DE546727C

DE546727C - Einrichtung zur Regelung der Blindleistung von Kaskaden, die aus einer asynchronen Vordermaschine und einer Kommutatorhintermaschine bestehen

Info

Publication number: DE546727C
Application number: DES73785D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Albrecht Pagenstecher; Dipl-Ing Arnold Wagner
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1926-03-20
Filing date: 1926-03-20
Publication date: 1932-03-16

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM . 16. MÄRZ 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JA 546 KLASSE 21 d 2 GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. März 1926 ab

Es ist bekannt, Asynchronmaschinen in Kaskade mit Kommutatorhintermaschinen als .motorische Antriebe mit Drehzahlregelung ebenso wie zur Erzeugung von Blindleistung zu verwenden. Die Kaskade bedarf hierzu besonderer Regeleinrichtungen zur Regelung der Drehzahl wie zur Regelung der Blindleistungserzeugung; Hierbei ist eine selbsttätige Regelung von Vorteil, wenn durch die Art der Regelung dafür Sorge getragen wird, daß der Vordermotor in jedem Augenblick des Betriebes möglichst voll ausgenutzt wird. Wollte man zu diesem Zwecke auf konstanten Statorstrom regeln, so ergibt sich gemäß der

Abb. ι folgendes Bild:

ι bedeutet das normale Kreisdiagramm der Asynchronmaschine ohne Erregermaschine, 2 ist der Punkt für volle Belastung. Die Strecke 3-2 ist der Statorstrom und 4-2 der

»0 Rotorstrom bei voller Last. 5 ist der geometrische Ort für konstanten Statorstrom, 6 der geometrische Ort für konstanten Rotorstrom. Die beiden geometrischen örter sind die Kreise mit den Radien 3-2 um 3 und 4-2 um

«5 den Punkt 4. Es würde also 7 einen Punkt schwacher Wattbelastung, 3-7 den Statorstrom und 4-7 den Rotorstrom für diese Belastung darstellen. Man erkennt aus dem Belastungspunkt 7, daß hier der Rotorstrom eine Größe hat, die den Rotorstrom für Vollast 4-2 bei weitem übersteigt. Ist die Maschine für einen so hohen Rotorstrom nicht bemessen, so tritt unzulässige Erwärmung ein. Versucht man demnach auf konstanten Statorstrom zu regeln, so sind schädliche Überlastungen nicht ausgeschlossen, und der Betrieb kann bei dieser Regelung sehr gefährdet werden.

Erfindungsgemäß wird nun dieser Übelstand durch eine Regeleinrichtung vermieden, die den Blindstrom der zur Übertragung von Wirk- und Blindleistung bestimmten Kaskade selbsttätig auf konstanten Rotorstrom der Vordermaschine regelt.

Das Diagramm einer derartigen Regelung zeigt Abb. 2. Hier bedeutet wieder 1 das *5 Kreisdiagramm des Motors und J₁₁ den Rotorstrom, der konstant gehalten werden soll. Der geometrische Ort für den Rotorstrom ist daher der Kreis um den Punkt 8 mit J_n als Radius. Der Magnetisierungsstrom der Vordermaschine Jμ — gleich der Strecke 8-9 — hat einen konstanten Wert. Der Rotorstrom J_n erscheint im Dreieck 8-9-10 als geometrische Summe des Magnetisierungsstromes Jμ und des Statorstromes //, ebenso in den anderen Dreiecken.

*) Von dem Palentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Albrecht Pagenstecher in Berlin - Wilmersdorf und Dipl.-Ing. Arnold Wagner in Düsseldorf-Rath.

Die Ausführung einer Anordnung, die auf konstanten Rotorstrom regelt, bereitet Schwierigkeiten, weil die Rotorfrequenz, die den Regelapparat beeinflussen muß, gering ist und außerdem in ihrem Absolutbetrage schwankt, ja sogar zu Null (Gleichstrom) werden kann. Erfindungsgemäß werden die Schwierigkeiten beseitigt, wenn die den Blindstrom der Kaskade bestimmende Regeleinrichtung von Spannungen beeinflußt wird, welche der geometrischen Summe von Stator- und Magnetisierungsstrom der Vordermaschine proportional sind.

Eine solche Anordnung ist in Abb. 3 dar-. gestellt. Die asynchrone Vordermaschine 11 ist hier mechanisch und elektrisch mit einer kompensierten Kommutatormaschine 12 verbunden. Die Kommutatormaschine wird in dem gezeigten Beispiel läuferseitig über ao Schleifringe durch einen Transformator 13 erregt, der ebenso wie die asynchrone Vordermaschine 11 aus dem Netz 14 gespeist wird. Der Transformator 13 besitzt Anzapfungen, mittels derer die Blindleistungserzeu- »5 gung der Kaskade geregelt wird. Er wird nun von einem Motorrelais 15 gesteuert, das je nach der Stellung eines Relais 16 in dem einen oder anderen Sinne beeinflußt wird, so daß der Motor des Motorrelais 15 sich in dem einen oder anderen Sinne dreht und die Anzapfstelle des Transformators 13 verschiebt. Das Relais 16 erhält eine Spannung gleich der Summe der Spannungsabfälle, die in den Widerständen 17 und 18 entstehen. Widerstand 17 wird von einem Stromtransformator 19 in der Zuleitung zur Hauptmaschine 11 gespeist, während Widerstand 18 seine Spannung durch einen Transformator 20 erhält, der in eine Abzweigung des Netzes eingebaut ist. Diese Abzweigung führt zu einer Drosselspule 21 oder zu einem leer laufenden Asynchronmotor oder zu einem lediglich Blindleistung erfordernden Verbraucher irgendwelcher Art. Die Wirkungsweise der ♦5 gezeigten Einrichtung ist die folgende:

Der Transformator 19 führt sekundärseitig einen Strom, der dem Statorstrom nach Größe proportional und bezüglich der Phasenlage gleichgerichtet ist. Diesem Strom entspricht auch der Spannungsabfall im Widerstand 17 nach Größe und Phasenlage. Der Transformator 20 dagegen führt einen Strom, dessen Größe konstant ist, dessen Phasenlage jedoch um 90⁰ gegen die Netzspannung zufolge des Blindleistungsverbrauchers 21 verschoben ist; entsprechend gerichtet ist auch der Spannungsabfall in dem Widerstand 18.

Werden die Abmessungen der Transformatoren 19 und 20 bzw. der Widerstände 17 und richtig gewählt, so erhält das Relais 16 eine Summenspannung, die der Größe /„ des Dreiecks 8-9-10 der Abb. 2 proportional ist. Je nachdem nun der gewünschte Wert von /_(/ unter- oder überschritten wird, macht das Relais 16 nach der einen oder anderen Seite Kontakt und gibt so dem Motorrelais 15 über eine Gleichstromquelle 22 einen Impuls, den Kontakt am Regeltransformator 13 im Sinne der Beseitigung desjenigen Zustandes, also der zu hohen oder der zu niedrigen Summen-Spannung an den Enden des Widerstandes 17 18, zu verstellen, der das Ansprechen des Relais 16 bewirkt hat.

Die Regeleinrichtung gemäß der Erfindung läßt sich ferner in allen Fällen anwenden, bei denen Asynchronmaschinen Regeleinrichtungen für die Erzeugung von Blindleistung haben, und unabhängig von deren Regeltätigkeit können auch noch drehzahlbestimmende Regeleinrichtungen vorgesehen und von Hand oder auch selbsttätig in Abhängigkeit von irgendwelchen Betriebszuständen gesteuert werden.

Claims

Patentansprüche. ⁸S

r. Einrichtung zur Regelung der Blindleistung von Kaskaden, die aus einer asynchronen Vordermaschine und einer Kommutatorhintermaschine bestehen und zur Übertragung von Wirk- und Blindleistung bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die den Blindstrom der Kaskade bestimmende Regeleinrichtung selbsttätig auf konstanten Rotorstrom der Vordermaschine regelt.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Regeleinrichtung (Motorrelais 15) für den Blindstrom zwei Teilspannungen (17, 18) einwirken, deren Resultierende der geometrischen Summe von Stator- und Magnetisierungsstrom der Vordermaschine proportional ist und von denen die dem Statorstrom entsprechende Teilspannung (17) mittels eines in den Netzanschlußleitungen der Vordermaschine liegenden Stromtransformators (19), dagegen die dem Magnetisierungsstrom entsprechende Teilspannung (18) mittels eines primär- »» seitig sowohl an das Netz als auch an einen Blindleistungsverbraucher (21) angeschlossenen Stromtransformators (20) erzeugt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen