DE600937C

DE600937C - Einrichtung zur schnellen Erregung von Gleichstrommaschinen mit Erregermaschine

Info

Publication number: DE600937C
Application number: DE1930600937D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Paul Friedrich Renn
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-10-26
Filing date: 1930-10-26
Publication date: 1934-08-03

Description

Einrichtung zur schnellen Erregung von Gleichstrommaschinen mit Erregermaschine Es wird häufig gefordert, daß eine Gleichstrommaschine, beispielsweise die Dynamo eines Leonardantriebes, in verhältnismäßig kurzer Zeit nach dem Einschalten der Erregung auf volle Spannung gebracht ist. Man hat, um diese Aufgabe zu erfüllen, die sogenannten Schnellerregungsanordnungen vorgesehen., von denen eine der wichtigsten aus einer Erregermaschine besteht, welche zwei Feldwicklungen aufweist; die eine Feldwicklung, welche bei Inbetriebnahme der Gleichstrommaschine an Spannung gelegt wird, ist so bemessen, daß sie allein den Generator auf ein Mehrfaches seiner Betriebsspannung erregen würde. Die zweite Feldwicklung der Erregermaschine ist dieser ersten entgegengeschaltet und wird in Abhängigkeit von der Erregung der Gleichstrommaschine erregt, beispielsweise dadurch, daß sie unmittelbar an die Ankerklemmen der Gleichstrommaschine angeschlossen ist. Während des Dauerbetriebes sind die beiden Wicklungen so erregt, daß ihre Gesamtwirkung gerade die Betriebsspannung der Gleichstrommaschine ergibt.
Wesentlich für die schnelle Erregung der Gleichstrommaschine ist die Bemessung der Erregermaschine, insbesondere die Höhe der durch das Hauptfeld allein erzeugten Spannung. Diese Spannung wird je nach den Betriebserfordernissen gewählt und beträgt ein Mehrfaches der während des Dauerbetriebes erforderlichen Klemmenspannung der Feldwicklung. Ist die normale Erregerspannung beispielsweise r to Volt, dann muß man unter Umständen eine Anfangserregerspannung von 5oo bis rooo Volt erzeugen, je nachdem, welche Betriebserfordernisse durch die Schnellerregung zu erfüllen sind. An die Konstruktion derErregermaschine sind wegen dieser für Gleichstrombetrieb außergewöhnlich hohen Spannungen besondere Anforderungen bezüglich der Isolation und der Kommutierung gestellt. Der Kommutator muß wegen der hohen Lamellenzahl groß ausgeführt werden. Es ist weiterhin zur Erzielung einer einwandfreien Kommutierung eine besonders reichliche Bemessung der Wendepol-und Kompensationswicklung erforderlich.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diese unverhältnismäßig hohen Spannungen an den Erregermaschinen bei Schnellerregungsanordnungen nach Möglichkeit herabzusetzen, ohne die gewünschte Wirkung, d. h. die Erregung der Gleichstrommaschine innerhalb einer bestimmten Zeit, zu vermindern. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß sowohl mit der stark erregten Hauptwicklung als auch mit der Gegenwicklung der Erregermaschine je eine Wicklung eines Transformators in Reihe geschaltet ist; das Übersetzungsverhältnis dieses Transformators ist vorzugsweise gleich dem der Feldwicklungen der Erregermaschine, wobei die in der Gegenwicklung durch die Hauptwicklung induzierte Spannung entgegengesetzt der in der entsprechendenTransformatorwicklung induzierten Spannung ist. Die Erfindung geht von der bekannten Erkenntnis aus, daß in der Gegenwicklung, welche mit der Hauptwicklung magnetisch verkettet ist, beim Anstieg des Erregerstromes eine Spannung induziert wird, welche nach dem Lenzschen Gesetz den Anstieg des Erregerstromes in der Hauptwicklung behindert. Durch den Entkopplungstransformator wird nun der Gegenwicklung eine Spannung aufgedrückt, welche der induzierten Spannung entgegenwirkt und diese damit unschädlich macht. Der Stromanstieg in der Hauptwicklung wird also durch die magnetische Verkettung der beiden Felder der Erregermaschine nicht behindert; die magnetische Kopplung der beiden Felder wird durch den Entkopplungstransformator aufgehoben.
Wird also die volle Erregung der Gleichstrommaschine in einer bestimmten Zeit gefordert, so genügt zur Erreichung dieses Zweckes beim Erfindungsgegenstand eine kleinere Anfangsspannung an der Erregermaschine als bei den bekannten Schnellerreg T 11 ngsanordnungen; denn beim Erfindungs- t' gegenstand wird die bisher vorhandene Heminung des Stromanstieges in der Haupterregerwicklung beseitigt, die Erregungszeit der Erregermaschine also verkürzt, so daß zur Erzielung der gleichen Anstieggeschwindigkeit des Stromes in der Hauptmaschine eine kleinereAnfangserregerspannung für die letztere ausreicht. Die Maschine kann also beispielsweise für eine um ein Viertel kleinere Anfangsspannung bemessen werden, so daß sowohl die Isolation als auch der Kommutator und die Wendepolkompensationswicklung einen geringeren Umfang aufweisen und daher billiger ausfallen.
Entkopplungstransformatoren, welche die induktive Wirkung von zusätzlichen Wicklungen bei Gleichstrommaschinen auszugleichen haben, sind zwar an sich bekannt. Eine Spannungsherabsetzung bzw. eine Verbilligung der Erregermaschinen von Gleichstromgeneratoren mit Hilfe von Entkopplungstransformatoren herbeizuführen, ist aber bisher noch nicht vorgeschlagen worden. Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. a ist ein leonardgesteuerter Motor, b die Steuerdynamo, c eine Schnellerregermaschine, d der Hilfs- bzw. Entkopplungstransformator mit den Wicklungen h und i, e ist der Steuerschalter, f ist das von dem Steuerschalter e gesteuerte Hauptfeld, welches - bei alleiniger Wirkung - in der Erregermaschine c ein Mehrfaches der normalen Ankerspannung erzeugt, g ist ein von der Ankerspannung der Gleichstrommaschine b gespeistes Gegenfeld, welches bei voller Wirkung gemeinsam mit der Wicklung f -ein resultierendes Feld erzeugt, durch das die normale Ankerspannung an der Schnellerregermaschine c herbeigeführt wird. Die nach dem Einschalten des Steuerschalters e zuerst erzeugte mehrfach überhöhte Ankerspannung von der Maschinec baut in dem trägen Eisen der Maschine b rascher das gewünschte Feld auf als die normale Ankerspannung von der Maschinec. Die rasch entstehende Ankerspannung der Maschine b führt die Ankerspannung der Maschine c dann schnell auf den Normalwert zurück.
Der in der Wicklung f entstehende Strom erzeugt in den Wicklungen g und i durch Induktion elektromotorische Kräfte, welche dem Anwachsen des Stromes in den Wicklungen f und h entgegenwirken würden. Da aber die Wicklungen g und! gegeneinandergeschaltet sind, so heben sich die beiden elektromotorischen Kräfte in ihnen auf, die Wicklungen g und i bleiben stromlos, und die Wicklungen f und h können unverzögert ihre Felder aufbauen; die Gleichstrommaschine b kommt unverzögert auf Spannung.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur schnellen Erregung von Gleichstrommaschinen mit einer Erregermaschine, welche außer der zur Erregung dienenden Feldwicklung eine dieser Wicklung entgegengesetzt wirkende, in Abhängigkeit von der Erregung der Gleichstrommaschine erregte Gegenwicklung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Hauptwicklung (f) und mit der Gegenwicklung (g) der Erregermaschine (c) j e eine Wicklung (h bzw, i) eines Transformators- (d) in Reihe geschaltet ist, wobei das Übersetzungsverhältnis des Transformators (d) vorzugsweise gleich dem derFeldwicklungen (f,g) ist, und daß die in der Gegenwicklung (g) durch die Hauptwicklung (f) induzierte Spannung entgegengesetzt der in der entsprechenden Transformatorwicklung (i) induzierten Spannung gerichtet ist. a. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfstransformator (d) mit gleicher oder annähernd gleicher Eisensättigung ausgeführt ist wie der durch die Felder (f, g) der Erregermaschine (e) gebildete Transformator. 3. Einrichtung nach Anspruch z und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfstransformator (d) mit veränderlicher Induktivität ausgeführt ist. q.. Einrichtung nach Anspruch r his 3, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder mehreren Wicklungen des Hilfstransformators (d) je eine Drosselspule vorgeschaltet ist.