DE504593C

DE504593C - Process for the power distribution of a double generator working on two independent alternating current networks, driven with alternating power, consisting of a synchronous and an asynchronous machine with a commutator rear machine

Info

Publication number: DE504593C
Application number: DEA50531D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1927-04-05
Filing date: 1927-04-05
Publication date: 1930-08-07

Description

Verfahren zur Leistungsverteilung eines auf zwei unabhängige Wechselstromnetze arbeitenden, mit wechselnder Leistung angetriebenen Doppelgenerators, bestehend aus einer sychronen und einer asynchronen Maschine mit Kommutatorhintermaschine Treibt eine Kraftmaschine gleichzeitig zwei Wechselstromgeneratoren an, die auf unabhängige, durch eigene Zentralen belieferte Netze arbeiten, so verteilt sich die Gesamtleistung der Kraftmaschine auf die beiden Generatoren nach den gleichen Richtlinien, wie sie für die Leistungsübertragung durch Umformer zur Kupplung zwischen zwei selbständigen Wechselstromnetzen gelten. Die beiden Generatoren können auch trotz des Antriebes durch die Kraftmaschine zugleich als Umformer arbeiten, indem der eine Generator zum Motor und die Leistung des anderen Generators gleich der Summe aus dieser Motorleistung und der Leistung der Antriebsmaschine wird.Procedure for the distribution of power from one to two independent alternating current networks working, with alternating power driven double generator, consisting from a synchronous and an asynchronous machine with a commutator rear machine If an engine drives two alternators at the same time, the independent networks supplied by their own headquarters work, this is how it is distributed the total power of the prime mover on the two generators is the same Directives such as those for power transmission through converters for coupling between two independent alternating current networks apply. The two generators can also at the same time work as a converter despite the drive by the prime mover by the one generator to the engine and the power of the other generator equal to that The sum of this engine power and the power of the prime mover becomes.

Wenn beide Generatoren Synchronmaschinen sind, kann die Leistungsverteilung nur durch die Regler der Antriebsmaschinen in den einzelnen Zentralen gesteuert werden. Ist dagegen der eine Generator eine durch eine Kommutatorhintermasch.ine gesteuerte Asynchronmaschine, so kann durch entsprechende Erregung der Hintermaschine die Leistung der Asynchronmaschine bei jeder Schlüpfung, d. h. bei jedem Frequenzverhältnis der Netze, auf jeden Wert eingestellt werden, so daß sie z. E. in Abhängigkeit von der Frequenz des einen Netzes einem bestimmten Gesetz folgt. Besonders einfach gestaltet sich diese Regelung, wenn die sogenannte Kommutatorkaskade für konstante Leistung vorgesehen wird, bei der die Leistung der Asynchromnaschine auch ohne Steuerung der Erregung der Hintermaschine von ihrer Schlüpfung unabhängig und nur von der Stellung eines bestimmten Regelorgans abhängig ist. Solange die Leistung der Antriebsmaschine konstant ist, ist durch die Leistung der Asynchronmaschine auch die der Synchronmaschine gegeben, die ja gleich der Differenz aus der Antriebsleistung und der Leistung der Synchronmaschine ist. Bei konstanter Antriebsleistung kann also durch Regelung der Leistung der Asynchronmaschine in Abhängigkeit von der Frequenz des einen Netzes zugleich erreicht werden, daß auch die Leistung der Synchronmaschine einem bestimmten Gesetz in Abhängigkeit von dieser Frequenz folgt. Wenn aber die Leistung der Antriebsmaschine schwankt, ist durch die Leistung der Asynchronmaschine die der Synchronmaschine nicht mehr eindeutig gegeben; die beispielsweise angenommene Regelung der Leistung der Synchronmaschine in Abhängigkeit von der Frequenz kann dabei also durch eine entsprechende Regelung der Asynchronmaschine nicht mehr erreicht werden. Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Leistungsverteilung eines auf unabhängige Wechselstromnetze arbeitenden, mit wechselnder Leistung angetriebenen Doppelgenerators, bestehend aus einer Synchron- und einer Asynchronmaschine mit Kominutatorhintermaschine, wobei dieKommutatorkaskade selbsttätig so gesteuert wird, daß die Leistung der Synchronmaschine einem wählbaren Gesetz folgt; dabei werden erfindungsgemäß die Schwankungen in der Antriebsleistung des Doppelgenerators durch zusätzliche Beeinflussung der Steuerung der Kommutatorkaskade von einem auf die Summe der Leistungen beider Generatoren ansprechenden Leistungsre@bler ausgeglichen.If both generators are synchronous machines, the power distribution can controlled only by the controllers of the prime movers in the individual centers will. If, on the other hand, the one generator is one by a commutator rear machine controlled asynchronous machine, so can by appropriate excitation of the rear machine the performance of the asynchronous machine at each slip, d. H. at any frequency ratio the networks, can be set to any value so that they can e.g. E. depending on the frequency of one network follows a certain law. Designed to be particularly simple this regulation, if the so-called commutator cascade for constant power is provided in which the performance of the asynchronous machine even without control the excitation of the posterior engine independently of its hatching and only of that Position of a certain regulatory body is dependent. As long as the power of the prime mover is constant, that of the synchronous machine is also due to the performance of the asynchronous machine given, which is equal to the difference between the drive power and the power of the Is synchronous machine. With constant drive power, by regulating the Power of the asynchronous machine as a function of the frequency of one network at the same time can be achieved that the performance of the synchronous machine a certain Law as a function of this frequency follows. But if the power of the prime mover fluctuates is due to the performance of the asynchronous machine that of the synchronous machine no longer clearly given; the, for example, assumed regulation of the power the synchronous machine as a function of the frequency can thus by a corresponding regulation of the asynchronous machine can no longer be achieved. object The invention is now a method of distributing power one to independent AC networks working, with alternating power driven double generator, consisting of a synchronous and an asynchronous machine with a comminutator rear machine, the commutator cascade being automatically controlled so that the output of the synchronous machine follows an elective law; according to the invention, the fluctuations in the Drive power of the double generator through additional influencing of the control the commutator cascade from one to the sum of the outputs of both generators attractive performance re @ bers balanced.

Ist A die schwankende Leistung der Antriebsmaschine, q3 (f) die verlangte Leistung der Synchronmaschine, die beispielsweise eine Funktion einer Frequenz f sein soll, so soll also erfindungsgemäß die Leistung der Asynchronmäschine auf den Wert .d - p (f) gesteuert werden.If A is the fluctuating power of the prime mover, q3 (f) is the required power of the synchronous machine, which should, for example, be a function of a frequency f, then according to the invention the power of the asynchronous machine should be controlled to the value .d - p (f) .

Ein Ausführungsbeispiel zeigt die Zeichnung, in der zur Vereinfachung sämtliche Leitungen einphasig gezeichnet sind, die aber auch für Mehrphasenmaschinen gilt. a ist die Antriebsmaschine, b die auf das Netz c arbeitende Synchronmaschine, d die auf das zweite Netz e arbeitende Asynchronmaschine. Diese Asynchronmaschine wird durch die Kommutatorhintermaschine f gesteuert, die einerseits von cier Schleifringspannung der Asynchroninaschine aus über einen Widerstand g, anderseits von der Kommutatorseite des mit der Asynchronniaschine d gekuppelten Frequenzumformers i aus über einen weiteren Widerstand 7a gesteuert wird. Bei richtiger Bemessung der Widerstände hängen bekanntlich die Wirk- und die Blindleistung der Asynchronmaschine d nur von der den Schleifringen des Frequenzumformers i aufgedrückten Spannung ab, unabhängig von der Schlüpfung der Asynchronmaschine. Die Wirkleistung hängt dabei von einer Spannungskomponente bestimmter Richtung, die Blindleistung von der dazu senkrechten Spannungskomponente ab. Die Regelung der letzteren Spannung kann in beliebiger Weise erfolgen. Die erstgenannte Spannung wird gemäß der Zeichnung in zwei in Reihe geschalteten Doppelinduktionsreglern h und Z induziert. Der Regler k wird von einem Drehzahlregler yii" an dessen Stelle auch eine Tachometerdynamo treten könnte, derart gesteuert, daß seine Spannung == - y # cp (f) ist, wobei f die Frequenz des Netzes c ist, so daß bei richtiger Wahl des Faktors y die Leistung der Asynchronmaschine, solange die Spannung des Induktionsreglers l Null ist, - (p (f) ist. Der Induktionsregler 1 wird nun von einem auf die Summe der Leistungen beider Maschinen b und d, d. h. auf die Leistung :4 der Antriebsmaschine a ansprechenden Leistungsregler ir, so verstellt, daß seine Spannung - y # A ist, so daß bei spannungslosem Induktionsregler 7, die Leistung der Asynchronmaschine gleich A ist. Werden beide Regler gleichzeitig in der angegebenen Weise gesteuert, so ist die Spannung an den Schleifringen des Frequenzurnformers i- y (A-cp [f]), die Leistung der Asynchronmaschine ist also A - (f) und die der Synchronmaschine ist T (f). An Stelle der beiden Doppelinduktionsregler kann auch ein Synchrongenerator treten, der synchron mit der Frequenz des Netzes der Asynchronmaschine umläuft und von zwei getrennten Stromsystemen erregt wird, deren eines durch den Drehzahlregler in, deren anderes durch den Leistungsregler sa gesteuert wird. Die Kommutatorhintermaschine kann auch fremd angetrieben sein, und ihre Erregung kann über eine besondere Erregermaschine erfolgen. Statt in Abhängigkeit von der Frequenz des Netzes c kann die Leistung der Asynchronmaschine auch abhängig von der des Netzes e oder auch von der Stellung des Antriebsreglers eines mit dem Generator b parallel arbeitenden Generators gesteuert «erden. Soll die Leistung der Synchronmaschine b unabhängig von allen Frequenzschwankungen konstant sein, so fällt der Drehzahlregler m. weg, der Induktionsregler h arbeitet in konstanter Stellung und kann also auch durch eine andere konstante Spannungsquelle ersetzt werden.An exemplary embodiment is shown in the drawing, in which, for the sake of simplicity, all lines are drawn in a single phase, but which also applies to multi-phase machines. a is the drive machine, b the synchronous machine working on the network c, d the asynchronous machine working on the second network e. This asynchronous machine is controlled by the commutator rear machine f, which is controlled on the one hand by the slip ring voltage of the asynchronous machine via a resistor g and on the other hand from the commutator side of the frequency converter i coupled to the asynchronous machine d via a further resistor 7a . If the resistances are correctly dimensioned, it is known that the active and reactive power of the asynchronous machine d depend only on the voltage applied to the slip rings of the frequency converter i, regardless of the slip of the asynchronous machine. The real power depends on a voltage component in a certain direction, the reactive power on the voltage component perpendicular to it. The latter voltage can be regulated in any way. The first-mentioned voltage is induced in two double induction regulators h and Z connected in series, as shown in the drawing. The controller k is controlled by a speed controller yii "instead of a tachometer dynamo, so that its voltage == - y # cp (f) , where f is the frequency of the network c, so that if the Factor y is the power of the asynchronous machine, as long as the voltage of the induction regulator l is zero, - (p (f) . The induction regulator 1 is now based on the sum of the powers of both machines b and d, ie on the power: 4 of the prime mover a responsive power regulator ir, adjusted so that its voltage is - y # A , so that when the induction regulator 7 is de-energized, the power of the asynchronous machine is equal to A. If both regulators are controlled simultaneously in the specified manner, the voltage on the slip rings of the Frequency converter i- y (A-cp [f]), so the power of the asynchronous machine is A - (f) and that of the synchronous machine is T (f). Instead of the two double induction regulators, a synchronous generator can also be used, the syn runs chronologically with the frequency of the network of the asynchronous machine and is excited by two separate power systems, one of which is controlled by the speed controller in, the other by the power controller sa. The commutator rear machine can also be driven externally, and its excitation can take place via a special excitation machine. Instead of being dependent on the frequency of the network c, the output of the asynchronous machine can also be grounded in a controlled manner dependent on that of the network e or also on the position of the drive regulator of a generator working in parallel with the generator b. If the power of the synchronous machine b is to be constant regardless of all frequency fluctuations, the speed controller m. Is omitted, the induction controller h works in a constant position and can therefore also be replaced by another constant voltage source.

