DE381828C

DE381828C - Arrangement for the compensation of AC-DC single armature converters

Info

Publication number: DE381828C
Application number: DES50449D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1923-09-25

Description

Anordnung zur Kompensation von Wechselstrom-Gleichstrom-Einankerumformern. Die Erfindung betrifft die Anordnung einer Kompensationswicklung bei Wechselstrom-Gleichstrorn-Einankeruniforniern. Iin allgemeinen werden bei diesen Maschinen Kompensationswicklungen nicht verwendet, weil (las Gleichstroni-Ankerfeld bereits durch das Wechselstrom-Ankerfeld aufgehoben, im Anker somit kein überschüssiges Feld vorhanden ist, das zti kompensieren wäre. Andererseits liegt bei diesen Maschinen die Gefahr vor, daß hei plötzlichen Kurzschlüssen im Gleichstromnetz Rundfeuer auf dem Kollektor auftritt. Untersuchungen haben nun gezeigt, daß die Ursache des Rundfeuers darin besteht, daß das dein Kurzschluß-Gleichstromfeld entsprechende Wechselstrom-Ankerfeld sich langsamer ausbildet als das Gleichstrom-Ankerfeld, und daß hierdurch Feldverzerrungen in der :Maschine und damit unzulässig hohe Segmentspannungen auftreten.Arrangement for the compensation of AC-DC single armature converters. The invention relates to the arrangement of a compensation winding in AC-DC single-armature units. In general, compensation windings are not used on these machines, because (read the Gleichstroni anchor field already canceled by the alternating current anchor field, there is therefore no excess field in the anchor that would be compensated for by zti. On the other hand, there is a risk of sudden short circuits with these machines in the direct current network round fire occurs on the collector. Investigations have now showed that the cause of the round fire is that the your short-circuit DC field corresponding alternating current armature field develops more slowly than the direct current armature field, and that this causes field distortions in the: machine and thus unacceptably high segment voltages appear.

Dieser Nachteil kann nun vermieden werden, wenn die der Erfindung gemäß auf dein Pol des Einankerutnforiners angeordnete Kotnpensationswicklungtransformatorisch vom Gleichstrom-Ankerstronikreis erregt wird. Diese transforniatorische Erregung kann auf verschiedene Weise erfolgen. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel veranschaulicht, worin a den Ständer eines Einankeruniforiners finit dein Anker h bedeutet. c sind die Hauptpole, die außer der Feldwicklung d eine Kompensationswicklung e erhalten. f sind die Wendepole mit ihrer normalen Wendepolwicklung g. In dem Gleichstrom-Ankerstromkreis ist nun die Primärwicklung 1i eines Transformators i eingeschaltet, dessen Sekundärwicklung 1 die Kompensationswicklulig speist. An Stelle dieses Transformators i kann irgendeine andere Einrichtung treten, die es ermöglicht, den Kompensationsstromkreis transformatorisch vom Ankerstromkreis zu speisen. Beispielsweise könnte die Wendepolwicklung als Primärwicklung eines solchen Transformators dienen. Befindet sich der Schalterle in der Stellung rx, so bleibt bei stationären Gleichstromverhältnissen die Kompensationswicklung unerregt. Tritt jedoch im Gleichstromnetz ein plötzlicher Kurzschluß auf, so entsteht im Transformator, durch die Wicklung h erregt, ein veränderliches Feld, (las in der Sekundärwicklung 1 des Transformators eine Spannung erzeugt, die rler Kompensationswicklung aufgeprägt wird und die ausreicht, das überschüssige Gleichstrom-Anker feld zu kompensieren, bis (las Wechselstromfeld dem Gleichstromfeld nachgeeilt ist.This disadvantage can now be avoided if the compensation winding arranged according to the invention on the pole of the Einankerutnforiners is energized by a transformer from the DC armature circuit. This transformative excitation can take place in various ways. In the drawing, an embodiment is illustrated in which a means the stand of a single-anchor uniform finite anchor h. c are the main poles which, in addition to the field winding d, have a compensation winding e. f are the reversing poles with their normal reversing pole winding g. In the DC armature circuit, the primary winding 1i of a transformer i is now switched on, the secondary winding 1 of which feeds the compensation winding. Instead of this transformer i, any other device can be used which enables the compensation circuit to be fed in a transformer from the armature circuit. For example, the reversing pole winding could serve as the primary winding of such a transformer. If the switch is in the rx position, the compensation winding remains unexcited under steady-state direct current conditions. However, if a sudden short circuit occurs in the direct current network, a variable field arises in the transformer, excited by the winding h, (a voltage is generated in the secondary winding 1 of the transformer, which is impressed on the compensation winding and which is sufficient for the excess direct current armature field until (las AC field has lagged the DC field.

Wird der Transformator i, nur mit Primärt@ icklung und Sekundärwicklung, wie ein normaler Transformator, ausgeführt, so entsteht durch den konstanten Lastgleichstrom ein Feld im Transformator, das ihn unter Umständen bereits so hoch sättigt, daß er bei auftretenden Kurzschlüssen nur unvollkommen wirkt. Dieser Nachteil kann vermieden werden, indem, wie die Zeichnung zeigt, außer der Primärwicklung h. eine weitere Primärwicklung in in Gegenschaltung angeordnet wird, wobei lieben der Wicklung ni ein Stromverbraucher 1a geringen induktiven Widerstandes liegt. Bei normalem Betrieb heben sich dann die Magnetisierungen in und lt auf. Bei veränderlichen Strömen, Kurzschlüssen dagegen fließt der Strom durch den nebengeschalteten Stromverbraucher iz geringen induktiven Widerstandes, und nur zu einem Teil durch die Wicklung in hohen Widerstandes, so daß die Wicklung lr in ihrer Wirkung überwiegt. In der Sekundärwicklung 1 wird also ein die Kompensationswicklung speisender Strom erzeugt.If the transformer i, only with primary winding and secondary winding, Like a normal transformer, it is created by the constant load direct current a field in the transformer that may saturate it so high that it only works imperfectly when short circuits occur. This disadvantage can be avoided by, as the drawing shows, in addition to the primary winding h. another Primary winding is arranged in a counter-circuit, loving the winding ni a power consumer 1a of low inductive resistance is located. During normal operation The magnetizations in and lt cancel each other out. With changing currents, Short circuits, on the other hand, the current flows through the connected electricity consumer iz low inductive resistance, and only partly through the winding in high resistance, so that the winding lr predominates in its effect. In the secondary winding 1 a current feeding the compensation winding is generated.

Eine andere Möglichkeit, die Magnetisierung des Transformators bei stationärem Gleichstrom ganz oder zum Teil aufzuheben, besteht darin, daß neben die Primärwicklungh ein Stromverbraucher höheren induktiven aber geringeren Ohmschen Widerstandes gelegt wird. Der stationäre Strom fließt dann durch den der Wicklung h nebengeschalteten Stromverbraucher geringen Ohmschen Widerstandes, während bei auftretendenStromstößen der wesentliche Teil des Stromes durch die Wicklung la fließt, die einen geringeren induktiven Widerstand als der ihr nebengeschaltete Stromverbraucher .hat. Es sind noch weitere Schaltungen möglich; beispielsweise ist es nicht unbedingt erforderlich, die Wicklung in in Reihe mit der Wicklung lt zu legen, sie kann auch von der Spannung gespeist werden, denn bei einem Kurzschluß wird die Spannung zur Speisung der Wicklung na klein sein, während der volle Kurzschlußstrom die Wicklung lz durchfließt. Auch hierdurch wird erreicht, daß der Transformator durch den stark veränderlichen Kurzschlußstrom voll erregt wird.Another possibility of completely or partially canceling the magnetization of the transformer with steady direct current consists in placing a current consumer with a higher inductive but lower ohmic resistance next to the primary winding. The steady-state current then flows through the current consumer of low ohmic resistance connected to the winding h, while the major part of the current flows through the winding la, which has a lower inductive resistance than the current consumer connected to it, when current surges occur. Other circuits are also possible; For example, it is not absolutely necessary to put the winding in series with the winding lt, it can also be fed by the voltage, because in the event of a short circuit the voltage for feeding the winding na will be small, while the full short-circuit current will feed the winding lz flows through. This also ensures that the transformer is fully excited by the greatly variable short-circuit current.

In den Stromkreis der Kompensationswicklung wird zweckmäßig eine Wendepol-Hilfswicklung o gelegt, um auch die Kommutierung bei den stark veränderlichen Vorgängen zu unterstützen.A reversing-pole auxiliary winding is expediently inserted in the circuit of the compensation winding o placed in order to also support the commutation in the highly variable processes.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht nun darin, daß die Kompensationswicklung zugleich als Dämpferwicklung dient: Ist beispielsweise ein Umformer für Licht- und Bahnbetrieb bestimmt, so wird bei Lichtbetrieb mit erheblichen Kurzschlüssen im Gleichstromnetz nicht zu rechnen sein, dagegen ist es wünschenswert, auf den Polen des Einankerumformers eine Dämpferwicklung anzuordnen, um alle Pendelungen zu vermeiden. In diesem Falle wird der Transformator i zweckmäßig ausgeschaltet, beispielsweise dadurch, daß der Schalter k in die Stellung ß gebracht wird, in der die Sekundärwicklung L des Transformators i durch den Schalthebel r und die Schiene q kurzgeschlossen ist. Andererseits ist es auch möglich, neben der Kompensationswicklung e eine besondere Dämpferwicklung anzuordnen.Another useful embodiment of the invention is that the compensation winding also serves as a damper winding: If, for example, a converter is intended for light and rail operations, significant short-circuits in the direct current network are not to be expected during light operation Poles of the single armature converter to arrange a damper winding in order to avoid any oscillation. In this case, the transformer i is expediently switched off, for example by bringing the switch k into the position β, in which the secondary winding L of the transformer i is short-circuited by the switching lever r and the rail q. On the other hand, it is also possible to arrange a special damper winding next to the compensation winding e.

Schließlich kann die Kompensationswicklung auch als Anlaßkäfig verwendet werden. Um für diesen Fall günstige Anlaufverhältnisse zu erzielen, ist es zweckmäßig, einen passend bemessenen oder veränderlichen Widerstand p in ihrem Stromkreis anzuordnen. Dies ist ebenfalls bei dem Schalter k angedeutet. Wird beispielsweise der Schalthebel in die Stellung y gebracht, so ist in dem Stromkreis der Kompensationswicklung e, der jetzt als Anlaßkäfig dient, ein Teil des Widerstandes p eingeschaltet, während der Transformator i durch den Schalthebel und die Kurzschlußschiene q zweckmäßig wirkungslos gemacht wird. Ist der Einänkerumformer angelassen, so wird der Schalthebel r, je nachdem die Wicklung e als Dämpferwicklung oder als Kompensationswicklung wirken soll, in die Stellung ß oder a gebracht.Finally, the compensation winding can also be used as a starting cage will. In order to achieve favorable starting conditions in this case, it is advisable to to arrange a suitably sized or variable resistor p in your circuit. This is also indicated for switch k. For example, the gear lever brought into position y, then in the circuit of the compensation winding e, which now serves as a starting cage, part of the resistor p switched on while the transformer i through the switch lever and the short-circuit bar q is expedient is rendered ineffective. If the single-arm converter is started, the shift lever will r, depending on the winding e as a damper winding or as a compensation winding should act, brought into position ß or a.

Claims

PATEN T-AiV PROBLEMS: i. Arrangement for the compensation of alternating current - Direct current - single armature converters, characterized in that the compensation winding is energized by a transformer from the DC armature circuit.

2. Arrangement according to Claim i, characterized in that the compensation winding is connected to the secondary terminals a transformer (i) in the DC circuit.

3. Arrangement according to claim i, characterized in that the reversing pole winding as the primary winding of the transformer serves. d ..

Arrangement according to claim 2, characterized in that for stationary Direct current completely or partially canceled the magnetization of the transformer (i) is.

Arrangement according to Claim 4, characterized in that the transformer two primary windings (h and in) are arranged in counter-circuit, with one of which is a power consumer with low inductive resistance (s).

6. Arrangement according to claim 4, characterized in that, in addition to the primary winding, there is a current consumer high inductive and small ohmic resistance.

7. Arrangement according to claim i, characterized in that the compen-. station winding as a damper winding serves, the voltage source of the compensation winding being bridged. B. Arrangement according to claim i, characterized in that the compensation winding is used as a starting cage serves, with the voltage source bridged by the compensation winding and for it an appropriately adjustable resistor switched on for setting the starting torque can be. G. Arrangement according to claim i, characterized in that in the circuit the compensation winding is an auxiliary reversing pole winding.