DE391204C - Anordnung zur Regelung von Asynchronmaschinen mittels an die Rotorkreise angeschlossener, mechanische Leistung aufnehmender oder abgebender Hintermaschinen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Regelung vonAsynchronmaschinen mittels an die Rotorkreise angeschlossener, mechanische Leistung aufnehmender oder abgebender Hintermaschinen. Bei den bekannten Kaskadenanordnungen von Asynchronmaschinen mit Kollektorhintermaschine erfolgt die Regelung der Drehzahl der Asynchronmaschinen durch Regelung an den Kollektorhintermaschinen. Zur Regelung des Aggregates .durch den Synchronismus ist eine Anordnung bekannt geworden, bei der auf der Welle der Asynchronmaschine eine Kollektormaschine angeordnet ist, die mechanische Leistung aufnimmt oder abgibt. Dieser Kollektormaschine werden die Schlupfströme der Vordermaschine über .den Kollektor und über eine Ständerwicklung zugeführt, während die Erregung der Kollektormaschine über Schleifringe dem Rotor vom Netz aus zugeführt wird. Zur Regelung der Erregung dient ein zwischen Netz und Schleifringe geschalteter .Stufentransformator.
• Die Anordnung eines Stufentransformators ist unerwünscht im besonderen, wenn die Anzapfungen des Stufentransformators gegen hohe Spannungen zu (isolieren oder solche hohen Ströme zu bemessen sind, aber auch dann, wenn .die Regelung der Asynchronmaschine beliebig feinstufig erfolgen soll. Diese Schwierigkeiten werden der Erfindung gemäß dadurch vermieden, daß zur Regelung von Asynchronmaschinen mittels an .die Rotorkreise angeschlossener, mechanische Leisfung aufnehmender .oder abgebender Hintermaschinen, die durch Erregung mittels Netzfrequenz oder angenäherter Netzfrequenz .durch den Synchronismus gebracht werden können, die Erregung der Kollektorhintermaschine mittels einer .Synchronmaschine erfolgt.
• Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. a bedeutet das Netz, b die Asynchronmaschine (Hauptmaschine), an .deren Schleifringe c die Kollektorhintermaschine d angeschlossen ist. Die Kollektormaschine besteht aus der Ständerwicklung e und .dem Kollektor f. Sie wird über Schleifringe g vom Rotor .aus erregt, und zwar dient hierzu gemäß der Erfindung eine Synchronmaschine h, .die mechanisch abhängig von der Asynchronmaschine b betrieben wird. Die Erregermaschine h liefert somit eine Erregerfrequenz gleich der Umdrehungsfrequenz der Asynchronmaschine; da andererseits dem Kollektor der Hintermaschine die Schlupfenergie mit der Schlupffrequenz der Asynchronmaschine zugeführt wird, kuppelt man die Kollektormaschine mit einer an dem Netz a liegenden Synchronmaschine z: (Abb. i).
• Im Untersynchronismus wird die dem Läufer der Hauptmaschine entnommene elektrische Energie in der Kollektormaschine in mechanische Energie umgewandelt und über die Synchronmaschine i -in das Netz zurückgeliefert. Die Regelung erfolgt durch reine Spannungsregelung im Erregerstromkreis, und zwar in einer der für Wechseistromsynchronmaschinen bekannten Weise, entweder durch Änderung der Gleichstromerregung, oder aber mittels Drehtransformatoren oder Doppeldrehtransformatoren, schließlich, wenn eine Stufenschaltung in gewissem Sinne erwünscht ist, durch Einschaltung von Transformatoren zwischen Erregermaschine und Schleifringkreis der Kollektorhintermaschine.
• Wird nun .die Spannung der Synchronmaschine h vermindert, so wird das Feld der Kollektormaschine geschwächt und dementsprechend die Spannung an ihren Bürsten und hiermit die Schlupfspannung des Hauptmotors. Ist die Spannung der Erregersynchronmaschine h - Null, so ist Synchronismus erreicht. Durch Umkehr der Erregung oder gleichwertige Schaltung, durch die das Drehfeld um i8o° elektrisch verdreht wird, wächst allmählich die Spannung an den Bürsten der Kollektormaschine und damit die Drehzahl der Asynchronmaschine über Synchronismus hinaus. Die Energiewanderung ist nunmehr umgekehrt. Die Synchronmaschine i entnimmt elektrische Energie aus dem Netz und führt der Kollektorhintermaschine mechanische Energie zu, die :in diese in elektrische, den Schleifringen der Hauptmaschine zugeführte Energie umgewandelt wird. Da die Regeleinrichtung der Synchronerregermaschine ohne weiteres gestattet, der Kollektormaschine Wechselstrom beliebiger Phasenlage zuzuführen, so ist es möglich, in allen Drehzahlbereichen der Hauptmaschine vollkommene Phasenkompensation zu erzielen.
• Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb.2 veranschaulicht. In diesem Beispiel wird die KalIektorhintermaschine mit der Umdrehungsfrequenz der Hauptmaschine angetrieben und dementsprechend in ihrem Schleifringkreis durch die Synchronerregermaschine mit Netzfrequenz erregt. Die Erregermaschine wird daher von einer Synchronmaschine m aus dem Netz a betrieben. Es ist nicht unbedingt erforderlich, daß die Schlupfenergie des Rotors der Asynchronmaschine in der Kollektorhintermaschine völlig in mechanische Energie umgewandelt wird oder umgekehrt. Es ist .auch möglich, durch passende Wahl der Wicklung dieser .Maschine die elektrische Energie nur teilweise in mechanische umzuwandeln und sie zum Teil als elektrische Energie in die Erregermaschine zu leiten, so daß die Kollektormaschine zum Teil als mechanische Leistung aufnehmende oder abgebende Maschine, zum Teil als Frequenzwandler arbeitet.
• Eine derartige Anordnung hat unter Umständen den Vorteil, daß die Erregermaschine auch zur Arbeit mit herangezogen werden kann.
• Mit der Anordnung gemäß der Erfindung ist es somit möglich, mit einer einfachen Regeleinrichtung in bequem regelbaren Stromkroisen unter Vermeidung mehrerer Kollektormaschinen, ohne Drosselspulen, Widerstände, Transformatoren mit Anzapfungen, und bei' Verwendung vollkommen normaler Maschinen die Regelung der Maschinen bei Durchgang durch Synchronismus vollkommen zu beherrschen.
• Da bei der Anordnung gemäß der Erfindung in Stromkreisen mit normaler Wechselstromfrequenz, vorwiegend sogar in Gleichstromkreisen, geregelt wird, so kann die Regelung in beliebig feinen Stufen, also stetig, erfolgen.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Regelung von Asynchronmaschinen mittels an die Rotorkreise angeschlossener, mechanische Leistung aufnehmender oder abgebender Hintermaschinen, die durch Erregung mittels Netzfrequenz oder angenäherter Netzfrequenz durch den Synchronismus gebracht werden können, dadurch gekennzeichnet., ,daß die Erregung der Kollektormaschine mittels einer Synchronmaschine erfolgt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregermaschine dem Rotor der mit der Netzfrequenz angetriebenen Kollektormaschine die Erregerenergie mit der Umdrehungsfrequenz der Hauptmaschine zuführt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregermaschine dem Rotor der mit der Umdrehungsfrequenz der Hauptmaschine angetriebenen Kollektormaschine die Erregerenergie mit der Netzfrequenz zuführt.