DE658665C

DE658665C - Anordnung zur Speisung von Schlupffrequenz fuehrenden Erregerwicklungen von in Drehstromkaskaden eingeschalteten Kommutatormaschinen

Info

Publication number: DE658665C
Application number: DES97524D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hermann Harz
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-03-22
Filing date: 1931-03-22
Publication date: 1938-04-07

Description

Dias Hauptpatent 646755 betrifft eine Anordnung zur Speisung von Schlupf frequenz führenden Erregerwicklungen von in Drehstromkaskaden eingeschalteten Kommutator maschinen;, die für die Drehzahlregelung von Asynchronmaschinen dienen. Für die Speisung der Erregerwicklung ist dabei allein oder mit anderen Stromquellen ein unkompensierter Kommutatorfrequenzwandler vorgesehen, der von der Sekundärwicklung eines S.troimtransformators gespeist wird, dessen Primärwicklung an die speisende Stormquelle über einen Scheinwiderstand (eine Drosselspule) von derartiger Größe angeschlossen ist, daß dieser Scheinwiderstand im wesentlichen die Größe und Phase des Stromes in dem an den Frequenzwandler angeschlossenen und Schlupffrequenz führenden Erregerstromkreis vorschreibt.

Gemäß der Erfindung des Hauptpatents ist mit dem Scheinwiderstand eine in der wirksamen Windungszahl regelbare Primärwicklung des Stromtransformators in Reihe geschaltet, während der Frequenzwandler an eine gleichbleibende Windungszahl aufweisende Sekundärwicklung des Stromtransformators angeschlossen ist. Die Größe dieses Stroimtransformators richtet sich hierbei nach der Leitung des Frequenzwandlers., während die Drosselspule ein Vielfaches dieser Leistung auf weisen muß.

Die vorliegende Erfindung gibt nun ein Mittel an, um sowohl die Leistung dieses Stromtransformators als auch die der Drosselspule wesentlich kleiner zu halten. Die Verkleinerung der Leistung des Stromtransformators ist dabei namentlich auch mit Rücksicht auf seine Regelbarkeit von erheblicher Bedeutung.

Erfindungsgemäß ist zwischen den Stromtransformator und den Schleifringen des Frequenzwaodlers ein Scheinwiderstand (eine Drosselspule, ein Kondensator) von solchem Verhalten geschaltet, daß seine Spannung der Schleifringspannuing des Frequenzwandlers im wesentlichen entgegengerichtet ist. Dementsprechend ist dann der regelbare Stromtransformator und die zwischen dem Stromtransformator und dem Netz liegende Drosselspule nur noch für eine Spannung zu bemessen, die durch die Differenz der Spannung an den Schleifringen des Frequenzwandlers und der Spannung an dem vorgeschalteten Scheinwiderstand gegeben ist.

Die Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine verhält sich im unitersynchronen Drehzahlbereich in bezug auf das Netz im wesentlichen wie eine Induktivität, im über-

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

Dipl.-Ing. Hermann Harz in Berlin-Siemenssladt.

synchronen Bereich dagegen wie eine Kapa zität. Dies rührt davon her, daß der Frequenzwandler untersynchron gegen das Drehfeld, übersynchron dagegen mit dem Dreh: feld umläuft, was stets kapazitives Verhalten zur Folge hat (vgl. die negativ wirkende¹ Streuung beim übersynchronen Lauf einer Asynchronmaschine). Im untersynchronen Drehzahlbereich ist demnach die Spannung ίο der Drosselspule gegenüber der Netzspannung um die Frequenzwandlerspannung kleiner, im übersynchronen Bereich dagegen um diese Spannung größer. Aus diesem Verhalten ergibt sich die Art des in Reihe zu schaltenden Scheinwiderstandes. Man wird ihn im untersynchronen Bereich mit vorwiegend kapazitivem und im übersynchronen Bereich mit vorwiegend induktivem Charakter wählen.

Ein Ausführungsbeispiel soll das Gesagte erläutern. In Fig. 1 bezeichnet 1 die asynchrone Hauptmasdhine, 'die durch eine direkt gekuppelte, ständergespeiste Kommutatorhintermaschine 2 in der Drehzahl und Phase geregelt werden soll. Diese wird durch den unkompensierten Frequenzwandler 3 erregt, der sehleifringseitig über die Drosselspule 4 sowie über den Drehzahlwandler 5 und den Phasenwandler 6 mit Netzfrequenz gespeist wird. In Reihe zu den Schleifringen des Frequenzwandlers und den parallel geschalteten Sekundärwicklungen der beiden Stromwandler 5 mud 6 liegt im untersynchronen Drehzahlbereich zweckmäßig über einen Transf ormator 7 der Kondensator 8 und im übersynchronen Bereich die Drosselspule 9. Beide werden durch einen Umschalter 10 jeweils richtig eingeschaltet, der jeweils in Abhängigkeit von der Einstellung des Drehzahlwandlers 5 betätigt wird.

Die Verhältnisse, die bei einer derartigen Anordnung auftreten, sind in Fig. 2 näher dargestellt. Die Spannung an der Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine und damit am Frequenzwandler verläuft in Abhängigkeit vom Schlupfs bekanntlich nach einer Parabel (Kurve«). Die Abszissenachse stellt in anderem Maßstab gleichzeitig den Erreger strom/,? der Kommutatorhintermaschine bzw., wenn man den Erregerstrom des Frequenzwandlers vernachlässigen kann oder ihn auf andere Weise aufhebt, auch den Schleifringstrom des Frequenzwandlers dar. Die Blmdwiderstände 8 und 9 bleiben, da sie in einem Stromkreis konstanter Frequenz liegen, ebenfalls konstant, so daß die Spannung an ihren Klemmen dem Strom proportional ist. Diese Spannung verläuft demnach in Abhängigkeit vom Sehlupf nach der Geraden b, hat jedoch entsprechend dem Charakter des jeweils eingeschalteten Blindwiderstandes 8 oder 9 'entgegengesetzte Richtung wie die ■ Spannung nach Kurve a. Die Regelgeräte brauchen dann lediglich die Differenzspannung zwischen den beiden Kurven aufzubringen und fallen demgemäß nebst der Drosselspule wesentlich kleiner aus. Bezeichnet man, Abszisse und Ordinate für den Schnittpunkt beider Kurven« und b mit 1, so ergibt sich die größte Abweichung der beiden Kurven im Abszissenbereich ο— ι zu 0,25 bei 5 = 0,5. Dieselbe Abweichung von 0,25 in dem Abszissenbereich größer als 1 ergibt sich bei S= 1,21; die Spannung am Frequenzwandler beträgt dabei 1,21 -|~ 0,25 = 1,46, Nimmt man diesen Wert als größte Spannung = 100 0/0 an, die am Frequenzwandler bei der Regelung auftritt, so entfallen auf die Strom-

100

wandler nur noch —_s · 0,25= 17,20/0, d.h. 1,40

rund V₆ des früheren Wertes. Im gleichen Verhältnis gehen auch die Abmessungen der Drosselspule zurück, wenn ihre Leistung das gleiche Mehrfache der Stromwandlerleistung betragen soll wie zuvor. Sonst kann man dieses Verhältnis nunmehr größer wählen, ohne für die Drosselspule zu große 'Abmessungen zu erhalten.

Claims

Patentansprüche:

i. Anordnung zur Speisung von Schlupffrequenz, führenden Erregerwicklungen von in Drehstromkaskaden eingeschalteten Kommutatormaschinen, bei der ein den Stromkreis veränderlicher Frequenz allein oder mit anderen Stromquellen speisender unkompensierterKommutatorfrequenzwandler von der Sekundärwicklung eines Stromtransformators gespeist wird, dessen Primärwicklung in Reihenschaltung mit einem Scheinwiderstand an die speisende Stromquelle angeschlossen ist, nach Patent 646755, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Stromtransformator und den Kommutatorfrequenzwandler ein Scheinwiderstand (Drosselspule, Kondensator) von solchem Verhalten geschaltet ist, daß seine Spannung der Schleifringspannung des Frequenzwandlers im wesentlichen entgegengerichtet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im untersynchronen Regelbereich der Kommutatorhintermaschine ein Scheinwiderstand mit kapazitivem Charakter, im übersynchroinen Regelbereich mit. induktivem Charakter eingeschaltet ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen