DE643408C

DE643408C - Kaskade, bestehend aus Asynchronmaschine und einer an deren Schleifringe angeschlossenen Kommutatormaschine

Info

Publication number: DE643408C
Application number: DE1930643408D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Weiler
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-03-13
Filing date: 1930-03-13
Publication date: 1937-04-07

Description

Im Hauptpatent 631 084 ist eine Kaskade geschützt, bestehend aus einer Asynchronmaschine und einer an deren Schleifringe angeschlossenen Kommutatormaschine, wobei der Erregerstrom der Kommutatormaschine entweder unmittelbar oder über weitere Kommutatormaschinen von einem oder von mehreren sekundär parallel geschalteten Stromwandlern mit insgesamt mindestens zwei Primärwicklungen geliefert wird, von denen die eine mit der Primärwicklung der Asynchronmaschine, die andere mit einem von der Belastung der Kaskade annähernd unabhängigen Stromverbraucher in Reihe liegt.

Die in Abb. 2 des Hauptpatents dargestellte Schaltung ergibt eine besonders einfache Regelung der Drehzahl der Kaskade durch Änderung der Erregung der leerlaufenden Synchronmaschine, was besonders dann angenehm ist, wenn die Drehzahl selbsttätig geändert werden soll. Die Anordnung hat aber folgenden Nachteil.

Der Blindstrom der Synchronmaschine steigt mit sinkender Netzspannung. Die Drehzahl der Kaskade ist daher in hohem Maße von der Netzspannung abhängig. Da nun bei gleich großem unter- und üb er synchronem Regelbereich die höchste Leerlauf drehzahl der Asynchronmaschine weiter über dem Synchronismus als die tiefste Leerlauf drehzahl unter demselben liegt, schaltet man am besten so, daß eine Übererregung der Synchronmaschine eine Erhöhung, eine Untererregung dieser Maschine eine Erniedrigung der Leerlauf drehzahl der Asynchronmaschine bewirkt; denn bei zu großer Untererregung kann die Synchronmaschine außer Tritt fallen. Wenn nun eine Übererregung der Synchronmaschine und damit übersynchrone Drehzahl der Asynchronmaschine eingestellt ist und die Netzspannung sinkt, so steigt die Übererregung der Synchronmaschine und damit die die übersynchrone Drehzahl der Kaskade erzwingende Spannung der Kommutatorhintermaschine. Gleichzeitig sinkt die im Läufer der Asynchronmaschine induzierte Gegenspannung proportional der Netzspannung. Mit sinkender Netzspannung muß also die Drehzahl der Kaskade steigen.

Es sei beispielsweise die Kaskade für eine, höchste übersynchrone Leerlauf drehzahl von -j- 20 0/0 gebaut. Die Leerlaufstillstands-

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

Pipl.-Ing. Wilhelm Weiler in Berlin-Niederschönhausen.

spannung der Asynchronmaschine betrage iooo Volt. Dann muß die Kommutatorhintermaschine eine EMK von 200 Volt erzeugen. Sinkt nun die Netzspannung auf 1/3, so steigt der Blindstrom der Synchronmaschine stark an, und der Fluß der Kommutatorhintermaschine steigt bis zur Sättigungsgrenze, wobei die EMK der Hintermaschine 230 Volt betragen möge. Der kleineren Netzspannung entspricht nun aber eine entsprechend kleinere Läuferstillstandsspannung des Hauptmotors

1000 _Tr , _, . , .

von -^- = 333 Volt. Ls muß sich also jetzt

eine übersynchrone Drehzahl von ^ = -f- 69 0/0

einstellen, welche die Hauptmaschine gefährden kann. Man müßte infolgedessen die Asynchronmaschine mit einem Sicherheitsorgan, z. B. einem Fliehkraftschalter, versehen, was man aber möglichst vermeiden möchte.

Erfindungsgemäß wird nun der Blindstrom der Synchronmaschine dadurch ganz oder nahezu unabhängig von der Netzspannung gemacht, daß man die Erregerspannung dieser Maschine der Netzspannung proportional i macht. Die Erregermaschine der Synchronmaschine kann ein Einankerumformer sein, der mit der Synchronmaschine, falls erwünscht, starr gekuppelt sein kann. Es kann aber auch die Synchronmaschine selbst ein Einankerumformer sein, dessen Kommutator nur den Erregerstrom liefert oder der zwei * Ankerwicklungen besitzt, eine mit den Schleif ringen verbundene Hauptwicklung für den Blindstrom und eine mit dem Kommutator verbundene Hilfswicklung für den Erregerstrom. Man kann auch die Synchronmaschine oder den Erregereinankerumformer mit einer schwachen, von der Netzspannung unabhängigen Zusatzerregung versehen, um beim Anlassen selbsttätig auf die richtige Polarität zu kommen. An Stelle der synchronen Blind strommaschine kann auch eine vom Netz erregte asynchrone BHndstrommaschine, z. B. eine Asynchronmaschme mit Frequenzwandler oder eine kompensierte Asynchronmaschine, treten.

Die Abb. 1 und 2 zeigen zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung, wobei a, b, c, m, n, p, q dasselbe wie im Hauptpatent bedeuten. In Abb. ι ist k eine synchrone Blindstrommaschine, welche von dem Einankerumformer u erregt wird. Der Einankerumformer hat eine Haupterregerwicklung, die er selbst speist, und eine kleine Hilfserregerwicklung, die von der Hilfserregermaschine e gespeist wird. Die Leerlauf drehzahl der Kaskade wird durch den Regler/· eingestellt.

In Abb. 2 bedeutet k_t eine asynchrone Blindleistungsmaschine, die mit dem Frequenzwandler/ in Kaskade geschaltet ist. Die Schleifringe des Frequenzwandlers werden über den Drehtransformator oder Doppeldrehtransformator g vom Netz gespeist. Die Leerlaufdrehzahl der Kaskade wird durch den Doppeldrehtransformator g eingestellt.

Der Erfindungsgedanke kann auch Anwendung finden, wenn die Kaskade nicht zur Drehzahlregelung, sondern bei festgelegter 70 ' Drehzahl zur Leistungsregelung dient, welcher Fall bei Netzkupplungsumformem vorliegt. Statt der unzulässigen Drehzahländerung, die hier nicht auftreten kann, liegt hier die Gefahr einer unzulässigen Steigerung der Stromaufnahme vor.

Claims

Patentansprüche:

i. Kaskade, bestehend aus einer Asynchronmaschine und einer an deren Schleifringe angeschlossenen ständer- oder läufer- oder ständer- und läufererregten Kommutatormaschine, nach Patent 631 084, bei welcher der Stromverbraucher, dessen Strom unter Vermittlung eines Stromwandlers und eines Frequenzwandlers die Kommutatorhintermaschine unabhängig von der Belastung der Haupte maschine erregt, eine umlaufende BHndstrommaschine ist, dadurch gekennzeichnet, daß die BHndstrommaschine mit einer der Netzspannung proportionalen oder nahezu proportionalen Spannung erregt wird.
2. Kaskade nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blindleistungsmaschine eine Synchronmaschine ist, deren Erregerstrom bei ungeänderter Reglerstellung der Netzspannung proportional oder nahezu proportional ist.
3. Kaskade nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die BHndstrommaschine eine Asynchronmaschine ist, deren Sekundärstrom bei ungeänderter Reglerstellung der Netzspannung proportional oder nahezu proportional ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen