DE2230123A1 - Synchronmaschine - Google Patents

Synchronmaschine

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DE2230123A1
DE2230123A1 DE19722230123 DE2230123A DE2230123A1 DE 2230123 A1 DE2230123 A1 DE 2230123A1 DE 19722230123 DE19722230123 DE 19722230123 DE 2230123 A DE2230123 A DE 2230123A DE 2230123 A1 DE2230123 A1 DE 2230123A1
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Wladimir Semenowits Arutjunjan
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators
    • H02K19/26Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

  • SYNCHRONMASCHINE Die vorliegende Erfindung betrifft Synchronmaschinen, die von den Oberwellen des Feldes erregt werden, und ist zur Vereinfachung des Erregersystems und zur Erhöhung der Betriebssicherheit solcher Maschinen bestimmt.
  • Die Regelung der Erregung der von den Oberwellen des Feldes erregten Synchronmaschinen erfolgt gewöhnlich durch die Energieableitung der Oberwellen des Feldes in einem ied gesonderten v ausgeführt als eine zusätzliche Wicklung, die in die dnkernuten neben der Hauptankerwicklung verlegt ist (siehe z.B. das USA-Patent Nr.3025450, das Patent Großbritaniens Nr.856942 und das Patent Frankreichs Nr.1229766 gemäß der schwedischen Anmeldung von Udrik Krabb "Selbsterregter Synchrongenerator" oder das Patent Frankreichs Nr.1279789 gemaß der amerikanischen anmeldung von Paul Nippes "Dynamoelektrische Maschine").
  • Das Vorhandensein einer speziellen zusätzlichen Wicklung in solchen Maschinen führt zur Vergrößerung deren Abmessungen, erhöht die Selbstkosten, verschlechtert die Kühlungsbedingungen, erfordert einen hohen Arbeitsaufwand und weist eine große Anzahl von Elementen (Drosseln, Transformatoren, Kondensatoren und Gleichrichter) auf.
  • Die einfachste Lösung in erwähnten Maschinen ist die Schaltung, bei der die Anregungsenergie des Leerlaufs den Anschlußklemmen des Generators entnommen wird. Bei der Belastung wird die Erregung durch die Energie der dritten Oberwelle des Feldes von den Ankerwicklungsphasen des Generators ergänzt.
  • eine Jedoch weist derartige Schaltung Nachteile auf.
  • Zur Gewährleistung der erforierlichen Erregung beim Leerlauf des Generators ist die Brregerwicklung als Hochspannungswicklung auszubilden. Dies Sührt dazu, daß die Spannung der Dreifachfrequenz der Generatorphasen sehr gering und für die Hegelung der Erregung nicht ausreichend ist. Es wird daher eine Kraft der dritten Oberwelle des Feldes unter Belastung durch die möglichst starke Änderung der Geometrie von Polen benötigt, was die Kenixiaten der Maschine im Ganzen verschlechtert (Vergrößerung der Erregerströme, Herabsetzung des Wirkungsgrades).
  • Bei der Herstellung von Generatoren für verschiedene Spannungen fordert außerdem die oben genannte Schaltung, den Generator für eine der Spannungen mit einer strombegrenzenaen Dreiphasendrossel zu ergänzen, was die Schaltung erschwert und ihre Zuverlässigkeit herabsetzt.
  • Es ist auch eine Synchronmaschine bekannt, die eine Erregerwicklung besitzt, die durch Gleichstrom gespeist wird und aus zwei parallelen, in Stern geschalteten und gegeneinander im gewissen Winkel versetzten Dreiphasenwicklungen ausgeführt ist (siehe z.B. das Patent Deutschlands Nr.307142, Klasse 21 d2 14/01).
  • Bei der entsprechenden Verbindung und Schaltung der Speisung dieser Ticklunß in derartiger Maschine entstehen Erregerfelder der ersten und dritten Oberwelle. Die Nullpunkte der Wicklungen sind hier Gleichstroin-Speiseklemmen und nicht die Ausgangsklemmen der Oberwellen.
  • Zweck aer vorliegenden Erf'indung ist es, die Energie der Oberwellen des Feldes an den Nullpunktklemmen der parallelen Wicklungsstränge der vereinigten Ankerwicklung, die die Punktion der Haupt- und Zusatzankerwicklungen erfüllen, abzunehmen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Synchronmaschine mit einem vereinfachten, durch die Oberwellen des Feldes erregten Erregersystem zu schaffen, die eine erhöhte Betriebssicherheit, bessere Kühlungs- und Betriebsbedingungen aufweist, nicht arbeitsautwending ist und keinen großen Aufwand der Aktiv- und Isolationsmaterialien braucht.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß in der Synchronmaschine, die eine durch einen Gleichrichter zu speisende Erregerwicklung und eine Ankerwicklung besitzt, die die Funktion der Haupt- und Zusatsankerwickluagen erfüllt und mit gerader Zahl von parallelen, in Stern geschalteten und einen herausgeführten Nullpunkt habenden Wicklungssträngen mit fleicher Phasenzahl ae Wicklungsstrang ausgeführt ist \die eine Hälfte der parallelen Wicklungsstränge mit einer Windungszahl und einem Wicklungsschritt ausgeführt ist, die sich von der Windungszahl und den Wicklungsschritt der anderen Hälfte der parallelen Wicklungsstränge so unterscheiden, daß die Produkte deren Wicklungsfaktoren mit den Wicklungszahlen für die erste Oberwelle zusammenfallen und für die durch drei teilbaren Oberwellen unterschiedlich sind, wobei die Nullpunkte der einen Hälfte der parallelen Wicklungsstränge mit den SullpuAkten der anderen Hälfte der parallelen Wicklungsstränge über den Eingang des oben genannten Gleichrichters der Erregerwicklung verbunden ist.
  • Die gemaß der vorliegenden Erfindung hergestellte Synchronmaschine löst erfolgreich die gestellten Aufgaben und kann in Synohrongeneratoren und in Maschinen ihre Anwendung finden.
  • Nachstehend wird die Brfindung anhand eines Ausführungsbeispiels einer Synchronmaschine und der beigefügten Zeichnung, in der die prinzipielle Erregungsschaltung einer Synchronmaschine dargestellt ist, näher erläutert.
  • Aus der Zeichnung ist zu ersehen, daß die Synchronmaschine eine Ankerwicklung besitzt, die die Funktion der haupt- und Zusatzankerwicklungen erfüllt und aus zwei parallelen Wicklungssträgen 1 und 2 mit gleicher Phasenzahl je Wicklungsstrang (in diesem Fall Dreiphasen-Wicklungsstrang) besteht. Jeder der Wicklungsstränge 1 und 2 ist in Stern geschaltet und hat herausgefahrte Nullpunkte 0' und C'', die miteinander über den Eingang eines an die Erregerwicklung 4 angeschlossenen Gleichrichters 3 verbunden sind.
  • Beim Anschluß an die Nullpunkte 0' und O'' der parallelen Wicklungsstränge 1 und 2 über den Gleichrichter 3 der Erregerwicklung 4 erfolgt die Speisung der letzteren durch den gleichgerichteten Strom der EMK dreifacher und vielfacher Frequenz: worin bedeuten: 1-2 (t) - Momentanwert der EMK zwischen den Nullpunkten der parallelen Wicklungsstränge 1 und 2; e3(t), e9(t) - Momentanwerte der dritten, neunten, funfzehnten Oberwelle der EMK des wicklungsstranges 1; e3(t), e9"(t), e1'5(t) - Momentanwerte der dritten, neunten, fünfzehnten Oberwelle der EMK des Wicklungsstranges 2.
  • Die erste, fklnfte, siebente, elfte usw. Oberwelle fehlt in der Spannung zwischen den Nullpunkten 0' und 0", da jeder der parallelen Wicklungsstrange 1 und 2 dreiphasig und symmetrisch ausgefahrt ist.
  • Die Übereinstimmung der Größe der ersten Oberwelle und die Divergenz der dritten Oberwelle erfolgt durch die Herstellung der parallelen Wicklungsstränge 1 und 2 mit verschiedenen Wicklungsschritten und Windungszahlen, die so ausgewählt sind, daß die Produkte deren Wicklungsfaktoren mit den Windungszahlen für die erste Oberwelle der beiden parallelen Wicklungsstränge 1 und 2 zusammenfallen und für die dritte Oberwelle unterschiedlich sind.
  • Dank der Gleichheit der wirksamen Windungen sind die induktiven Gesaintwiderstände paralleler Wicklung stränge für die erste Oberwelle praktisch gleich.
  • Bei der Übereinstimmung der Größe der EMK und der Widerstände für die erste Oberwelie fehlen die Ausgleichströme der Grundfrequenz zwischen den parallelen Wicklungssträngen.
  • Die Ausgleichströme fünfter, siebenter, elfter usw.
  • Oberwelle werden zwischen parallelen Wicklungssträgen 1 und 2 durchfließen. Sie können jedoch keine merkliche Entwicklung aufweisen, da deren EMK gering und die entsprechenden Widerstände groß sind.
  • 'infolge der allgemeinbekannten Abhängigkeit der EMK der dritten und höheren Oberwelle von der Größe und dem Charakter der Belastung der Synchronmaschine kann solches System eine erforderliche Selbstregelung der Erregung gewährleisten.
  • Die Anwendung einer Ankerwicklung, die in der beschriebenen Synchronmaschine die Funktion der Haupt- und Zusatzankerwicklungen mit einer Erregung von den höheren Oberwellen des Feldes erfüllt, gestattet es, die Betriebssicherheit der Synchronmaschine zu erhöhen, ihre Konstruktion zu vereintachenb die Kühlung der Wicklung und die Betriebsbedingungen der Synchronmaschine zu verbessern.
  • Die Ankerwicklung ist im beschriebenen Austuhrungßbeispiel mit zwei parallelen Wicklungssträngen ausgeführt.
  • Jedoch kann sie aus einer höheren geraden Zahl paralleler Wicklungsstränge bestehen, bei denen die eine Hälfte dieser Wicklungsstränge ebenfalls mit einer Windungszahl und einem Wicklungsschritt ausgeführt werden muß, die sich von der Windungszahl und dem Wicklungsschritt der anderen Hnlfte der Wicklungsstränge unterscheiden.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH
    einen Synchronmaschine mit einer durch v Gleichrichter zu speisenden Erregerwicklung und einer Ankerwicklung, die die Funktion einer Haupt- und Zusatzwicklung erfüllt und mit gerader Zahl der parallelen, in Stern geschalteten und einen herausgeführten Nullpunkt hebenden Wicklungsstränge mit gleicher Phasenzahl je wicklungsstrang ausgefuhrt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die eine Hälfte der parallelen Wicklungsstränge mit einer Windungszahl und einem Wicklungsschritt ausgeführt ist, die sich von der Windungszahl und dem Wicklungsschritt der anderen Hälfte der parallelen Wicklungsstränge so unterscheiden, daß die Produkte deren Wicklungsfaktoren mit den Wicklungszahlen für die erste Oberwelle gleich und für die durch drei teilbaren - Oberw wellen unterschiedlich sind, wobei die Nullpunkte (O') der einen Hälfte der parallelen Wicklungsstränge (1) mit den Nullpunkten (O") der parallelen Wicklungsstränge (2) über den Eingang des oben genannten Gleichrichters (3) der Erregerwicklung (4) verbunden sind.
DE19722230123 1972-06-21 1972-06-21 Synchronmaschine, die von den Oberwellen des Feldes erregt wird Expired DE2230123C3 (de)

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DE2230123A1 true DE2230123A1 (de) 1974-01-10
DE2230123B2 DE2230123B2 (de) 1975-05-15
DE2230123C3 DE2230123C3 (de) 1976-01-02

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL7906937A (nl) * 1978-09-19 1980-03-21 Denyo Co Ltd Bekrachtinging van een wisselstroomgenerator.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4307268A1 (de) * 1993-03-02 1994-09-08 Siemens Ag Bürstenloser Synchrongenerator

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DE2230123B2 (de) 1975-05-15
DE2230123C3 (de) 1976-01-02

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