DE611567C

DE611567C - Schutz- und Steuereinrichtung fuer elektrische Maschinen

Info

Publication number: DE611567C
Application number: DEA66695D
Authority: DE
Inventors: Paul Soergel
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-07-24
Filing date: 1932-07-24
Publication date: 1935-04-02

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
2. APRIL 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

IiLASSE 21 d³ GRUPPE

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin*)

Schutz- und Steuereinrichtung für elektrische Maschinen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 24. Juli 1932 ab

Es ist bekannt, in elektrischen Maschinen besondere Hilfswicklungen anzuordnen, die bei inneren Fehlern der Maschine ansprechen. So hat man beispielsweise die Spannungen zweier Teilwicklungen miteinander verglichen, die auf dem Wechselstromeisen einer Maschine derart angeordnet sind, daß die Teilspannungen im normalen Betrieb gleiche Größe besitzen. Beim Auftreten eines Windungsschlusses dagegen ist die Spannung in einer Teilwicklung gegenüber der Spannung der anderen Teilwicklung vermindert, so daß die Differenz nicht mehr Null bleibt und ein angeschlossenes Relais zum Auslösen gebracht wird.

Es ist auch bekannt, an die Erregerwicklung einer Mehrphasenmaschine ein Relais zu legen, welches auf Wechselströme anspricht. Bei einphasiger Belastung wird dann in der Erregerwicklung ein Wechselstrom induziert, der das Relais zur Betätigung bringt. Man hat ferner auch auf dem Induktorteil einer elektrischen Maschine eine Hilfswicklung angebracht und diese an ein Relais geführt. Man ist dabei von der Erkenntnis ausgegangen, daß bei einem Windungsschluß innerhalb der zu schützenden Maschine ganz bestimmte eigenartige Frequenzen in einer auf dem Induktor angeordneten Wicklung auftreten. Man hat also das Feld in der Maschine überwacht und seine bei einem Windungsschluß auftretende stationäre Gestaltung als Kriterium für das Ansprechen eines Relais herangezogen.

Die Erfindung sucht nun nicht einen inneren Fehler bei einer Maschine zum Anzeigen zu bringen, sondern die Stromstärke im Anker zu überwachen. Dies macht namentlich bei Gleichstrommaschinen hoher Spannungen Schwierigkeiten. Auch die im Verhältnis zum normalen Strom hohen Überströme, die im Falle eines Klemmenkurzschlusses oder eines Kollektorüberschlages auftreten, sind für die Ausbildung der Relaiswicklungen von großem Nachteil, wenn eine entsprechend hohe Ansprechgenauigkeit verlangt wird. Die Erfindung sucht nun diese Schwierigkeiten bei einer Schutz- und Steuereinrichtung für elektrische Maschinen, insbesondere Gleichstromhochspannungsmaschinen, bei der ein Relais an eine innerhalb des Induktors angeordnete Hilfswicklung angeschlossen ist, die mindestens von einem Teil des Ankerflusses durchsetzt ist, dadurch zu vermeiden, daß erfindungsgemäß das Relais so ausgebildet wird, daß, es auf kurzzeitig«, durch Änderungen des Luftspaltfeldes hervorgerufene Stromstöße anspricht. Es werden also nur solche Stromänderungen die Schutzeinrichtung zur Betätigung bringen, die -mit entsprechender Geschwindigkeit erfolgen. Gegenüber dem Absolutwert der

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

Paul Sörgel in Berlin-Niederschönhausen.

Ströme oder den allmählich durchgehenden Stromänderungen bleibt die Anordnung unempfindlich. Man kann die Hilfswicklung an irgendeine Stelle des Induktors anordnen, an der die Änderungen des Ankerfeldes auftreten, also z. B. an irgendeiner Stelle des Joches oder der Pole.

Beim Ansprechen des Relais kann man entweder den Schalter der Maschine auslösen to oder Regeleinrichtungen steuern, die beim Auftreten eines Kurzschlusses das Erregerfeld verstärken oder schwächen.

In Abb. ι ist die Spulen der Schutzeinrichtung in einem Hauptpol P₁ einer elektrischen Hochspannungsmaschineuntergebracht. Abb.2 zeigt den Verlauf des Ankerfeldes a, das im Verein mit dem Hauptfeld m das resultierende Feldr liefert. Wie nun aus der Anordnung der beiden übereinander gezeichneten

ao Abb. ι und 2 zu ersehen ist, ist die Spule e im Polschuh des Hauptfeldes P₁ so angeordnet, daß sie im Bereich des kleinsten resultierenden Feldes liegt. Innerhalb dieses Bereiches ist der Polschuh am wenigsten gesättigt, so daß Feldänderungen sich am deutlichsten geltend machen.

Der Verlauf des Feldes und damit seine Wirkungsweise auf die Schutzeinrichtung ist bei dieser Anordnung von der Drehrichtung der Maschine und von der Arbeitsweise als Motor oder Generator abhängig. Bei der Anordnung der Spule nach Abb. 3 ist dies nicht der Fall. Hier ist jede der beiden Spulenseiten der Spule e in spiegelbildlich zueinander liegenden Stellen der beiden Polschuh« zweier benachbarter Pole p_it p₂ untergebracht, so daß die Spule immer von dem gleichen Ankerfluß durchsetzt wird.

In Abb. 4 ist die Schaltung der Schutzeinrichtung gezeigt. Eine Gleichstromhochspannungsmaschine g ist durch eine Schmelzsicherung s, die auf Überströme im Netz ansprechen soll, geschützt. Um auch einen Schutz gegen Kurzschlüsse an den Klemmen k_t und k₂ und gegen Überschläge zwischen den Bürsten b_± und b_s zu erzielen, ist nach der Erfindung an eine Spule e, die gemäß Abb. 2 oder 3 in der Maschine angeordnet ist, ein Relais angeschlossen, das beim Auftreten derartiger Fehler die Maschine außer Betrieb nimmt. Dies kann dadurch geschehen, daß das Feld/ sofort abgeschaltet wird. Unter Umständen kann auch gleiphzeitig der Antriebsmotor, wie z. B. eine Verbrennungskraftmaschine, eine Wasserturbine oder eine Dampfmaschine, stillgesetzt werden. Hierbei tritt der Vorteil der Anordnung, daß die-Schutzeinrichtung in keiner leitenden Verbindung mit der zu schützenden Hochspannungsmaschine steht, besonders hervor. Die An-Ordnung ist jedoch für alle Fälle verwendbar, bei denen eine Änderung des Ankerstromes mittelbar zur Betätigung irgendwelcher Einrichtungen dienen kann.

Claims

Patentansprüche:

1. Schutz- und Steuereinrichtung für elektrische Maschinen, insbesondere Gleichstromhochspannungsmaschinen, bei der ein Relais an eine innerhalb des Induktors angeordnete Hilfswicklung angeschlossen ist, die mindestens von einem Teil des Ankerflusses durchsetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Relais so ausgebildet ist, daß es auf kurzzeitige, durch Änderungen des Luftspaltfeldes hervorgerufene Stromstöße anspricht.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung im Palschuh eines Hauptpoles untergebracht ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswicklung in demjenigen Teil des Polschuhes untergebracht ist, in dem das Ankerfeld das Erregerfeld schwächt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spulenseiten der Hilfswicklung in spiegelbildlich zueinander liegenden Stellen der Polschuhe zweier benachbarter Pole untergebracht sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen