DE642628C - Anordnung zum Anlassen einer parallel mit einem Wechselrichter auf ein Verbrauchernetz arbeitenden Synchronmaschine, die eine zweite Ankerwicklung aufweist, der die generatorisch abzugebende Wirkleistung durch einen zweiten Wechselrichter zugefuehrt wird - Google Patents

Description

Gegenstand des Patents 636628 ist 'eine Anordnung zum Parallelbetrieb zwischen Wechselstrommaschinen und Wechselrichtern, und zwar erfolgt die Aufteilung der Belastung in der Weise, daß bei voller Belastung und dem dabei zulässigen Leistungsfaktor die Größe der Synchronmaschinen, d.h. ihre Typenleistung, angenähert gleich dem Minirnalwert ist. Wie nun im genannten Patent weiter gezeigt ist, kann man die generatorisch von der Synchronmaschine abzugebende Wirkleistung durch einen zweiten Wechselrichter, d. h. also rein elektrisch ohne mechanischen Antrieb, einer zweiten Wicklung der Synchronmaschine zuführen.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zum Anlassen einer parallel mit einem Wechselrichter auf ein Verbrauchernetz arbeitenden Synchronmaschine, die gemäß Patent 636628 eine zweite Ankerwicklung aufweist, der die generatorisch abzugebende Wirkleistung durch einen zweiten Wechselrichter, zugeführt wird. Um das an sich mögliche Anlassen mittels besonderer Anwurfmotoren zu vermeiden, wird erfindungsgemäß das Hochfahren der Synchronmaschine aus dem Stillstand rein .elektrisch dadurch bewirkt, daß während des Anlaßvorganges die den Wechselrichtern zugeführte Gleichspannung taktmäßig auf Null verringert wird. Bei Speisung der Wechselrichter durch Gleichrichter, die mit gittergesteuerten Entladungsgefäßen, insbesondere mit Dampf- oder Gasfüllung, arbeiten, läßt sich die taktmäßige Verringerung in sehr einfacher Weise allein mittels der Gittersteuerung durchführen.

Für den Anlauf aus dem Stillstand ist ein Drehfeld erforderlich, das von einem zweiphasigen System gebildet werden kann. Diese zwei Wechselstromphasen müssen durch, die Wechselrichter beliefert werden. Andererseits kann aber die Kommutierung zwischen den einzelnen Entladungsstrecben der beiden Wechselrichter im Stillstand und bei kleinen Drehzahlen der Synchronmaschine nicht durchgeführt werden, da ja gerade die zum Kommutieren erforderliche Spannung fehlt. Um also die mit dem normalen Kommutierungsvorgang beabsichtigten Wirkungen zu erreichen, wird taktmäßig die den Wechsel-

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

Dr.-Ing. Gustav Reinhardt in Berlin.

richtern zugeführte Gleichspannung auf Null verringert, und es werden dadurch wenigstens angenähert die Wechselrichtervierhältnisse nachgebildet und somit durch jeden Wechselst lichter je ein einphasiger Wechselstrom erzeugt. Wie dies grundsätzlich durchgeführt wird, ist aus den Kurvenverläufen der Abb. ι bis 3 zu ersehen. In Abb. 1 soll die stark ausgezogene Kurve die von einem Gleichrichter mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgef äßen gelieferte Gleichspannung sein. Wie zu ersehen ist, hat die gelieferte Gleichspannung Sechsphasenwelligkeit. Im Zeitpunkt £,, d.h. zu Beginn einer Halbwelle des Wechselrichters, wird die volle Gleichspannung (vgl. Abb. 1) oder die mittels der Gittersteuenung geregelte (vgl. Abb. 2) dem betreffenden Wechselrichter zugeführt. Kurz vor Ablauf der Halbperiode der Wechselspannung des Wechselrichters, d.h. kurz vor t_lt werden die Gitter des Gleichrichters hinreichend negativ gehalten, so daß die Gleichspannung den Wert Null annimmt. Die Gitter der zum Wechselrichter gehörenden Entladungsgefäße erlangen ihre Steuerfähigkeit wieder. Es wird nunmehr, d. h. im Zeitpunkt t_v ein anderes Entladungsgefäß des Wechselrichters freigegeben, so daß (vgl. Abb. 3) die Richtung des Stromes im Wechselrichter, gesehen von der Verbraucherseite aus, umgebehrt wird. Entsprechend wird die Gleichspannung kurz vor Ablauf dieser neuen Halbwelle, d.h. kurz vor t₂, zu Null (vgl. Abb. 1 und 2) und im. Zeitpunkt t₂ die Stromrichtung im Wechselrichter erneut umgekehrt.

Wie sich der Erfindungsgedanke ermöglichen läßt, zeigt das Ausführungsbeispiel in Abb. 4 der Zeichnung. Der das Wechselstromnetz Af unmittelbar — im Gegensatz zum Wechselrichter W₂ — speisende Wechselrichter W₁ erhält die Gleichspannung von einem Gleichrichter G₁ mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäßen. Ebenso sei auch angenommen, daß. der Wechselrichter W₁ mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäßen arbeite. Der Gleichrichter G₁ werde von einem Drehstromnetz über einen Transformator Tr, von dem nur die mit den Entladungsgefäßen verbundene 50. Wicklung dargestellt ist, gespeist. Die Gitterkreise erhalten eine das Einsetzen der Entladung in den einzelnen Entladungsgefäßen in an sich bekannter Weise bewirkende Steuerspannung, die im vorliegenden Falle durch Gittertransformatoren zugeführt werden möge. Außerdem werden die Gitterkreise in Abhängigkeit von der Drehzahl oder, genauer gesagt, in Abhängigkeit von der zeitlichen Lage des Läufers der Maschine F derart gesteuert, 'daß die vom Gleichrichter G₁ gelieferte Gleichspannung den aus Abb. ι bzw. Abb. 2 hervorgehenden Verlauf hat. Erreicht wird dies durch eine Steuerung mit einer Kontaktwalze, die auf der Welle der Maschine/⁷ angeordnet ist und den Gitterkreisen eine solche, im allgemeinen negative Gleichspannung zeitweilig zuführt, daß die Entladung in den Entladungsgefäßen des Gleichrichters trotz der normalen Steuerspannung 54 nicht einsetzen kann, und zwar wird diese einer Gleichspannungsquelle b entnommene Spannung mittels der Kontaktwelle /ζ, die als Schalter dargestellt ist, an. einen in den Gitterkreisen liegenden Widerstand/? gelegt. Ist der Schalter geöffnet, so wird das Einsetzen jeder Entladung durch die normale Steuerspannung St_n gesteuert, also z. B. die Gleichspannung geregelt, wobei es beim Anlassen zweckmäßig ist, nur einen Bruchteil des Nennwertes der Gleichspannung dem Wechselrichter zuzuführen.

Während des Anlaßvorganges muß die Gleichstromdrossel D₁ kurzgeschlossen gehalten werden, damit ein infolge der verhältnismäßig großen Induktivität der Gleich-Stromdrossel verspätet erfolgendes Erlöschen der Entladung in den Gleichrichtergefäßen vermieden wird und Strom und Spannung im Gleichstromzwischenkreis möglichst in Phase sind. Zweckmäßigerweise erfolgt die Kurzschließung nur während des Absinkens der Gleichspannung, und zwar durch ein Hilfsentladungsgefäß. H₁, ebenfalls zweckmäßigerweise mit Dampf- oder Gasfüllung; gegebenenfalls können jedoch auch zwei gegensinnig parallel geschaltete Entladungsgefäße verwendet werden. Sobald eine so hohe Drehzahl der Maschine F erreicht ist, daß die von der Maschine/⁷ gelieferte Spannung für den Kommutierungsvorgang ausreicht, wird das Hilfsentladungsgefäß H₁ gesperrt und ebenso die Steuerung mittels der Kontaktwalze K. unwirksam gemacht. Dies kann man z. B. mittels auf der Welle der Maschine F angeordneter Fliehkraftkontakte Z₁ und Z₂ bewirken, und zwar mögen die" Kontakte Z₁ und Z₂ unterhalb der in Frage kommenden Drehzahl geschlossen sein. Dann erhält das Gefäß H₁ eine ein Einsetzen der Entladung ermöglichende Steuerspannung, während bei geöffnetem Kontakt, d.h. oberhalb der in Frage kommenden Drehzahl, im Gitterkreis eine ein Einsetzen der Entladung verhindernde Steuerspannung wirksam ist. Dann ist die Gleichstromdrossel D₁ voll wirksam. Für Z₂ ergibt sich, daß die Kontakte unterhalb der betrachteten Drehzahl geschlossen sind, so daß die Anlaufsteuerung mittels der Kontaktwalze Ιζ wirksam ist; oberhalb dieser Drehzahl ist Z₂ geöffnet, d.h. iao es ist nur die normale Steuerspannung St_n wirksam.

Auch für die Steuerung der Wechselrichter empfiehlt es sich, während des Anlaufes die sonst normal verwendete, rein elektrisch abgeleitete Steuerspannung nicht zu verwenden, da damit ein Anfahren aus dem Stillstand nicht möglich ist, sondern eine ähnliche Kontaktwalzensteuerung wie bei den Gleichrichtern zu verwenden. Auch in diesem Falle ist es zweckmäßig, mittels eines Fliehkraftkontaktes die Umschaltung von der elektromechanischen Steuerung mittels Kontaktwalze auf die rein 'elektrische Steuerung vorzunehmen. Die Umschaltung kann selbstverständlich, bei einer anderen Drehzahl erfolgen als die Öffnung der Fliehkraftkontakte Z₁ und Z₂.

Es wird noch bemerkt, daß, wenn auch grundsätzlich beide Wechselrichter durch ein und denselben Gleichrichter gespeist werden können, es doch empfehlenswerter ist, jedem Wechselrichter leinen besonderen Gleichrichter zuzuordnen. Es ergibt sich dann der Vorteil, daß die Anlaufsteuerung in der einfachen Weise, wie beschrieben, durchgeführt werden kann.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zum Anlassen einer parallel mit einem Wechselrichter auf ein Verbrauchernetz arbeitendien Synchronmaschine, die eine zweite Ankerwicklung aufweist, der die generatorisch, abzugebende Wirkleistung durch einen zweiten - Wechselrichter zugeführt wird, nach Patent 636 628, dadurch gekennzeichnet, daß die den Wechselrichtern zugeführte Gleichspannung taktmäßig auf Null verringert wird.

   . 2. Anordnung nach Anspruch 1 bei Speisung der Wechselrichter durch Gleichrichter, die mit gittergesteuerten Entladungsgefäßen, vorzugsweise mit Dampfoder Gasfüllung, arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß. die Gitterkreise der Entladungsgefäße des Gleichrichters (G₁) außer der normalen Steuerspannung (St_n) leine von der zeitlichen Lage des Läufers der Synchronmaschine (F) abhängige Steuerspannung (b) erhalten.

   3. Anordnung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Zusatzsteuerspannung (b), daß die normale Steuerspannung (St_n) unwirksam gemacht wird.

   4. Anordming nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß während des Anlassens die Gleichstromdrossel (D'-l) mindestens für abnehmende Gleichspannungswerte unwirksam gemacht ist.

   5. Anordnung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch die Verwendung eines an den Klemmen der Gleichstromdrossiel (O₁) liegenden gittergesteuerten Entladungsgefäßes (H₁), vorzugsweise mit Dampf- oder Gasfüllung, das nur während des-Hochfahrens die Gleichstromdrossel überbrückt.

   6. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch die Verwendung von Fliehkraftkontakten für die Steuerung von Gleichrichter, Wechselrichter und Gleichstromdrossel, die unterhalb einer 'vorbestimmten Drehzahl die Anlaßsteuerung, oberhalb der vorbestimmten Drehzahl die betriebsmäßige Steuerung in Tätigkeit setzen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen