DE482454C

DE482454C - Device to increase the overload capacity in the subsynchronous area of cascades

Info

Publication number: DE482454C
Application number: DEA46953D
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Weiler
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1926-02-04
Filing date: 1926-02-04
Publication date: 1929-09-13

Description

Einrichtung zur Erhöhung der Überlastbarkeit im untersynchronen Bereich von Kaskaden Bekanntlich kann die Drehzahl von Asynchronmaschinen mittels einer mit ihrem Läufer in Reihe geschalteten und vom Netz erregten Drehstromkollektormaschine geregelt werden. Abb. r zeigt die Anordnung einer derartigen Kaskade. a ist die vom Netz n gespeiste Asynchronmaschine, deren Läufer über Schleifringe s mit den Bürsten des Kommutators k der Drehstromkollektormaschine (Hintermaschine) b verbunden ist. Letztere wird über Schleifringe v und einem regelbaren Transformator t mit Netzfrequenz erregt. Die Hintermaschine ist ohne Kompensationswicklung im Ständer gezeichnet, kann aber auch mit einer solchen ausgeführt werden. Bei derartigen Kaskaden wird bekanntlich die Überlastungsfähigkeit im übersynchronen Bereich erhöht, im untersynchronen dagegen erniedrigt. Von einzelnen Antrieben, bei denen eine Überlastung nicht zu befürchten ist, abgesehen, ist die Erniedrigung des Kippmomentes im untersynchronen Bereich unerwünscht.Device for increasing the overload capacity in the subsynchronous area of cascades It is known that the speed of asynchronous machines can be regulated by means of a three-phase collector machine connected in series with its rotor and excited by the mains. Fig. R shows the arrangement of such a cascade. a is the asynchronous machine fed by the network n , the rotor of which is connected to the brushes of the commutator k of the three-phase collector machine (rear machine) b via slip rings s. The latter is excited via slip rings v and a controllable transformer t with mains frequency. The rear machine is drawn without a compensation winding in the stator, but it can also be designed with one. In such cascades, it is known that the overload capacity is increased in the oversynchronous range, but decreased in the subsynchronous range. Apart from individual drives in which an overload is not to be feared, the lowering of the breakdown torque in the subsynchronous range is undesirable.

Der Erfindungsgedanke beruht nun auf der Erkenntnis, daß die Größe der Erniedrigung des Kippmomentes nur von dem Verhältnis der Drehzahlerniedrigung bei Leerlauf, hervorgerufen durch die der Drehstromkollektormaschine aufgedrückte Spannung, zu dem Drehzahlabfall von Leerlauf bis Vollast, hervorgerufen durch den Widerstand des Sekundärkreises, abhängt: Erfindungsgemäß werden zur Erhöhung des Kippmomentes in den Sekundärkreis der Asynchronmaschine in Reihe mit der Hintermaschine feste Widerstände eingeschaltet, welche den Drehzahlabfall von Leerlauf bis Vollast erhöhen.The idea of the invention is based on the knowledge that the size the reduction of the breakdown torque only depends on the ratio of the reduction in speed when idling, caused by the three-phase collector machine Voltage, to the speed drop from idling to full load, caused by the Resistance of the secondary circuit depends: According to the invention, to increase the Tilting moment in the secondary circuit of the asynchronous machine in series with the rear machine Fixed resistors switched on, which reduce the speed drop from idle to full load raise.

Abb.2 zeigt diese Schaltung. w ist der Flüssigkeitswiderstand zum Anlassen des Asynchronmotors. Nach erfolgtem Anlauf wird die Läuferwicklung durch den Umschalter h auf die Drehstromkollektormaschine b geschaltet. Im Sekundärkreis liegt nunmehr der feste Widerstand r, welcher Gegenstand der Erfindung ist.Fig.2 shows this circuit. w is the fluid resistance for starting the asynchronous motor. After the start-up, the rotor winding is switched to the three-phase collector machine b by the changeover switch h. The fixed resistance r, which is the subject of the invention, now lies in the secondary circuit.

Der Einfluß dieser Widerstände auf das Kippmoment ist aus Abb. 3 . zu ersehen. In dieser stellt K1 den Heylandkreis des gewöhnlichen Asynchronmotors dar, während KZ das Stromdiagramm für die in Abb. r angegebene Kaskade (mit nicht kompensierter Hintermaschine) zeigt, für welche die einzelnen Vektoren im Betriebspunkt B eingezeichnet sind. OB - il stellt den Primärstrom der Asynchronmaschinet dar, der sich aus dem Magnetisierungsström i. - 0A und _dem Sekundärstrom i, - AB zusammensetzt. AC = es ist die zur Erreichung einer bestimmten Drehzahl erforderliche Schlupfspannung. Sie ergibt sich aus= der Gleichung: Erniedrigung der synchronen Drehzahl in Prozent Hierin bedeutet e' die dem Läuferfluß bei Netzfrequenz entsprechende Spannung. e' ergibt sich seiner Größe und Richtung nach aus dem Dreieck ODE, in welchem 0D - e die -dem Ständerfluß entsprechende Spannung und DE die primären und sekundären Streuverluste darstellt.The influence of these resistances on the overturning moment is shown in Fig. 3. to see. In this, K1 represents the Heyland circuit of the normal asynchronous motor, while KZ shows the current diagram for the cascade shown in Fig. R (with uncompensated rear machine) for which the individual vectors are drawn in operating point B. OB - il represents the primary current of the asynchronous machine, which results from the magnetization current i. - 0A and _dem secondary current i, - AB. AC = it is the slip voltage required to achieve a certain speed. It results from = the equation: Reduction of the synchronous speed in percent Here, e 'means the voltage corresponding to the rotor flux at mains frequency. e 'r results in its size and direction of the triangle ODE, in which 0D - e -the the stator flux corresponding voltage and DE represents the primary and secondary scattering losses.

Die Schlupfspannung es verläuft parallel zu e', so daß nach der Bestimmung der Größe von es der Punkt C festgelegt ist, und die zur Erreichung eines. bestimmten Betriebspunktes B notwendige Zusatzspannung e, der Hin-termaschine ohne weiteres aus dem Dreieck ABC abgelesen werden kann. Durch die Größe und Richtung von e2 ist bekanntlich der Mittelpunkt des neuen Kreisdiagramms K2 bestimmt (M, M, parallel und - i/2 e,).The slip tension es runs parallel to e ', so that after determining the size of it the point C is fixed, and the one to reach a. certain operating point B necessary additional voltage e, the reciprocating term achine readily from the triangle ABC can be read. As is known, the size and direction of e2 determine the center point of the new circular diagram K2 (M, M, parallel and - i / 2 e,).

Schaltet man nun einen festen Widerstand in den Sekundärkreis des Vordermotors in Reihe mit der Hintermaschine, so entspricht dies einer Änderung des Spannungsmaßstabes ,der Strecke ÄB. Die Richtung der SeWsupfspannung es bleibt also erhalten; soll auch ihre-. Größe die gleiche bleiben, so muß die Größe des Vektors ÄC entsprechend dem neuen, der Strecke ÄB zugrunde gelegten Maßstab reduziert werden. Man gelangt somit zu dem Punkt C, mit dem auch die erforderliche Zusatzspannung e'Z - B bei eingeschaltetem Widerstand gegeben ist.If you now connect a fixed resistor in the secondary circuit of the front engine in series with the rear engine, this corresponds to a change in the voltage scale, the distance ÄB. The direction of the power supply voltage es is therefore retained; should also be yours. If the size remains the same, the size of the vector ÄC must be reduced in accordance with the new scale on which the distance ÄB is based. One arrives at point C , with which the required additional voltage e'Z- B is given when the resistor is switched on.

Bestimmt man jetzt den Mittelpunkt M, des -neuen Kreisdiagramms K3= und zeichnet dieses, so sieht man ohne weiteres, daß durch die eingeschalteten Widerstände das Kippmoment erhöht wird.If one now determines the center point M, of the -new pie chart K3 = and draws this, so one sees without further ado, that through the switched-on resistors the overturning moment is increased.

Das Verhältnis <1C : ÄC' stellt die Vergrößerung des Ohmschen Widerstandes des Sekundärkreises dar. Es beträgt in Abb. 3 : z. Der Widerstand y vergrößert also den Widerstand des Sekundärkreises um 75 %. Betrugen z. B. vorher die Kupferverluste im Sekundärkreis i % der dem Vordermotor zugeführten Leistung, so sind sie auf gestiegen. Im allgemeinen kann der Widerstand r bei der Nennlast etwa 1/2 bis höchstens 2 % der dem Vordermotor zugeführten Leistung verzehren. Dieser Widerstand r ist daher nicht mit einem zur Drehzahlregelung dienenden Widerstand im Sekundärkreis zu verwechseln, der viel größer ist. Ein solcher Widerstand mizßte z. B., wenn er einen Drehzahlabfall von ro % hervorrufen soll, to % der dem Vordermotor zugeführten Leistung verzehren.The ratio <1C: ÄC 'represents the increase in the ohmic resistance of the secondary circuit. It is in Fig. 3: z. The resistance y increases the resistance of the secondary circuit by 75%. Are z. B. previously the copper losses in the secondary circuit i% of the power supplied to the front engine, they have risen to. In general, the resistance r at the rated load can consume about 1/2 to a maximum of 2% of the power supplied to the front engine. This resistance r is therefore not to be confused with a resistance in the secondary circuit which is used for speed control and which is much larger. Such a resistance should z. B., if it is to cause a speed drop of ro%, consume to% of the power supplied to the front engine.

Claims

PATENT CLAIM: k main engine-supplied device for increasing the overload capacity in the subsynchronous area of Kos aden, consisting of one Asynchronous mator (main motor) and one for speed control of the serving, with mains frequency excited three-phase collector machine (rear machine), characterized in that Fixed resistances in the secondary circuit of the main engine in series with the rear engine are switched on, which at nominal load about 1/2 to a maximum of z% of the main motor Consume performance.