DE627174C

DE627174C - Multi-phase measuring system for electrical voltage regulators

Info

Publication number: DE627174C
Application number: DES106754D
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-10-30
Filing date: 1932-10-25
Publication date: 1936-03-10

Description

Die Erfindung betrifft ein Mehrphasenmeßsystem für elektrische Spannungsregler aller Art, z. B. für Spannungsrelais, Vibrationsregler-(Schnellregler) ο. dgl,
Die meist gebräuchlichen Spannungsregler für Mehrphasennetze besitzen ein nur an eine Phase des Mehrphasennetzes angeschlossenes Meßsystem. Wenn jedoch eine ungleich^ mäßige Phasenbelastung, wie dies meist hei Kurzschlüssen im Netz der Fall ist, eintritt und damit eine Unsymmetrie der Phasenspannungen, dann kann bei einphasig angeschlossenem Meßsystem eine falsche Regelung eintreten. Wenn nämlich bei einem das Netz unsymmetrisch belastenden Fehler die Spannung in zwei Phasen zusammenbricht, in der dritten sich dagegen sogar etwas erhöht und das Meßsystem des Reglers zufälligerweise an diese letztere Phase angeschlos-The invention relates to a multiphase measuring system for electrical voltage regulators of all types, e.g. B. for voltage relays, vibration regulators (fast regulators) ο. like,
The most common voltage regulators for multi-phase networks have a measuring system that is only connected to one phase of the multi-phase network. If, however, an uneven phase load occurs, as is usually the case with short circuits in the network, and thus an asymmetry of the phase voltages, incorrect regulation can occur with a single-phase connected measuring system. If the voltage collapses in two phases in the event of an asymmetrical load on the network, but even increases slightly in the third phase and the controller's measuring system happens to be connected to this latter phase.

ao sen ist, dann erniedrigt der Regler die Erregung, obwohl er mit größter Beschleunigung eine Erhöhung, der Erregung vornehmen sollte. Die Folge dieses Verhaltens ist z. B_v daß an das Netz angeschlossene Synchronmaschinen außer Tritt fallen.ao sen, then the controller lowers the excitation, although it should increase the excitation with the greatest acceleration. The consequence of this behavior is z. B _v that synchronous machines connected to the network fall out of step.

Es ist schon vorgeschlagen worden, zur Behebung dieses Mangels das Meßsystem des Spannungsreglers über einen sogenannten Drehfeldscheider an das Mehrphasennetz anzuschließen. In diesem Drehfeldscheider werden alle Phasenspannungen gemischt^ und aus der resultierenden Mittelspannung wird nur diie positive Phasenspannungsfolge herausgegriffen. Diese wirkt auf das Meßsystem ein, so daß der Regler auf einen Mittelwert aus sämtlichen Phasenspannungen anspricht.It has already been proposed to remedy this deficiency, the measuring system of the Voltage regulator to be connected to the multi-phase network via a so-called rotating field separator. In this rotating field separator, all phase voltages are mixed and cut off of the resulting mean voltage, only the positive phase voltage sequence is selected. This acts on the measuring system, so that the controller works on an average value responds from all phase voltages.

Es ist auch ein durch Mehrphasenstrom zu erregender Elektromagnet bekannt, dessen Wicklungen in Form eines Solenoides auf einen Magnetkörper derart angeordnet sind, daß ein sich axial nach einer Richtung bewegendes Magnetfeld hervorgebracht wird. Der axial bewegliche Anker dieses Magnets ist aus magnetischem Material. Wenn er aus der Ruhelage gebracht wird, wird er in ahnlicher Weise angezogen wie der Anker eines Gleichstrommagnets. Die Anordnung der Wicklung hat dabei den Zweck, die Stärke des resultierenden Magnetfeldes und damit der resultierenden Anziehungskraft unbeeinflußt von den Pulsationen des Wechselstromes zu gestalten.It is also known to be excited by multiphase current, the Windings in the form of a solenoid are arranged on a magnetic body in such a way that that one moving axially in one direction Magnetic field is generated. The axially movable armature of this magnet is made of magnetic material. When he's out is brought to rest, it is attracted in a similar way as the anchor of one DC solenoid. The purpose of the arrangement of the winding is to increase the strength of the resulting magnetic field and thus the resulting attractive force unaffected from the pulsations of the alternating current.

Nach der Erfindung wird ein neuartiges Mehrphasenmeßsystem für elektrische Spannungsregler ο. dgl. unter Anwendung der letztgenannten Wicklungsanordnung dadurch geschaffen, daß der Anker innerhalb des Solenoides angeordnet und mit elektrisch gut lei-According to the invention there is a novel multiphase measuring system for electrical voltage regulators ο. Like. Using the last-mentioned winding arrangement thereby created that the anchor is inside the solenoid arranged and with good electrical conductivity

tenden Teilen versehen ist, so daß durch die ,Wechselwirkung „der' in diesen Teilen induzierten Wirbelströme mit dem sich axial nach einer Richtung"bewegenden Magnetfeld eine in Richtung der Feldbewegung wirkende Kraft entsteht, die den Anker mitzunehmen sucht.trending parts is provided so that by the "Interaction of" the eddy currents induced in these parts with the axially following a direction "moving magnetic field a force acting in the direction of the field movement arises, which entrain the armature seeks.

Durch die Erfindung ist eine bei dem bekannten Magnet nicht vorhandene mitnehiö niende. Kraftäußerung, hervorgebracht, welche vom Hub weitgehend unabhängig ist.The invention is one of the known Magnet non-existent accessories. Expression of force, produced which is largely independent of the hub.

Gegenüber der bisher verwendeten Schal.-tung mit Drehfeldscheider hat die Erfindung den Vorteil größerer Einfachheit und gestat-1.5 tet außerdem den einfachen. Ersatz einphasiger Meßsysteme an gewöhnlichen Spannungsreglern aller Art durch das Mehrphasenmeßsystem, ohne daß an dem Regliersystem irgendwelche Änderungen vorgenommen werden müssen. Ferner zeichnet sich das Meßsystem nach der Erfindung gegenüber dem Meßsystem mit Drehfeldscheidier noch durch eine größere Regelgeschwindigkeit beim Auftreten der normalen unsymmetrischen Fehler aus.. ■■■;"■...-:....;,.:..:....Compared to the previously used circuit With a rotating field separator, the invention has the advantage of greater simplicity and permits also tet the simple one. Replacement of single-phase measuring systems on common voltage regulators of all kinds by the multi-phase measuring system, without the control system any changes need to be made. The measuring system is also distinguished according to the invention compared to the measuring system with rotating field separator still through a higher control speed when normal asymmetrical errors occur from .. ■■■; "■ ...-: ....;,.: ..: ....

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbei-. spiel der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. ι_; die Einrichtung in ,der Vorderansicht, Fig. 2 in der Ansicht von oben. 10 und ir sind die beiden Teile eines Magnetkörpers aus lamellierten Eisenblechen, in -welchen .die Phasenwicklungen 12 bis 17 eingelegt sind. . An diese Wicklungen sind in der dargestellten Folge die drei Leituhgen TJ, V, W eines Drehstromnetzes angeschlossen. 18 ist ein Kern aus magnetischem Material von rechteckigem Querschnitt, an dessen beiden den Magnetkörpern 10, 11 zugekehrten Seiten Bleche 19, 20 aus elektrisch gut leitendem.Stoff, ζ. B, Kupfer, angebracht sind. Der Kern 18 ist mittels einer Feder 21 fest aufgehängt. Mit ,der Aufhängung verbunden ist der bewegliche Kontakt 22, der mit den beiden feststehenden. Kontakten 23, 24 zusammenarbeitet. 25, 26 und 27 sind die Steuerleitungen, an weichender zu steuernde Stromkreis des Reglers, z. B. zwei Spulen für Aufwärts- und Abwärtsregelung mit der zugehörigen Steuerstromquelle," angeschlossen ist; - - - ■"-■■..In the drawing is an exemplary embodiment. game of the invention shown, namely Fig. ι _; the device in, the front view, Fig. 2 in the view from above. 10 and ir are the two parts of a magnetic body made of laminated iron sheets, in which the phase windings 12 to 17 are inserted. . In the sequence shown, the three conductors TJ, V, W of a three-phase network are connected to these windings. 18 is a core made of magnetic material of rectangular cross-section, on the two sides of which the magnetic bodies 10, 11 facing sheets 19, 20 made of electrically good conductive material, ζ. B, copper, are attached. The core 18 is firmly suspended by means of a spring 21. Connected to the suspension is the movable contact 22, which is connected to the two stationary ones. Contacts 23, 24 collaborates. 25, 26 and 27 are the control lines on which the controller's circuit to be controlled, e.g. B. two coils for upward and downward regulation with the associated control current source, "is connected; - - - ■" - ■■ ..

