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Anordnung zur Sicherstellung des Parallelbetriebes von durch gesonderte
Kraftmaschinen angetriebenen Drehfeldinduktionsgeneratoren oder Synchrongeneratoren
oder zwischen beiden Maschinengattungen Da Drehfeldinduktionsgeneratoren, wie Drehfeldkommutatorgeneratoren
oder Asynchrongeneratoren, die in Verbindung mit die Erregung liefernden Kommutatorhintermaschinen
arbeiten, keine synchronisierende Kraft besitzen, ergeben sich beim Parallelbetrieb
mehrerer solcher Generatoren Schwierigkeiten. Gemäß der Erfindung werden diese dadurch
beseitigt, daß jeder Induktionsgenerator mit einer nach Art eines Induktionsinotors
gebauten Induktionsmaschine mechanisch gekuppelt ist. Die induzierenden Teile der
mit den verschiedenen parallel arbeitenden Generatoren gekuppelten Induktionsmaschinen
sind an ein gemeinsames, beispielsweise das von den Generatoren gespeiste Netz angeschlossen.
Ihre induzierten Teile sind untereinander parallel geschaltet. Die induzierenden
Teile der verschiedenen Induktionsmaschinen können auch aus verschiedenen Netzen,
selbst solchen von verschiedener Frequenz, gespeist werden. Bedingung ist jedoch,
daß die Frequenz der verschiedenen Netze in einem festen Verhältnis zueinander stehen.
Ferner muß die Polzahl der Induktionsmaschine mit Bezug auf die Betriebsdrehzahl
des betreffenden Generators so gewählt sein, daß beim Umlauf mit der Betriebsdrehzahl
der Generatoren die in den induzierten Teilen der ihnen zugehörigen Induktionsmaschinen
erzeugten Spannungen untereinander von gleicher Frequenz und zweckmäßig auch von
gleicher Größe und Phase sind. In diesem Falle wird offenbar, solange die parallel
geschalteten Generatoren mit der Betriebsdrehzahl laufen, in dem Stromkreis der
induzierten Teile der Induktionsmaschinen kein Strom fließen. Sobald jedoch einer
der Generatoren sich von der Betriebsdrehzahl entfernt, wird in dem Stromkreis der
induzierten Teile der Induktionsmaschinen ein kräftiger Wattstrom sich ausbilden,
der die schneller laufenden Maschinen bremst und die langsamer laufenden beschleunigt,
also den Parallelbetrieb aufrechterhält.
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Synchrongeneratoren besitzen von selbst eine synchronisierende Kraft,
jedoch kann die Anordnung . gemäß der Erfindung auch bei Synchrongeneratoren sowie
beim Parallellauf von Synchrongeneratoren und Drehfeldinduktionsgeneratoren zur
Verbesserung des Parallelbetriebs Verwendung finden.
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Damit schon bei kleinen Abweichungen von der normalen Drehzahl ein
kräftiges
Drehmoment in den Induktionsmaschinen erzeugt wird, läßt
man die Induktionsmaschinen mit großem Schlupf (von mindestens io Prozent) arbeiten,
was sich dadurch erreichen läßt, daß die Synchrondrehzahl der Induktionsmaschinen
eine andere ist als die Betriebsdrehzahl der zugehörigen Generatoren und daß ihre
Läufer im Sinne des im Ständer erzeugten Drehfelds umlaufen.
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Statt die Generatoren mit einer Induktionsmaschine zu kuppeln, kann
man auch die beiden Maschinen vereinigen, indem man auf dem Ständer sowie auf dem
Läufer des Generators eine entsprechende Hilfswicklung anbringt. Die auf dem Ständer
angeordnete Hilfswicklung ist gemeinsam mit den Ständerwicklungen der übrigen Induktionsmaschinen
an ein Netz bzw. an Netze mit zueinander in bestimmtem Verhältnis stehenden Frequenzen
anzuschließen, während die auf dem Läufer untergebrachte Hilfswicklung mit den Läuferwicklungen
der übrigen Induktionsmaschinen parallel zu schalten ist. In diesem Fall ist es
erforderlich, daß sich die beiden in der einen Maschine vereinigten Wicklungssysteme
gegenseitig nicht beeinflussen. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß
die Polzahl der Hilfswicklungen 2n-mal so groß oder 2iz-mal kleiner ist als die
Polzahl der Generatorwicklungen, wobei za eine beliebige ganze Zahl bedeutet.
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Bekanntlich nimmt bei Drehfeldinduktionsgeneratoren mit Kommutatorhintermaschinen
bzw. mit Kommutator die Frequenz des erzeugten Stromes mit der Belastung ab. Da
die Drehzahlen aller über Induktionsmaschinen gemäß der Erfindung gekuppelten Generatoren
im Verhältnis zueinander festgelegt sind, so ist es nicht möglich, den Frequenzabfall
dadurch auszugleichen, daß man die Drehzahl eines einzelnen Induktionsgenerators
erhöht. Falls nur Induktionsgeneratoren über Induktionsmaschinen gemäß der Erfindung
untereinander gekuppelt sind, so kann man den Frequenzabfall dadurch ausgleichen,
daß man die Drehzahl sämtlicher Induktionsgeneratoren erhöht. Wenn auf das Netz
auch Synchrongeneratoren arbeiten,` die mit den Induktionsgeneratoren nicht über
Induktionsmaschinen gemäß der Erfindung gekuppelt sind, so kann man auch die Drehzahl
dieser Synchrongeneratoren bei wachsender Belastung entsprechend erniedrigen, falls
der Abfall der Frequenz im Netz zulässig ist.
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Man kann aber auch den Frequenzabfall jedes einzelnen Induktionsgenerators
in an sich bekannter Weise dadurch ausgleichen, daß man das übersetzungsverhältnis
des Regeltransformators ändert oder die Bürsten auf dem Kommutator des Generators
bzw. der Kommutatormaschine verschiebt. Diese Regelung kann von Hand oder auch selbsttätig
in Abhängigkeit von der Belastung erfolgen. Diese elektrische Regelung der Frequenz
gestattet das Zusammenarbeiten von Induktionsgeneratoren und Synchrongeneratoren,
die untereinander über Induktionsmaschinen gemäß der Erfindung gekuppelt sind.
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In den Figuren sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch
dargestellt. In Fig. i ist i das von den Generatoren zu speisende Ein- oder Mehrphasennetz,
2 ist ein nach Art eines Induktionsmotors gebauter Drehfeldinduktionsgenerator,
der von einer nicht gezeichneten Antriebsmaschine angetrieben wird. Der Läufer des
Induktionsgenerators erhält über die Schleifringe 3 Strom passender Frequenz aus
dem vom Netz i über den regelbaren Transformator 5 gespeisten Frequenzwandler d,
der mit dem Induktionsgenerator mechanisch gekuppelt ist. Eine ähnliche Gruppe wird
gebildet aus dem ebenfalls an das Netz i angeschlossenen Induktionsgenerator 6,
dessen Läufer aus der mechanisch mit ihm gekuppelten Drehfeldnebenschlußmaschine
7 mit ihrem regelbaren Transformator 8 Strom passender Frequenz erhält.
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Mit beiden Induktionsgeneratoren :2 und 6 ist je eine Induktionsmaschine
mechanisch gekuppelt, und zwar mit dem Induktionsgenerator 2 die Induktionsmaschine
9, mit dem Induktionsgenerator 6 die Induktionsmaschine io. Die Ständerwicklungen
der beiden Induktionsmaschinen sind an das Netz i angeschlossen, die Läuferwicklungen
sind parallel geschaltet. Die Betriebsdrehzahl des Induktionsgenerators 2 sei 75o,
die Polzahl der mit ihm gekuppelten Induktionsmaschine sei q.. Die Betriebsdrehzahl
des Induktionsgenerators 6 sei 5oo, dann muß die mit ihm gekuppelte Induktionsmaschine
io die Polzahl 6 haben. Bei dem bezeichneten Ausführungsbeispiel arbeitet ferner
auf das Netz i noch der von außen angetriebene Synchrongenerator i i, dessen Umlaufsfeld
mit Gleichstrom erregt ist. Auch er ist mit einer Induktionsmaschine 12, mechanisch
gekuppelt, deren Ständer an das Netz i angeschlossen ist, während ihr Läufer mit
den Läufern der anderen Induktionsmaschinen 9 und io parallel geschaltet ist.
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In Fig. 2 ist analog hierzu 13 ein Drehfeldkommutatorgenerator,
der mit der Induktionsmaschine 1q. mechanisch gekuppelt ist und dessen Läuferwicklung
über einen regelbaren Transformator mit der Ständerwicklung in Verbindung steht.
15 ist ein aus dem frei laufenden Frequenzwandler 16 mit Erregerstrom versehener
Induktionsgenerator, der mit der Induktionsmaschine 17 gemäß der Erfindung
gekuppelt ist. i8 ist ein Induktionsgenerator, dessen Stator und dessen Rotor
mit
je einer Hilfswicklung von der beispielsweise halben Polzahl der Generatorwicklung
versehen ist. Er erhält seinen Erregerstrom aus der mit einem regelbaren Transformator
icg versehenen Hauptschlußkommutatormaschine :2o. Die Hilfswicklung des Läufers
ist an die Schleifringe 21 angeschlossen und über diese mit den Läufern der Induktionsmaschinen
14 und 1; parallel geschaltet, wobei Vorsorge getroffen ist, daß beim Laufen mit
der normalen Betriebszahl die in den induzierten Teilen von 14, 17 und in der Hilfswicklung
des Läufers von 18 erzeugten Spannungen von gleicher Frequenz und gleicher Größe
und gleicher Phase sind.