DE443086C - Periodenumformer zur Kupplung zweier Drehstromnetze von verschiedener Perioden-zahl, bestehend aus einem Induktionsumformer, einer mit diesem gekuppelten Gleich-strommaschine und einem von letzterer in Leonardschaltung gespeisten Gleichstrom-Wechselstrom-Umformer - Google Patents

Description

• Periodenumformer zur Kupplung zweier Drehstromnetze von verschiedener Periodenzahl, bestehend aus einem Induktionsumformer, einer mit diesem gekuppelten Gleichstrommaschine und einem von letzterer in Leonardschaltung gespeisten Gleichstrom-Wechselstrom-Umformer. Zwei verschiedenartige Wechselstromnetze können in bekannter Weise durch Induktionsumformer miteinander gekuppelt werden. Das die Energieübertragung bestimmende Drehmoment wird durch eine auf der Welle des Induktionsumformers sitzende Kollektormaschine geregelt. Diese die Schlupfenergie aufnehmende- oder zuführende Kollektormaschine kann auch eine Gleichstrommaschine sein, die einen Gleichstrom-Drehstrom-Umformer speist. Es wurden bereits Vorkehrungen getroffen, um zu verhüten, daß die Frequenzschwankungen der beiden Netze die übertragene Energie allzu stark beeinflussen und dadurch den Induktionsumformer gefährden. Hierdurch wird jedoch die Pufferwirkung beeinträchtigt, was nicht erwünscht ist.
• Im Gegensatz hierzu bezweckt die Erfindung, die Pufferung unvermindert beizubehalten oder sogar absichtlich eine möglichst starke Pufferwirkung herbeizuführen und dabei dennoch ein übermäßiges Anwachsen der Energieiibertragung wirksam auszuschließen.
• Um starke Pufferwirkung zu erzielen, soll gemäß der Erfindung der Ohmsche Widerstand der beiden Gleichstrommaschinen des Gesamtsatzes möglichst klein gehalten werden. Auch können beide :Maschinen im Hauptstromkreis liegende zusätzliche Erregerwicklungen erhalten, welche den Ohmschen Spannungsabfällen des Ankerkreises entgegenwirken, also die mit dem Induktionsumformer gekuppelte Gleichstrommaschine eine Verbundwicklung, die andere Gleichstrommaschine eine Gegenverbundwicklung. Dies steht im Gegensatz zu der bekannten Anordnung einer Gegenverbundwicklung auf der ersten und einer Verbundwicklung auf der zweiten Maschine, wodurch den Ohmschen Spannungsabfällen nicht entgegengewirkt und der Periodenumformer gegen Belastungsschwankungen unempfindlich gemacht wird.
• Um die obenerwähnte erwünschte starke Pufferwirkung zu ermöglichen, muß die Energieübertragung begrenzt werden, sobald sie einen gewissen Wert erreicht hat. Solch eine Schutzeinrichtung durch Strombegrenzung ist an sich bereits bekannt, und zwar wird sie beispielsweise dadurch erreicht, daß in den Rotorkreis der Asynchronmaschine ein in Abhängigkeit von der Netzstromstärke veränderlicher Flüssigkeitswiderstand eingeschaltet ist. Diese Anordnung führt jedoch zu dauernden Verlusten, weil die Elektroden wegen der Gefahr des Festbrennens sich nicht berühren dürfen. Es muß daher immer ein gewisser Abstand der Elektroden bewahrt bleiben, so daß ein Verlust von etwa 2 bis 4 Prozent der Vollbelastung entsteht. Andererseits werden auch hierfür Relais in Verbindung mit Metallwiderständen benutzt, doch sind diese zu träge und nicht betriebssicher genzig.
• Bei der Anordnung nach der Erfindung treten die obenerwähnten hohen Verluste praktisch nicht auf, denn der zur Strombegrenzung vorgesehene Hilfsmaschinensatz ist klein, weil er nur Erregerleistung zu liefern hat. Aus demselben Grunde ist auch seine induktive Trägheit so gering, daß sie die Wirkungsweise der Anordnung nicht beeinträchtigt.
• Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel. a ist ein Induktionsumformer, mit welchem eine Gleichstrommaschine b gekuppelt ist, die einen Gleichstrom-Wechselstrom-Umformer c, d speist; p ist die fremderregte Feldwicklung der Maschine b, q jene der Maschine c. Es wird zunächst der Leerlaufpunkt, d. h. der Punkt, wo kein Strom zwischen den beiden Gleichstrommaschinen b und c fließt, mittels des q -vorgeschalteten Widerstandes r1 so eingestellt, d.aß Überlastungen des Umformers bei einem Energiestrom in der einen Richtung etwa bei Leistungsübertragung vom Netz II nach Netz I nicht zu erwarten sind. Bei der umgekehrten Stromrichtung wäre dann eine Überlasteng des Maschinensatzes um so wahrscheinlicher. Hiergegen schützt dann der bereits in anderen Fällen zur Strombegrenzung benutzte Maschinensatz yia, n, o. in ist ein ZVechselstrommotor mit möglichst konstanter Drehzahl und wird vom Netz I gespeist, kann aber auch ein Gleichstrommotor sein und von der Gleichstromerregerquelle e gespeist werden. iz ist eine Gleichstrommaschine, die proportional dem zwischen den Maschinen b und c fließenden Strom 1, erregt wird, indem dieser die Feldwicklung t von n und einen Nebenschlußwiderstand s durchfließt. Die Maschine iz ist der Spannung der konstanten Gleichstromerregerquelle e entgegengeschaltet. In diesem Stromkreis liegen noch die Aluminiumzellen A oder ähnliche elektrische Ventile in Reihe mit der Erregerwicklung der 1faschine c. Die Aluminiumzellen A sperren den Strom 4 ab, solange e die EMK von ii, überwiegt, solange also lg unterhalb eines bestimmten Wertes, der durch einen Widerstand r, eingestellt werden kann, bleibt. Übersteigt 1, diesen Wert, so überwiegt die Spannung der Maschine n die Gleichstromquelle e. Es fließt demnach ein Strom il in der Richtung, in welcher die Aluminiumzellen den Stromdurchgang erlauben. Dadurch wird die Gleichstrommaschine o erregt, und 'durch den Ankerstrom i2 dieser Maschine wird eine zweite Feldwicklung u der Gleichstrominaschine,.c gleichsinnig zu q erregt, derart, daß eine J, entgegenwirkende Spannung induziert, also eine strombegrenzende Wirkung ausgeübt wird. Da der Erregerstrom il der Erregerniaschine o gewöhnlich klein sein wird, kann der Strombegrenzungssatz trotz Verwendung kleiner Maschinen sehr empfindlich gemacht werden. Die Wirkungsweise bleibt im Wesen dieselbe, wenn die Hilfsmaschine a nicht die Erregung der Gleichstrommaschine c, sondern diejenige der Gleichstrommaschine I: beeinflußt.
• Die Maschinen b und c tragen noch die im Stromkreis Jg liegenden Hauptstromwicklungen z, und g. v wirkt im gleichen Sinne wie p, also kompoundierend, g im entgegengesetzten Sinne wie q, also gegenkompoundierend. Beide wirken also den Spannungsabfällen im Kreise Jg entgegen, wodurch eine sehr starke Puffereng bei Belastungs- bzw. Frequenzschwankungen --der Netze erzielt wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: r. Periodenumformer zur Kuppelung zweier Drehstromnetze von verschiedener Periodenzahl, bestehend aus einem Induktionsumformer, einer mit dieseln gekuppelten Gleichstrommaschine und einem von letzterer in Leonardschaltung gespeisten Gleiclistrom-Wechselstrom-Umformer, gekennzeichnet durch einen Hilfsmaschinensatz, der in an sich bekannter Weise in Verbindung mit Aluminiumzellen oder ähnlich wirkenden Ventilen bei Abweichungen der Periodenzahlen vom NTormalwert die Erregung einer der genannten Gleichstrommaschinen derart beeinflußt, daß der den Gleichstrom-Wechselstrom-Umformer speisende Gleichstrom und dadurch auch die Durchflußleistung des Periodenumformers einen bestimmten Wert nicht überschreitet. a. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, .daß durch weitgehende Verringeung der Ohmschen Widerstände der beiden Gleichstrommaschinen des Periodenumformers und durch zusätzliche Hauptstromwicklungen, welche bei der ersten Maschine kompoLindierend, bei der zweiten gegenkompoundierend geschaltet sind, die Empfindlichkeit des Umformers gegen Belastungs-und Frequenzschwankungen der Netze gesteigert ist. -