DE527564C - Drehstrom-Gleichstrom-Kaskade mit einem vom Ankerstrom des Hintermotors erregten eine Kompoundwicklung des letzteren speisenden Hilfsgenerator - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN 19. JUNI 1931

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M527564 KLASSE 21 d 2 GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. April 1930 ab

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kaskade zur Drehzahlregelung, wie sie hauptsächlich im Walzwerkbetrieb benötigt wird. Der in Frage kommende Regelsatz besteht aus einem Drehstrommotor, einem Einankerumformer und einem Gleichstrommotor, der mechanisch und elektrisch oder auch nur elektrisch mit dem Vordermotor gekuppelt ist. Im allgemeinen ist bei der Verwendung eines solchen Regelsatzes ein von der Belastung abhängiger, ziemlich beträchtlicher Drehzahlabfall erwünscht. Man erzielt diesen durch die Anordnung einer im Ständer des Gleichstrommotors untergebrachten sogenannten Kompoundwicklung. Der die letztere durchfließende, dem Ankerstrom im Gleichstromkreis proportionale Strom muß bei verschiedenen Geschwindigkeiten des Regelsatzes während des Vollastbetriebes verschieden groß sein, wenn über den ganzen Regelbereich ein prozentual gleich großer Drehzahlabfall zwischen Leerlauf und Vollast gefordert wird. Dabei sind um so mehr Kompoundamperewindungen notwendig, je weiter sich dieLeerlaufdrehzahl von der synchronen entfernt. Man trägt diesem Umstand dadurch Rechnung, daß man zu der Kompoundwicklung einen regelbaren Widerstand parallel schaltet und diesen der jeweiligen Drehzahl entsprechend von Hand einstellt.

Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß im Betrieb bei Einstellung einer neuen Drehzahl häufig vergessen wird, auch den Parallelwiderstand entsprechend einzustellen. Eine derartige Unterlassung in der Bedienung des Parallelwiderstandes kann beispielsweise beim Übergang von einer höheren auf eine niedrigere Drehzahl zur Folge haben, daß die Schwungmassen nicht mehr genügend eingreifen und infolgedessen bei hohen Belastungsspitzen die Überstromschalter ansprechen.

Um diesen Übelstand zu beheben, empfiehlt es sich, an Stelle der Handregelung eine zwangsläufige Einstellung der Regelvorrichtung zu verwenden, durch welche erreicht wird, daß sich der die Kompoundwicklung durchfließende Strom in Abhängigkeit von der Drehzahl der Kaskade selbsttätig einstellt. Zu diesem Zweck benutzt man bekanntlich einen kleinen Hilfsgenerator, durch den die Kompoundwicklung gespeist wird. Der Hilfsgenerator wird durch den Ankerstrom des Hintermotors erregt und seine Drehzahl von derjenigen der Hauptwelle abhängig gemacht. Zu diesem Zweck versieht man den Antriebsmotor des Hilfsgenerators mit zwei einander entgegenwirkenden Feldwicklungen, von denen die eine an einer konstanten Spannung liegt, während die andere

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Frit^ Seefeld in Berlin-Charlotteyiburg.

von der veränderlichen Gleichspannung des Einankerumformers gespeist wird. Diese bekannte Anordnung weist jedoch den Nachteil auf, daß der durch Feldschwächung zu erzielende Regelbereich der Gleichstrommaschine einen zu geringen Umfang hat; denn er ist im allgemeinen auf das Verhältnis 1:3 beschränkt. Eine solche Begrenzung reicht jedoch in der Mehrzahl der Fälle nicht aus, um einen einigermaßen gleichmäßigen Drehzahlabfall über den gesamten Regelbereich zu erzielen.

Dieser Nachteil der bisher verwendeten Anordnung wird erfindungsgemäß durch eine J 5 besondere Art des Antriebes des Hilfsgenerators vermieden, vermöge der eine annähernde Proportionalität zwischen seiner Drehzahl und dem Schlupf des Vordermotors hergestellt wird. Die Nachprüfung hat ergeben, daß hierbei eine hinreichend gleichmäßige Kompoundierung der Kaskade über den ganzen Regelbereich unabhängig von dessen Größe gewährleistet ist.

Die Zeichnung zeigt zur Erläuterung des Erfindungsgedankens drei Ausführungsbeispiele.

In den Abbildungen bezeichnet U₁ V₁ w ein Drehstromnetz und α einen aus dem Netz gespeisten Asynchronmotor (Vordermotor), b einen mit dem Vordermotor mechanisch gekuppelten Gleichstrommotor (Hintermotor). Diese beiden Maschinen sind durch einen Einankerumformer c elektrisch gekuppelt. Die Hintermaschine b hat zwei Feldwicklungen d und e, von denen d fremderregt ist, während e eine Kompoundwicklung darstellt. Sie wird von einem Hilfsgenerator h gespeist, dessen Erregerwicklung im Ankerkreis der Hintermaschine b liegt, nötigenfalls parallel zu einem festen Widerstand i. Gemäß Abb. 1 ist der Hilfsgenerator h mit dem Einankerumformer c mechanisch gekuppelt, und zwar unmittelbar oder über ein Vorgelege. Hierdurch wird erreicht, daß die Spannung der schwach gesättigten Maschine h und damit auch der Strom, welcher die Kompoundwicklung e durchfließt, nicht nur dem Strom der Hintermaschine b proportional ist, sondern auch dem Schlupf an der Hauptwelle. Ist aus irgendeinem Grunde die mechanische Kupplung von h mit c nicht möglich oder nicht erwünscht, so verwendet man gemäß Abb. 2 zum Antrieb des Hilfsgenerators h einen Gleichstrommotor g, der durch einen konstanten Strom erregt wird und dessen Anker an den Gleichstromklemmen des Einankerumformers liegt. Bei einer solchen Anordnung ist in der Nähe des Synchronismus, also bei kleiner Schlupffrequenz, infolge des Einflusses des Ohmschen Spannungsabfalles in den Läufern der Vordermaschine und des Umformers die Proportionalität zwischen dem die Kompoundwicklung durchfließenden Strom und dem Schlupf nicht mehr voll gewahrt. Dies kann jedoch unter Umständen sogar dazu dienen, eine noch gleichmäßigere Kompoundierung zu erzielen. Es sind jedoch auch Fälle denkbar, in denen durch den genannten Ohmschen Spannungsabfall die Wirksamkeit der Anordnung in der Nähe des Synchronismus gestört werden kann, beispielsweise dann, wenn der Ohmsche Spannungsabfall im Vergleich zur maximal auftretenden Schlupfspannung einen beträchtlichen Wert hat. In solchen Fällen wird erfindungsgemäß zum Antrieb des Hilfsgenerators h nach Abb. 3 ein Drehstrommotor m verwendet, der von den Schleifringen des Vordermotors α aus gespeist wird und eine Synchron- oder Asynchronmaschine sein kann. Dabei kann auch der Synchronmotor in Anbetracht der niederen Frequenz ohne besondere Hilfseinrichtungen anlaufen. Infolge der dauernden starken Erregung ist ein genügend schnelles Ansprechen auf starke Frequenzschwankungen sichergestellt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Drehstrom-Gleichstrom-Kaskade mit einem vom Ankerstrom des Hintermotors erregten, eine Kompoundwicklung des letzteren speisenden Hilfsgenerator, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsgenerator (/^,beispielsweise durch mechanische Kupplung mit dem Einankerumformer (c) der Kaskade, mit solcher Drehzahl angetrieben wird, daß seine Spannung bei konstanter Belastung des Regelsatzes dem Schlupf des Vordermotors (a) proportional ist.
2. 2. Kaskade nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsgenerator (Ji) von einem konstant erregten Gleichstrommotor (g) angetrieben wird, dessen Anker von der Gleichstromseite des Einankerumformers (c) gespeist ist.
3. 3. Kaskade nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfsgenerator (K) von einem synchronen oder asynchronen Drehstrommotor (») angetrieben wird, der an den Schleifringen des Vordermotors (a) liegt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen