DE2347657B2 - Erregereinrichtung fuer einen selbsterregten, kompoundierten synchrongenerator - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Erregereinrichtung für einen selbsterregten, kompoundierten Synchrongenerator mit einer Drosselspule, die einerseits an eine, der Generatorspannung proportionale Spannung, andererseits an den Erregergleichrichter sowie an einen auf wenigstens annähernde Resonanz mit der Induktivität der Drosselspule bei Nennfrequenz abgestimmten Kondensator angeschlossen ist, und mit einem Stromtransformator, dessen Primärwicklung mit der Statorwicklung des Generators in Reihe liegt, dessen Sekundärwicklung einerseits auf geeignete Weise geschaltet ist.

Eine derartige Envgereinrichtung, bei der die Sekundärwicklung des Stromtransformators andererseits an die Drosselspule angeschlossen ist, ist aus der DT-AS 11 16 777 bekannt. Derartige Erregereinrichtungen dienen dazu, die Klemmenspannung des Synchrongenerators bei verschiedenen Arbeitsbedingungen auf ^₀ dem Nennwert zu halten, was dadurch erreicht wird, daß die Erregerwicklung des Synchrongenerators über den Erregergleichrichter mit einem Strom einer Stärke versorgt wird, die bei der betreffenden Arbeitsbedingung, d. h. bei dem betreffenden Wert des Laststromes und des Leistungsfaktors, für die Aufrechterhaltung der Nennspannung erforderlich ist. Derartige Erregereinrichtungen sind vor allem für leistungsstärkere Synchrongeneratoren, beispielsweise Schiffssynchrongeneratoren, vorteilhaft Bei der bekannten Erregereinrichtung ist die DhuensJoiäerung des Kondensators durch <Se Erregerspannunf und die Leistung des Generators begrenzt Für die Bemessung dieses Kondensators, insbesondere hinsichtlich seiner Kapazität und Spannung, besteht somit keifi Spielraum. Daher wird die bekannte Erregereinrichtung bei Hochleistungsgeneratoren, beispielsweise bei Schiffssynchrongeneratoren, sehr groß unid entsprechend kostspielig.

Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, eine Erregereinrichtung für Synchrongeneratoren zu liefern, die auch bei Hochleistungsgeneratoren einfacher als die bekannte Erregereinrichtung und somit kleiner und preiswerter ist. Dazu müssen die Bauelemente, insbesondere der Kondensator, hinsichtlich seiner Kapazität und Spannung geeignet dimensionierbar sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Erregereinrichtung der eingangs genannten Art da durch gelöst daß die Drosselspule aus zwei Teildrosseln besteht und daß die Sekundärwicklung des Stromwandlers andererseits etwa am Verbindungspunkt der beiden Teildrosseln liegt.

Vorzugsweise weisen beide Teildrosseln der Drosselspule sowie beide Wicklungen des Stromwandlers Anzapfungen bzw. zusätzliche Windungen mit Anzapfungen auf. wobei diese zusätzlichen Windungen in Reihe oder Gegenreihe mit den Wicklungen geschaltet sind und ihre gegenseitige Anordnung beliebig ist, und wobei die Anzapfungen an den Windungen zum Anschluß der Sekundärwicklungen des Stromwandlers dienen.

Weiterhin kann die eine Teildrossel der Drosselspule und die Sekundärwicklung des Stromwandlers an eine besondere Ankerwicklung des Synchrongenerators, die sich im gleichen Kern mit der Ankerwicklung befindet, oder an einen zusätzlichen Spannungstransformator, der von dem gleichen Synchrongenerator gespeist wird, angeschlossen sein.

Die bei der erfindungsgemäßen Erregereinrichtung durchgeführte Zweiteilung der Drosselspule ermöglicht eine richtige Bemessung der Teildrosseln der Drosselspule und liefert einen größeren Spielraum bei der Dimensionierung des Kondensators.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt das Grundschaltbild eines Ausführungsbeispiels,

F i g. 2 zeigt das Schaltbild eines gegenüber der Schaltung in F i g. 1 abgeänderten Ausführungsbeispiels.

F i g. 3 zeigt das elektrische Schaltbild mit Windungsanzapfungen der Drosselspule und des Stromwandlers.

Gemäß F i g. 1 wird die Erregerwicklung 5 eines Synchrongenerators 1, 5 über einen Erregergleichnchter 4 aus der Teildrossel 3 einer Drosselspule I gespeist. Die Teildrosseln 2 und 3 der Drosselspule I sind leitend miteinander verbunden, wobei an ihre Verbindungspunkte oder an eine der Windungen der Teildrosseln 2 und 3 die Sekundärwicklung 8 des Stromtransformators II angeschlossen ist. Ein Kondensator 6 ist an die Enden der Teildrossel 3, die denen entgegengesetzt sind, die mit der Teildrossel 2 verbunden sind, angeschlossen oder sind mit einer Windung der Teildrossel 3 verbunden. Der Erregergleichrichter steht mit der Drosselspule an irgendeiner Windung der Teildrossel 3 oder mit dem Ausgang dieser Teildrossel in Verbindung. Würde die Teildrossel 3 fehlen, so müßte der

Kondensator 6 vergrößert werden und stünden der Kondensator und die Drossel direkt miteinander in Verbindung, wobei der Erregergleichrichter an den Verbindungspunkt der Drossel mit den Kondensatoren oder an irgendeine Windung der Drossel 2 angeschlossen wäre. Die Teildrossel 2 ist an den der Verbindung zu der Teildrossel 3 gegenüberliegenden Enden an den Ausgängen der Statorwicklung 1 des Generators bzw. an beliebigen Punkten auf den Primärwicklungen 7 des Stromtransformators II und deren Ausgängen angeschlossen. Die Kapazität des Kondensators 6 ist je nach Bedarf in jeder Phase wenigstens ungefähr auf die Resonanz bei der Nennfrequenz mit der Induktivität der Drosselspule I abgestimmt Durch die Primärwicklung 7 des Stromtransformators Il fließt der Laststrom des Synchrongenerators, da die Primärwicklung 7 mit der Statorwicklung 1 des Generators in Reihe geschaltet ist Die Sekundärwicklung 8 des StromtranJormators II ist gewöhnlich »terngeschaltet und speist die Drosselspule I, mit der sie in der oben beschriebenen Weise in Verbindung steht.

Der Sternpunkt der Sekundärwicklung 8 des Stromtransformators II kann auch geöffnet sein, und die freien Enden der Sekundärwicklung 8 können leitend mit den Klemmen U, Vund Wverbunden sein, wie es in Fig.2 dargestellt ist. Die freien Enden der Sekundärwicklung 8 können auch an bestimmte Stellen der Primärwicklungen 7 des Stromtransformators II sowie an die Ausgänge der Primärwicklung und an die Ausgänge der Statorwicklung t des Generators angeschlossen sein.

Bei der Herstellung gleicher Generatoren können Abweichungen von den notwendigen Nennwerten im Rahmen der zulässigen Toleranzen auftreten. Um eine Feineinstellung des Erregerstromes auf den nötigen Wert zu ermöglichen, können die Teildrosseln 2 und 3 der Drosselspule I sowie die Sekundärwicklungen 8 des Stromtransformators Il mit Anzapfungen bzw. mit Zusatzwindungen mit Anzapfungen ausgeführt werden, die mit den Wicklungen 2,3,8 in Reihe oder Gegenreihe geschaltet sind. Diese Ausbildung ist in Fig.3 dargestellt Die Zusatzwindungen der Wicklungen 2,3,8 sind mit 2', 3', 8' bezeichnet

Ej* sind verschiedene Kombinationen bei der Vorteilung und Reihenfolge der einzelnen Zusatzwindungen 2', 3', 8' und der Wicklungen 2,3,8 möglich.

Die Schaltung für die Erregung von Emphasen- oder Mehrphasensynchrongeneiatoren ist grundsätzlich der oben beschriebenen Dreiphasenschaltung gleich.

Bei einer derartigen Erregereinrichtung wird der Erregerstrom aus zwei Grundkomponenten gebildet. Eine Komponente hängt von der Klemmenspannung des Synchrongenerators und die andere vom Laststrom des Generators ab. Zur Gewinnung der ersten Komponente des Erregerstromes ist eine ganz bestimmte Induktivität der Drosselspule und damit auch eine Kapazität notwendig, die in etwa in Resonanz zu dieser Induktivität bei Nennfrequenz steht, wodurch bessere statische umi dynamische Eigenschaften der Erregung erzielt werden. Bei genauer Resonanz ist der Erregerstrom unabhängig von der Änderung des Arbeitswiderstandes der Erregerwicklung des Generators, die z. B. infolge einer Änderung der Erwärmung dieser Wicklung entsteht. Die zweite Komponente wird mit Hilfe einer geeigneten transformatorischen Abbildung des Laststromes des Synchrongenerators beim Stromwandler nach dem Prinzip der Erhaltung des Sekundärstromes erhalten. Im Leerlauf des Generators fließt praktisch nur die erste Komponente. Die Drosselspule I ist so bemessen, daß diese Komponente so groß ist, daß an den Ausgängen der Ankerwicklung des Generators die Nennspannung erhalten wird. Unter Last fließt der Laststrom durch die Primärwicklungen 7 des Stromwandlers II, wodurch sich der Erregerstrom derart ändert, daß der Wert der Klemmenspannung des Synchrongenerators bei allen Lasten praktisch konstant und unabhängig vom Leistungsfaktor bleibt. Die in den F i g. 1 und 2 dargestellten Schaltungen liefern die gleichen Ergebnisse.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1. Erregereinrichtung for einen selbsterregten, kompoundierten Synchron-Generator, mit einer Drosselspule, die einerseits an eine der Generatorspannung proportionale Spannung, andererseits an den Erregergleichrichter sowie an einen auf wenigstens annähernde Resonanz mit der Induktivität der Drosselspule bei Nennfrequenz abgestimmten Kondensator angeschlossen ist und mit einem Stromlransformator, dessen Primärwicklung mit der Statorwicklung des Generators in Reihe liegt dessen Sekundärwicklung einerseits auf geeignete Weise geschaltet ist dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselspule (I) aus zwei Teildrosseln (2 bzw.

   3) besteht und daß die Sekundärwicklung (8) des Stromwandiers (H) andererseits etwa am Verbindungspunkt der beiden Teildrosseln (2 bzw. 3) liegt

   2. Erregereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß beide Teildrosseln (2 bzw. 3) der Drosselspule (I) sowie beide Wicklungen (7, 8) des Stromwandlers (II) Anzapfungen bzw. zusätzliche Windungen mit Anzapfungen (2', 3", 8') besitzen, wobei diese zusätzlichen Windungen in Reihe oder Gegenreihe mit den Wicklungen (2, 3, 7, 8) geschaltet sind und ihre gegenseitige Anordnung beliebig ist und wobei die Anzapfungen an den Windungen (2', 3') zum Anschluß der Sekundärwicklungen (8,8') des Stromwandlers (11) dienen.

   3. Erregereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Teildrossel (2) der Drosselspule (I) und die Sekundärwicklung (8) des Stromwandiers (H) an eine besondere Ankerwicklung der Synchronmaschine, die sich im gleichen Kern mit der Ankerwicklung (1) befindet oder an einen zusätzlichen Spannungstransformator angeschlossen sind, der von der gleichen Synchronmaschine gespeist wird.