DE1924671A1 - Rotorwicklung fuer dynamo-elektrische Maschinen - Google Patents
Rotorwicklung fuer dynamo-elektrische MaschinenInfo
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K19/00—Synchronous motors or generators
- H02K19/16—Synchronous generators
- H02K19/26—Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings
Landscapes
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- Power Engineering (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Description
©ermisch - Parfenkirdsefi
Rothauairaße 14 M 500 - He
GarmlBch-Partenkirchen, 14. Mai 1969
. Hs-He/B
CA. Parsons & Company Limited 9 Heaton Works9
Newcastle upon !Dyne βΓ Northumberland, England
Rotorwicklung für dynamo-elektrische Maschinen
Die Erfindung betrifft dynamo-elektrische Maschinen mit einer Rotorwicklung rad einer Mehrphasen-Stator-Wicklung,
wobei der Rotorwieklung ein Erregergleiehstrom
zugeführt wird.
Typisch für diese Maschinenart sind iilurbo-G-eneratoren,
SynchronausgleiGasmaschinen und Synchronmotoreno
In der britischen Patentschrift T 064 946 sind die Rotorwicklungen eines Zweilagen=» oder Eautenwicklungstyps
beschrieben.
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G.emäss der- vorliegenden Erfindung weist eine
dynamo-elektrische Maschine der iia ersten Absats beschriebenen Art zwei elektrisch getrennte Rotor-Wicklungsabschnitte
auf, die in Abständen voneinander um den Rotor herum verteilt sind, sowie Einrichtungen
für die Zufuhr des Erregergleichstroms getrennt zu jedem Wicklungsabschnitt und Einrichtungen, die auf
Rotorwinkel im später beschriebenen Sinn ansprechen, um den Erregerstrom der Wicklungsabschnitte zu verändern^
wodurch innerhalb eines vorherbestimmten Bereichs der Rotorwinkel die beiden Wicklungsabschnitte mit gleichstarken
Erregerströmen versorgt werden, und den beiden Rotorwicklungsabschnitten ungleiche Erregerströme dann
zugeführt werden, wenn die Belastung sich so entwickelt;,
dass eine Tendenz besteht, dass die Rotorwinkel aus diesem .Bereich hinauswanderns
Um das Verständnis der Erfindung zu erleichtern,,
ist im folgenden eine Ausfükrungsforra der Erfindung unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Es stellen dar?
Fig, 1 Eine Abwicklung der Rotorwicklung rait zwei
elektrisch getrennten Wieklnögsabschnitten
für einen zylindrischen Rotor eines Turbogenerators;
Fig. 2 eine Aufsicht in Achsrichtung auf einen Rotor zur Verdeutlichung der relativem
Verteilung der zwei Wicklungsabschnittej
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BAD ORIGfNAL
. 3 Vektordiagramme mit ia Zusammenhang mit der
vorliegenden Erfindung interessierenden Parametern;
Fig. 7 ein Blockschaltbild mit den Elementen eines
Überwaehungssystems zur Regelung der Stärke
des Erregergleiehstroras* der den Wicklungsabschnitten
des Rotors zugeführt wird.
Zunächst bezugnehmend auf die Figuren 1 und 2
besteht die Rotorwicklung aus zwei elektrisch getrennten Wicklungsabschsitten A und B in jeweils rautenförmiger
Anordnung«, Die Windungsseiten des Wicklungsabschnittes A liegen in Schlitzen 1 Ms 8 und 15 bis 22, während die des
Wicklungsabschnittes B in Schlitten 9 bis 14 und 23 bis
liegene In Figur 1 stellen die ausgezogenen Linien die äussersten Leiter in jedeiaSclilitz dars während die
gestricheltes Linien die innersten leiter jedes Schlitzes versiaabildlicheiii, Sie Endoa des Abschnittes A werden
an einen Sats Schleifringe herausgeführt und die Enden des Abschait-tes B aa einen getrennten Satz von Schleifring®ns
Jeder Abschnitt %iird getrennt über seine sug&örigen
Schleifrings ait Irregergleicfc.stroaj Tersorgt. Bei der
ö^rgsstellten Anordatrag i&z die magnetische Achse X-X
2) cies MIckl«agamb8e%-rilttes A gegenüber der magnetisches AcliiSe Y-X ac?, f/iclrluaga&bsckaittes B ue 64°
g aber dieser Y v^Sreliangsvjiafcel kann bis zu eisern
Maximia von 30°<, abhängig τοη der Aao2?dm\ng der Wicklung
".aid der Eehlitsung IsB Sot-r?/:örperss "«rariieren.
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.^i ßAD OBlGlNAL
.^i ßAD OBlGlNAL
Figur 3 zeigt ein typisches Vektordiagramm
.eines Dreiphasen-Turbogenerators mit einer Hotorwicklimg
der in den figuren 1 und 2 beschriebenen Art-. Der ■ Vektor E stellt die erzeugte elektromotorische Kraft
(EMK), der Vektor V die Spannung der Generatorklemmen.
und der Vektor I den LaststroE dar, von aeu angenommen
wird, dass er nacheilt„ Der erzeugte Effektivste©!} wird
durch den Vektor JD dargestellt. Die erforderliche magnetomotorisehe Kraft (MMK) für die Erregung des
Stromes wird durch den Vektor f dargestellt und die
erregermagnetomotorische Kraft8 die erforderlich ist,
um die magnetotnotorische Kraft des Ankere zu kompensieren,
durch den Vektor f_. Die resultierende suagnetoiBo tori sehe
Kraft, die der Hotorwiektog zugeführt werden arass, wird
durch den Vektor f+ dargestellt«
einer konrentionellen £otorwicklung könnte
auch der Srregerstroio in der Wicklung durch f+ ausgedrückt
werden, aber wenn zwei getrennte Rotorwicklungsabschnitte "verwendet werden, ist es möglich, den jede®
Wicklungsabschnitt zugeführten Erregerstrora zu variieren,
imd so eine resultierende Srreger-i'MK zu erzeugen, die dera
Vektor f. entspi±iht.
Der WieklTngsabsehnitt A, der in der Drehrichtung
des fiotors der r·vordere8 Abschnitt 'ist, kann mit einem
Irregerstrom versorgt werdens der ausreicht, um praktisch
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BAD
das gesamte erforderliche Drehmoment des Rotors zu erzeugen, um das von dem den Generator antreibenden
Antriebsaggregat hervorgerufene Drehmoment auszugleichen. Der andere Wieläingsabschnitt B9 der im Sinne der Rotor«
drehung der "hintere" ist, kann mit einem Erregerstrom versorgt werden, der ausreicht, um den grösseren Teil der
MMK des Ankers auszugleichen und den Fluss zu erzeugen.
Die Vektoren f. und f ^ könnan auch die Erregerströme
in den Abschnitten A bzw» B darstellen, jedoch nicht notwendigerweise im gleichen Maßstab«, Der Vektor f.
verläuft im wesentlichen parallel zur magnetischen Achse X-X (Pig. 2) des Wicklungsabschnittes A der Figur 1 und
der Vektor £g im wesentlichen parallel zur magnetischen
Achse X«X des Wicklungsabschnittes B.
Wenn die Erregerströme in den zwei Wicklungsabschnitten in der beschriebenen Art geregelt werden, dann
ist der Strom im Abschnitt A etwa proportional dem Drehmoment und nimmt den Wert .Null an, wenn der Generator
ohne Belastung an ein System angeschlossen wird, ü-leichzeitig
ruft der Strom im Abschnitt B die ι#ϊΚ zur
Erzeugung des erforderlichen Flusses hervor, der sich in dem Vektor Φ der Figo 3 ausdrückt, und dessen Achses wenn
der ü-enerator ohne Belastung an ein System angeschlossen
wird, mit der des Abschnittes B zusammenfällt, d.he der
Winkel θ wird dann UuIl. Eine solche Unausgeg^Lichoiheit
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zwischen den Strömen in den beiden Abschnitten resultiert
in einer unwirtschaftlidsn Ausnutzung des Leitermaterials
der Rotorwieklung mit grösseren Verlusten und insbesondere bei hoher Belastung mit nacheilendem Leistungsfaktor
in einem unnötig hohen Strom im Abschnitt B der Wicklung,,
Bei der neu vorgeschlagenen Anordnung wird die Steuerung der Erregung modifiziert, sodass innerhalb
eines vorbestimmten Bereichs der Rotorwinkel im wesentlichen gleiche Ströme den zwei Abschnitten der Wicklung zugeführt
werden. Die Änderung des Rotorwinkels ist proportional der Änderung des Winkels θ uid für die vorliegende Erfindung
wird der Rotorwinkel als Winkel S (vergleiche Fig. 3) definiert. Bei fehlender Last beispielsweise erzeugen beide
Abschnitte einen Teil der für die Erzeugung des erforderlichen Flusses nötigen MMK und das Verhalten des Generators
ist genauso wie bei einem mit konventioneller Wicklung, wo der Flussvektor Φ mit dem Vektor f. zusammenfällt, also
der Summe der magnetomotorischen Kräfte der Abschnitte A und B. Der Winkel θ ist dann wenigstens halb so gross
wie der Winkel zwischen den Vektoren f.. und f-g, wobei der
genaue Wert von der relativen Zahl von Windungen der zwei Abschnitte abhängt.
Fig. 4 zeigt das Vektordiagramm eines unbelasteten uenerators mit dem Winkel θ gleich iuull, wobei der Strom
im Abschnitt B die gesamte MMK erzeugt, um den Fluss Φ
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hervorzurufen und der Strom im Abschnitt A Full ist.
EIg= 5 zeigt daß entsprechende Diagrams mit Strömen in
jeden gleichen Abschnitt, jedoch geringeres! Erregerstromverlust,
und einem Winkel Q9 der dem eines Generators
mit konventioneller Wicklung entspricht. Pig« 6.
zeigt das Vektordiagramm eines Generators unter Voll-Last, i^obei der Winkel θ dadurch auf Mull realisiert wird, dass
der Strom im Absennitt B in Vergleich zu dea in Pig, 3
bei gleicher Last dargestellten erhöht wird. Die hferfür
im Abschnitt B erforderliche höhere Strorabelastbarkeit
stellt eine unwirtschaftliche Dimensionierung des Leitermatorials
der Wicklungen dar.
Bei steigenderj voa Generator abgegebener Leistung
imd nrit stärker voreilendem Leistungsfaktor nimmt in
beiden Fällen der Winkel Θs ausgehend von dem in Fig. 5
gegeigten unbelasteten Zustand ab„ und die Verhältnisse
nähern ash den in Mg. 5 dargestelltes» Ausserdem
können ähnliche Lsständerungen dazu fähren, dass der
Vektor f-B Mit desa Vektor § zusammenfällt s d.h. der
¥iakel 9 .gloieli Mull wirdP aber Jede iEendeag, den Winkel θ
noeb reiter &iä Teräadera? wird durch Ander-isg des Erregerstroees
in- den Aljsslniittea A und B verhindert, sodass
die Q-leiehheit nicht raehx? erhalten bleibte Bie Änderung
ikes Winkels θ Ist proportional der Änäerung im Rotor-
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Durch Regelung der den Wicklungsabscknitten
zugeführten Irregerströme in der feeeeiteieTbeiien Weis© wird
die wirtschaftlichste Ausnutzung des Leitermaterial^ d@r
Wicklung erzielt. Die Wicklung kann dadurch für eine
niederere Haximaletroraetärke ausgelegt tierden^ und der
Rotorwinkel wird nur dann geregelt, wenn dies ©rforderlicB.
ist, um · die Stabilität des Generators su erköaen. Während
bei der beschriebenen Anordnung der Ro t ©wink® 1 auf einem*
Wert gehalten wird, bei äea der Winkel Θ lull ist^kana
er auch so gesteuert werdeng daas sicfe, ein anderer ¥©rtg
entweder positiv oder negativ für © ergibt 9 jedoch nicht
sehr weit von imll entfernt.
Pig. 7 zieigt in schematischer Darstellung eine
typische Steuereinrichtung gemäss der Erfindung. Der Drehmoment bzw. Wieklungsabschnitt A wird sit Erreger»=·
strom von der G-leichstroaiqiaelle A1 versorgt, während der
Abschnitt B von der Quelle B1 mit ErregeretrofB gespeist
wird.
Verbunden mit jeder Stsnaquelle ist ein Erregiangs»-
regler, wobei der Segler- C mit der St^otsqu©!!© B1 uai der
Kegler D mit der Quelle A1
Der dem WicklnngeaAsctoiitt B -sug©fütat© Strom ■
.aufgrund der Spaas,iaa.g as, den deneratorkleBwäeia
gesteuert, während der Ins Wioklungeabse&nitt A entweder
ORIGINAL
aufgrund des EotoOTxnkels oder im Hinblick auf die
(Jleichaaltung des Stromes mit dem im Abschnitt B
geregelt wird.
Ein Umschaltregler reagiert auf den Rotorwinkel
wie vorher definiert«, Innerhalb des vorbestimmten Bereichs von Rotorwinkela. stellt dieser Regler sicher,
dass der Erregungsregler D auf ein Stromsignal des Abschnittes B anspriöit, während er sonst auf den Rotorwinkel
reagiert. Der Rorfeorwinkel kann auf irgendeine
bekannte V/eise ermittelt werden=,
Während in dem vorstehenden Beispiel eine Zweilagenwicklung beschrieben wurde, ist dfes nicht wesentlich,
vorausgesetzt, dass die Wicklung so ausgeführt ist, dass sie aus zwei elektrisch getrennten Wicklungsabschnitten
besteht, z.B. der normalen !Feldwicklung, einer Schenkelpolmaschine
und einer Wicklung, die in Schlitzen im Polschuh untergebracht ist und mit der Erregerachse um
beispielsweise 90° versetzt gegenüber der des Hauptpols. In der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführung
nimmt ein Wicklungsabschnitt acht Schlitze ein, während der andere sechs Schlitze einnimmt, jedoch kann die
Anordnung auch so getroffen sein, dass beide Wicklungsabschnitte die gleiche Anzahl Schlitze einnehmen. Ausserdem
können, obwohl in den Polflächen keine Schlitze gezeigt sind, derartige Schlitze in den Polflächen vor-
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- 10 gesellen werden.
Obwohl die Erfindung unter besonderer Bezugnahme auf Turbo-G-eneratoren beschrieben wurde, kann sie
auch auf synchrone Ausgleichsmaschinen und Synchronmotoren sowohl der Turbo- als auch der Schenkelpolart
angewandt werden.
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Claims (1)
- Patentanspruch1,j Dynamoelektrische Maschine mit einer MehrphaseEßtatorwicklung und einer sit Srregergleichstrom vdiraorgten Rotorwicklung> dadurch gekennzeichnet , dass die. Hotorwicklung &ub zwei elektrisch getrennten Wieklmngsabechnitten besteht, di@ in Abständen MM d©a Hot'or aerura verteilt sind^und dass Einrichtungen vorgesehen sind, die den Erregergleichstrom jeden Wieklimgsabsehnitt getrennt zuführen„ sowie Einrichtungen, di® auf d@a Eotorwija&el geiaäes der beschriebenen Definition reagieren, ubb den Erregerstrom der WicklungsaöscMitte au variieren, wodurch inaerlalb eines vorte©etioasten Ber©i©h©8 von Hcto?^*inkeln die Wicklungsabschnitte nit gleichstarken Erregerströfsen beschickt werden, während den beiden Botorwicklungsafeeclmitten mgleiehe BrregerströiB© fiami smgeführt ^r@rd©a., wenn die Belastimg sich so entwickelts dass ein© Eenclaass feesteht» dass die liotorwiakel aus siesse Bereich hlB@-uswanderne2, Djnasoelektrisch© Maschine nach laspruch 10 g 3 k β ι? κ β e i e h. u e t b dass die auf den&VMB mke Iaats?fe.aib eiaes09S32/1?die den effektiven Fluss, der in der Rotorwic&lung erzeugt wirds und- den Srregerstrom in dem Wicklungeabschnitt, der ia» Sinne der Rotordrehung eier hinter© ist, darstellen, annähernd zueamsenfallen«3. Dynamoelektrische Maiclaiae stack Ansprach. 1, dadurch -gekennzeichnet , dass die Einrichtungen zum Zuführen des Erregerströmee zu der Wieklungsabschnitte für jeden Wicklimgsabs einen eigenen Erregungsregler einschliesseng sowie auf Spannung reagierende Einrichtungen, die auf die Klemmen« spannung der Haschine ansprechen, um die Zufuhr des Erregerstromes innerhalb eines bestiuiatan Lastbereichs der Maschine in einer bestimmten Weise zu regeln, während die auf den Rotorwinkel ansprechenden Einrichtungen dazu dienen, die auf Spannung reagierenden Einrichtungen zu übersteuern, sobald dn anderer Lastbereich erreicht wird, uta dann die Zufuhr des Erreger stromes zu jedem Wicklungsabschnitt in einer anderen Weis© zu regeln.009632/121©
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB2314068A GB1274664A (en) | 1968-05-15 | 1968-05-15 | Improvements in and relating to rotor windings of dynamo-electric machines |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1924671A1 true DE1924671A1 (de) | 1970-08-06 |
Family
ID=10190802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19691924671 Pending DE1924671A1 (de) | 1968-05-15 | 1969-05-14 | Rotorwicklung fuer dynamo-elektrische Maschinen |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
CH (1) | CH492340A (de) |
DE (1) | DE1924671A1 (de) |
GB (1) | GB1274664A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202014002180U1 (de) | 2013-07-27 | 2014-10-29 | Viktor Glushko | Freilaukupplung eines Freilaufgetriebes |
-
1968
- 1968-05-15 GB GB2314068A patent/GB1274664A/en not_active Expired
-
1969
- 1969-05-14 CH CH741569A patent/CH492340A/de not_active IP Right Cessation
- 1969-05-14 DE DE19691924671 patent/DE1924671A1/de active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE202014002180U1 (de) | 2013-07-27 | 2014-10-29 | Viktor Glushko | Freilaukupplung eines Freilaufgetriebes |
DE102013012617A1 (de) | 2013-07-27 | 2015-01-29 | Viktor Glushko | Freilaufkupplung eines Freilaufgetriebes |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CH492340A (de) | 1970-06-15 |
GB1274664A (en) | 1972-05-17 |
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