. Das Meßsystem wirkt nun in folgender Weise: Bei dem dargestellten Anschluß der Mehrphasenwicklungen entsteht ein sich nach einer Richtung axial bewegendes Magnetfeld durch die Magnetkörper 10, 11 und den Kern 18 in genau derselben Weise, wie eine am Umfang eines Kreises verteilte Drehstromwicklung ein sich kontinuierlich nach einer Richtung bewegendes Drehfeld hervorbringt. So In Fig. ι ist das Magnetfeld durch gestrichelte Linien mit Pfeilen dargestellt. Die Darstellung gilt für denjenigen Zeitmoment, in weichem der Strom in der Phase U seinen positiven Höchstwert hat, wobei die Ströme in den Phasen V, W gleich dem negativen halben 6g Höchstwert sind. Es entsteht dann in der Mitte des Solenoides ein Südpol, der in der Zeichnung mit S gekennzeichnet ist, und an den beiden Enden des Solenoides entstehen Nordpole, in den Zeichnung mit N bezeichnet. Die ein- und austretenden Kräftlinien durchsetzen die leitenden Bleche 19, 20 und induzieren in diesen bei der Bewegung des Magnetfeldes Wirbelströme. Durch die Wechselwirkung dieser induzierten Wirbelströme mit dem axial wandernden Magnetfelde entsteht eine in der Richtung der Feldbewegung wirkende Kraft, welche also die Bleche 19, 20 mit dem daran befestigten Anker 18 in der axialen Bewegungsrichtung des Feldes mitzunehmen suchen. In dem Beispiel wandert der Südpol, der sich in dem dargestellten Zeitmoment in der Mitte des' Solenoides befindet, nach oben, also wird auf den Anker 18 ebenfalls eine nach oben gerichtete Steuerkraft ausgeübt. Diese Steuerkraft ist dem Mittelwert aus den drei Phasenspannungen proportional.. The measuring system works in the following way: With the connection of the multi-phase windings shown, a magnetic field moving axially in one direction is created through the magnetic bodies 10, 11 and the core 18 in exactly the same way as a three-phase winding distributed around the circumference of a circle continuously produces a rotating field moving in one direction. So in Fig. Ι the magnetic field is shown by dashed lines with arrows. The illustration applies to the moment in which the current in phase U has its positive maximum value, the currents in phases V, W being equal to the negative half of the 6g maximum value. A south pole is then created in the middle of the solenoid, which is marked with S in the drawing, and north poles are created at both ends of the solenoid, marked N in the drawing. The incoming and outgoing lines of force penetrate the conductive sheets 19, 20 and induce eddy currents in them when the magnetic field moves. The interaction of these induced eddy currents with the axially moving magnetic field creates a force acting in the direction of the field movement, which the metal sheets 19, 20 with the armature 18 attached to them seek to carry along in the axial direction of movement of the field. In the example, the south pole, which is in the center of the solenoid at the moment shown, migrates upward, so an upwardly directed control force is also exerted on the armature 18. This control force is proportional to the mean value from the three phase voltages.

." Wenn nun infolge eines unsymmetrischen Fehlers oder Unsymmetrischer Phasenbelastung eine Unsymmetrie der drei Phasenspannungen eintritt, dann kann man sich das unsymmetrische Drehfeld der Phasenspannungen in zwei gegenläufige Drehfelder zerlegt denken, nämlich ein Drehfeld mit positiver Phasenfolge und ein solches mit negativer Phasenfolge. ■ Jeder Phasenfolge, der positiven und der negativen, kann man sich ein entsprechendes axial wanderndes Feld in dem Solenoid zugeordnet denken. Die Kraftwirkung des negativen Wanderfeldes ist dem des positiven entgegengesetzt. Daher wird bei Auftreten einer unsymmetrischen Belastung, bei welcher eine negative Phasen- ■ spannungsfolge in Erscheinung tritt, die Kraft, die auf den Anker ausgeübt wird, um einen größeren Betrag vermindert, als der durch die Belastungsstörung hervorgerufenen Verminderung der Spannung in positiver Phasenfolge allein entspricht. Infolgedessen ist in diesem Fall der unsymmetrischen Belastung die Regelgeschwindigkeit des Reglers künstlich erhöht, was vorteilhaft ist, da man mit Rücksicht auf die Stabilität des Netzes solche Belastungsstörungen in der kürzest möglichen Zeit auszugleichen sucht.. "If now as a result of an unbalanced Error or asymmetrical phase load an asymmetry of the three phase voltages occurs, then one can look at the asymmetrical rotating field of the phase voltages Think divided into two opposing rotating fields, namely a rotating field with a positive one Phase sequence and one with a negative phase sequence. ■ Each phase sequence that positive and negative, one can see a corresponding axially moving field in think associated with the solenoid. The force effect of the negative traveling field is that the opposite of the positive. Therefore, if an asymmetrical load occurs, in which a negative phase ■ voltage sequence occurs, the Force exerted on the anchor reduced by a greater amount than that the stress disorder caused a positive decrease in tension Phase sequence alone corresponds. As a result, in this case the load is unbalanced the control speed of the controller artificially increased, which is advantageous because one with regard to the stability of the network such load disturbances in the shortest seeks to compensate for possible time.

Claims

Claim:

Multiphase measuring system for electrical voltage regulators with windings in Shape of a solenoid on a ma-

gnet bodies are arranged in such a way that a magnetic field moving axially in one direction is produced, and with an axially movable armature, characterized in that the armature arranged inside the solenoid and provided with parts that conduct electricity well is, so that by the interaction of the eddy currents induced in these parts with the axially after a direction moving magnetic field creates a force acting in the direction of the field movement, which entrains the armature seeks.

For this purpose ι sheet of drawings