DE2504894A1

DE2504894A1 - Erregeranlage fuer eine als buerstenloser gleichstrommotor und als synchrongenerator betreibbare dynamoelektrische maschine

Info

Publication number: DE2504894A1
Application number: DE19752504894
Authority: DE
Inventors: Lawrence Waters Messenger
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1974-02-07
Filing date: 1975-02-06
Publication date: 1975-08-21
Also published as: FR2260889B1; IL46573A; JPS613186B2; FR2260889A1; GB1492861A; US3908161A; IL46573A0; DE2504894C2; JPS50110013A

Description

Paienicmwälie ü/f "f *"

Dr.-Mg. Wilhelm Eeichel 2504894 Wpl-kg. Wolfgong Eoichel

6 Frankfari a. M. 1
Paiksiraßs 13

8108

GENERAL ELECTRIC COMPANY, Schenectady, N.Y., VStA

Erregeranlage für eine als bürstenloser Gleichstrommotor und als Synchrongenerator betreibbare dynamoelektrische Maschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Erregeranlage für eine dynamoelektrische Maschine, die sowohl als bürstenloser Gleichstrommotor als auch als Synchrongenerator betreibbar ist.

Die Erfindung befaßt sich daher mit einer Nebenanlage, die in einer Hauptanlage bzw. in einer Starter-Generator-Anlage enthalten ist, um eine dynamoelektrische Maschine derart zu steuern, daß sie in einer ersten Betriebsart als bürstenloser Gleichstrommotor und in einer zweiten Betriebsart als Synchrongenerator arbeitet. Bei der letzten Betriebsart liefert die Hauptanlage eine konstante Aus-, gangsfrequenz. Die dynamoelektrische Maschine wird als

509834/0617

Hauptmaschine bezeichnet. Diese Hauptmaschine wird in der Hauptanlage in einer solchen Weise betrieben, daß sie in der ersten Betriebsart als bürstenloser Gleichstrommotor zum Antrieb eines Verbrauchers dient und in der zweiten Betriebsart als Synchrongenerator eine Spannung mit einer von der Drehzahl abhängigen Frequenz liefert, die durch Frequenzwandlung in eine konstante Frequenz umgesetzt wird.

Neben der Hauptmaschine werden in der Gesamtanlage, die sowohl die Hauptanlage als auch die Nebenanlage umfaßt, zwei dynamoelektrische Hilfsmaschinen benutzt. Bei allen drei Maschinen handelt es sich, allgemein gesagt, um Synchronmaschinen, die zusammen mit einer dynamischen Belastung, beispielsweise einem Düsentriebwerk oder einem Verbrennungsmotor-, auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind.. Die Funktionen der drei dynamoelektrischen Maschinen sollen im folgenden kurz beschrieben werden:

Die Hauptmaschine (in Fig. 1: Teil 10) oder einfacher "die Maschine" ist als Synchronmaschine ausgebildet, d.h., sie hat ein gleichstromerregbares Feld. Im Motorbetrieb treibt die Maschine das Düsentriebwerk von einem anfänglichen Ruhezustand bis zu einer Arbeitsdrehzahl an. Danach wird die Maschine im Generatorbetrieb von dem Düsentriebwerk angetrieben und arbeitet als Wechselstromsynchrongenerator, dessen Frequenz im Gegensatz zu der Frequenz der Anlage variabel ist.

Eine zweite dynamoelektrische Maschine (in Fig. 1: Teil 17), die Erregermaschine genannt wird, arbeitet im Motorbetrieb als rotierender Transformator und im Generatorbetrieb als Synchronerregermaschine mit vertauschtem Innen- und Außenaufbau, d.h., das Gleichstromerregerfeld befindet sich im Stator und der Anker dreht sich. Die Er-

509834/0617

regermaschine bildet die Feldstromquelle für die Hauptmaschine.

Eine dritte dynamoelektrische Maschine (in Fig. 1; Teil 26) arbeitet im Generatorbetrieb als Permanentmagnetgenerator und dient als Feldstromquelle für die zweite Maschine.

Wenn die Hauptmaschine als Synchrongenerator benutzt wird, -ist es üblich, die Felderregung für ihren Rotor durch eine Kombination aus dem Permanentmagnetgenerator und der Erregermaschine vorzusehen, die als büBstenloser Synchronerregergenerator arbeitet. Der Ausgang des Permanentmagnetgenerators wird gleichgerichtet, um die Gleichstromfelderregung für den Synchronerregergenerator zu liefern. Der Erregergenerator setzt das Gleichstromstatorfeld in eine mehrphasige Ankerwechselspannung um, die durch einen Satz von sich drehenden Gleichrichtern gleichgerichtet wird, die auf oder innerhalb der Antriebswelle angeordnet sind und die Gleichstromerregung für die Feldwicklungen der Hauptmaschine liefern. Die Erfindung befaßt sich in erster Linie mit der Bereitstellung dieser Gleichstromerregung und dient auch für andere, noch zu erläuternde Zwecke·

Der Betrieb der Hauptmaschine als Motor und die anschließende Umwandlung in einen Generator können zu einer Reihe von Schwierigkeiten führen, die insbesondere die Erregung der Hauptmaschine betreffen. Diese Schwierigkeiten sind im Generatorbetrieb stärker betont als im Motorbetrieb. Im Generatorbetrieb arbeitet die Erregermaschine als Synchrongenerator mit vertauschtem Innen- und Außenaufbau, wobei den Feldwicklungen ein Gleichstromfeld zugeführt wird und in den auf dem Rotor befindlichen Ankerwicklungen eine Mehrphasenspannung erzeugt wird. Im Motorbetrieb steht jedoch die Erregermaschine anfangs still, so daß eine den

50983 4/0617

Feldwicklungen zugeführte Gleichspannung keine Wechselspannung in der Erregerankerwicklung erzeugt. Bei einer normalen ErregerverMndung tritt daher keine Erregung des Hauptmaschinenfeldes auf. Es ist daher erforderlich, den Synchronerregergenerator mit seiner Gleichstromfelderregung in einen rotierenden Transformator umzuwandeln, dessen stationäre Primärwicklung mit einer Gleichstromspannung gespeist wird. Ein einfaches Umschalten der Speisespannung unter Entfernen der Gleichstromfelderregung und Anlegen einer einphasigen Wechselspannung, was eine naheliegende Lösung sein mag, befriedigt jedoch nicht, da dabei viele neue Schwierigkeiten auftreten. So sind die Pole des Erregerstators mit Gleichstromwicklungen mit einer hohen Anzahl von Windungen versehen, um einen Betrieb als Synchrongenerator vorzunehmen, und eine Wechselstromzufuhr mit einer Frequenz von beispielsweise 400 Hz, wie in Flugzeugen, führt zu einer sehr hohen Wicklungsreaktanz, die keinen beachtlichen Stromfluß zuläßt. Alle Versuche, die Erregermaschine als Rotationstransformator zu betreiben, haben zum Ergebnis, daß im Luftspalt der Erregermaschine nur eine sehr geringe Energieübertragung stattfindet, so daß die in den Rotorankerwicklungen induzierte Spannung sehr klein ist. Eine Herabsetzung der Windungen der Feldwicklungen würde das Problem lösen, wenn die Erregermaschine als Rotationstransformator betrieben wird. Mit einer Verminderung der Feldwicklungswindungen in der Erregermaschine ist zwar eine Herabsetzung der Wicklungsreaktanz verbunden, jedoch werden dadurch andere Schwierigkeiten hervorgerufen, die die Ausgangsleistung der Anlage herabsetzen. Dazu sei bemerkt, daß die Erregerankerwicklungen normalerweise als dreiphasige Sternschaltung geschaltet sind, wobei die Phasen elektrisch um 120° versetzt sind. Wenn man den Feldwicklungen der Erregermaschine eine einzige Wechselstromphase zuführt, würde die angegebene Vektorbeziehung der Ankerwicklungen dazu füh-

509834/0617

ren, daß die Stellung des Rotors den Betrag der von den Ankerwicklungen geschnittenen Flußlinien be stimmen würde, was zum Ergebnis hätte, daß der Ausgang von jeder der Ankerphasen der Erregermaschine eine Funktion der Rotorstellung wäre. Dies würde zu einem unausgewogenen Erregermaschinenausgang führen und würde den Feldstrom der Hauptinaschine herabsetzen. Damit wäre eine richtige Arbeitsweise der Hauptsynchronmaschine im Motorbetrieb gestört. Während es somit möglich ist, die im Generatorbetrieb als Synchrongenerator arbeitende Erregermaschine durch Anlegen einer einzigen Phasenwechselspannung an die Feldwicklungen in einen Rotationstransformator umzuwandeln, wobei gleichzeitig die Anzahl der Windungen in den Feldwicklungen herabgesetzt wird, führt diese Lösung zu schwerwiegenden Nachteilen und ist daher nicht erwünscht.

Nach der Erfindung werden die beschriebenen Schwierigkeiten dadurch überwunden, daß die Feldwicklungsverbindungen der Erregermaschine modifiziert werden. Dies geschieht derart, daß die Feldwicklungen im Motorbetrieb zu einer dreiphasigen Sternschaltung zusammengeschaltet werden. Jetzt kann man die Erregermaschine bei maximaler Energieübertragung im Luftspalt als Rotationstransformator verwenden. Die in den Rotorwicklungen induzierte Spannung ist hoch und sorgt nach ihrer Gleichrichtung für eine ausreichende Felderregung der Hauptmaschine. Nachdem die Erregermaschine auf Touren gebracht ist, wird sie in den Generatorbetrieb zurückgeschaltet. Dazu werden die Statorfeldwicklungen der Erregermaschine von einer Sternschaltung in eine Reihenschaltung überführt. Gleichzeitig wird die Speisewechselspannung durch eine Gleichspannung ersetzt, so daß die Maschine als ein Synchronerregergenerator mit vertauschtem Innen- und Außenaufbau arbeitet. Auf diese Weise liefert die Erregermaschine im Generatorbetrieb eine normale Felderregung für die Hauptmaschine, wobei die Erregermaschine

50 9 83 4/0617

als Synchrongenerator arbeitet. Beim Motorbetrieb wird die Erregermaschine in einen rotierenden Transformator verwandelt, wobei dio Statorfeldwicklungen eine dreiphasige Sternschaltung bilden und dem Rotor eine dreiphasige Wechselspannung zugeführt wird. Die dreiphasige Wechselspannung erzeugt im Luftspalt einen sich drehenden magnetomotorischen Kraftverlauf, der in den sterngeschalteten dreiphasigen Ankerwicklungen des Erregermaschinenrotors eine Spannung induziert. Diese Spannung wird gleichgerichtet, um während des Motorbetriebs das Gleichstromfeld der Hauptmaschine zu versorgen.

Nach der Erfindung wird somit eine Erregeranlage für eine Synchronmaschine geschaffen, wobei sowohl während des Generatorbetriebs als auch während des Motorbetriebs der Hauptmaschine für eine Felderregung der Hauptmaschine gesorgt wird.

Weiterhin wird nach der Erfindung eine Felderregeranlage für eine Synchronmaschine geschaffen, wobei eine rotierende Erregerquelle benutzt wird, die wahlweise derart geschaltet werden kann, daß sie als bürstenloser Erregergenerator und als rotierender Wandler arbeitet, was von der gewünschten Arbeitsweise für die Hauptsynchronmaschine abhängt.

Schließlich wird nach der Erfindung eine Erregeranlage für eine Synchronmaschine geschaffen, wobei die Statorwicklungen der Erregermaschine während des Generatorbetriebs derart geschaltet werden, daß die Erregermaschine einen Synchronerregergenerator darstellt, und während des Motorbetriebs derart geschaltet werden, daß die Erregermaschine ein rotierender Wandler ist.

509834/0617

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische, teilweise in Blockschaltbildform dargestellte Anordnung einer Felderregeranlage für dynamoelektrische Synchronmaschinen, wobei die Art und Weise gezeigt ist, wie eine bürstenlose Erregermaschine von einem Synchronerregergenerator in einen rotierenden Transformator umgewandelt wird, um sowohl während des Motor- als auch Generatorbetriebs eine Felderregung für die Hauptmaschine vorzusehen,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Rotor- und Statorverbindungen der in der Fig. 1 gezeigten Erregermaschine, wobei gezeigt ist, wie die Statorwindungen der Erregermaschine zum Ausführen der beiden getrennten Betriebsarten miteinander verbunden werden müssen, und

Fig. 3 ein Blockschaltbild mit der Logik- und Steuerschaltung zum Umschalten der Statorwicklungen der Erregermaschine und zum Anschließen der Wechsel- und Gleichspannung an den Stator.

Die Fig. 1 zeigt in vereinfachter Form eine in sich abgeschlossene, unabhängige Hauptmaschine, die Bowohl als Motor als auch als Generator arbeiten kann, und die zugehörigen Steuerschaltungen. Beim Betrieb als Motor arbeitet die synchrone dynamoelektrische Hauptmaschine im wesentlichen wie ein bürstenloser Gleichstrommotor und beim Generatorbetrieb wie ein Synchrongenerator. Die dargestellte Anlage enthält die synchrone Hauptmaschine 10 mit einer stationären Ankerwicklung 11 aus sechs einzelnen Phasenwick-

509834/0617

lungen, die derart miteinander verbunden sind, daß ein 6-Phasenausgang an Leitungen 12 vorgesehen ist. Weiterhin weist die Hauptmaschine einen gleichstromerregten Hauptrotor 14 mit geeigneten Wicklungen auf, die auf einer drehbaren Welle 15 angebracht sind. Die Welle 15 ist durch eine unterbrochene Linie dargestellt und ist mit einer Belastung bzw. einem Verbraucher gekuppelt, beispielsweise einem Düsentriebwerk. In der einen Betriebsart, bei der die Hauptmaschine als bürstenloser Gleichstrommotor arbeitet, treibt die Hauptmaschine 10 das Düsentriebwerk vom Stillstand bis zur Zündung und danach bis zur Startdrehzahl an, bei der es sich im wesentlichen um die Leerlaufgeschwindigkeit des Triebwerks handelt. Sobald das Triebwerk die Leerlaufdrehzahl erreicht, wird die Hauptmaschine vom Betrieb als bürstenloser Gleichstroiimotor auf den Betrieb als synchrongenerator umgeschaltet, der dann vom Düsentriebwerk angetrieben wird.

Der Hauptstator 11 ist mit einem Umformer oder Umrichter in Form eines Phasensteuemetzwerks 16 verbunden, das während der Arbeitsweise der Maschine als bürstenloser Gleichstrommotor der richtigen Ankerwicklung Strom liefert. Zu diesem Zweck muß die Rotorstellung abgefühlt und dem Phasensteuemetzwerk 16 ein der Rotorstellung proportionales Signal zugeführt werden, so daß phasensteuerbare Schaltelemente, beispielsweise steuerbare Siliciumgleichrichter oder Siliciumthyristören, in dem Phasensteuemetzwerk zum richtigen Zeitpunkt kommutiert werden, um die richtige Ankerwicklung mit Strom zu versorgen. Bürstenlose Gleichstrommotorschaltungen und zugehörige Steuerschaltungen zur wahlweisen Zufuhr von Strom zur Ankerwicklung sind bekannt. Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung ist in einer von der Anmelderin am selben Tag unter der Bezeichnung "Elektrische Anlage mit einer als Starter bzw. Generator betreibbaren dynamoelektrischen Maschine" eingereichten deutschen Patentanmeldung mit

509834/0617

David Logan Lafuze als Erfinder beschrieben. Bei den ■ Wellenstellungsfühlern kann es sich beispielsweise um Hallgeneratorelemente handeln, die auf den Magnetfluß ansprechen, um ein Signal zu erzeugen, das die Wellenstellung und damit die Stellung des Hauptrotors anzeigt. Diese Anzeigesignale werden dann benutzt, um die Festkörper-Schaltelemente, beispielsweise Siliciumthyristoren, in der Phasensteuerschaltung zu steuern, damit der mit einem maximalen Fluß verketteten Hauptmaschinenankerwicklung ein Strom zugeführt wird, um das zum Motorbetrieb notwendige Drehmoment zu erzeugen.

Beim Generatorbetrieb kann der 6-Phasenausgang der Hauptwicklung 11 irgendeiner Verbraucherschaltung oder abweichend davon einem Umformer- oder Umrichternetzwerk zugeführt werden, um die variable Frequenz des Hauptstatorausganges in einen Konstantfrequenzausgang umzuformen. Frequenzwandlerschaltungen, mit denen es möglich ist, mit einem mit variabler Drehzahl angetriebenen Generator Ausgänge konstanter Frequenz herzustellen, sind allgemein bekannt. Dazu wird beispielsweise auf die US-Patentschriften 3 400 321, 3 431 483 und 3 593 106 verwiesen. Die Hauptankerwicklungen sind somit entweder mit einer Steuerschaltung verbunden, die beim Betrieb der Maschine als Motor den Wicklungen den Strom in der richtigen Reihenfolge und zum richtigen Zeitpunkt zuführt, oder sind im Falle des Betriebs der Maschine als Generator an eine Verbraucherschaltung bzw. eine Frequenzwandlerschaltung angeschlossen, die die in den Wicklungen erzeugte Spannung in eine Ausgangsspannung konstanter Frequenz umformt.

Unabhängig davon, ob sich die Maschine im Motor- oder Generatorbetrieb befindet, sind die Feldwicklungen des gleichstromerregten Hauptrotors 14 über eine Anzahl von Gleichrichtern, die schematisch als Brückengleichrichter 19 dargestellt sind und die direkt auf der Welle ange-

509834/0617

bracht oder im Falle einer Hohlwelle innerhalb der Welle untergebracht sind, mit Ankerwicklungen 18 einer Erregermaschine 17 verbunden. Die gleichgerichtete Spannung vom Erregermaschinenanker 18 sorgt für die Gleichspannungserregung der Feldwicklungen des Hauptmaschinenrotors 14. Der Stator der Erregermaschine 17 enthält drei Wicklungen 20, 21 und 22, die über eine Reihenschaltung/Sternschaltung-Schalteinrichtung 23 für die Feldwicklungen entweder durch einen Wechselstromeingangsschalter 24 mit einer Wechselstromquelle oder durch einen Gleichstromeingangsschalter 25 mit einer Gleichstromquelle verbunden sind. Die Gleichstromfelderregung für die Erregermaschine 17 kann von einem Permanentmagnetgenerator 26 stammen, dessen Permanentmagnetrotor 27 auf der Welle 15 angebracht ist. Der Permanentmagnetrotor 27 ist derart ausgelegt, daß er eine der Anzahl der Polpaare der Hauptsynchronmaschine entsprechende Anzahl von Nord-Süd-Polpaaren aufweist, so daß man den Permanentmagnetgenerator in Verbindung mit einem nicht dargestellten Stellungsfühlerelement, beispielsweise einem Hallelement, verwenden kann, um während des Motorbetriebs als Wellenstellurigsfühler für den Hauptmaschinenrotor zu dienen. Darüberhinaus dient der Permanentmagnetgenerator als Spannungsquelle, und zwar sowohl für Steuerzwecke in der Zyklokonverter- oder Frequenzumrichter-Steuerschaltung als auch zur Gleichspannungszufuhr für die Feldwicklungen der Erregermaschine während der Generatorbetriebsart. Zu diesem Zweck ist eine stationäre Ankerwicklung 28 des Permanentmagnetgenerators 27 über einen zur Gleichspannungserzeugung dienenden Gleichrichter 29 mit dem Gleichspannungseingangsschalter 25 verbunden, der mit der Schalteinrichtung 23 für die Feldwicklungen der Erregermaschine in Verbindung steht. Die gleichgerichtete Ausgangs spannung des Gleichrichters wird ferner über eine Leitung 30 der Umrichtersteuerschaltung zugeführt, um Steuer spannungen für den Umrichter bereitzustellen. Weiterhin werden von den nicht dargestellten

509834/061 7

Stellungsfühlenden Hallgeneratoren, die in der Nachbarschaft des Rotors des Permanentmagnetgenerator angeordnet sind, Ausgangssignale dem Umrichter zugeführt, um das Schalten der Pestkörper-Schaltelemente zu steuern, so daß diese den Hauptstatorwicklungen der Synchronmaschine wahlweise Strom zuführen.

Die Feldwicklungen 20, 21 und 22 werden durch den Schalter oder die Schalteinrichtung 23 wahlweise entweder in Reihe geschaltet, wenn die Maschine als Synchronerregergenerator ^:mit vertauschtem Innen- und Außenaufbau arbeitet ₉ oder zu einer dreiphasigen Sternschaltung verbunden, wenn die Maschine während der Motorbetriebsart als Rotationstransformator arbeitet.

Die Eingangsschalter 24 und 25, die eine Erregergleichspannung bzw. eine Erregerwechselspannung den Erregerfeldwicklungen zuführen, und der Feldwicklungsverbindungsschalter 23 werden von einem auf die Drehzahl ansprechenden Netzwerk- 31 gesteuert, das Steuersignale -erzeugt ₉ die über Leitungen 32, 33 und 34 den einzelnen Schaltern zugeführt werden, um die Zufuhr der Erregerspannung und die Schaltungsverbindung der Statorwicklungen zu steuern.

Unter normalen Bedingungen, wenn die Maschine anfangs in der Motorbetriebsart zum Antrieb eines Verbrauchers erregt wird, dreht sich die Welle 15 nicht, und die Erregermaschine 17 muß in einen Rotationstransformatorumformer umgewandelt werden, um im Erregermaschinenanker 17 eine Spannung zu induzieren. Der Ausgang des Drehzahlfühlernetzwerks 31 wird über die Leitung 33 dem Wechselstromeingangsschalter 24 zugeführt, um der Statorwicklung eine dreiphasige Speisewechselspannung zuzuführen. Weiterhin wird der Ausgang des Netzwerks 31 über die Leitung 32 dem Feldwicklungsverbindungsschalter 23 zugeführt, um die Feldwicklungen 20

50983A/0617

bis 22 in eine dreiphasige Sternschaltung zu bringen. Gleichzeitig wird über die Leitung 34 dem Gleichstromeingangsschalter 25 ein Sperrsignal zugeführt, um diesen Schalter zu sperren und damit die Feldwicklungen von der Gleichstromspeisespannung des Gleichrichters 29 bzw. des Permanentmagnetgenerators 26 zu trennen. Die dreiphasige Wechselspannung erzeugt im Maschinenluftspalt einen magnetoinotorischen Kraftverlauf, der in den sterngeschalteten Ankerwicklungen eine Dreiphasenspannung induziert. Diese Spannung wird gleichgerichtet^ um für die Gleichstromfeldwicklungeri des Hauptmaschinenrotors 14 eine Felderregung vorzusehen,, obgleich die Maschine anfangs still steht. Wenn die Hauptsynchronmaschine 10 als Motor arbeitet und ihre Drehzahl zunimmt, wird ein Funkt erreicht ₉ bei dem der Verbraucher, beispielsweise das Düsentriebwerk, mit einer Drehzahl angetrieben wird, die ausreicht, um das Düsentriebwerk zu zünden und es auf die Start- oder Leerlaufdrehzahl su bringen« Zu diesem Zeitpunkt auß die Hauptsynchronmaschine vom Motorbetrieb in den Generatorbetrieb umgeschaltet werden, und die Erregermaschine 17 muß gleichseitig vom Rotationstransformator in einen Symchronerregergen©rator überführt werden. Wenn daher die Maschine eine vorgegebene Drehzahl überschreitet, verändern sich die vom Drehzahlfühler 31 über die Leitungen 32 and 33 dem Schalter 23 und dem Wechselstromeingangsschalter 24 zugeführten Steuersignale derart, daß die Arbeitsweise des Wechselstromeingangsschalters 23 unterbrochen und die dreiphasige Wechselstromerregerspannung von den Statorwicklungen abgeschaltet wird und gleichzeitig der Verbindungsschalter 23 die Wicklungen 20 bis 22 in Reihe schaltet. Das über die Leitung 34 dem Gleichstromeingangsschalter 25 zugeführte Sperrsignal verschwindet, und der Gleichstromeingangsschalter 25 führt, nun über den Verbindungsschalter 23 den in Reihe geschalteten Feldwicklungen die gleichgerichtete Erregerspannung der Gleichrichterbrücke 29 zu. Die den in

509834/0617

Reihe geschalteten Feldwicklungen zugeführte Gleichspannung erzeugt für die Erregermaschine 17 ein Gleichstromfeld, und die Maschine arbeitet jetzt als Synchronerregergenerator mit vertauschtem Innen- und Außenaufbau, um in den Rotorankerwicklungen eine dreiphasige Wechselspannung zu erzeugen. Diese Spannung wird in der Gleichrichterbrücke 19 gleichgerichtet und den Feldwicklungen des Hauptmaschinenrotors zugeführt. Die Hauptmaschine arbeitet jetzt als Synchrongenerator, dessen Ausgangs spannung eine Frequenz hat, die der Drehzahl der Welle 15 proportional ist. Die Ausgangs spannung des Stators 11 des Synchrongenerators wird, wie bereits angedeutet, entweder direkt einer Verbraucherschaltung zugeführt oder an einen Zyklokonverter bzw. Frequenzumrichter gelegt, der trotz veränderlicher Drehzahl eine Ausgangsspannung konstanter Frequenz liefert.

In der Fig. 2 ist schematisch die Verbindung der Rotor- und Statorwicklungen der Erregermaschine 17 dargestellt. Weiterhin sind die Verbindungen für die Wechselstrom- und Gleichstromzufuhr zu sehen. Die Feldwicklungen des stationären Ankers der Erregermaschine 17 bestehen aus den bereits erwähnten Wicklungen 20, 21 und 22. Das eine Ende der Wicklung 20 ist über einen Schalter 41 mit einem Eingangsanschluß 42 einer Wechselstromquelle verbunden. Das andere Ende der Wicklung 20 ist geerdet. Das eine Ende der Wicklung 22 ist über einen Schalter 43 mit einem zweiten Wechselstromeingangsanschluß 42 verbunden und über einen Arbeitskontakt 47 eines Schaltschützes an das eine Ende der Wicklung 20 angeschlossen. Das andere Ende der Wicklung 22 ist mit dem einen Ende der Wicklung 21 und über einen Ruhekontakt 44 des Schaltschützes mit Erde bzw. dem anderen Ende der Wicklung 20 verbunden. Das andere Ende der Wicklung 21 ist über einen Schalter 45 mit dein verbleibenden dritten Wechselstromeingangsanschluß 42 verbunden und über einen Schalter 46 an den Gleichrichteraus-

509834/0617

2504B94

gangsanschluß des Permanentmagnetgenerators 26. Das geerdete Ende der Wicklung 20 steht somit über den normalerweise geschlossenen Ruhekontakt 44 mit dem Verbindungspunkt zwischen den Wicklungen 21 und 22 in Verbindung. Das nicht geerdete Ende der Wicklung 20 ist über den normalerweise offenen Arbeitskontakt 47 an den Verbindungspunkt zwischen dem Schalter 43 und der Wicklung 22 angeschlossen und steht über den Schalter 41 mit dem ersten Wechselstromeingangsanschluß 42 in Verbindung. Wenn der Ruhekontakt 44 geschlossen und der Arbeitskontakt 47 geöffnet ist, bilden die Feldwicklungen eine dreiphasige Sternschaltung, deren neutraler Punkt geerdet ist. Das bedeutet, daß in diesem Fall das geerdete Ende der Wicklung 20 über den geschlossenen Kontakt 44 mit dem Verbindungspunkt der Wicklungen 21 und 22 zusammengeschaltet ist. Wenn im Gegensatz dazu der normalerweise geschlossene Ruhekontakt 44 geöffnet und der normalerweise geöffnete Arbeitskontakt 47 geschlossen ist, liegen die Feldwicklungen 20, 21 und 22 zwischen Erde und dem Verbindungspunkt der Schalter 45 und 46 in Reihe.

Die Schalter 41, 43, 45 und 46 werden zusammen mit den Kontakten 44 und 47 wahlweise derart gesteuert, daß die Schalter 41, 43 und 45 eingeschaltet bzw. geschlossen sind und der Schalter 46 ausgeschaltet bzw. geöffnet ist, wenn der Kontakt 44 geschlossen und der Kontakt 47 geöffnet ist, so daß die stationären Feldwicklungen eine dreiphasige Sternschaltung bilden und mit einer dreiphasigen Wechselspannung versorgt werden. In diesem Fall, bei dem die Hauptmaschine im Motorbetrieb arbeitet, stellt die Maschine einen Rotationstransformator dar.

Wenn die Maschine 17 während der Generatorbetriebsart der Hauptmaschine als Synchronerregergenerator mit vertauschtem Innen- und Außenaufbau arbeiten soll, wird der Kontakt 44 geöffnet und der Kontakt 47 geschlossen, wobei

509834/0617

2 BOA'S 9 4

die Feldwicklungen in Reihe geschaltet werden, und gleichzeitig werden die Schalter 41, 43 und 45 unter Abschaltung der Wechselstromspeisespannung geöffnet und der Schalter wird geschlossen, um den in Reihe geschalteten Feldwicklungen die gleichgerichtete Spannung des Permanentmagnetgenerators zuzuführen. Während der Generatorbetriebsart der Hauptmaschine sind somit die Feldwicklungen in Reihe ge°« schaltet, und den Feldwicklungen wird die Gleichstromspan» nung zugeführt, so daß für den Erregergenerator eine Felderregung vorgesehen ist.

Der Rotor 18 der Erregermaschine 17 weist ©ine stsmgeschaltete dreiphasige Ankerwicklung mit Wicklungen 48₉: 49 und 50 auf. Die in den sterngeschalteten Rotorwie&IiBigen induzierten Spannungen werden in der gezeigten Weis© den Gleichrichterzweigen 51, 52 und 53 einer Brüekengi richteranordnung zugeführt. Die Gleichrichterzweige la allgemeinen auf der Welle oder innerhalb der Hell® der Erregermaschine angeordnet und dienen isur-Gle der In den Rotorwicklungen der Erregermaschine Wechselspannungen, um für die Glelchetromerregung der Feldwicklung 54 der Hauptsynchronmasehine zu'sorgen. Die den Gleichrichterzweigen 51» 52 und 53 vorgesehenen richter sind zu einem dreiphasigen VollweglxrUc&engleicfcr£@1iter zusammengeschaltet, wobei die Gleichrichter derart gepolt sind, daß der eine Gleichrichter la federn Briickengleichrichterzweig die positive Halbwelle and eier andere Gleichrichter in federn Brückengieichriehterzweig die a@ga-° ti ve Halbwelle gleichrichtet, um die Erregergleichspamraag für das Hauptfeld zu erzeugen.

In der Fig. 3 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung zum wahlweisen Eufuhren der Erregerwechselspannung und der Erregergleichspannung an die Feldwicklungen dargestellt und darüberhinaus ist eine be-

509834/0617

vorzugte Ausführungsform einer auf die Drehzahl ansprechenden Schaltung zum Steuern der Schalter zwecks Zufuhr der Erregerspannungen zu den Feldwicklungen und zum Verbinden der Feldwicklungen gezeigt. Die Feldwicklungen 20, 21 und 22 sind über die Schalter 41, 43 und 45 mit den dreiphasigen Wechselstromeingangsanschlüssen 42 verbunden. Der Verbindungspunkt zwischen den Wicklungen 21 und 22 führt über den Schalter 44 zu einem Erdanschluß 55, an den auch das nicht mit dem Schalter 41 verbundene Ende der Wicklung 20 angeschlossen ist. Darüberhinaus steht das nicht geerdete Ende der Wicklung 20 über einen normalerweise geöffneten Festkörperschalter 47 mit dem einen Ende der Wicklung 22 in Verbindung. Die Gleichspannung, bei der es sich um die gleichgerichtete Ausgangsspannung des Permanentmagnetgenerators handeln kann, kann über einen Festkörperschalter 46 dem einen Ende der Wicklung 21 zugeführt werden.

Die Schalter 41, 43 und 45, über die die Wicklungen mit der' Wechselspannung verbindbar sind, bestehen aus Paaren antiparallel geschalteter Siliciumthyristoren GL und Qg, CU und Q^ sowie Qc und Og. Die Steueranschlüsse von jedem der steuerbaren Siliciumthyristoren oder steuerbaren Siliciumgleichrichter sind mit dem Ausgang des Drehzahlfühler-Steuernetzwerks 31 derart verbunden, daß einer der Thyristoren ^edes Thyristorpaares während der positiven Halbwelle der Speisewechselspannung und der andere während der negativen Halbwelle der Speisewechselspannung leitet· So sind die steuerbaren Siliciumthyristoren Q^, Q, und Q₅ in den Schaltern 41, 43 und 45 derart gepolt, daß ihre Anoden-Kathoden-Strecken während der positiven Halbwelle in Vorwärtsrichtung vorgespannt sind, während die Anoden-Kathoden-Strecken der steuerbaren Thyristoren Q₂, Q^ und Qg während der negativen Halbwellen der Speisespannung in Vorwärtsrichtung vorgespannt sind. Wenn die Schalter ge-

509834/0617

schlossen bzw. betätigt werden sollen, wird den Steueranschlüssen jedes steuerbaren Siliciumthyristors eine positive Spannung zugeführt, so daß in jedem der Schalter der eine Thyristor während der positiven Halbwelle und der andere Thyristor während der negativen Halbwelle der Speisewechselspannung zündet, so daß die Eingangsanschlüsse 42 der Wechselspannungsquelle mit den Feldwicklungen verbunden sind.

Der Schalter 44 ist mit dem Verbindungspunkt der Wicklungen 21 und 22 verbunden und liegt daher in Reihe mit der Wicklung 22 und dem Schalter 43 sowie mit der Wicklung 21 und dem Schalter 42. Wenn beispielsweise der Schalter 43 geschlossen ist, um der Wicklung 22 eine Wechselstromerregerspannung zuzuführen,- tritt diese Spannung auch am Schalter 44 auf, der antiparallelgeschaltete Siliciumthyristoren Q~ und Qg enthält, deren Steueranschlüsse ebenfalls an den Ausgang des Netzwerks 31 angeschlossen sind-. Die Zündspannung liegt somit stets gleichzeitig an den steuerbaren Siliciumthyristoren der Schalter 41, 43, 44 und 45 an, so daß der Erdanschluß 55 wirksam mit dem Verbindungspunkt zwischen den Wicklungen 21 und 22 verbunden ist und die Wicklungen 20, 21 und 22 eine dreiphasige Sternschaltung bilden, die mit einer dreiphasigen Wechselspannung gespeist wird.

Die Wicklung 22 ist über den Festkörperschalter 47 mit einem steuerbaren SiIiciumthyristör Qq an das eine Ende der Wicklung 20 angeschlossen. Dabei ist die Kathode des Thyristors mit der Wicklung 22 und die Anode über eine stoßunterdrückende Spule 56 mit der Wicklung 20 verbunden» Ferner ist dem steuerbaren Siliciumthyristor GU eine Reihenschaltung aus einem Kondensator und einem Widerstand parallelgeschaltet. Wenn die Maschine 17 als Synchronerregergenerator arbeiten soll, wird dem Steueranschluß des steuerbaren Siliciumthyristors Qg eine Zünd-

509834/0617

spannung zugeführt, um die Feldwicklungen in Reihe zu schalten. Das eine Ende der Wicklung 21 ist über einen steuerbaren Silicirmthyristor Q₁₀ des Schalters 46 mit einem Gleichspannungsanschluß 64 verbunden, an dem eine negative Spannung -V liegt. Der normalerweise'geöffnete Schalter 47 und der normalerweise geöffnete Schalter 46 werden gleichzeitig betätigt, so daß die steuerbaren SiIiciumthyristören Qq und Q^₀ während des Generatorbetriebs gleichzeitig in den leitenden Zustand gelangen, um die Feldwicklungen in Reihe zu schalten und dem Erregergenerator eine Gleichstromfelderregung zuzuführen.

Das auf die Drehzahl ansprechende Schaltnetzwerk 31 liefert an die steuerbaren SiIiciumthyristören von Jedem der Schalter 41, 43 , 44, 45, 46 und 47 derart wahlweise Zündimpulse, daß zum einen die Schalter 41, 43, 44 und zusammen betätigt werden und zum anderen die Schalter 46 und 47 als Schalterpaar arbeiten. Zu diesem Zweck weist das auf die Drehzahl ansprechende Schaltnetzwerk ein erstes bistabiles Flipflop 58 auf, das die steuerbaren SiIiciumthyristoren Q^ bis Q_Q ansteuert, und ein zweites bistabiles Flipflop 59, das die steuerbaren Siliciumthyristoren Qq und _1Q ansteuert. Ein Setzanschluß des Flipflop 58 ist über einen normalerweise offenen Druck- oder Startschalter 60 mit einem Anschluß 61 für eine Triggerspannung verbunden. Zum anfänglichen Einschalten der Anlage wird die Drucktaste 60 vorübergehend niedergedrückt, um dem Setzanschluß des Flipflop 58 eine positive Spannung bzw. einen Logikwert von 1 zuzuführen, mit der Wirkung, daß die Hauptsynchronmaschine zum Antrieb von beispielsweise einem Düsentriebwerk als Motor betrieben wird. Beim Niederdrücken der Drucktaste 60 wird nämlich das Flipflop 58 gesetzt, so daß an seinem Ausgangsanschluß Q eine Spannung bzw. ein logischer Pegel von 1 auftritt. Das Ausgangssignal des Q-Anschlusses wird über ein Kabel 62 mit mehre-

509334/0617

250A"894

ren Steuerleitungen den Steueranschlüssen der steuerbaren SiIiciumthyristören Q₁ bis Q_Q zugeführt. An den Steueranschlüssen der Siliciumthyristören GL bis Qg liegen daher Triggerspannungen an, die bewirken, daß die Siliciumthyristoren während jeder Halbwelle der über die Anschlüsse 42 zugeführten dreiphasigen Speisewechselspannung leitend werden· Die leitenden Siliciumthyristören CL bis Qg sorgen dabei für die Wechsel Spannungszufuhr zu den Wicklungen, und die Siliciumthyristoren GU und Qq bilden aus den Wicklungen die Sternschaltung, so daß die Erregermaschine als Rotationstransformator arbeitet. Während dieser Zeit befindet sich das Flipflop 59 in einem Zustand, bei dem an seinem Q-Ausgangsanschluß eine niedrige Spannung oder ein Logikwert von 0 anliegt, so daß die steuerbaren Siliciumthyristoren Qq und Q₁₀ gesperrt sind und die Gleichspannung von den Wicklungen abgeschaltet und der Schalter 47 offen ist. Sobald die Maschine eine vorbestimmte Drehzahl erreicht, erhält ein Drehzahlsteuernetzwerk 63 von einem Drehzahlfühler einen Ausgangsimpuls, der sowohl dem Rücksetzanschluß des Flipflop 58 als auch dem Setzanschluß des Flipflop 59 zugeführt wird· Die Folge davon ist, daß die beiden Flipflops ihre Zustände umkehren. Der Ausgangsimpuls des Drehzahlsteuernetzwerks setzt somit das Flipflop 58 zurück, so daß der Pegel an seinem Q-Ausgangsanschluß von einem hohen Wert auf einen niedrigen Wert bzw. vom Pegel 1 auf den Pegel 0 übergeht. Damit wird die Trigger spannung von den Steueranschlüssen der steuerbaren Siliciumthyristoren Q₁ bis Qg abgeschaltet. Die Folge davon ist, daß unabhängig davon, welche vier dieser aus acht Thyristoren bestehenden Thyristorgruppe während dieser besonderen Halbwelle der Wechselspannung gerade leiten, die Wechselspannung an diesen vier Thyristoren ihre Richtung umkehrt, sobald die Speisewechselspannung ihre Polarität umkehrt, so daß diese Thyristoren gesperrt werden und der leitende Zustand beendet ist. Da an den Steueranschlüssen der Thyri-

509834/0617

stören keine Triggerspannungen mehr anliegen, geraten in der nächsten Wechselstromhalbwelle keine Thyristoren in den leitenden Zustand. Die Schalter 41, 43 und 45, die für die dreiphasige Wechselspannungszufuhr sorgen, werden daher geöffnet, und auch der Schalter 44 mit den Thyristoren Ο« und Qg wird geöffnet, um die zum Verbindungspunkt der Wicklungen 21 und 22 bestehende Erdverbindung zu trennen.

Gleichzeitig setzt der Ausgangsimpuls des Drehzahlsteuernetzwerks 63 das Flipflop 59, so daß an seinem Q-Ausgangsanschluß ein hohes Potential bzw. ein logischer Pegel von 1 auftritt. Damit wird den Steueranschlüssen der steuerbaren Siliciumthyristören Qq und Q,.q eine Triggerspannung zugeführt. Da an der Kathoden-Anoden-Strecke des Thyristors Q^₀ bereits eine Spannung geeigneter Polarität anliegt, gerät der Thyristor CLq beim Anlegen der Triggerspannung in den leitenden Zustand, so daß über die Wicklungen 21 und 22 auch an die Anoden-Kathoden-Strecke des Thyristors Qg eine Gleichspannung gelegt wird. Da dem Steueranschluß des Thyristors Qq ebenfalls eine positive-Trigger spannung zugeführt wird, geht auch dieser Thyristor in den leitenden Zustand über und schaltet die Wicklungen 20, 21 und 22 in Reihe zwischen den Erdanschluß ^5 und den Gleichspannungsanschluß 64. Die Wicklungen 20 bis 22 sind jetzt wie eine übliche Gleichstromfeldwicklung geschaltet, und im Luftspalt der Erregermaschine tritt eine Gleichstromerregung auf. Die Erregermaschine arbeitet jetzt als Synchronerregergenerator, der in den sterngeschalteten Rotorwicklungen der Erregermaschine eine Wechselstromspannung induziert.

Es wurde somit für eine Synchronmaschine eine Erregeranlage geschaffen, die in der Lage ist, als Rotationstransformator zu arbeiten, um der Hauptfeldwicklung der Synchronmaschine eine Erregerspannung zuzuführen, wenn die

509834/0617

Synchronmaschine im Motorbetrieb arbeitet. Dies wird dadurch erreicht, daß die Feldwicklungen der Erregermaschine zu einer Sternschaltung zusammengeschaltet werden können und daß dieser Sternschaltung eine dreiphasige Wechselspannung zuführbar ist, um im Luftspalt der Maschine ein Rotationsfeld zu erzeugen, das selbst bei Stillstand im Erregermaschinenrotor eine Wechselspannung induziert, die zur Erregung der Feldwicklung der Hauptmaschine gleichgerichtet wird. Wenn die Hauptmaschine von der Motorbetriebsart in die Generatorbetriebsart übergeht, werden die Feldwicklungen der Erregermaschine in Reihe geschaltet, die dreiphasige Wechselspannung wird abgeschaltet und den in Reihe geschalteten Feldwicklungen wird eine Gleichspannung zugeführt, so daß im Luftspalt ein Gleichfeld entsteht, so daß die Maschine jetzt als Synchrongenerator mit vertauschtem Innen- und Außenaufbau arbeitet, um für die Hauptmaschine die Felderregung zu liefern.

Die beschriebene Anordnung gestattet in einer sehr einfachen und effektiven Weise mit einem Minimum an Änderungen'in der Konstruktion der Erregermaschine die Zufuhr der Erregerspannung für die Hauptfeldwicklung während beiden Betriebsarten. Dies wird dadurch erreicht, daß die Schaltvorgänge und die Steuerung der Schaltvorgänge außerhalb der Maschine vorgenommen werden, wo die Feldwicklungsleitungen nach außen geführt sind. Man erreicht damit eine hohe Effizienz und gleichzeitig eine große Flexibilität im Hinblick auf die Betriebseigenschaften der Anlage.

509834/0617

Claims

Patentansprüche Erregeranlage fü;.· eine dynamoelektrische Maschine, die sowohl als bürstenloser Gleichstrommotor als auch als Synchrongenerator betreibbar ist, gekennzeichnet durch a. eine mit rotierenden Ankerwicklungen (18; 48, 49, 50) und stationären Feldwicklungen (20, 21, 22) versehene Erregermaschine (17), die auf derselben Welle (15) wie die Feldwicklungen (14; 54) der dynamoelektrischen Maschine (10) angeordnet ist, b. eine Gleichrichteranordnung (19), die zur Gleichstromfelderregung der dynamoelektrischen Maschine sowohl während des Betriebs als Motor als auch während des Betriebs als Synchrongenerator den Ausgang der rotierenden Erregerankerwicklungen (18; 48, 49, 50) gleichrichtet, und c. eine Einrichtung (23, 24, 25) zum selektiven Betreiben der Erregermaschine (17) als rotierender Transformator zum Liefern eines Gleichstromflusses für die als Motor arbeitende dynamoelektrische Maschine und als Erregergenerator zum Liefern einer Gleichstromfelderregung für die als Synchrongenerator arbeitende dynamoelektrische Maschine und dadurch daß sich die zum selektiven Betreiben der Erregermaschine (17) dienende Einrichtung auszeichnet durch

1) Mittel (23) zum Verbinden der stationären Feldwicklungen (20, 21, 22) zu einer Mehrphasenschaltung und Mittel (24) zum Erregen der Feldwicklungen mit einem mehrphasigen Wechselstromsignal, um im Luftspalt der Erregermaschine (17) einen Flußverlauf zu erzeugen, der beim Motorbetrieb der dynamoelektrischen Maschine in den rotierenden Erregerankerwicklungen (18; 48, 49, 50) eine Wechselspannung induziert, die nach Gleichrichtung durch die Gleichrichtereinrichtung (19) für eine Erregung der Feldwicklungen und einen Gleichstromfluß in der dynamoelektrischen Maschine (10) sorgt, wobei die dynamoelektrische Ma-

509834/0617

schine als Motor zum Antreiben einer Belastung arbeitet, und

2) Mittel zum Ändern der Erregung der Erregerfeldwicklungen (20, 21, 22), um beim Generatorbetrieb der dynamoelektrischen Maschine (10) im Luftspalt der Erregermaschine (17) ein Gleichstromfeld zu erzeugen, das in den Erregerankerwicklungen (18; 48, 49, 50) eine Wechselspannung erzeugt, einschließlich von Mitteln (23) zum Verbinden der Erregerfeldwicklungen (20, 21, 22) in Reihe und Mitteln (25) zum Aufdrücken einer Gleichspannung auf die in Reihe geschalteten Feldwicklungen, so daß die Erregermaschine (17) für eine Gleichstromfelderregung der dynamoelektrischen Maschine während des Generatorbetriebs sorgt und auch einen Gleichstromfluß bereitstellt, wenn die dynamoelektrische Maschine ausgehend vom Stillstand bis zu einer Drehzahl als Motor arbeitet.

2. Erregeranlage nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch auf die Drehzahl der dynamoelektrischen Maschine (10) ansprechende Mittel (31) zum Umschalten der Erregung der Erregerfeldwicklungen (20, 21, 22), sobald die dynamoelektrische Maschine eine vorbestimmte Drehzahl erreicht, bei der ihre Arbeitsweise vom Motorbetrieb in den Generatorbetrieb übergeht.

3. Erregeranlage nach Anspruch 1 oder 2, dadu'rch gekennzeichnet, daß die Erregerfeldwicklungen (20, 21, 22) in eine dreiphasige Sternschaltung schaltbar sind und daß die ihnen zugeführte Erregerspannung eine Dreiphasenspannung ist.

509834/0617

2 5 O A'8 9

4. Erregeranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Schalter (41, 43, 45) zwischen die mehrphasigen Erregerfeldwicklungen (20, 21, 22) und eine mehrphasige Spannungsquelle (42) geschaltet sind, daß ein weiterer Schalter (46) zum Anschließen der Erregerfeldwicklungen an eine Gleichspannungsquelle (26, 29) vorgesehen ist und daß Mittel (31) die erstgenannten Schalter (41, 43_f 45) schließen und den weiteren Schalter (46) öffnen, wenn die dynamoelektrische Maschine (10) als Motor betrieben wird, und die erstgenannten Schalter (41, 43, 45) öffnen und den weiteren Schalter (46) schließen, wenn die dynamoelektrische Maschine eine vorbestimmte Drehzahl erreicht, so daß die Mehrphasenspannung von den Erregerfeldwicklungen abgeschaltet wird und die Erregerfeldwicklungen während des Generatorbetriebs von der Gleichspannung gespeist werden.

5. Erregeranlage nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannten Schalter (41, 43, 45) und der weitere Schalter (46) torgesteuerte Festkörperschalter.(Q₁, Q₂* CU, Q^, Qc, Qg, Q₁₀) enthalten und daß Mittel (58 bis 62) vorgesehen sind, die an die Torsteueranschlüsse der erstgenannten Schalter (41, 43, 45) während des Motorbetriebs selektiv Triggersignale anlegen und die auf die Drehzahl der dynamoelektrischen Maschine ansprechen, um beim Erreichen einer vorbestimmten Drehzahl die Triggersignale von den erstgenannten Schaltern zu entfernen und den Festkörperschalter des weiteren Schalters (45) zu triggern.

503834/061?

6. Erregeranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf derselben Welle (15) wie die dynamoelektrische Maschine (10) ein Permanentmagnetgenerator (26) angeordnet ist, daß eine Einrichtung (29) zum Gleichrichten des Ausgangs des Permanentmagnetgenerators vorgesehen ist und daß beim Betrieb der dynamoelektrischen Maschine als Generator eine Schalteinrichtung (25) die gleichgerichtete Ausgangsspannung den Erregerfeldwicklungen (20, 21, 22) zuführt.

7. Erregeranlage nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die erstgenannten Schalter (41, 43, 45) jeweils ein. Paar steuerbarer Siliciumthyristoren enthalten, die antiparallel geschaltet sind.

8. Erregeranlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregerfeldwicklungen drei Wicklungsabschnitte (20, 21, 22) aufweisen, daß zwei (21, 22) der Wicklungsabschnitte dauerhaft miteinander verbunden sind, daß das eine Ende des verbleibenden Wicklungsabschnitts (20) über einen ersten Schalter (44) mit dem Verbindungspunkt der beiden dauerhaft miteinander verbundenen Wicklungsabschnitte verbunden ist, um während des Motorbetriebs der dynamoelektrischen Maschine die Feldwicklungsabschnitte zu einer Mehrphasenschaltung zusammenzuschalten, und daß ein zweiter Schalter (47) das andere Ende des verbleibenden Wicklungsabschnitts (20) mit dem freien Ende von einem (22) der beiden dauerhaft miteinander verbundenen Wicklungsabschnitte verbindet, um die Feldwicklungen während des Generatorbetriebs der dynamoelektrischen Maschine in Reihe zu schalten.

509834/0617