DE483419C - Anordnung zur Verminderung des Einflusses des induktiven Spannungsabfalles auf die Stromstaerke in Stromkreisen mit veraenderlicher Frequenz - Google Patents

Description

• Anordnung zur Verminderung des Einflusses- des induktiven Spannungsabfalles auf die Stromstärke in Stromkreisen mit veränderlicher Frequenz Bekanntlich wird an Stromkreise mit veränderlicher Frequenz (z. B. an den Schlupffrequenz führenden Erregerstromkreis einer für die Drehzahlregelung der asynchronen Vordermaschine dienenden Kommutatorhntermaschine) oft die Forderung gestellt, den Einfluß des induktiven Spannungsabfalls in diesem Stromkreis auf die Stromstärke zu beseitigen bzw. auf ein zulässiges Maß herabzudrücken. Es sind zu diesem Zweck eine Reihe von Schaltungen angegeben worden. Sie besitzen jedoch entweder den Nachteil, daß große verlustbringende Ohmsche Widerstände in dem frequenzveränderlichen Stromkreis ein übergewicht des Ohmschen Spannungsabfalls über den induktiven Spannungsabfall schaffen, oder die zur Erzeugung der induktiven Komponente dienenden Apparate bzw. Maschinen liegen im frequenzveränderlichen Stromkreis mit meist sehr kleiner Frequenz und werden dann entsprechend dieser kleinen Frequenz sehr umfangreich.
• Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue Anordnung zur Unterdrückung des induktiven Spannungsabfalls, bei der die geschilderten Nachteile vermieden sind. Es sind für die Erzeugung und Regelung der von außen zugeführten, zur Deckung des Ohmschen und des induktiven Spannungsabfalls in dem Stromkreise veränderlicher Frequenz dienenden Spannungen zwei getrennte Apparate (z. B. Maschinen oder Umformer) vorgesehen, und der Apparat zur Regelung der induktiven Spannungskomponente wird von der Stromstärke des Stromkreises veränderlicher Frequenz und von der dem Stromkreis zugeführten Ohmschen Spannungskomponente in Differenzschaltung gesteuert. Wenn also der Strom und die Ohmsche Spannungskomponente nicht mehr im proportionalen Verhältnis stehen, d. h. wenn der Einfluß des induktiven Spannungsäbfalls bei veränderlicher Frequenz sich auf die Stromstärke störend bemerkbar macht, so ergeben Strom und Ohmsche Spannungskomponente in ihrer Einwirkung auf das Steuerorgan des Apparats zur Regelung der den induktiven Spannungsabfall deckenden Spannungskompoinente ein Drehmoment, das derart gerichtet ist, daß der induktive Spannungsabfall im Stromkreis veränderlicher Frequenz durch die von außen zugeführte Spannung wieder vollständig ausgeglichen wird.
• Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbeispiele der neuen AnordnunZ. In Abb. r ist r eine an ein Drehstromnetz angeschlossene Asynchrenmaschine, die in ihrer Drehzahl mit Hilfe der Kommutatorhintermaschine 3 geregelt wird. Die Kommutatorhintermaschiiie ist in bekannter Weisse mit einer Kompensationswicklung und evtl. mit Wendepolen ausgerüstet und mit einer Belastungsmaschine 2 gekuppelt. Die Schlupffrequenz führende Erregerwicklung 4 im Ständer der Kommutatormaschine ist offen ausgeführt und wird von der einen Seite von -dem mit der `Hauptwelle gekuppelten Frequenzwandler 5 gespeist. Der Frequenzwandler wird schleifringseitig über die sekundär hintereinanderges:chalteten Transformatoren 7 und 8 gespeist, deren Spannungen um 9o° gegeneinander verschoben sind. Der Transformator 7 ist als gewöhnlicher Transformator ausgeführt und soll nur die Ohmsche Spannungskomponente für den Erregerkreis der Hintermaschine g liefern. Die induktive Spannungskomponente wird durch den als Doppeldrehtransformator ausgeführten. Transformator 8 geliefert. Nachdem die Transformatoren 7 und 8 primär mit denselben (bzw. proportionalen) Spannungen :erregt werden, so muß bei einer Änderung der Frequenz in der Wicklung ¢ der Transformator 8 verstellt werden, um seine Sekundärspannung auch in Abhängigkeit von der Frequenz zu bringen und so den induktiven Spannungsabfall in der Wicklung q. genau aufzuheben. Um dies zu erreichen, sind zwei miteinander und mit dem Drehtransformator 'mechanisch gekuppelte Drehmagnete 6 und io vorgesehen. Diese sind z. B. als Kurzschlußankermotoren ausgebildet. Ihre Primärwicklungen werden einerseits von der Spamiung des Transformators 7, andererseits in unmittelbarer Reihenschaltung von dem Strom in der Erregerwicklung 4. gespeist, und zwar derart, daß die Drehmagnete an den miteinander gekuppelten Läufern einander entgegenwirken und sich dabei im stabilen Zustande gerade aufheben. Dies ist auch bei veränderlicher Frequenz in der Wicklung q. möglich; da der Strom in dieser Wicklung proportional der vom Transformator 7 gelieferten, den Ohmschen Spannungsabfall deckenden. Spannung bleibt, sofern der induktive Spannungsabfall ständig aufgehoben ist. Wird nun bei einer Änderung der Schlupffrequenz der induktive Spannungsabfall der Wicklung q. durch die Spannung des Drehtransformators 8 nicht mehr vollständig aufgehoben, so wird dadurch auch der Ström in der Wicklung q, bzw. in dem Drehmagneten 6 gestört. Die beiden Magnete io und 6 ergeben daher ein resultierendes Drehmoment, das den Transformator derart verstellt, daß sich der gewünschte stabile Zustand wieder einstellt.
• Die Spannung an der sowohl die Transformatoren 7 und 8 als auch den Drehmagnet speisenden Sammelschiene 9 kann in bekannter Weise gegenüber der Netzspannung nach Größe und Phase durch die die Sammelschiene vom Netz aus speisenden Transformatoren i i und 12 geregelt werden, und damit die Hauptmaschine in der Drehzahl und der Phasenkompensierung b.eei'ii$ußt werden.
• In Abb. z ist der Frequenzwandler 5 mit der Hauptwelle gekuppelt, und seine Erregung erfolgt mit Netzfrequenz. Man kann ihn natürlich auch als kompensierten Frequenzwalndler ausführen und ihn außerdem gemäß Abb. 2 mit der Belastungsmaschine 2 kuppeln. Man benötigt in diesem Fall noch eine kleine. Synchronmaschine 14, die mit der Maschine i gekuppelt ist und die beiden Transformatoren i i und 12 mit der Umdrehungsfrequenz der Maschine i speist. Im übrigen wirkt die Anordnung wie die nach Abb. i.
• Die Verstellung des Doppeldrehtransformators 8 braucht natürlich nicht durch die beiden Drehmagnete 6 und io allein zu erfolgen. Diese können viehmehr nur als Steuerorgan dienen, während für die Verstellung ein hydraulischer Regler oder sonst eine bekannte Verstellungsvorrichtwng verwendet wird. Ferner können die Drehmagnete 6 und i o durch eine entsprechend wirkende Vorrichtung, beispielsweise durch einen seinerseits vom Strom der Wicklung q., andererseits von der Ohmschen Spannungskomponente in Differenzschaltung beeinflußten Regler (z. B. Thoma-Regler) hersetzt werden. Ebenso kann statt des Doppeldrehtransformators ein Drehtransformator verwendet werden, der in an sich bekannter Weise nur auf die Größe seiner Sekundärspannung einwirkt, oder auch lein beliebiger anderer Regeltransformator, wie z. B. ein Schubtransformator oder ein Transformator mit Schaltkontakten. Auch eine Synchronmaschine, deren Erregerstrom von den Drehmagneten 6 und i o oder einer entsprechend wirkenden Vorrichtung gesteuert wird, kommt als Ersatz für den Doppeldrehtransformator in Frage.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Verminderung des Einflusses des induktiven Spannungsabfalls auf die Stromstärke in Stromkreisen mit veränderlicher Frequenz (insbesondere in dem Schlupffrequenz führenden Erregerstromkreis von Kommutatorhintermaschinen), bei denen die Regelung der für die Deckung des Ohmschen und des induktiven Spannungsabfalls erforderlichen, von außen zugeführten Spannungen in getrennten Apparaten erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromstärke des Stromkreises veränderlicher Frequenz und die dem Stromkreis zugeführte Ohmsche Spannungskomponente das den Apparat (z. B. Drehregler ,Dopp:eldrehregl:er, Stufen-oder Schubtransformator, Synchronmaschine) zur Regelung der induktiven Spannungskomponente selbsttätig verstellende Steuerorgan in Differenzschaltung speisen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan aus zwei. als Kurzschlußankermotoren ausgebildeten und gegeneinander wirkenden Drehmagneten besteht, und die Stromstärke des Stromkreises veränderlicher Frequenz den einen Drehmagnet, die dem Stromkreis zugeführte Ohmsche Spannungskomponente den zweiten Drehmagnet erregt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i und 2, gekennzeichnet durch einen nur die Größe der induktiven Spannungskomponente verändernden Drehtransformator (z. B. einen Doppeldrehtransformator) für die Erzeugung und Regelung der induktiven Spannungskomponente.