DE2323940B2 - Anordnung zum buerstenlosen erregen von synchronmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung turn bürstenlosen Erregen von Synchronmaschinen mit einer Wechselstromerregermaschine für die Erregung der Polradwicklung über rotierende Gleichrichter, bei der die Erregerwicklung der Wechselstromerregermaschine über einen Regler an Anzapfungen der Ankerwicklung der Synchronmaschine angeschlossen ist.

Aus der deutschen Patentschrift 1 563 390 ist eine derartige Anordnung bekannt, bei der man ohne Kompoundierungseinrichtungen auskommt. Dabei ist die Ankerwicklung so ausgelegt, daß in den den Erregerkreis speisenden Ankerwicklungsteilen zwar ausgeprägte und im Kurzschlußfall die Erregung aufrechterhaltende Spannungsoberschwingungen auftreten, jedoch die Spannung an den äußeren Klemmen U, V, W der Ankerwicklung weitgehend oberschwingungsfrei ist. Dies wird unter Beibehaltung einfacher und in üblicher Weise angeordneter Wicklungen dadurch erreicht, daß nur einzelne Spulen zur Speisung des Erregerkreises dienen, ζ. Β bei konzentrisch gewickelten Spulengruppen entweder die inneren oder die äußeren Spulen. Durch passende Auslegung der Wicklung kann die Anzapfspannung insbesondere ihr die Erregung im Kurzschlußfal aufrechterhaltender Oberschwingungsteil variierl werden.

Trotz vieler Möglichkeiten bei der Anordnung dei Anzapfungen gelingt es nicht immer, einen Dauerkurzschlußstrom der gewünschten Größe von zweibis. dreifachem Nennstrom zu erreichen. Dies gill inibesondere dann, wenn die Synchronmaschine so ausgelegt ist, daß nur geringe Feldoberweilen auftreten, was vor allem bei Vollpolmaschinen mit in Nuten verteilten Erregerwicklungen der Fall ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, in solchen Fällen mit einfachen Mitteln den Obersciiwirtgungsanteil in der Versorgungsspannung für den Erregerkreis beträchtlich zu erhöhen.

Die Lösung der Aufgabe gelingt nach der Erfindung dadurch, daß die einzelnen Stränge der Ankerwicklung in mindestens zwei Parallelzweige mit je einer Anzapfung unterschiedlichen Potentials unterteilt sind und daß die beiden Anzapfungen der Parallelzwcige eines jeden Strangs jeweils an den Re'glereingang angeschlossen sind.

Dabei ist es vorteilhaft, daß die gleiche Windungszalilen aufweisenden Parallelzweige aus mindestens zwei gleiche Windungszahlen aufweisenden und in Reihe geschalteten Wicklungsspulen beliebiger, das heißt gleicher oder unterschiedlicher Windungszahlen gebildet sind, bestehen, und daß die Anzapfungen jeweils zwischen zwei Wicklüngsspulen angeschlossen sind.

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den An-Sprüchen 3 bis 5.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind nachfolgend an Hand eines Ausführungsbeispiels dei Erfindung naher erläutert. Es zeigt F i g. 1 ein Schaltbild einer Erregeranordnung nach der Erfindung,

F i g. 2 ein Wicklungsschema eines Strangs U-X F i g. 3 die Schaltung des Phasenstrangs nach Fig. 2,

Fig. 4, 5 und 6 Vektoren der Spulenspannungen für die Grundschwingungen ν = 1 und die Harmonischen ν = 5, ν = 7,

F i g. 7, 8 und 9 die vektorielle Zusammenfügunj der Spulenspannungen zur Strangspannung füi v= 1,5 und 7.

Gemäß F i g. I hat eine Drehstrom-Synchronmaschine 1 eine dreiphasige Ankerwicklung 1 a, wobei jeder Wicklungsstrang U-X, V-Y, W-Z gleich ausgeführt ist und aus jeweils zwei Parallelzweiger gleicher Windungszahl besteht. Die Parallelzweige mit den Anzapfungen^,, U₁, Y₁, V₁ und Z₁, W^ sind innerhalb der Maschine zu einem Sternpunki verbunden. Die Erregung der Synchronmaschine 1 erfolgt durch eine umlaufende Polradwicklung 1 b die an einem rotierenden Brückengleichrichter ί angeschlossen ist, der seinerseits von der in Stert geschalteten Läuferwicklung 4 b einer Wechsel stiomerregermaschim: 4 gespeist wird, deren Ständer Wicklung 4 a an den Ausgang eines Reglers 2 an geschlossen ist. Der Regler wird eingangsseitig aui den Anzapfungen der Ankerwicklung 1 α gespeis und ist zum Soll-Istwert-Vergleich außerdem an dii Klemmen U, V und W der Synchronmaschine 1 an geschlossen. Um eine Potentialtrennung zwischel

Her Synchronmaschine 1 und dem Regler 2 herbeizuführen, kann ein dreiphasiger Übertrager 3 vor-™ sehen sein Seine in Stern geschalteten Sekundärwicklungen 3 b sind mit den zugeordneten Eingängen Jes Reglers 2 verbunden und seine drei Primärwick- 5 hmpen3fl jeweils gesondert an die verschiedene PoTentiak anweisenden beiden Anzapfungen jedes innerhalb einer Wicklungsspulc, sind hierbei weder vorgesehen noch notwendig.

In den F i g. 4, 5 und 6 sind für die in F ι g. 2 gezeigte und in 48 Nuten verte
wicklung die Vektoren der
die Grundschwingung ν = 1 —- — .

gungen v = 5 bzw. v = 7 eingezeichnet. Dabe.^bedeu-

Die Zusai

licht, bei weitgehend oberscnwingungsireier span- den an den Punkten

nung an den Klemmen U, V, W die Oberschwingun- fungen U_x, X_x usw.

gen an den Anzapfungen, insbesondere die energie- Speisespannungen ist

5. und 7. Harmonischen auf mindestens das i₅ nehmbar, wobei die

der bei der bekannten Anordnung er- · · . «u:_i.

Klemmen- bzw. 7, 8 und 9 ent-Windungs-

einer zweipoligen Ankerwicklung dargestellt ist spannung des Erregerkrei

Wi'ckLgsspulena und c) bzw. drei (Wicklungsspulen b und d) Windungen bestehen und in Reihe geschaltet sind und in Nuten N 1 bis N 47 hegen. Die f„ Reihe geschalteten Spulengruppen 1 und II buden den einen Parallelzwe.g, die ebenfalls in Re.he geschalteten Spulengruppen III und IV den anderen Parallelzweig eines Strangs, wie dies in F1 g. 3 dargestellt ist. Die Anzapfung U liegt zwischen den Wicklungsspulen a und b der Spulengruppe IV die Anzapfung X₁ zwischen den Wicklungsspulen α ™ Tl def Spulengruppe II. Die Wicklungsspulen α emer

■ Der

Zweigspannungen
^bt

f₁S

^ ausgehend

g Windungen

„ _oder III anordnen gungsgehalt würde _prS_chenden Teil der III in Fig. 8 oder 9

Anordnung

wird durch die erfindungsgemäße cht, daß sich die in den beiden nahezu gegenphasig auftretenden, Oberschwingungsspannungen der 5.

, acht Windungen una zwisuiicn U^i 1YIV......V ν- — der Anzapfung .Y₁

zwölf Windungen liegen. Weitere Anzapfungen, z. B.

iSSen und e^SÖ rhiheÄhwingungsgehalt der Speisespannung ergeber,

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Anordnung zum bürstenlosen Erregen von Synchronmaschinen mit einer Wechselstromerregermaschine für die Erregung der Polradwicklung über rotierende Gleichrichter, bei der die Erregerwicklung der Wechselstromerregermaschine über einen Regler an Anzapfungen der Ankerwicklung der Synchronmaschine angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Stränge der Ankerwicklung in mindestens zwei Parallelzweige (I und II; III und IV) mit je einer Anzapfung (U₁, X₁, V₁, Y₁, W₁, Z₁) unterschiedlichen Potentials unterteilt sind und daß die beiden Anzapfungen der Parallelzweige eines jeden Strangs jeweils an den Reglereingang (2) angeschlossen sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gegekennzeichnet, daß die gleiche Windungszahlen aufweisenden Parallelzweige (I, II; III, IV) aus mindestens zwei, gleiche Windungszahlungen aufweisenden und in Reihe geschalteten, Spulengruppen, die ihrerseits aus hintereinandergeschalteten Wicklungsspulen (α, b, c, d) gebildet sind, bestehen, und daß die Anzapfungen jeweils zwischen zwei Wicklungsspulen (a, b) angeschlossen sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesehnte Ankerwicklung Spulengruppen (I bis IV) aus je einer gleichen Anzahl von konzentrischen Wicklungsspulen (a, b, c, d) aufweist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksamen Windungen zwischen den beiden Anzapfungen der Parallelzweige jedes Strangs so bemessen sind, daß die gewünschten Oberschwingungsspannungen in beiden Parallelzweigen zumindest angenähert gegenphasig sind und sich zu den Anzapfungen hin ergänzen (U₁-X₁; Fig. 8 und 9).

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzapfungen den Regler über einen potentialtrennenden Übertrager (3) speisen