Der Erfindungsgedanke ist schließlich auch anwendbar, wenn die Asynchronmaschine durch eines der ebenfalls bekannten Systeme der Kaskadenschaltung gesteuert wird, bei der ihre Leistung eine Funktion der Erregung der Hintermaschine und der Schlüpfung ist. Auch in diesem Fall kann bekanntlich die Erregung der Kommutatorhintermaschine so gesteuert werden, daß die Leistung der Asynchronmaschine eine eindeutige Funktion der Frequenz des einen Netzes unabhängig vom Frequenzwert des zweiten Netzes wird. Bei konstanter Leistung der Antriebsmaschine wird dadurch auch die Leistung der Synchronmaschine eine eindeutige Funktion der Frequenz des einen Netzes. Bei schwankender Antriebsleistung kann diese Gesetzmäßigkeit erfindungsgemäß wieder dadurch erreicht werden, daß die Leistung der Asynchroninaschine außerdem in Abhängigkeit von der Summenleistung der Maschinen b und d gesteuert wird.Finally, the idea of the invention can also be used when the asynchronous machine is controlled by one of the cascade circuit systems, which are also known, in which their output is a function of the excitation of the rear machine and the slippage. In this case, too, as is known, the excitation of the commutator rear machine can be controlled in such a way that the power of the asynchronous machine becomes a clear function of the frequency of the one network independent of the frequency value of the second network. With a constant power of the drive machine, the power of the synchronous machine is also a clear function of the frequency of the one network. If the drive power fluctuates, this law can be achieved according to the invention in that the power of the asynchronous machine is also controlled as a function of the total power of machines b and d .

An Stelle eines auf die Summe der Leistungen ansprechenden elektrischen Reglers kann auch ein von Dampfmenge und Dampfdruck der Turbine, also ein von deren Leistung abhängiger Regler treten, und schließlich kann eine elastische Kupplung zwischen Turbine und Generator vorgesehen werden, bei der die wechselseitige Stellung des treibenden und des getriebenen Teiles eine Funktion der Summenleistung ist und zur Beeinflussung der Kommutatorkaskade dienen kann.Instead of an electrical one that responds to the sum of the services Regulator can also be one of the steam volume and steam pressure of the turbine, i.e. one of their Power-dependent regulator occurs, and finally a flexible coupling can between turbine and generator are provided in which the mutual Position of the driving and the driven part is a function of the total power and can be used to influence the commutator cascade.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Procedure for distributing power from one to two independent AC networks working, driven with changing power Double generator, consisting of a synchronous and an asynchronous machine with a commutator rear machine, the commutator cascade in a manner known per se is automatically controlled so that the performance of the synchronous machine is a selectable Law follows, characterized in that fluctuations in the drive power of the Double generator by additionally influencing the control of the commutator cascade from another responding to the sum of the outputs of both generators Power regulator to be balanced. z. Method according to claim i, characterized in that that the power regulator the voltage of the excitation of the commutator rear machine controlling frequency converter coupled with the asynchronous machine. 3. Device for performing the method according to Claim a, characterized in that that the power regulator influences the position of a double induction regulator (l), its secondary winding in series or in parallel with others voltage sources controlled in a manner known per se (e.g. the double induction regulator k) is connected to the slip rings of the frequency converter. q .. procedure according to Claim a, characterized in that the power regulator excites one of the Frequency converter feeding synchronous generator influenced.