muß. In A' werden dieselben Null, und bei weiterer Belastung sogar negativ.

Dies hat offenbar zur Folge, daß, sobald der Voreilungsstrom eine gewisse Größe erreicht, die Feldamperewindungen nicht mehr . ausreichen werden, um einen stabilen Gang der Maschine aufrecht zu erhalten, und die Maschine wird deshalb, sobald Voreilungsströme von gewisser Größe auftreten, aus dem Tritt fallen und ihre Spannung verlieren. Diese Erscheinung muß bei jeder kompoundierten Maschine auftreten und natürlich in erhöhtem Maße bei selbsterregenden und überkompoundierten Maschinen.

Dieser Übelstand soll nun dadurch vermieden werden, daß beim Auftreten vom voreilenden Belastungsstrome bestimmter Größe die Kompoundierung selbsttätig entweder ganz ausgeschaltet oder zum wenigsten die gegenkompoundierende Wirkung des Voreilungsstromes geschwächt und die Erregung der kompoundierten Maschine verstärkt wird. Es ist so möglich, den Spannungsabfall für Belastung mit Voreilungsströmen beliebig klein zu machen oder auch zu erzielen, daß bei Voreilungsströmen eine Spannungserhöhung der kompoundierten Maschine eintritt. In diesem Falle würde das Diagramm etwa die in Fig. 3 angegebene Form erhalten. Angenommen, der Automat träte in Wirkung bei einem Voreilungsstrome, der dem Punktet" entspricht. Die Kurve der Erregeramperewindungen wird dann, je nach dem Grade, in welchem man die gegenkompoundierende Wirkung schwächt oder die Erregung erhöht, von diesem Punkte an einen anderen Verlauf annehmen, der durch die Linie A"-\ oder A"-v dargestellt sei, und es ist auf diese Weise erreicht, daß ein Außertrittfallen der Maschine zu vermeiden ist.

Die Anordnung kann in verschiedener

Weise getroffen werden. Man kann z. B.

die Regulierung durch ein Relais bewirken, welches beim Auftreten von Voreilungsströmen in Tätigkeit tritt und eine Umschaltung vornimmt, welche eine Schwächung der Gegenkompoundierung oder eine Verstärkung der Erregung zur Folge hat.

Will man Umschaltungsvorrichtungen vermeiden, so kann man auch die Regulierung auf rein magnetischem Wege bewirken, indem man in Reihe oder parallel zu dem Erregungsstromkreise oder auch zur Kornpoundierungsvorrichtung Drosselspulen einschaltet und diese Drosselspulen mit niederer oder mit sehr hoher Sättigung arbeiten läßt, je nachdem die Maschine mit Nach- oder Voreilungsströmen belastet ist. Durch derartige Drosselspulen wäre, ähnlich wie durch mechanische Stromschalter, zu erreichen, daß bei Eintritt eines Voreilungsstromes die beabsichtigte Wirkung eintritt.

Ein ähnliche Wirkung kann z. B. auch dadurch erzielt werden, daß man an Stelle der Drosselspule einen Widerstand mit negativem Temperaturkoeffizienten einschaltet, z. B. einen Kohlenwiderstand; ein derartiger Widerstand nimmt, sobald eine gewisse Stromstärke überschritten wird, ab und hat demgemäß in diesem Falle eine Erhöhung der Erregung zur Folge.

Die Vorrichtung wird natürlich eine andere, je nach dem Kompoundierungssystem, für welches dieselbe benutzt werden soll. Sie ist auf jeden Fall immer dadurch gekennzeichnet, daß bei Belastung der Anlage mit Voreilungsströmen eine automatisch wirkende Vorrichtung in Tätigkeit tritt, welche die gegenkompoundierende Wirkung des Voreilungsstromes verringert bezw. die Erregung der kompoundierten Maschine verstärkt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Verfahren zur Regelung kompoundierter Wechselstromerzeuger, dadurch gekennzeichnet, daß die Maschine für Voreilungsstrome nicht vollkommen kompoundiert, d. h. das Feld nicht dauernd proportional geschwächt wird, sondern entsprechend einer bestimmten Stärke des Voreilungsstromes die Kompoundierung selbsttätig außer Betrieb gesetzt oder vermindert wird und gegebenenfalls eine Spannungserhöhung zugelassen wird oder eine Verstärkung des Erregerstromes herbeigeführt, d. h. die gegenkompoundierende Wirkung des Voreilungsstromes verringert wird, um ein Außertrittfallen der Maschine zu vermeiden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.