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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVe 194889.-KLASSE 21 d. GRUPPE- JVe 194889.-CLASS 21 d. GROUP

GANZ & COMP.GANZ & COMP.

in RATIBOR.in RATIBOR.

Es sind bereits Einrichtungen zur Spannungsregelung von Wechselstrommaschinen bekannt, bei denen die Leitungsfähigkeit eines in dem Erregerstromkreis der Wechselstrommaschine oder der Erregermaschine angeordneten , mit der Temperatur veränderlichen Widerstandes dadurch den Regelungserfordernissen entsprechend geändert wird, daß dieser Widerstand durch den zu regelnden Wechselstrom bzw. durch einen von diesem in Abhängigkeit gebrachten Wechselstrom durchflossen wird.There are already devices for voltage regulation of AC machines known in which the conductivity of one in the excitation circuit of the alternator or the exciter arranged, with the temperature variable resistance thereby the control requirements is changed accordingly that this resistance is controlled by the alternating current or through an alternating current made dependent on this will.

Diese bekannten Einrichtungen weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf.However, these known devices have a number of disadvantages.

So beeinflussen sich z. B. die Gleich- und Wechselstromkreise, indem z.B. der Gleichstrom der Erregermaschine teilweise in den Wechselstromkreis Abfluß findet und anderseits ein Teil des zur Regelung herangezogenenSo influence z. B. the direct and alternating current circuits, in that e.g. the direct current the exciter is partially drained into the AC circuit and on the other hand part of that used for regulation

ao Wechselstromes stets durch die Feldwicklung der Erregermaschine strömt. Diese Nachteile lassen sich durch Einschaltung von Ohmschen bzw. induktiven Widerständen nicht beseitigen, sondern höchstens etwas verringern, doch ist hiermit stets eine bedeutende Verringerung der Empfindlichkeit und Genauigkeit der Regelung verknüpft.ao alternating current always flows through the field winding of the exciter. These disadvantages cannot be eliminated by switching on ohmic or inductive resistors, but at most reduce it a little, but this is always a significant reduction linked to the sensitivity and accuracy of the regulation.

Aber auch die durch den Spannungs- bzw. Stromvektor gespeisten Wechselstromkreise üben aufeinander eine magnetisierende Rückwirkung aus, welche die Regelung störend beeinflußt.But also the alternating current circuits fed by the voltage or current vector exert a magnetizing reaction on each other, which disrupts the regulation influenced.

Um eine gegenseitige Beeinflussung der beiden Wechselströme und des erregenden Gleichstromes zu vermeiden, wird im Sinne der vorliegenden Erfindung die Anprdnung derart getroffen, daß man in dem durch den Regelungswiderstand geschlossenen sekundären Stromkreis eines Transformators, dessen primäre Wicklung von der für das Regeln herangezogenen Spannung gespeist wird, äquipotentiale Punkte der Sekundärwicklung mit der Sekundärwicklung eines zweiten Transformators verbindet, dessen Primärwicklung durch den Hauptstrom durchflossen wird, wobei der zu regelnde Erregerstromkreis derart an äquipotentiale Punkte dieses Systems angeschlossen ist, daß der Gleichstrom den vom resultierenden Wechselstrom der beiden Transformatoren durchflossenen Regelungswiderstand durchsetzen muß.To a mutual influence of the two alternating currents and the exciting one Avoiding direct current is the aim of the present invention taken in such a way that one in the secondary closed by the control resistor Circuit of a transformer whose primary winding differs from that used for regulation Voltage is fed, equipotential points of the secondary winding with the secondary winding of a second transformer connects whose primary winding is traversed by the main current, the excitation circuit to be regulated in such a way is connected to equipotential points of this system that the direct current denotes from the resulting alternating current of the two transformers flowing through the control resistor must enforce.

In der Fig. 1 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung für eine Dreiphasenwecbselstrommaschine schematisch dargestellt, wobei blos eine Phase zur Regelung herangezogen ist.In Fig. 1 of the drawing is an embodiment of the device for a three-phase alternator schematically shown, with only one phase being used for regulation.

G ist der Anker der Wechselstrommaschine, F ist die Erregerwicklung derselben, g ist der Anker der Erregermaschine und f ist deren Feldwicklung. T ist ein Transformator, dessen Primärwicklung von der Spannung der drei Phasen des Ankers G gespeist wird, und dessen z. B. einphasige Sekundärwicklung t mit Bezug auf die Primärwicklung verstelltG is the armature of the alternating current machine, F is the excitation winding of the same, g is the armature of the excitation machine and f is its field winding. T is a transformer whose primary winding is fed by the voltage of the three phases of the armature G , and whose z. B. single-phase secondary winding t adjusted with respect to the primary winding

werden kann, so daß hierdurch oder mittels anderer bekannter Vorrichtungen die Stellung des zur Regelung herangezogenen Vektors der Spannung mit Bezug auf den Vektor des Stromes nach Bedürfnis bestimmt werden kann. Entspricht der eine, der aus dem Anker unmittelbar entnerjmbare Vektor, den Anforderungen, so kann die Regelungsspannung unmittelbar dem Anker entnommen werden, wiecan be so that this or by means of other known devices the position the voltage vector used for regulation with reference to the vector des Stromes can be determined as required. Matches the one that came out of the anchor directly dernerjmbar vector, the requirements, the control voltage can be directly can be taken from the anchor, such as

ίο durch die punktierten Linien ι und 2 veranschaulicht ist. Von diesem Spannungsvektor wird die Primärwicklung eines Transformators V gespeist, dessen Sekundärwicklung durch den Regelungswiderstand w mit positivem Temperaturkoeffizienten geschlossen ist. Diese Widerstände sind zu zweien oder in einer höheren geraden Zahl in Reihe geschaltet, wobei noch mehrere solcher Gruppen je nach der Stärke des hindurchzulassendenίο is illustrated by the dotted lines ι and 2. This voltage vector feeds the primary winding of a transformer V , the secondary winding of which is closed by the control resistor w with a positive temperature coefficient. These resistors are connected in series with two or a higher even number, with several such groups depending on the strength of the one to be let through

ao Stromes parallel geschaltet werden können. In der Zeichnung sind z. B. drei Gruppen zu je zwei Eisendrahtlampen parallel geschaltet. ao current can be connected in parallel. In the drawing are z. B. three groups connected in parallel to two iron wire lamps each.

Der Hauptstrom der Wechselstrommaschine wird durch die Primärwicklung des Transformators I geführt, dessen Sekundärwicklung i den Stromvektor zur Regelung liefert. Die Sekundärwicklung i ist an die Sekundärwicklung ν des Spannungstransformators, und zwar an äquipotentiale Punkte 3,3 angeschlossen, so daß durch die hierdurch gebildete Brücke kein Strom von der Sekundärwicklung ν fließen wird. Um nun erzielen zu können, daß die äquipotentialen Punkte 3, 3 der Wicklung ν tatsächlich möglichst genau mit den Anschlußstellen der Wicklung i zusammenfallen, wird in dem anderen Zweige des Stromkreises der Wicklung ν ein regelbarer Widerstand, vorzugsweise ein induktiver Widerstand r, vorgesehen. Der vom Hauptstrom in der Wicklung i induzierte Strom kreist durch i, 3, 3, die linke Seite der Wicklungen ν und durch die Widerstände w, und zwar in einem solchen Sinne, daß dieser Strom den in den Wicklungen ν erzeugten Strom zu vermindern trachtet und infolgedessen die vektorielle Differenz der beiden Ströme durch den Widerstand iv fließen wird. Der in ν induzierte Strom kann für konstant angenommen werden, während der von diesem in Abzug zu bringende Strom des Transformators /, i mit dem von der Maschine gelieferten Strom proportional ist, so daß der . nach Abzug desselben zurückbleibende, durch den Widerstand w fließende wirksame Strom sich in entgegengesetztem Sinne zum Strom der Maschine ändern wird.. Nimmt also der Strom oder die Phasenverschiebung der Maschine zu, so wird weniger Wechselstrom.The main current of the alternator is passed through the primary winding of the transformer I , the secondary winding i of which supplies the current vector for regulation. The secondary winding i is connected to the secondary winding ν of the voltage transformer, specifically to equipotential points 3, 3, so that no current will flow from the secondary winding ν through the bridge formed in this way. In order to be able to achieve that the equipotential points 3, 3 of the winding ν actually coincide as precisely as possible with the connection points of the winding i , a controllable resistor, preferably an inductive resistor r, is provided in the other branch of the circuit of the winding ν. The current induced by the main current in the winding i circulates through i, 3, 3, the left side of the windings ν and through the resistors w in such a way that this current tends to reduce the current generated in the windings ν and as a result the vectorial difference of the two currents will flow through the resistor iv. The current induced in ν can be assumed to be constant, while the current of the transformer /, i to be deducted from it is proportional to the current supplied by the machine, so that the. after subtracting the remaining effective current flowing through the resistor w will change in the opposite sense to the current of the machine. If the current or the phase shift of the machine increases, then there is less alternating current.

durch den Widerstand w fließen und die Leitungsfähigkeit desselben nimmt zu, so daß der Regelungswiderstand n> mehr Gleichstrom durchlassen kann. Der Gleichstrom, d.h. der Erregerstromkreis der Erregermaschine, ist einerseits durch die Leitung 4 an die Mitte des Widerstandes w und anderseits durch die Leitung 5 an die Mitte der Wicklung i, also an äquipotentiale Punkte des Stromkreises i, 3, 3, v, v, w angeschlossen, so 'daß der Wechselstrom überhaupt nicht in den Gleich-Stromkreis übertreten wird.flow through the resistor w and the conductivity of the same increases, so that the control resistor can pass n> more direct current. The direct current, i.e. the excitation circuit of the excitation machine, is on the one hand through the line 4 to the center of the resistor w and on the other hand through the line 5 to the center of the winding i, i.e. to equipotential points of the circuit i, 3, 3, v, v, w connected so 'that the alternating current is not transferred into the direct current circuit at all.

Wie aus der Figur ersichtlich, ist der Gleichstrom derart durch die Transformatorwicklungen geführt, daß er die gleiche Zahl Windungen in dem einen und dem anderen Sinne durchläuft und somit die Kerne der Transformatoren nicht magnetisiert.As can be seen from the figure, the Direct current passed through the transformer windings in such a way that it is the same number Turns in one sense and the other and thus does not magnetize the cores of the transformers.

Außer der geregelten Feldwicklung kann die Erregermaschine noch eine unveränderliche oder durch einen von Hand aus zu bedienenden Widerstand regelbare Feldwicklung/¹ besitzen. Zur Erhöhung der Regelwirkung kann man, wenn erforderlich, im Nebenschluß zur Feldwicklung f einen Regelungswiderstand wf mit starkem Temperaturkoeffizienten anordnen.In addition to the regulated field winding, the exciter can also have a field winding / ¹ that cannot be changed or that can be controlled by a resistor that can be operated manually. To increase the control effect, if necessary, a control resistor wf with a high temperature coefficient can be arranged in the shunt to the field winding f.

Die Empfindlichkeit der Regelung gegenüber geringen Spannungsschwankungen kann dadurch sehr gesteigert werden, daß man in dem Stromkreis des Spannungstransformators Selbstinduktionsspulen, z.B. s,s, einschaltet (Fig. 2), deren Eisenkerne übersättigt sind; die Impedanz solcher Selbstinduktionsspulen ändert sich bereits bei kleinen Änderungen der sie speisenden Spannung in sehr hohem Maße, so daß die Stärke des von diesen Spulen hindurchgelassenen Stromes sich ebenfalls sehr stark selbst bei kleinen Schwankungen, der Spannung ändern wird.The sensitivity of the control to small voltage fluctuations can be greatly increased by switching on self-induction coils, for example s, s, in the circuit of the voltage transformer (FIG. 2), the iron cores of which are oversaturated; the impedance of such self-induction coils changes to a very great extent even with small changes in the voltage supplying them, so that the strength of the current passed by these coils will also change very strongly even with small fluctuations in the voltage.

In Fig. 3 ist ein Ausführungsbeispiel der Anordnung dargestellt, bei welcher sowohl die Spannung als auch der Strom aller drei Phasen zur Regelung herangezogen werden. Die Phasen der Wechselstrommaschinen G sind durch die Spulen des Transformators / in Stern geschaltet, so daß dieser Transformator am Nullpunkt liegt und in demselben keine in Betracht kommende Spannungen auftreten können. Die Primärwicklung V des Spannungstransformators ist an die drei Phasen angeschlossen. Die Sekundärwicklung ν des Spannungstransformators ist einerseits an die Regelungswiderstände-β'¹, w'¹ und w³, welche in den einzelnen Phasen eingeschaltet sind, anderseits an die Widerstände r\ r², r³ angeschlossen, während äquipotentiale Punkte der Wicklung ν mit der Sekundärwicklung des Stromvektortransformators I, i verbunden sind. Um die gegenseitige richtige Stellung der Vektoren herstellen zu können, kann die Sekundärwicklung ν mit Bezug auf die Primärwicklung V In Fig. 3 an embodiment of the arrangement is shown in which both the voltage and the current of all three phases are used for regulation. The phases of the alternating current machines G are connected by the coils of the transformer / in star, so that this transformer is at the zero point and no relevant voltages can occur in the same. The primary winding V of the voltage transformer is connected to the three phases. The secondary winding ν of the voltage transformer is connected on the one hand to the control resistors β ' ¹ , w' ¹ and w ³ , which are switched on in the individual phases, and on the other hand to the resistors r \ r ² , r ³ , while equipotential points of the winding ν with the secondary winding of the current vector transformer I, i are connected. In order to be able to establish the mutual correct position of the vectors, the secondary winding ν with reference to the primary winding V

Claims

be adjustable. The excitation circuit of the excitation machine g is connected to the neutral point of the resistors η> ^Λ , w ² ', w ^A and the transformer winding i. The mode of operation is the same as in the case of the arrangement described earlier. In the above examples, the devices on multi-phase machines have been explained; of course, they can be applied to single-phase machines as well.

Godfather nt-A ν Proverbs:

i. Device for voltage regulation of AC machines by means of a arranged in the excitation circuit and through which the alternating current flows at the same time, its resistance with temperature changing resistance, thereby characterized in that in the secondary closed by the control resistor Circuit of a transformer whose primary winding depends on the voltage vector used for regulation is fed, equipotential points of the secondary winding with the secondary winding a second transformer are connected, the primary winding of which flows through the regulating current vector is, the excitation circuit to be regulated in such a way at equipotentials Points of this system is connected, that the direct current is that of the resulting Alternating current of the two transformers flowing through the control resistor must enforce.

2. In a device according to claim I, the arrangement of self-induction coils with oversaturated iron cores in the circuit of the voltage transformer.

1 sheet of drawings.