DE497552C

DE497552C - Arrangement for speed control or phase compensation of induction machines by means of two alternating current commutator machines connected in series

Info

Publication number: DE497552C
Application number: DES68371D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Jaroslav Kozisek
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1925-01-10
Filing date: 1925-01-10
Publication date: 1930-05-17

Description

Anordnung zur Drehzahlregelung oder Phasenkompensation von Induktionsmaschinen mittels zweier hintereinandergeschalteter Wechselstrom-Kommutatorhintermaschinen Für die Drehzahlregelung oder Phasenkompensation von Induktionsmaschinen ist bereits,eine Anordnung bekannt, bei der in dein Sekundärstromkreis der Induktionsmaschine zwei hinterei'nandergeschaltete Kommutatorhintermaschinen eiangeschaltet sind, wobei je eine Kommutatorhintermaschine an die Anfänge und Enden der Sekundärwicklung angeschlossen ist. Die Induktionsmaschine- besitzt dazu 6 Schleifringe.Arrangement for speed control or phase compensation of induction machines by means of two alternating current commutator machines connected in series For speed control or phase compensation of induction machines, a Arrangement known in which in your secondary circuit of the induction machine two Commutator machines connected in series are switched on, with One commutator back machine each connected to the beginnings and ends of the secondary winding is. The induction machine has 6 slip rings.

Die vorliegende Erfindung betrifft nun: eine besonders zweckmäßige Weiterbildung dieser Anordnung. Für die Drehzahlregelung bzw. auch für die Phasenkompensation von großen Induktionsmaschinen verwendet man. Anordnungen, bei denen die Erregung der Kommutatorhintermaschine mit Schlupffrequenz, also bei der üblichen Ausbildung der Maschine mit ruhenden Bürsten, im Ständer der Hintermaschine erfolgt.The present invention now relates to: a particularly useful one Further development of this arrangement. For speed control and also for phase compensation used by large induction machines. Arrangements in which the excitement the commutator rear machine with slip frequency, i.e. with the usual training of the machine with stationary brushes in the stand of the rear machine.

Fig. i der Zeichnung zeigt eine derartige Anordnung. Die z. B. elektrisch mit der Induktionsmaschine i verbundene Kommutatürhintermaschine z ist in der üblichen Welse mit einer Belastungsmaschine-3 gekuppelt. Selbstverständlich :kann die Hintermaschine z mit der Induktionsmaschine i auch mechanisch gekuppelt sein. Die Kommutatorhintermaschine ist mit einer Kompensationswicklung 4 ausgerüstet. Die Erregung der Hintermaschine erfolgt nun durch den Anzapftransformator 5, der von ,dem sekundären Stromkreis der Induktionsmaschine i gespeist wird und der seinerseits durch dile Kompensationswicklung q. oder durch eine besondere Erregerwicklung einen zusätzlichen Erregerstrom schickt. Durch die Veränderung des Anzapfpunktes am Transformator kann dann die Erre- gung der Hintermaschine und damit die Drehzahl der Hauptmaschine b@eeinflußt werden. Bei einer weiteren in FIg. --,dargestellten Ausführungsform einer derartigem Erregung der Hintermaschine mit Schlupffrequenz ist statt des Anzapftransformators 5 eine mit der Induktionsmaschine i mechanisch gekuppelte Erregerinduktionsmaschine6vorgesehen, deren Ständer vom Netz erregt und deren dreiphasige- Läuferwicklung die Erregerwicklung 7 in der Hintermaschine speist.Fig. I of the drawing shows such an arrangement. The z. B. electrical Commutation door machine z connected to the induction machine i is in the usual one Catfish coupled with a loading machine-3. Of course: the rear machine can z can also be mechanically coupled to the induction machine i. The commutator back machine is equipped with a compensation winding 4. The excitement of the rear machine is now done by the tap transformer 5, that of, the secondary circuit the induction machine i is fed and in turn by the compensation winding q. or sends an additional excitation current through a special excitation winding. By changing the tapping point on the transformer, the excitation the rear machine and thus the speed of the main machine can be influenced. In another in Fig. -, illustrated embodiment of such excitation the rear machine with slip frequency is instead of the tapping transformer 5 provided with the induction machine i mechanically coupled excitation induction machine 6, whose stator is excited by the network and whose three-phase rotor winding is the exciter winding 7 feeds in the rear machine.

Es hat sich nun gezeigt, daß man mit derartigen Anordnungen zwar eine ziemlich weitgehende Drehzahlregelung .durchführen kann. Jedoch darf der Drehzahlregelb-ereich nicht in nächster Nähe der synchronen Drehzahl liegen. In der Nähe des Synchronismus versagt die Drehzahlregelung. Bei den Anordnungen, die etwa Fig. i 'und a der Zeichnung entsprechen, bleibt die Erregerspannung aus. Um nun bei derartigen Anordnungen, bei denen die Erregung der Hintermaschine mit Schlupffrequenz im Ständer erfolgt, die Induktionsmaschine auch in der Nähe der synchronen Drehzahl regeln bzw. kompensieren zu können, wird erfindungsgemäß in Hintereinanderschaltung mit der bereits vorhandenen Hintermaschine noch ed:ne zweite Kommutatorhintermaschine vorgesehen. Dilese Kommutatorhintermaschine besitzt eine -von der Belastung der Hauptmaschine unabhängige und regelbare Erregung, deren Größe durch die Veränderung des Schlupfes im Sekundärkreis im wesentlichen nicht beein.-fiußt wird. Durch entsprechende Einstellung der Fremderregung der zweiten Kommutatorhintermaschine in Größe oder in Phase kann dann die Induktionsmaschine in der Nähe des Synchronismus ohne Schwierigkeiten geregelt werden. Die fremnderregte Kommutatorhintermaschine fällt in ihrer Bemessung klein aus, da sie ja nur für den geringen. Regelbieweich in der Nähe des Synchronismus bestimmt ist und infolgedessen auch nur einen kleinen Teil der Spannung im sekundären Stromkreis auf sich zu nehmen braucht. Mit dieser zweiten fremderregten Kommutatorhint:ermaschine kann man außerdem gleichzeitig den Leistungsfaktor in beliebiger Weise beeinflussen, indem man eine entsprechende Komponente der Erregung in der zweiten. Hintermaschine vorsieht. Die Hintermaschine wird dann etwas größer. Dafür wind aber die erste Hintermaschine mit Schlupffrequenzerregung entsprechend entlastet und das Zuber außerordentlich vereinfacht.It has now been shown that with such arrangements, although one can perform quite extensive speed control. However, the speed control range may are not in close proximity to the synchronous speed. Close to synchronism the speed control fails. In the arrangements, about Fig. I 'and a of the drawing the excitation voltage remains off. In order now with such arrangements, in which the excitation of the rear machine with slip frequency in Stand takes place, the induction machine also close to the synchronous speed To be able to regulate or compensate is, according to the invention, connected in series with the already existing rear machine still ed: ne second commutator rear machine intended. Dilese commutator back machine has one of the load of the Main machine independent and adjustable excitation, the size of which changes the slip in the secondary circuit is essentially not influenced. Through appropriate Setting of the external excitation of the second commutator rear machine in size or in phase then the induction machine can be close to synchronism without difficulty be managed. The separately excited commutator rear machine falls in its dimensioning small, since they are only available for the minor. Rule soft close to synchronism is determined and consequently only a small part of the tension in the secondary Circuit needs to take on itself. With this second externally excited commutator rear: ermaschine you can also influence the power factor in any way at the same time, by having a corresponding component of arousal in the second. Rear machine provides. The rear machine will then be a little bigger. But the first rear machine winds up with slip frequency excitation correspondingly relieved and the tub extraordinary simplified.

In Fig. 3 der Zeichnung ist die neue Anordnung an einem AusfiihrungsbeispIel veranschaulicht. Die Anordnung ist etwa dieselbe wie bei Fig. i, nur sind die Anfänge der sekundären Wicklung der Hauptmaschine ebenfalls an weitere drei Schleifringe 8 angeschlossen. über diese Schleifringe ist dann der Frequenzwandlex 9. in denn sekundären Stromkreis eingeschaltet. Die Fremderregung des Frequenzwandlers geschieht in bekannter Weise über Schleifringe durch ideh vom Netz erregten Reguliertransformator i o. Mit Hife dieses Reguliertransformators i o wird nunmehr die Drehzahl in,der Nähe des Synchronismus geregelt. Für die Kompensierung der Induktionsmaschine ist noch ein zweiter, mit dem .ersten in Reihe geschalteter Transformator i i vorgesehen, der in bekannter Weise derart erregt wird, daß seine Sekundärspannungen gegenüber den Setkundärspaamungen des Transformators io eine Phasenverschiebung von 9o° besitzen.3 of the drawing shows the new arrangement in an exemplary embodiment illustrated. The arrangement is about the same as in Fig. I, only the beginnings the secondary winding of the main machine to another three slip rings 8 connected. The frequency converter 9th is then via these slip rings secondary circuit switched on. The external excitation of the frequency converter happens in a known manner via slip rings through a regulating transformer that is excited by the mains i o. With the help of this regulating transformer i o is now the speed in, the Proximity of synchronism regulated. For the compensation of the induction machine is a second transformer i i connected in series with the first is provided, which is excited in a known manner in such a way that its secondary voltages opposite the secondary circuit breakers of the transformer io have a phase shift of 90 °.

Fig. q. der Zeichnung zeigt eine weirtere Ausführungsform der Erfindung, bei der die fremderregte Kommutatoühintermaschine 9 noch mit einer Kompensationswicklung 12 versehen ist, so daß sie mechanische Leistung an die Hauptmaschine abgibt bzw. von ihr aufnimmt. Der Reguliertransformator io für die Erregung der Hintermaschine ist noch mit einer der bekannten Compourndierungsvorrichtungen ausgerüstet, durch die die Drehzahl bei wachsender Belastung der Hauptmaschine gesenkt bzw. auch gehoben werden kann. Durch das vom Primärstrom der Hauptmaschine beeinflußte Relais 13 wird z. B. die Größe der Sekundärspannung am Reguliertransformator io bei Veränderung der Belastung entsprechend geändert.Fig. Q. The drawing shows a further embodiment of the invention, in which the separately excited commutation rear machine 9 is also provided with a compensation winding 12 so that it delivers mechanical power to the main machine or takes it from it. The regulating transformer io for the excitation of the rear engine is also equipped with one of the known compounding devices, by means of which the speed can be reduced or increased as the load on the main engine increases. By influenced by the primary current of the main machine relay 13 z. B. the size of the secondary voltage on the regulating transformer io changed accordingly when the load changes.

Die fremderregte Kommutatorhintermaschine kann außer für die Regelung,der Drehzahl in der Nähe des Synchronismus auch noch für die Feinregelung benutzt werden, während die Hintermasche finit Schlupffrequenzerregung dann nur für Grobregelung dient. Selbstverständlich kann die fremderregte Kommutatorbintermaschine auch noch irgendeine andere bekannte Schaltung bzw. Ausführungsform besitzen, z. B. kann sie auch mit der Induktionsmaschine nur elektrisch gekuppelt sein.The separately excited commutator rear machine can except for the regulation, the Speed in the vicinity of synchronism can also be used for fine control, while the back stitch finite slip frequency excitation then only for coarse control serves. Of course, the separately excited commutator bintering machine can also have any other known circuit or embodiment, e.g. B. can also only be electrically coupled to the induction machine.

Die Erregung der Kommutatormintermaschine 9 in den Fig. 3 und q, der Zeichnung kann selbstverständlich auch im Ständer durch Vorschaltung eines Frequenzwandlers erfolgen.The excitation of the commutator mintering machine 9 in FIGS. 3 and q, the Drawing can of course also be done in the stand by connecting a frequency converter take place.

Bei besonders großer Leistung der Hauptin7iuktionsmaschine kann. man die dabei auftretenden Kommutierungsscmnergkeiten an der Kommutatorhintermaschine mit Schlupffre4uenzerriegung dadurch beseitigen, daß man in an sich bekannter Weise zwei, derartige Kommutatörhintermaschinen verwendet und diese zueinander parallel. schaltet.In the case of a particularly high output of the main induction machine,. man the resulting commutation risks on the commutator rear machine eliminate with slip release by doing in a known manner two such commutator rear machines are used and these are parallel to each other. switches.

Claims

PATENT CLAIMS-i. Arrangement for speed control or phase compensation From In: ductile machines by means of two consecutive AC commutator machines '' on the secondary circuit of the induction machine; characterized in that the a commutator rear machine excitation with slip frequency, the second rear machine an adjustable external excitation that is independent of the load on the main engine owns.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that @the rear machine with external excitation for a lower voltage than the rear machine with slip frequency excitation is sized.

3. Arrangement according to claim i, characterized in that the separately excited Commutator rear machine with a known device for influencing the speed with changing Load on the main engine is. q ..

Method for controlling induction machines by means of the device according to claim z, characterized in that the speed is close to synchronism is regulated by means of the separately excited commutator rear machine.

5. Procedure for Speed control of induction machines by means of the device according to claim z, characterized in that by means of the commutator rear machine with external excitation the fine control and by means of the rear machine with slip frequency excitation the Coarse control is carried out.