DE1813370A1 - Kompoundiertes Erregersystem - Google Patents

Description

KOMPOUNDIERTES ERREGERSYSTEM

Es sind in der Technik bisher verschiedene Anordnungen beschrieben worden, um das Drehfeld einer Synchronmaschine mit einer Gleichstrom-Erregerleistung zu versorgen. Eine Klasse derartiger Erregersysteme wird als statisches Erregersystem mit Selbsterregung bezeichnet. In diesem System erzeugen stationäre Transformatorwicklungen j die mit den Hauptausgangsleitungen von dem Generator verbunden sind, eine Erregerwechselleistung, die dann gleichgerichtet und in das Drehfeld eingespeist wird.

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Ein verbessertes Maschinenverhalten und Selbstregulierung kann durch "Kompoundierung" der Erregerwicklungen erhalten werden, so daß die Erregerspannung sowohl auf den Laststrom am Generatorausgang als auch auf die Ausgangsspannung des Hauptgenerators anspricht. Diese Spannung wiederum ist von dem durch den Rotor erzeugten synchronen Fluß abhängig, der von dem Rotorfeldstrom abhängt. Beispiele für derartige Kompoundierte statische Erregersysteme sind die US-Patente 2 208 4l6 und 2 454 582.

Eines der Probleme, die mit derartigen bekannten statischen Erregersystemen verbunden sind, liegt in den Kosten- und Raumerfordernissen für die außerhalb des Generators angeordneten Transformatoren. Diese Einheiten werden oft Stromtransformator (CT) und Spannunpstransformator (PT) genannt. Wenn die Erregertransformatoren außerhalb des Generators angeordnet sind, sowie von den Hauptausgangsleitungen gespeist werden müssen, besteht ein weiterer Machteil darin, daß die Ankerwicklungen selbst innerhalb des Generators größer ausgelegt sein müssen, um die zusätzliche Mehrleistung zu liefern.; die zur Erregung der Maschine erforderlich ist. Dies wiederum bewirkt eine zusätzliche Erhitzung mit zusätzlichen Kühlungsproblemen für den Innenraum.

Schließlich liegt ein weiterer Nachteil des außen angeordneten Erregertransformators in seiner Anordnung zwischen den Hauptausgangspolen des Generators und den Niederspannungs-Eingangsklemmen des Hauptleistungstransformators. Diese isolierten Leiterstäbe müssen mit hoher Sicherheit ausgelegt sein, da irgendein elektrischer Fehler¹in diesem Gebiet einen großen Schaden verursachen würde.

vorge-Es ist schlagen worden, daß innen angeordnete Hilfserregerwicklungen in Synchronmaschinen verwendet werden könnten, sei es nun in den Spulenkopfbereichen, wie in dem französischen Patent 1 050 847, oder in den Wicklungsnuten selbst, wie es in dem US-Patent 3 132 296 vorgeschlagen worden ist. Diese Anordnungen '

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haben jedoch eine Erregerleistung geliefert, die nur von dem FIuS, der von dem Rotorfeld erzeugt wird, oder einer Harmonischen davon abhängig ist, und sie sorgte nicht für die Kompoundierungs-Merkmale bekannter, außen angeordneter statischer Enegertransformatoren. Mit anderen Worten, sprachen derartige Anordnungen primär auf Veränderungen in der Generatorausgangsspannung an, d.h., sie übernahmen nach dem Stand der Technik die Funktion des Spannungstransformators (PT).

Eine bekannte Erscheinung in großen Synchronmaschinen ist der Streufluß, der durch den in den Ankerwicklungen selbst fließenden Strom erzeugt wird. Dieser tritt über den Nuten als Kreuznut-Streufluß und auch an den Spulenkopfbereichen auf. Der Kreuznut-Streufluß verursacht im allgemeinen Probleme wie z.B. umlaufende Ströme infolge der Ungleichförmigkeit der Flußdichte und zusätzliche Leiterverluste, die nicht zu einem brauchbaren Ergebnis beitragen und für eine zusätzliche Erwärmung sorgen. Die vorliegende Erfindung dagegen verwendet den Streufluß, um ein brauchbares Ergebnis zu liefern.

Demgemäß ist es eine Aufgabe dieser Erfindung, ein verbessertes statisches Kompoundierungs-Erregersystem zu schaffen, in dem die Wicklungen für die Erregerleistung in sich abgeschlossen innerhalb der selbsterregten Synchronmaschine angeordnet sind.

Weiterhin beinhaltet die Erfindung eine verbesserte statische Kompoundierungs-Erregerwicklung, die in den Nuten eines Statorkernes einer Synchronmaschine angeordnet ist, und die sowohl auf den Rotorfeldstrom (Ausgangsspannung) als auch auf den Ankerstrom (Ausgangsstrom^ anspricht.

Schließlich beinhaltet die Erfindung eine verbesserte statische Erregerwicklung mit einem derart angeordneten Wicklungsteil, daß dieser den Kreuznut-Streufluß ausnutzt, um den Aufbau einer Erregerspannung zu unterstützen, die von dem Generator-Ausgangsstrom abhängig ist.

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Diese Aufgaben werden, kurz gesagt, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Kompoundierte Erregerwicklung innerhalb des Generators, angeordnet wird. Ein Teil der Wicklung ist derart angeordnet, daß er den durch den Hauptankerstrom erzeugten Streufluß verkettet. Dieser Teil kann eine Spule mit radial beabstandeten Spulenseiten enthalten, die in einer Nut liegen. Ein anderer Teil der Wicklung ist für eine Verkettung des rotierenden, synchronen Rotorflusses angeordnet. Dieses kann durch eine oder mehrere Spulen mit auf dem Umfang mit Abstand angeordneten Spulenseiten in den benachbarten Nuten erreicht werden. Die zwei Wicklungsteile sind in Reihe geschaltet, und die Wechselstromlei'sbung davon wird von dem Generator nach außen geleitet, gleichgerichtet und in die rotierenden Feldwicklungen eingespeist.

Die Erfindung wird mit weiteren Merkmalen und Vorteilen nun anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Fig. 1 ist eine vereinfachte Schaltungsanordnung für einen Turbinengenerator, der durch ein statisches Kompoundierungs-Erregersystem gemäß der Erfindung selbsterregt ist.

Fig. 2 ist eine vereinfachte Querschnittsdarstellung durch einen Teil des Generatorrotors und des Stators in der Nähe des Luftspaltes.

Flg. 3 ist eine einphasige Ersatzschaltung des in Fig. 2 gezeigten Erregerwicklungsteiles.

Fig. k und 5 sind isomerische bzw. Querschnittsansichten einer vereinfachten Anordnung einer Kompoundierungs-Erregerwicklung für eine Zonenbreite.

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FIp-.. "6 ist ein Vektordiagramm der Spannungen, die durch den Kreuznut-Streufluß erzeugt werdet der die Zonenbreiten eines dreiphasigen Synchrongenerators verkettet.

Fig. 7 ist ein Spannunpsvektordiagramm einer dreiphasigen innen angeordneten Erregerwicklung.

Fig. B bis V\ zeigt verschiedene Anordnungen der Lage der Erregerwicklungen in der Nut.

Fig. 15 ist eine Längsansicht einer Spulenkopfanordnung für die Erregerwicklung.

Fig. l6 ist eine ander Anordnung der Erregerwicklung.

Fig. 17 zeigt eine andere Form der Phasenanordnung für ein Erregersystem.

In Fig. l treibt eine Turbine 1 einen Generator 2 mit einem feststehenden Statorkern 3 sowie einem Rotor 4 an. In dem Statorkern ist eine Hauptankerwicklunp; 5 angeordnet, die die Hauptleiter 6 mit einer dreiphasigen Leistung speist. Eine Feldwicklung 7 auf dem Rotor h, die normalerweise derart gewickelt ist, daß im Falle eines Turbinengenerators zwei oder vier Rotorpole gebildet sind, wird über Kollektorringe 8 mit einer Gleichstromerregerleistung gespeist-, die von einer Schalteinheit 9 mit steuerbaren Siliziumgleichrichtern zugeführt wird. Es ist dem Durchschnittsfachmann verständlich, daß die SCR-Schalteinheit auf geeignete Weise geregelt werden kann, um die Erregerspannung zu trimmen oder einzuregulieren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungaform der Erfindung wird der SCR-Schalteinheit 9 eine dreiphasige Erregerleistung von einer innen angeordneten Hilfserregerwicklung 10 zugeführt. Jeder

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Schenkel der im Dreieck geschalteten Wicklung 10 umfaßt zwei in Reihe geschaltete Teile 11, 12. Der Wicklungsteil 11 ist derart angeordnet, daß er einen Teil des rotierenden Rotorfeldflusses rf verkettet. Windungsteil 12 ist anders orientiert, um einen Teil des Kreuznut-Streuflusses /CS zu verketten.

In Fig. 2 der Zeichnung ist ein typischer Generator in der Nähe des Luftspaltes geschnitten. Die Rotorwicklung 7 erzeugt zusammen mit dem Rotorkörper einen durch die Linie 13 dargestellten Rotorfeldfluß, der mit dem Rotor synchron umläuft^ um in den Ankerwicklungen 5 des Hauptstators einen Wechselstrom zu erzeugen. Der Strom in den Ankeritficklungen 5 wiederum erzeugt einen Kreuznut-Streufluß, der symbolisch durch die Flußlinien 14 eingezeichnet ist. Der Kreuznut-Streufluß ist aber nicht einheitlich, d.h., seine Intensität wächst von der Unterseite des untersten Stabes zu der Oberseite des obersten Stabes, wie es in der Technik allgemein bekannt ist.

Gemäß der einfachsten Ausführungsform der Erfindung weist der Wicklungsteil 11 Spulenseiten 11 a, 11 b auf, die in dem Stator auf dem Umfang mit Abstand zueinander angeordnet sind, indem sie z.B. auf der Unterseite benachbarter Nuten liegen. Die Spule 11 ist mit dem zeitlich veränderlichen Fluß verkettet, der in dem Zahn zwischen den Spulenseiten 11 a und 11 b durch' das Rotorfeld erzeugt wird.

Der Wicklungsteil 12 weist Spulenseiten 12 a , 12 b auf, die derart angeordnet sind, daß sie den Kreuznut-Streufluß aufgrund ihres gegenseitigen radialen Abstandes verketten; Diese sind als oberhalb und unterhalb der Spulenseiten 5 der Hauptwicklung in einer einzigen Nut angeordnet dargestellt. Wie später noch zu erörtern sein wird, ist es im aligemeinen vom Standpunkt des . konstruktiven Aufbaus als vorteilhaft zu erachten, mehrere, den Wicklungsteil 12 bildende Spulen in zahlreichen benachbarten Nuten zu haben, die zu einer einzige^ den Wicklungsteil 11 bil-

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denden Spule verbunden sind. Diese Anordnung kann sich aber mit dem Aufbau der Synchronmaschine beträchtlich ändern.

Fig. 3 zeigt ein einphasiges Ersatzschaltbild. Die Windungsteile 11 j 12 sind wie gezeigt, in Reihe geschaltet, und ihr zusammengefaßter Widerstand und die Reaktanz sind scnematisch bei 15 bzw. 16 dargestellt. Eine Spannung E_CT wird durch den Ausgangsstrom des Hauptgenerators induziert, der durch eine äquivalente oder gedachte Primärwicklung- 17 fließt, die die Verkettung des Kreuznut-Streuflusses mit der Wicklung 12 darstellt. Polglich ist der Ersatztransformator analog zu dem bereits aus dem Stand der Technik bekannten externen Stromtransformator (CT). ^

Auf ähnliche V/eise fließt der Rotorfeldstrom durch eine fiktive Primärwicklung 1δ, die den synchronen Rotorfluß darstellt;, welcher den Statorzahn zwischen den benachbarten Nuten durchsetzt. Dieser Ersatztransformator erzeugt eine Spannungskomponente, die in dieser Weise bezeichnet wird, da ihre Wirkung die gleiche ist, wie die des bereits bekannten externen Spannungstransformators (PT). Diese beiden Spannungen addieren sich zu E _Cp_T, welche die Kompoundierungs- oder selbstregulierende Erregerspannung ist. Sie ist der Spannung äquivalent, die nach dem Stand der Technik mit den externen statischen Erregersystemen erhaltbar "ist.

Fig. H ist eine isomerische Ansicht einer Anzahl benachbarter ä Statornuten, in denen aber die Ankerwicklungen nicht eingezeichnet sind. Es ist ersichtlich, daß die Erregerwicklung 10 bei einer tatsächlichen Ausführungsform mehrere getrennte Spulen umfassen kann , die über eine Gruppe von Nuten verlaufen und durch überbrückungsdrähte 19 an den Enden der Nuten verbunden sind. Die Wicklung 12 wird dann durch überbrückungsdrähte 20 mit der Wicklung 11 in Reihe geschaltet, die eine einzige, auf der Vorderseite zweier benachbarter Nuten liegende Spule ist.

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Flg. 5 zeigt einen Querschnitt von Fig. 4, wobei die Spulenseiten der Hauptwicklung 5 in ihrer richtigen Lage dargestellt sind. Hier sei erwähnt, daß die drei Phasen A₃ B und C in einer dreiphasigen Maschine im allgemeinen eine Überlappung der Zonenbreiten zur Folge haben. Das Vektordiagramm nach Fig. 6 zeigt, daß die infolge des Kreuznut-Streuflusses in den Nuten, die Spulenseiten der Phase A und B enthalten, erzeugte EMR in Phase und Amplitude unterschiedlich ist, gegenüber den Nuten, die zwei Spulenseiten der Phase A aufnehmen. Deshalb muß der Anordnung der Erregerwicklung 10 große Beachtung geschenkt werden.

Fig. 7 zeigt in einem Spannungs-Vektordiagramm die in einer dreiphasigen Erregerwicklung erzeugten Spannungen ,die aus drei Wicklungen besteht. Es kann sich z.B. um die in Fig. 4 wiedergegebenen Wicklungen handeln, die entsprechend Fig. 1 im Dreieck geschaltet sind. Der Vektor A stellt die Spannung dar, die infolge des Kreuznut-Streuflusses in Nut 21 in Fig. 5 erzeugt wird. Vektor AB stellt die Spannung dar, die infolge des Kreuznutflusses in den Nuten 22 in Flg. 5 erzeugt wird. Vektoriell zusammengesetzt, erzeugen diese den Spannungsvektor E_CT(A), der eine vom Ankerstrom abhängige Spannung ist.

Vektor Ep„ /A) ist die durch den Windungsteil 11 in den Nuten 23 in Fig. 5 erzeugte Spannung. Diese Spannung ist von dem Rotorfeldstrom oder dem Fluß abhängig und bildet, wenn sie vektoriell zu dem obengenannten stromabhängigen Vektor E_CT(A) addiert wird, eine kombinierte, kompoundierte und selbstregulierende Erregerspannung E_Cp_T(A) . Eine ähnliche Analyse gilt für die Phasen B und C.

Aus den Fig. 8-14 der Zeichnung ist eine Anzahl typischer Anordnungen für die räumlich« Lagen der Erregerwicklungen in der Nut zusammen mit den regulären Windungen ersichtlich.

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Die in den Pig. 8-12 gezeigten Anordnungen, sind primär hinsichtlich der Lage der Spulenseiten für den Wicklungsteil 12 interessant , der den Kreuznut-Streufluß verkettet. Der Wicklungsteil 12 besteht bevorzugt aus mehreren Spulen, die jeweils zwei entlang einer Mut mit radialem Abstand angeordnete Spulenseiten aufweisen. Deshalb sind in den Fig. 8-14 mehrere Variationen gezeigt. Es sei für die Fig. 8-14 erwähnt, daß der obere oder offene Teil der Nut bezüglich der Maschinenachse der in radialer Richtung am weitesten innen liegende Teil ist, während die Unterseite der Nut der in radialer Richtung am weitesten außen liegende Teil ist.

Fig. 8 zeigt eine bekannte Nutanordnung, in der die Spulenseiten ' 5 einer Hauptwicklung durch einen Schwalbenschwanzkeil 24 in dem Statorkern 5 in ihrer Lage gehalten sind. Zusätzlich liegt aber eine getrennte Erree-erspule 25 in der gleichen Nut. Die obere oder in radialer Richtung am weitesten innen liegende Spulenseite 25 a ist direkt unter dem Keil 24 angeordnet. Die andere Spulenseite 25 b der Erregerspule 25 ist auf der Unterseite der Nut unterhalb der Hauptwicklung 5 dargestellt. Ein überbrückungsdraht 25 c am Ende der Nut verbindet die Spulenseiten ohne Beeinträchtigung der Hauptwicklung 5. Die überbrückungsdrähte sind in den übrigen Fig. 9-12 nicht eingezeichnet, um die Zeichnungen nicht zu komplizieren.

Es sei besonders darauf hingewiesen, daß die Erregerspule 25 gegenüber der Hauptankerwicklung 5 ein getrennter Gegenstand ist, und ihre eigene Isolierung gegen Masse besitzt. Dies kann aber e-ine leichtere Isolierung als diejenige- der Hauptwicklung sein, da sie keine hohe Spannung führt. Vorzugsweise ist sie wie dargestellt, in einzelne Leiter unterteilt, und auch auf eine der Arten versetzt, die in der Technik für eine Anwendung in Hauptwicklungen bekannt ist. Falls es erwünscht ia"fc, kann auch eine Kühlung in einer für Hauptwicklungen bekannten Art vorgesehen sein.

Fig. 9 ist eine Anordnung, um für einen zusätzlichen radialen

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Abstand zwischen den Spulenseiten der Erregerwicklung zu sorgen, da die in der Erregerwicklung erzeugte Spannung teilweise eine Punktion des radialen Abstandes zwischen den Teilen ist. Hier ist der radial innen liegende Teil 26 a der Wicklung 26 oberhalb des Keiles 24 angeordnet und durch einen Nutstreifen 27 in seiner Lage gehalten. Der Streifen 27 wiederum ist durch mit Abstand angeordnete isolierte Schrauben 28 an dem Keil 24 befestigt.

Fig. 10 zeigt eine Anordnung, die keinen zusätzlichen Nutraum verwendet. Der radial äußere Teil 29 b der Erregerwicklung 29 ist entlang der Seite der Hauptnut in einem zusätzlichen Seitenschlitz angeordnet, der in den geblechten Kern eingeschnitten ist. Der.radial innen liegende Teil 29 a ist über den Keil 24 angeordnet und durch einen kanalförmigen Streifen 30, der entlang der Nut verläuft, in seiner Lage gehalten. Der Streifen 30 wiederum wird durch in Längsrichtung mit Abstand angeordnete Ringe 31 in seiner Lage justiert, die in den Luftspalt hineinragen.

Die Erregerwicklung braucht im Querschnitt nicht rechteckig zu sein. Fig. 11 zeigt eine andere Anordnung, die besonderes für eine Versetzung der Erregerwindung nutzbringend ist. Hier ist die Erregerwicklung 32 in Form eines isolierten Kabels mit verdrillten Litzen dargestellt. Der-radial außenliegende Teil 32 b liegt in einer Aussparung auf der Unterseite der Nut, und der radial innenliegende Teil 32 a ist durch ein kanalförmiges Stück 33 festgehalten, das entlang der Nut und des Ringes 31 verläuft, wie es oben bereits beschrieben worden'ist.

Da es vorteilhaft sein kann, die Erregerwicklung ohne Beschädigung der Hauptwicklung 5 zu entfernen., zeigt Fig. 12 eine Erregerwicklung 34 mit einem radi'al außenliegenden Teil 34 b, der unter den Keil 24 führt. Ein radial Innenliegender Teil 34 a 1st durch einen länglichen Kanal 35 unö einen Ring 31 wie oben gehalten. Ein Justierstift 36 sorgt für eine richtige Ausrichtung.

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Die in den Pig. 13 und l4 gezeigten Anordnungen sind für den Wicklungsteil 11 interessant, der den Hauptrotorfluß verkettet.

In Fig. 13 sind Hauptspulenseiten 5 für zwei benachbarte Nuten gezeigt, die durch Keile 24 in ihrer Lage gehalten sind. Die Erregerwicklung 47 ist eine getrennt isolierte, unterteilte Wicklung mit zwei Spulenseiten 4? a, 47 b, die auf der Unterseite von zwei benachbarten Nuten unterhalb der Spulenseiten 5 angeordnet und außerhalb der Nut durch einen geeigneten Verbindungsdraht 47 c -verbunden sind.

Fig. l4 ist eine ähnliche Anordnung, die einen Zugang zu der j Erregerwicklung ohne Entfernung der Hauptwicklungen 5 erlaubt. ^ Hier enthält die Erregerspule 48 Spulenseiten 48 a_; 48 b, die durch einen Verbindungsdraht 48 c verbunden sind. Die Spulenseiten sind durch eine Anordnung ähnlich wie in Fig. 10 in ihrer Lage gehalten, in_dem kanalartige Streifen 30 und Ringe 31 verwendet werden.

Fig. 15 zeigt eine typische Spulenkopfanordnung für die Erregerwicklung. Es ist der Zeichnung zu entnehmen, daß die Hauptankerwicklungen 5 aus den Nuten in dem Statorkern 3 heraustreten. Eine Spulenseite 32 a der Erregerwicklung, die in der Nut oben liegt, ist mit Hilfe eines überbrückungsdrahtes 37 um die Hauptwicklung herum mit einem Leiterstück 38 verbunden. Der isolierte J Leiter 38 wird von dem Generator-Stirnflansch 39 mit Hilfe isolierter Halterungen 40 und einer metallischen Flußkappe 4l getragen. Der Leiter 38 ist zusammen mit ähnlichen Leitern von den anderen Erregerwicklungen auf zweckmäßige Weise mit Sammelleiterstäben (nicht gezeigt) verbunden, die dann an die externe Gleichrichter-Schalteinheit außerhalb des Generatorgehäuses angeschlossen sind. Diese erfordern die üblichen Abdichtungen, damit sie die aus dem gasgefüllten Gehäuse herausgeführt werden können, wie es bei großen Generatoren üblich ist.

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Es ist zwar dargelegt worden, daß die zufriedenstellendste Ausführungsform gemäß dieser Erfindung mindestens ein Paar auf dem Umfang versetzter Spulenseiten für den Wicklungsteil und mindestens ein Paar mit radialem Abstand angeordneter Spulenseiten für den Wicklungsteil 12 enthält, wobei von den letzteren im allgemeinen mehrere Paare verwendet werden. Es sei ,jedoch darauf hingewiesen, daß es im Rahmen der vorliegenden Erfindung in ihrer allgemeinsten Form liegt, eine Kompoundierungs-Erregerspannung mit nur einer einzigen Spule zu erzeugen. Eine derartige Anordnung ist in Fig. 16 gezeigt, in der eine Spulenseite in dem Oberteil der einen Nut angeordnet und mit der anderen Spulenseite verbunden ist, die auf der Unterseite einer benachbarten Nut liegt. Deshalb wird hieraus ersichtlich, daß die Spulenseiten 45, 46 eine Kompoundspannung erzeugen, die nicht nur aufgrund des Abstandes der Spulenseiten auf dem Umfang durch den Rotorfeldfluß beeinflußbar ist, sondern auch durch den Kreuznut-Streufluß, weil sie auch mit radialem Abstand' angeordnet sind.

Fig. 17 zeigt eine andere Verbindung der Dreiphasen-Erregerleiter, die für einige Anwendungsfälle geeignet sein kann. Hier sind die auf den Rotorfeldstrom ansprechenden Wicklungsteile 11 und die auf den Ankerstrom ansprechenden Wicklungsteile 12 als jeweils ein Schenkel einer im Stern geschalteten Erregerwicklung in Reihe geschaltet. Eine SCR-Regelschalteinheit 43 ist zwischen die Wicklung 42 und eine externe Diodengleichrichter-Schalteinheit 44 geschaltet j um durch für den Durchschnittsfachmann bekannte Mittel für eine Nachstimmung oder kleinere Nachregulierungen zu sorgen.

Die Wirkungsweise der EiFindung kann am besten aus Fig. 2 ersehen werden. Bezüglich des Wicklungsteils 11 ist ersichtlich, daß die Spulenseiten 11 a, 11 b, den Teil der Flußlinien 13 des Hauptrotorfeldes verketten, der den dazwischenliegenden Statorzahn durchsetzt. Dieser zeitlich veränderliche Fluß hängt von dem .RotorfeIdstrom ab, und somit entspricht die in dem Wicklungs-

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tell 11 erzeugte Spannung; der Ausgangsspannung des Hauptgenerators, die ebenfalls von dem Rotorfeldstrom abhängig ist.

Für den Wicklungsteil 12 gilt, daß die Spulenseiten 12 a und 12 b die Linien 14 des K'reuznut-Streuflusses verketten. Dieses Flußfeld ist auch mit sinusförmigem Verlauf zeitveränderlich, da es von dem Ankerstrom in der Primärwicklung 5 abhängt. Deshalb wird in dem Wicklunp-.steil 12 eine EMK induziert, die auf den Ankerstrom anspricht.

Bei einer p;anz allgemeinen Betrachtung ist die Wirkungsweise der verbesserten Erregerwicklung gemäß der Erfindung bei einer M Veränderung der Generatorlast im wesentlichen die gleiche, wie die bekannter statischer Kompoundierungs-Erregersysteme, da sie von Natur aus schnellansprechende und selbstregulierende Merkmale aufweist. Dies beruht selbstverständlich darauf, daß zwei getrennte Wicklungsteile H₃ 12 vorgesehen sind, wobei der eine auf Veränderungen in der Generatorausgangsspannung, d.h. dem Rotorfeldstrom, und der andere auf Veränderungen in dem Generator-Ausgangsstrom anspricht. Die Erregungseigenschaften des Gesamtsystems der erfindungsgemäßen statischen Erregerwicklung ist deshalb nicht ganz so erheblich, insofern als sie denjenigen vertraut sind, die bekannte Systeme mit externen PT- und CT-Wicklungen oder Transformatoren, die mit dem Hauptleiter verbunden sind, kennen. Diese Erfindung erfordert jedoch keine raum- f beanspruchende und teuere externe Transformatoren, da die Erregerleistung durch zusätzliche interne Windungen erzeugt wird, indem eine direkte Verkettung mit dem Hauptfeldfluß und eine direkte Verkettung mit dem Ankerstrom-Streufluß besteht.

Neben der Vermeidung von Transformatoren in bekannten statischen Erregersystemen weist die Erfindung zusätzlich alle Vorteile der statischen Systeme im allgemeinen auf, d.h., es ist kein besonderer rotierender Erreger erforderlich, in dem eine mechanische Zerstörung auftreten könnte.

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Obwohl beide Windungsteile H₃ 12 in der bevorzugten Ausführungsform in der Weise dargestellt sind, daß sie in oder entlang der Statornute angeordnet sind, so sind auch andere Anordnungen möglich. In Abhängigkeit von der Anordnung der Ankerwicklungen in den Spulenköpfen, könnte der durch den Ankerstrom erzeugte Streufluß in dem Spulenkopf dazu verwendet werden, einen geeignet angeordneten Wicklungsteil wie etwa Wicklungsteil 12 zu aktivieren.

Auf ähnliche Weise könnte der den Hauptrotorfluß verkettende Wicklungsteil 11 in dem Luftspalt zwischen den Nuten angeordnet sein. Er könnte auch außerhalb des Generators als ein spannungsabhängiger Transformator (PT) angeordnet und mit einem in der Nut liegenden Teil 12 verbunden sein, der wie oben mit dem Kreuznut-Streufluß gekettet ist.

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Claims (5)

1. — 15 -

   ANSPRÜCHE:

   I)) Erregerquelle für eine Synchronmaschine mit einer Hauptankerwicklung, die auf einen feststehenden, mit Nuten versehenen Kern angeordnet ist, und mit einer rotierenden Feldwicklung, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster feststehender Erregerwicklungsteil eine Spule (12) mit Spulenseiten (12 a, 12 b) umfaßt, die derart zusammen mit einem Teil der Hauptankerwicklung (5) in einer gemeinsamen Nut angeprdnet sind, daß der durch die Hauptwicklung erzeugte Kreuznut-Streufluß verkettbar ist.
2. 2) Erregerquelle nach Anspruch 1., dadurch gekennzeichnet , daß die Spulenseiten (12 a, 12 b) in dem Oberteil und dem Unterteil der Hut und die Hauptwick-. lung (5) zwischen diesen angeordnet sind.
3. 3) Erregerquelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein zweiter feststehender Wicklungsteil (11) innerhalb der dynamoelektrischen Maschine angeordnet ist, so daß ein Teil des durch die rotierende Feldwicklung erzeugten synchronen Flusses verkettbar ist.
4. Erregerquelle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Wicklungsteil (11)_ ^j eine Spule mit Spulenseiten (Ha₃Hb) umfaßt, die in auf dem Umfang mit Abstand angeordneten Nuten angeordnet sind.
5. 5) Erregerquelle nach Anspruch 3, ^ oder 5, dadurch gekennzeichnet , daß der erste und zweite Wicklungsteil (11, 12) und die Spulen (11 a, H b₃ 12 a, 12 b) durch überbrückungsdrähte (19, 20) an den Stirnseiten des Statorkernes in Reihe miteinander verbunden sind,

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