DE484378C

DE484378C - Induction machine, the speed of which is regulated by regulating a synchronous machine mechanically coupled to it

Info

Publication number: DE484378C
Application number: DES73761D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1926-03-19
Filing date: 1926-03-19
Publication date: 1929-10-15

Description

Induktionsmaschine, deren Drehzahl durch Regelung einer mechanisch mit ihr gekuppelten Synchronmaschine geregelt wird Es sind Regelsätze bekannt geworden, die aus einer Induktionsmaschine mit mechanisch gekuppelter Synchronmaschine bestehen. Die Schlupfenergie der Vordermaschine wird durch einen synchron angetriebenen Frequenzwandler in Ströme von Netzfrequenz r Schlupffrequenz umgewandelt und der- Synchronmaschine zugeführt, welche die Schlupfleistung bei untersynchronem Betrieb in mechanische Energie umwandelt oder bei übersynchronem Betrieb als Generator wirkt, so daß die Vordermaschine als doppelt gespeister Motor arbeitet. Die Regelung der Drehzahl kann hierbei durch Änderung des Feldes der Synchronmaschine erreicht werden.Induction machine, the speed of which is controlled by a mechanical the synchronous machine coupled to it is controlled. which consist of an induction machine with a mechanically coupled synchronous machine. The slip energy of the front machine is generated by a synchronously driven frequency converter converted into currents of mains frequency r slip frequency and the synchronous machine supplied, which converts the slip power into mechanical Converts energy or acts as a generator in oversynchronous operation, so that the Front machine works as a double-fed motor. The regulation of the speed can be achieved by changing the field of the synchronous machine.

Einen derartigen Regelsatz zeigt Abb. i. Hier bedeutet i die Induktionsvordermaschine. 2 die mit ihr mechanisch gekuppelte Synchronmaschine, 3 den Frequenzwandler, der von einem Synchronmotor ¢ synchron angetrieben wird. Vordermaschine i und Synchronmotor ¢ hängen am Netz 5. Eine Gleichstromquelle 6 speist sowohl die Erregung der Synchronmaschine 2 als auch des Synchronmotors 4.. Die Drehzahl des Satzes wird durch den Regler 7 im Erregerkreis der Synchronmaschine 2 bestimmt.Such a rule set is shown in Fig. I. Here i means the induction front machine. 2 the synchronous machine mechanically coupled with it, 3 the frequency converter, the is driven synchronously by a synchronous motor. Front machine i and synchronous motor ¢ are connected to the network 5. A direct current source 6 feeds both the excitation of the synchronous machine 2 as well as the synchronous motor 4 .. The speed of the set is determined by the controller 7 in the excitation circuit of the synchronous machine 2 is determined.

Der Satz arbeitet jenseits und diesseits vom Synchronismus finit veränderlicher Belastung der Maschine 2, und dies hat zur Folge, daß die Phasenlage des den Schleifringen des Frequenzwandlers 3 zugeführten Stromes dauernd schwankt. Damit schwankt aber auch gleichzeitig die Phasenlage der vom Kommutator des Frequenzwandlers in den Schlupfstromkreis eingeführten Regelspannung. Je nach der Lage dieser Phase ändert sich die Drehzahl oder der Leistungsfaktor des Satzes oder beides. Eine eindeutige Drehzahlregelung, d. h. eine Regelung, bei der sich aus einer bestimmten Stellung des Reglers 7 auch eine bestimmte Drehzahl des Satzes ergibt, ist daher bei den bekannten Anordnungen unmöglich. Hier schafft die Erfindung Abhilfe und ermöglicht es auf diese Weise, daß. die Vorzüge des bekannten Satzes nutzbar gemacht werden können, ohne daßzugleich die Nachteile in Kauf genommen zu werden brauchen. -Die Erfindung besteht darin, daß eine selbsttätige Regelvorrichtung vorgesehen wird, die in Abhängigkeit von dem Leistungsfaktor des Primärstromes oder des Sekundärstromes der Induktionsmaschine die Phasenlage der in den Schlupfstromkreis eingeführten Regelspannung bei allen Belastungsänderungen konstant hält.The sentence works beyond and on this side of synchronism in a finitely variable manner Load on the machine 2, and this has the consequence that the phase position of the slip rings of the frequency converter 3 supplied current fluctuates continuously. But that fluctuates also at the same time the phase position of the commutator of the frequency converter in the Slip circuit introduced control voltage. Depending on the location this phase changes the speed or the power factor of the set, or both. A definite one Speed control, d. H. a scheme in which from a certain position of the controller 7 also results in a certain speed of the set, is therefore with the known arrangements impossible. The invention provides a remedy here and enables it that way that. the advantages of the known theorem can be harnessed without having to accept the disadvantages at the same time. -The Invention consists in that an automatic control device is provided, which depends on the power factor of the primary current or the secondary current of the induction machine the phase position of the introduced into the slip circuit Keeps control voltage constant with all load changes.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt wieder Abb. i einschließlich der noch nicht erörterten Teile. Der Leistungsfaktor des zugeführten Stromes wird durch ein von einem Spannungswandler 8 und einem Strdmwandler 9 betätigtes Leistungsfaktorrelais io gemessen. In Abhängigkeit von der Stellung dieses Leistungsfaktorrelais io wirkt das Motorrelais i i, das die Bürstenbrücke des Frequenzwandlers 12 verdreht. Das Leistungsfaktorrelais selbst kann an den Primär- oder Sekundärstrom der Hauptmaschine, ebenso auch in den folgenden Beispielen, angeschlossen werden.An embodiment of the invention shows again Fig. I including the parts not yet discussed. The power factor of the supplied current is by a power factor relay operated by a voltage converter 8 and a current converter 9 measured io. Depending on the position of this power factor relay io acts the motor relay i i, which rotates the brush bridge of the frequency converter 12. That The power factor relay itself can be connected to the primary or secondary current of the main machine, can also be connected in the following examples.

Eine zweite Ausführungsform der Erfin- Jung zeigt Abb. 2. In dieser Abbildung haben die Ziffern i bis io dieselbe Bedeutung wie in Abb. z; Spannungstransformator 8 und Stromtransformator 9 sind jedoch an den Schlupfstromkreis der Vordermaschine angeschlossen. Der Leistungsfaktoranzeiger io beeinflußt hier ein Motorrelais 13, das einen Drehtransformator 14 regelt, der in die Verbindungsleitung des- Antriebsmotors 4 zum Netz 5 geschaltet ist. Hierdurch wird die räumliche Lage des Feldes der Synchronmaschind# relativ zum Drehfelde des Schlupfstromkreises geändert und auch so die gewünschte Wirkung erzielt.A second embodiment of the invention Jung shows Fig. 2. In this figure, the digits i to io have the same meaning as in Fig. Z; However, voltage transformer 8 and current transformer 9 are connected to the slip circuit connected to the front machine. The power factor indicator io influences here a motor relay 13, which controls a rotary transformer 14, which is in the connecting line des- drive motor 4 is connected to the network 5. This changes the spatial location of the field of the synchronous machine # changed relative to the rotating field of the slip circuit and thus achieved the desired effect.

Eine weitere Ausführungsform zeigt Abb. 3. Auch hier gelten wieder die Bezeichnungen r bis io, wie in den beiden anderen Abbildungen. In diesem Falle ist jedoch die Rotorwicklung der Maschine i und des Frequenzwandlers 3 sechsphasig ausgeführt, ebenso wie die Statorwicklung der Maschine 2. Zum Zwecke des Anlassens sind je drei Phasen des Schlupfstromkreises zu Nullpunktsschaltern 15 und 16 herausgeführt und vor den Nullpunkt 15 ist ein Anlaßwiderstand z3 geschaltet. -Ferner ist ein Trennschalter 24 zum Abschalten der Verbindung von Schleifringen des Vordermotors zum Kommutator der Hintermaschine mit den Nullpunktsschaltern mechanisch gekuppelt, und zwar derart, daß beim Einlegen des Trennschalters die Nullpunktsschalter geöffnet werden und umgekehrt. Der Antriebsmotor 4 für den Frequenzwandler 3 besitzt in dieser Ausführungsform erfindungsgemäß eine zweiphasige Erregerwicklung, die zu drei Schleifringen herausgeführt ist und vom Netz 6 über Regelwiderstände 18 und i9 gespeist wird. Diese Widerstände sind so eingerichtet, daß sie die Feldachse der Maschine 4 kontinuierlich verdrehen können, ohne daß die Größe des Feldes wesentlich schwankt. Die Regelwiderstände 18 und i 9 werden nun von dem Motorrelais 2o gesteuert, das in Abhängigkeit von dem Leistungsfaktoranzeiger io wirkt.Another embodiment is shown in Fig. 3. Here, too, apply again the designations r to io, as in the other two figures. In this case however, the rotor winding of the machine i and the frequency converter 3 have six phases executed, as well as the stator winding of machine 2. For the purpose of starting three phases of the slip circuit are brought out to zero point switches 15 and 16 and a starting resistor z3 is connected in front of the zero point 15. -Ferner is a Isolating switch 24 for switching off the connection of slip rings of the front engine Mechanically coupled to the commutator of the rear machine with the zero point switches, in such a way that the zero point switch is opened when the disconnector is inserted and vice versa. The drive motor 4 for the frequency converter 3 has in this Embodiment according to the invention a two-phase excitation winding that leads to three slip rings is led out and is fed from the network 6 via variable resistors 18 and i9. These resistors are set up so that they make the field axis of the machine 4 continuous can rotate without the size of the field fluctuating significantly. The rheostats 18 and i 9 are now controlled by the motor relay 2o, which depends on the power factor indicator io acts.

Der die Spannung der Maschine 2 bestimmende Widerstand 7 wird hier ebenfalls von einem Motor 21 gesteuert, der von Hand durch einen Schalter 22 zu Links- oder Rechtslauf veranlaßt werden kann. Die Zwischenschaltung des motorischen Antriebes erfolgt aus dem Grunde, um durch Bemessung des Motors für eine bestimmte Geschwindigkeit bei Einlegen des Schalters 2a eine bestimmte Regelgeschwindigkeit für den Widerstand 7 vorschreiben zu können. Hierdurch wird einer zu schnellen Bewegung des Widerstandes 7, wie sie etwa durch unmittelbare Betätigung von Hand möglich wäre, vorgebeugt und erreicht, daß, die Regeltätigkeit durch. die Regelvorrichtung 2o schneller vor sich geht als die Veränderung des Widerstandes 7 durch den Motor 21. Hierdurch werden Pendelungen in wirksamer Weise vermieden und der Leistungsfaktor stets auf einen konstanten Wert eingeregelt.The resistor 7, which determines the voltage of the machine 2, is here also controlled by a motor 21, which is manually operated by a switch 22 to Left or right rotation can be caused. The interposition of the motor Drive takes place for the reason in order to by dimensioning the motor for a certain Speed when the switch 2a is inserted, a certain control speed for the resistance 7 to be able to prescribe. This causes a movement that is too fast of the resistor 7, as possible by direct actuation by hand would be prevented and achieved that, the regular activity through. the control device 2o faster than the change in resistance 7 by the motor 21. This effectively prevents swings and increases the power factor always adjusted to a constant value.

Claims

PATI: NTANSYRÜCiir,: i. Induction machine, the speed of which is controlled a synchronous machine mechanically coupled to it is controlled, which only electrically coupled with the induction machine synchronous with mains frequency running frequency converter absorbs the slip energy of the front machine by a control device that depends on the power factor of the primary current or the secondary current of the induction machine, the phase position of the in the slip circuit keeps the introduced control voltage constant with all load changes.

2. Control device next claim i, characterized in that one in the primary circuit or secondary circuit the main machine switched on power factor relay (i o) the brush adjustment of the frequency converter causes.

3. Control device according to claim i, characterized through one in the supply lines of the drive motor (4) for the frequency converter (3) switched on rotary transformer (14, 14), which is connected to the primary circuit or by a Secondary circuit switched on power factor relay (io) is regulated.

4th Control device according to claim i, characterized in that the synchronous drive motor (4) of the frequency converter (3) receives a biaxial excitation and the phase position the voltage introduced into the slip circuit in the front machine through resistors (18, i9, Fig. 3) is continuously changed in each of the two excitation circuits and as a function of the power factor of the current of the main engine be changed.

5. control device .according to claims i to 4, characterized in that that the synchronous machine means for regulating the size of the generated by it Receives voltage, which act more slowly than those for changing the phase position the tension.