DE410198C

DE410198C - Arrangement for rapid control of electrical machines

Info

Publication number: DE410198C
Application number: DES60037D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG
Publication date: 1925-02-26

Description

Anordnung zur Schnellregelung elektrischer Maschinen. Zur Schnellregelung von Starkstromnetzen, insbesondere solchen, in denen zeitweise kapazitive Belastung auftritt, ist es zuweilen erforderlich, die Erregerspannung in weiten Grenzen zu regeln, unter Umständen sogar den Erregerstrom der Netzgeneratoren umzukehren. Die Schnellreglersysteme bestehen nun in der Regel aus einer Kontakteinrichtung, die gesteuert wird durch das Zusammenwirken einer von einer Netzgröße beeinflußten Relaisspule und einer von der Erregung aus beeinflußten. Ändert sich' nun die Erregerspannung in weiten Grenzen, so ist ein ordnungsgemäßer Betrieb der Relaisspule nicht mehr möglich, weil diese allgemein nur Schwankungen innerhalb bestimmter Grenzen verträgt. Unter Umständen liegt auch der umgekehrte Fall vor, daß nämlich die Schwankungen der Erregung zu schwach sind, um die Relaisspule im .erforderlichen Maß zu beeinflussen.Arrangement for rapid control of electrical machines. For quick regulation of power networks, especially those with occasional capacitive loads occurs, it is sometimes necessary to set the excitation voltage within wide limits regulate, possibly even to reverse the excitation current of the mains generators. the Rapid regulator systems now usually consist of a contact device that is controlled by the interaction of a relay coil influenced by a network size and one influenced by excitement. If the excitation voltage changes within wide limits, proper operation of the relay coil is no longer possible possible because this generally only tolerates fluctuations within certain limits. Under certain circumstances, the reverse is also the case, namely the fluctuations the excitation are too weak to influence the relay coil to the required extent.

Der Erfindung gemäß wird nun zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten die Anordnung zur Schnellerregung elektrischer Maschinen so getroffen, daß die von der Erregerspannung abhängige Relaisspule an einer mit der Erregerspannung im gleichen Takt, jedoch in anderem Maße, veränderlichen Teilspannung liegt. Handelt es sich im besonderen um die Aufgabe, die Schwankung der Erregung nur in verringertem Maße der von der Erregerspannung abhängigen Relaisspule mitzuteilen, so wird man die von der Erregung abhängige Relaisspule an eine mit der stark veränderlichen Erregerspannung im gleichen Takte gesteuerten, jedoch schwach veränderlichen Teilspannung legen.According to the invention is now to overcome these difficulties the arrangement for the high-speed excitation of electrical machines made so that the the excitation voltage dependent relay coil on one with the excitation voltage in the same Clock, however, to a different extent, variable partial voltage lies. Is it especially about the task of the fluctuation of the excitation only to a lesser extent the relay coil dependent on the excitation voltage, one becomes the relay coil dependent on the excitation to one with the strongly variable excitation voltage apply in the same cycle controlled, but slightly variable partial voltage.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung veranschaulicht. In Abb. i bedeutet a einen Wechselstromgenerator, dessen Erregerfeld.b nach, einer der bekannten Methoden schnell erregt wird. Die Erregerspannung wird von zwei in Reihe geschalteten Maschinen c, d geliefert, die im gleichen Takte mittels der Brücken i, k gesteuert werden, jedoch. so, daß die Spannung der Maschine c schwach, die der Maschine d stark veränderlich ist. Das Feld der Maschine c ist mit f, das der Maschine d mit g bezeichnet. An der Spannung der Maschine c liegt das Zitterrelais lt eines Schnellreglers, das in geeignetem Zusammenarbeiten mit einem in der Zeichnung nicht veranschaulichen, von der Netzspannung, dem Netzstrom oder der Leistung gesteuerten zweiten Relais auf die Kontaktbrükken i, k einwirkt, die den Erregerkreis der Erregermaschine c, d steuern. Die schwache Veränderlichkeit der Maschine c wird dadurch erreicht, daß in den Kreis der Erregerwicklung f ein Widerstand Z eingeschaltet wird, der im Regelungstakte von der Brücke i kurzgeschlossen oder der Erregerkreiswicklumg f vorgeschaltet wird. Aus der Spannung der schwach veränderlichen Maschine c wird auch der Erregerkreis der Maschine d gespeist. Die Anordnung ist so getroffen, daß mittels der Kontaktbrücke k die Stromrichtung in der Erregerwicklung g umgesteuert werden kann.Some embodiments of the invention are illustrated in the drawing. In Fig. I, a means an alternating current generator, the excitation field of which, according to one of the known methods, is rapidly excited. The excitation voltage is supplied by two machines c, d connected in series, which are controlled in the same cycle by means of bridges i, k, however. so that the voltage of the machine c is weak, that of the machine d is highly variable. The field of machine c is denoted by f, that of machine d by g. The voltage of the machine c is connected to the dither relay according to a high-speed regulator, which in suitable cooperation with a second relay not shown in the drawing, controlled by the mains voltage, the mains current or the power , acts on the contact bridges i, k , which acts on the excitation circuit of the exciter machine c, d control. The weak variability of the machine c is achieved by switching on a resistor Z in the circuit of the excitation winding f, which is short-circuited in the control cycle by the bridge i or the excitation circuit winding f is connected upstream. The excitation circuit of machine d is also fed from the voltage of the weakly variable machine c. The arrangement is such that the current direction in the field winding g can be reversed by means of the contact bridge k.

Um ein. Unterbrechen der Erregerwicklung zu vermeiden, sind Widerstände m, n in den Stromkreis gelegt.To a. To avoid interruption of the excitation winding, resistors m, n are placed in the circuit.

Zur Erläuterung der Wirkungsweise der Anordnung dient Abb. a. In dieser Abbildung sind auf den Ordinaten x, y die Erregerspannungen der Maschinen c, d aufgetragen. Die Spannung der Maschine c schwankt zwischen den Beträgen -cl, c°, während die Spannung der Maschine d "zwischen dem positiven Betrage dl und dem gleich großen negativen Betrage d., schwankt. Da die Spannungen der Erregermaschinen sich im Stromkreis der Erregerwicklung b addieren, so ergibt sich ein Schwankungsverhältnis zwischen den Grenzen b1, b.. Es ist somit mit der Anordnung gemäß der Erfindung ohne weiteres möglich, die Erregerspannung zwischen einem positiven und einem negativen Maximalwert schwanken zu lassen, ohne daß es erforderlich wäre, die Zitterspule aus dieser stark schwankenden Spannung zu betreiben; sie kann vielmehr in völlig betriebssicherer Weise aus einer schwach veränderlichen, jedoch im gleichen Takte gesteuerten Spannung gespeist werden.Fig. A serves to explain the mode of operation of the arrangement. In this In the figure, the excitation voltages of the machines c, d are plotted on the ordinates x, y. The tension of the machine c fluctuates between the amounts -cl, c °, while the Voltage of the machine d ″ between the positive amount dl and the same amount negative amount d., fluctuates. As the tensions of the Exciter machines add up in the circuit of the field winding b, this results in a fluctuation ratio between the limits b1, b .. It is thus with the arrangement according to the invention easily possible, the excitation voltage between a positive and a negative Allow the maximum value to fluctuate without the need for the dither coil operate from this strongly fluctuating voltage; Rather, it can be completely reliable way from a weakly changeable, but in the same cycle controlled voltage.

Eine zweckmäßige Ausführungsform zur Entnahme einer schwach schwankenden Teilspannung zum Betriebe der Zitterspule aus einer stark schwankenden Gesamtspannung; ergibt sich, wenn man die beiden Spannungen dem Stromwender einer Spaltpolmasc'hine entnimmt. Eine Anordnung dieser Art ist schematisch in Abb.3 veranschaulicht. Auf dem Kollektor der Spaltpolmaschine o schleift außer den Hauptbürsten u, v eine Hilfsbürste p, mit Hilfe deren die Spannung geteilt wird. Die beiden Feldwicklungen sind mit q und r bezeichnet. Die Feldwicklung q dient zur Erzeugung eines sehwach veränderlichen Feldes und somit einer schwach veränderlichen Spannung zwischen den Bürsten p, u; indem die Stromstärke durch Kurzschließen und Vorschalten des Widerstandes L in gerungen Grenzen geändert wird, während die Feldspule r dazu dient, die stark schwankende Spannung zwischen der Hilfsbürste p und der Hauptbürste v der Spaltpolmaschine zu erzeugen.. Die Feldspule r kann. ebenso wie bei der Anordnung nach Abb. i von der schwach veränderlichen Spannung gespeist werden; sie kann aber auch in Selbsterregung gespeist werden, wie dies in Abb.3 veranschaulicht ist. Ihr Widerstand s wird mit dem Widerstande L der anderen Feldspule im gleichen Takte durch die miteinander mechanisch verbundenen Brücken i, k gesteuert. Das Zitterrelais k liegt hier im Stromkreis der schwach veränderlichen Erregerwicklung q; es kann aber auch, ebenso wie bei der Anordnung nach Abb. i, an der schwach veränderlichen Spannung liegen, ehenso. wie auch. die Zitterspule bei der Anordnung nach Abb. i im Stromkreis der schiwach veränderlichen Spannung liegen kann.An expedient embodiment for taking a weakly fluctuating partial voltage for operating the dither coil from a strongly fluctuating total voltage; is obtained when the two voltages are taken from the commutator of a shaded pole machine. An arrangement of this type is illustrated schematically in Fig. 3. In addition to the main brushes u, v, an auxiliary brush p grinds on the collector of the shaded pole machine o, with the aid of which the voltage is divided. The two field windings are labeled q and r. The field winding q is used to generate a visibly variable field and thus a weakly variable voltage between the brushes p, u; by short-circuiting the current and connecting the resistor L in series, while the field coil r serves to generate the strongly fluctuating voltage between the auxiliary brush p and the main brush v of the shaded pole machine. The field coil r can. just as in the arrangement according to Fig. i, they are fed by the weakly variable voltage; however, it can also be fed in self-excitation, as illustrated in Figure 3. Their resistance s is controlled with the resistance L of the other field coil in the same cycle through the mechanically interconnected bridges i, k . The dither relay k is in the circuit of the weakly variable excitation winding q; However, just as with the arrangement according to Fig. i, it can also be due to the weakly variable voltage, ehenso. as well as. the dither coil in the arrangement according to Fig. i can be in the circuit of the weakly variable voltage.

Die Charakteristik der Regelung ist in Abb. 4. veranschaulicht. Die Spannung zwischen den Bürsten p, tt schwankt zwischen den Beträgen u1, u:,,, während die stark veränderliche Spannung zwischen den Bürsten p, v zwischen den Beträgen v1, v. schwankt. Die gesamte Erregerspannung setzt sich aus diesen Teilbeträgen zusammen und schwankt somit zwischen dem Maximalwerte b1 und dem Minimalwerte b2, also in einem erheblich stärkeren Maße als die Spannung, an der die in Abhängigkeit von ihr gesteuerte Zitterspule h liegt.The control characteristics are shown in Fig. 4. the Voltage between the brushes p, tt fluctuates between the amounts u1, u: ,,, while the strongly variable voltage between the brushes p, v between the amounts v1, v. fluctuates. The entire excitation voltage is made up of these partial amounts together and thus fluctuates between the maximum value b1 and the minimum value b2, thus to a much greater extent than the voltage on which the dependent from her controlled dither coil h lies.

Will man die Anordnung so verwerten, daß die Zitterspule an einer stärker schwankenden Spannung liegt, als den Schwankungen der Erregerspannung entspricht, so kann man die beiden Teilspannungen in entgegengesetztem Sinne arbeiten lassen, indem beispielsweise die Teilspannung u ihren Minimalbetrag .bei dem Maximum von v hat und umgekehrt, wobei dann die Einzelspannungen so gewählt werden, daß sich eine schwach sehwankende Gesamtspannung ergibt.If you want to utilize the arrangement so that the tremor coil on a voltage fluctuates more strongly than corresponds to the fluctuations in the excitation voltage, so one can let the two partial voltages work in opposite directions, in that, for example, the partial voltage u its minimum value .at the maximum of v has and vice versa, the individual voltages then being chosen so that results in a slightly fluctuating overall voltage.

Claims

PATRN T-ANSPRfTCiiR: i. Arrangement for quick regulation of electrical Machines whose excitation voltage is composed of partial voltages, thereby characterized in that the relay coil of the high-speed regulator dependent on the excitation voltage at one with the excitation voltage in the same cycle, but to a different extent Partial voltage is.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that the Relay coil dependent on the excitation voltage on one with the strongly variable Excitation voltage controlled in the same cycle, but slightly variable partial voltage lies.

3. Arrangement according to claim i, characterized in that the weakly variable Partial voltage of a machine from a series supplying the entire excitation voltage Machines is removed. q.

Arrangement according to claim i, characterized in that that the weakly variable partial voltage by means of an auxiliary brush as a shaded pole machine executed exciter is removed.

5. Arrangement according to claim i, _ thereby characterized in that the variable excitation voltage is between a positive and a negative maximum value fluctuates.