DE643823C

DE643823C - Einrichtung zur Schnellregelung der Spannung oder Drehzahl elektrischer Maschinen

Info

Publication number: DE643823C
Application number: DE1930643823D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich Barz
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-08-20
Filing date: 1930-08-20
Publication date: 1937-04-17

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Schnellregelung der Spannung oder Drehzahl elektrischer Maschinen, bei welcher im Erregerkreis der Maschine einer im wesentliehen konstanten Gleichspannung bzw. einem entsprechenden Gleichstrom eine weitere veränderliche Gleichspannung bzw. entsprechender Gleichstrom überlagert wird.

Es sind schon Regeleinrichtungen für elektrische Maschinen bekanntgeworden, bei denen eine derartige Überlagerung von Zusatzspannungen im Erregerkreis mit Hilfe von an ein Wechselstromnetz angeschlossenen, in Gleichrichterschaltung angeordneten gitter-

j 5 gesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken 'durchgeführt wird, welche in Abhängigkeit von der zu regelnden Betriebsgröße gesteuert werden.

Gegenstand der Erfindung ist nun die An-Ordnung besonderer zusätzlicher Entladungsstrecken mit eindeutiger Stramdurchlaßrichtung bei Regeleinrichtungen der genannten Art. Diese Entladungsstrecken werden gemäß der Erfindung in diejenigen Teile des Erregerstromkreises eingeschaltet, durch welche die Spannung, die von den in Gleichrichterschaltung angeordneten Entladungsstrecken erzeugt wird, unter Umgehung der Feldwicklung einen reinen Verluststrom treiben könnte. Die Stromdurchlaßrichtung wird dabei so gewählt, daß ein derartiger Verluststrom nicht fließen kann, so daß auch bei gleichzeitiger Wirksamkeit der beiden Gleichspannungen Energieverluste vermieden bzw. verringert werden.

Die in Abb. 1 dargestellte Anordnung zeigt ein Beispiel für die bisher bekannten Einrichtungen. Der Anker 1 einer selbst- oder fremderregten Hilfserregermaschine speist über einen Widerstand 4 das Feld 2 der Haupterregermaschine 3. Der Anker der Häupterregermaschine 3 möge dem Feldkreis der zu regelnden Maschine Spannung liefern. Aus dem Wechselstromnetz 9 kann mittels des Transformators 10 und der gittergesteuerten Entladungsstrecken 7 und 8 eine zusätzliche Gleichspannung dem Stromkreis 1-2-4 ^zu" geführt werden oder nicht. Dies hängt von der Stellung des von einer Einrichtung nach Art des Tirrillreglers betätigten Schalters 5, d.h. von der Gittersteuerung der Entladungsstrecken in Abhängigkeit von der zu regelnden Betriebsgröße ab. Im allgemeinen -wird die der Gleichrichteranordnung entnommene Gleichspannung gleichsinnig sein mit der vom Anker 1 gelieferten Spannung. Es kann aber auch gelegentlich zweckmäßig sein, beide Spannungen im Verbraucherkreis gegeneinander zu schalten. Sollen beide Schaltmöglichkeiten, beispielsweise zur Vergrößerung des Regelbereiches, wahlweise ausgenutzt werden, so wird man zweckmäßig solche an sich

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

Dr,-Ing. Friedrich Bars in Berlin-Lankwits.

1 verschiedener Richtung^; können. Λ¹*⁴?*

bekannten Schaltungen mit gittergesteuerten Entladungsgefäßen verwenden, die dem Verbraucher Gleichstrom
und Größe zuführen

Bei der beschriebenen Anordnung wird stets bei Freigabe der Entladungsstrecken 7y..& durch den Widerstand 4 ein zusätzlicher Verluststrom fließen, der von der erzeugten Gleichrichterspannung durch den Stromkreis ο der Entladungsstrecken 7, 8 und der Widerstände 4 und 6 getrieben wird. Je nach der Größe der benötigten Stoßerregung können dabei die auftretenden unerwünschten Verluste bedeutende Werte annehmen. Diese Verlustströme können jedoch vollständig unterbunden und damit die gesamten Leistungsverluste im Erregerkreis bedeutend verringert werden, wenn der oben angegebene Erfindimgsgedanke angewendet wird. Gemäß der Erfindung ist nach Abb. 2, die im übrigen mit Abb. 1 nach Aufbau und Wirkungsweise übereinstimmt, in den durch den Widerstand 4, den Widerstand 6 und die Parallelschaltung der Entladungsstrecken 7 und 8 gebildeten Stromkreis noch eine besondere, ungesteuerte Hilfsentladungsstrecke 11 eingefügt, und zwar mit einer derartigen Stromdurchlaßrichtung, daß die von der Gleichrichteranordnung 7, 8, 12 erzeugte Spannung keinen Strom durch diesen Kreis treiben kann, d.h. die Kathoden der Entladungsstrecken 7, 8 und 11 sind miteinander verbunden., Auf diese Weise werden zusätzliche Energieverluste im Hilfsstromkreis bzw. in dem Feldkreiswiderstand 4 vollständig vermieden. Bei wirksamer Zusatzspannung fließt nämlich der gesamte Erregerstrom über den Gleichrichterkreis statt über den Widerstand 4, da dann an der Hilfsentladungsstrecke 11 eine den Stromdurchgang verhindernde resultierende Spannung liegt.

In Abb. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Während bei der oben beschriebenen Anordnung die im wesentlichen konstante Gleichspannung und die veränderliche zusätzliche Gleichspannung in Reihe auf den Verbraucher, d. h. auf die Erregerwicklung, wirken, sind gemäß Abb. 3 die beiden Spannungsquellen in Parallelschaltung an die Feldspulen 2 angeschlossen und gleichsinnig geschaltet. Die zusätzliche Gleichspannung wird wie im Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 von einer aus dem Transformator 10 mit Primärwicklung 13 und Sekundärwicklung 12 und aus zwei gittergesteuerten Entladungsstrecken 7 bzw. 8 bestehenden Gleichrichteranordnung geliefert. Gemäß der Erfindung ist in den aus den beiden Gleichspannungsquellen 1 bzw. 7,8, 12 und den Widerständen 4 und 6 bestehenden Stromkreis eine Hilfsentladungsstrecke 11 mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung derart eingeschaltet, daß kein Verluststrom in diesem V.Stromkreis fließen kann.

P"' Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei bemerkt, daß die in bekannter Weise gesteuer- %sh Entladungsstrecken 7 und 8 zunächst stromundurchlässig sind und erst durch entsprechende Steuerung eine langsam steigende Gleichspannung zu liefern beginnen. Wird die von ihnen gelieferte Gleichspannung genügend groß, so wird die Gleichrichteranordnung einen wachsenden Anteil der Erregung übernehmen und damit die Maschine 1 entlasten. Anordnungen gemäß der Abb. 3 sind vor allem dazu geeignet, die beispielsweise bei Überlastungen notwendige erhöhte Stoßerregung für elektrische Maschinen zu liefern. Man braucht in einem solchen Falle nicht, wie es sonst üblich ist, der Maschine 1 eine Überbemessung zu geben.

Es besteht weiterhin die Möglichkeit, den Erfindungsgedanken in Anlagen anzuwenden, bei denen außer der im wesentlichen konstanten Gleichspannung zwei veränderbare zusätzliche Gleichspannungen in den zu regelnden Arbeitskreis eingefügt sind, von denen die eine, vom Verbraucher gesehen, mit der im wesentlichen konstanten Gleichspannung in Reihe, die andere parallel geschaltet ist. Die beiden veränderbaren Gleichspannungen können dabei in Abhängigkeit von einer oder mehreren Betriebsgrößen mittels ein und desselben bzw. mittels verschiedener Regelorgane gesteuert werden.

Die Gittersteuerung kann bei derartigen Einrichtungen in der mannigfaltigsten Weise ausgeführt werden, beispielsweise durch Kommutatoren, Gittertransformatoren, Drehfeldmagnete, Drehregler usw.

Ferner können in an sich bekannter Weise mehrere Entladungsstrecken in einem Entladungsgefäß mit gemeinsamer Kathode zusammengefaßt werden. Außerdem ist die Vereinigung der Gleichrichterentladungsstrecken 7, 8 mit der einen Verluststrom verhindernden Entladungsstrecke 11 in einem einzigen Gefäß möglich und ferner, wie ohne weiteres ersichtlich, auch die Vereinigung sämtlicher Gleichrichterentladungsstrecken in einem einzigen Gefäß bei einer Anordnung mit zusätzlicher reihen- und parallel geschalteter veränderlicher Gleichspannung. In dem gleichen Gefäß ist dann bei einer Einrichtung gemäß der Erfindung lediglich noch eine einzige Hilfsentladungsstrecke 11 vorzusehen, welche bei dieser Kombinationsanordnung Verlustströme sowohl aus den in Reihe zur Gleichspannungsquelle 1 liegenden Gleichrichterentladungsstrecken als auch Verlust- t2o ströme aus den parallel zu ihr liegenden Gleichrichterentladungsstrecken zu unter-

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drücken gestattet. Soll ein möglichst großer Regelbereich erzielt werden, so kann auch die im wesentlichen konstante Gleichspannung der Spannungsquelle ι zusätzlich durch Regelorgane beeinflußt werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Einrichtung· zur Schnellregelung der Spannung oder Drehzahl elektrischer Maschinen, bei der im Erregerkreis der Maschine einer im wesentlichen) konstanten Gleichspannung bzw. einem entsprechenden Gleichstrom eine weitere veränderliche Gleichspannung bzw. ein entsprechender Gleichstrom aus einem Wechselstromnetz über in Gleichrichterschaltung angeordnete gittergesteuerte Entladungsstrecken überlagert wird, die in Abhängigkeit von der zu regelnden Betriebsgröiße gesteuert werden, dadurch ge-, kennzeichnet, daß zur Verminderung von Energieverlusten beim gleichzeitigen Arbeiten beider Gleichspannungen zusätzliche Entiadungsstrecken (11) mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung in die Teile des Erregerstrornkreises eingeschaltet werden, durch welche die von den in Gleichrichterschaltung angeordneten Entiadungsstrecken (7, 8) erzeugte Spannung einen reinen Verluststrom treiben kann.
2. Einrichtung· nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konstante Gleichspannungsquelle (1) in Reihe mit den gittergesteuerten Entladungsstrecken (7, 8) und einem gegebenenfalls vorgesehenen Widerstand (6) sowie mit einer hierzu parallel geschalteten Reihenschaltung eines Widerstandes (4) und einer zusätzlichen Hilfsentladungsstrecke (11) mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung ■den Verbraucher (2) speist, wobei die Hilfsentladungsstrecke (11) und die Entladungsstrecken (7, 8) des Gleichrichters kathodenseitig miteinander verbunden sind (Abb. 2).
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher (2) einerseits an eine Reihenschaltung aus der konstanten Gleichspannungsquelle (1), einem Widerstand (4) und einer ungesteuerten Hilfsentladungsstrecke (11) mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung, andererseits an eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (6) und der Gleichrichteranordnung (7, 8, 12) angeschlossen ist, wobei die Gleichrichterentladungsstrecken (7, 8) und die Hilfsentladungsstrecke (11) kathodenseitig miteinander verbunden sind (Abb. 3).
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß außer der konstanten Gleichspannungsquelle (1) zwei von verschiedenen oder demselben Regielorgan gesteuerte, veränderliche Gleichspannungen liefernde Gleichrichteranordnurrgen in den zu regelnden Verbraucherkreis eingefügt sind, von denen die eine in bezug auf den Verbraucher mit der konstanten Gleichspannung· in Reihe, die andere parallel dazu liegt, und daß parallel zu der in Reihe mit der Gleichspannungsquelle liegenden Gleichrichteranordnung eine ungiesteuerte Hilfsentladungsstrecke, gegebenenfalls unter Verschaltung eines Widerstandes, vorgesehen ist, deren Kathode mit den Kathoden der Gleichrichterentladungsstrecken verbunden ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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