DE661455C

DE661455C - Arrangement for the supply of excitation windings with slip frequency of commutator machines connected in three-phase cascades

Info

Publication number: DE661455C
Application number: DES97041D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Hermann Harz
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1931-02-27
Filing date: 1931-02-27
Publication date: 1938-06-18

Description

Das Hauptpatent 646755 betrifft eine Anordnung zur Speisung- von Schlupffrequenz führenden Erregerwicklungen von in Drehstromkaskaden eingeschalteten Kommutatormaschinen, bei der ein die Erregerwicklung allein oder mit anderen Stromquellen unmittelbar speisender unkompensierter Kommutatorfrequenzwandler von der Sekundärwicklung eines Stromtransformators gespeist "wird,The main patent 646755 relates to an arrangement for the supply of slip frequency leading excitation windings in three-phase cascades switched on commutator machines, in which the excitation winding Uncompensated commutator frequency converter from the secondary winding that feeds directly alone or with other power sources a current transformer is fed ",

ίο dessen Primärwicklung in Reihenschaltung mit einem Scheinwiderstand an die speisende Stromquelle angeschlossen ist. Gemäß der Erfindung des Hauptpatents ist dieser Scheinwiderstand mit einer in der wirksamen Windungszahl regelbaren Primärwicklung des Stromtransformators in Reihe geschaltet, dessen Sekundärwicklung den Kommutatorfrequenzwandler speist.ίο its primary winding in series is connected to the feeding power source with an impedance. According to the Invention of the main patent is this impedance with an effective number of turns adjustable primary winding of the current transformer connected in series, the secondary winding of which the commutator frequency converter feeds.

Um bei dieser Anordnung die Drehzahl der asynchronen Hauptmaschine in eine bestimmte und regelbare Abhängigkeit von der Belastung zu bringen, ist im Häuptpatent ein Stromtransformator vorgesehen, der vom Primärstrom der Asynchronmaschine gespeist wird, während seine Sekundärwicklung zweckmäßig über einen primär regelbaren weiteren Stromtransformator in Parallelschaltung mit den anderen Stromtransformatoren den Frequenzwandler speist. Die Anordnung zweier weiterer Stromtransformatoren, von denen der eine für den hohen Strom der asynchronen Hauptmaschine bemessen sein muß, während der izweite regelbar sein muß, ist nun nicht immer erwünscht. Die Erfindung betrifft eine Anordnung, die solche Stromtransformatoren vermeidet, wobei aber trotzdem eine Kompoundierung der asynchronen Vordermas chine und eine besonders leichte Regelbarkeit dieser Kompoundierung erzielt wird.In order to reduce the speed of the asynchronous main machine in a certain and to bring controllable dependence on the load is one of the main patent Current transformer provided, which is fed from the primary current of the asynchronous machine is, while its secondary winding expediently via a primarily controllable further Current transformer in parallel with the other current transformers the frequency converter feeds. The arrangement of two more current transformers, one of which for the high current is asynchronous The main machine must be sized, while the second one must be adjustable, is now not always welcome. The invention relates to an arrangement that includes such current transformers avoids, but still a compounding of the asynchronous Vordermas chine and a particularly easy controllability of this compounding is achieved.

Erfindungsgemäß speist die den Scheinwiderstand speisende Stromquelle zur Steuerung der Drehzahl der asynchronen Hauptmaschine in Abhängigkeit von der Belastung den unkompensierten Kommutatorfrequenzwandler noch über die Primärwicklung einer Hilfsasynchronmaschine, deren Sekundärwicklung an zweckmäßig regelbare Ohmsche Widerstände angeschlossen ist und deren Umdrehungsfrequenz gleich der Umdrehungsfrequenz der asynchronen Hauptmaschine ist. Der Sekundärstrom der Hilfsasynchronmaschine ist dann für einen eingestellten WertAccording to the invention, the power source feeding the impedance feeds for the control the speed of the asynchronous main machine depending on the load the uncompensated commutator frequency converter nor over the primary winding of an auxiliary asynchronous machine, its secondary winding is connected to appropriately controllable ohmic resistors and their frequency of rotation is equal to the rotational frequency of the asynchronous main machine. The secondary current of the auxiliary asynchronous machine is then for a set value

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

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

des Widerstandes dem Schlupf proportional, und wenn man vom Erregerstrom dieser Maschine absieht, ist auch der Primärstrom dem Schlupf proportional. Führt man also den Primärstrom zweckmäßig über einen Stromwandler, dessen Sekundärwicklung in Parallelschaltung mit zwei weiteren Stromwandlern zur Einstellung der Drehzahl 'und des Leistungsfaktors arbeitet, auf die Schleifringe ίο des Frequenzwandlers, so erhält man in der Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine einen dem Schlupf proportionalen Erregierstrom. Voraussetzung ist nur, daß die Leistung der Hilf sasynchronmaschine groß ist gegenüber der Leistung, die der Frequenzwandler über sie erhält. Der Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine werden also zwei Stromkomponenten zugeführt, von denen die eine von dem bereits in dem Hauptpatent angegebenen Scheinwiderstand herrührt, während die zweite von der Hilf sasynchronmaschine gemäß der vorliegenden; Erfindung herrührt. Diese beiden Stromkomponenten schließen daher, da sie beide dazu dienen, die Drehzahl der asynchronen Hauptmaschine zu beeinflussen, einen Phasenwinkel von ο oder i8o° ein. Die Regelung des Stromes kann entweder mit Hilfe regelbarer Öhmscher Widerstände im Läuferkreis der Hilfsasynchronmaschine erfolgen oder indem¹ man den Stromtransformator regelbar macht. Namentlich die erstgenannte Regelungsart hat den Vorzug großer Einfachheit, da nur ein ganz geringer Regelstrom vorhanden ist. Den Errege^trom der Hilfsasynchronmaschine kann man durch parallel geschaltete Kondensatoren kompensieren, so daß der Stromwandler tatsächlich nur Wirkstrom führt. Die von der Hilfsasynehronmaschine geleistete Arbeit wird hierbei im untersynchronen Regelbereich der Welle zugeführt, im übersynchronen Bereich ins Netz zurückgeliefert.of the resistance is proportional to the slip, and if you disregard the excitation current of this machine, the primary current is also proportional to the slip. If the primary current is expediently passed through a current transformer, the secondary winding of which works in parallel with two other current transformers to set the speed and the power factor, to the slip rings ίο of the frequency converter, an excitation current proportional to the slip is obtained in the excitation winding of the commutator rear machine. The only requirement is that the performance of the auxiliary asynchronous machine is large compared to the performance that the frequency converter receives via it. The excitation winding of the commutator rear machine are thus supplied with two current components, one of which comes from the impedance already specified in the main patent, while the second from the auxiliary sasynchronous machine according to the present; Invention stems from. Since they both serve to influence the speed of the asynchronous main machine, these two current components therefore include a phase angle of ο or i8o °. The regulation of the current can be done either with the aid of adjustable Öhmscher resistors in the rotor circuit of the Hilfsasynchronmaschine or by making the current transformer controlled. ¹ The first-mentioned type of regulation in particular has the advantage of great simplicity, since only a very small regulating current is available. The excitation current of the auxiliary asynchronous machine can be compensated for by capacitors connected in parallel, so that the current transformer actually only carries active current. The work performed by the auxiliary asynchronous machine is fed back to the shaft in the subsynchronous control range and returned to the network in the oversynchronous range.

Ein Ausführungsbeispiel soll den Erfindungsgedanken näher erläutern. In der Zeichnung bezeichnet 1 eine Asynchronmaschine, deren Schlupfleistung durch die ständeresregte Kommutatorhintermaschme 2 verarbeitet wird. Diese wird unmittelbar von dem unkompensierten Frequenzwandler 3 erregt, -der in bekannter Weise über den großen Scheinwiderstand 4 sowie über den Drehzahlwandler 5 und den Phasenwandler 6 über einen Zwischenwandler 7 mit Netzfrequenz gespeist wird. Parallel zu den Sekundärwicklungen der Wandler 5 und 6 liegt die Sekundärwicklung eines weiteren Stromwandlers 8, dessen Primärwicklung mit der Hilfsasynchronmaschine 9 in Reihe hegt. Die Sekundärwicklung dieser Maschine arbeitet auf einstellbare Ohmsche Widerstände 10, ihr Erregerstrom kann durch Kondensatoren 11 parallel zum Ständer kompensiert werden. In Reihe zu den Schleifringen des Frequenzwandlers 3 und den drei parallel geschalteten Sekundärwicklungen der drei Stromwandler 5, 6 und 8 können noch Blindwiderstände 12, z. B. Kondensatoren, Drosselspulen, von solchem Verhalten geschaltet werden, daß sie der Spannung des Frequenzwandlers im wesentlichen 'entgegenwirken. Das Erregerzubehör wird dann etwa auf V₆ verkleinert. Um auch den Frequenzwandler in seinen Abmessungen kleiner zu halten, kann man ihn mit anderen Spannungsquellen kommutatorseitig in Reihe schalten, z.B. mit der Schleifringspannung der Hauptmaschine. An exemplary embodiment is intended to explain the concept of the invention in more detail. In the drawing, 1 denotes an asynchronous machine, the slip power of which is processed by the commutator rear machine 2 excited by the stator. This is excited directly by the uncompensated frequency converter 3, which is fed in a known manner via the large impedance 4 and via the speed converter 5 and the phase converter 6 via an intermediate converter 7 with mains frequency. The secondary winding of a further current transformer 8, the primary winding of which is in series with the auxiliary asynchronous machine 9, is located parallel to the secondary windings of the converters 5 and 6. The secondary winding of this machine works on adjustable ohmic resistances 10, its excitation current can be compensated by capacitors 11 parallel to the stator. In series with the slip rings of the frequency converter 3 and the three parallel-connected secondary windings of the three current converters 5, 6 and 8, reactances 12, e.g. B. capacitors, inductors, are switched of such behavior that they essentially counteract the voltage of the frequency converter. The exciter accessories are then reduced _{to approximately V 6.} In order to keep the dimensions of the frequency converter smaller, it can be connected in series with other voltage sources on the commutator side, for example with the slip ring voltage of the main machine.

Es ist nicht unbedingt notwendig, die Hilfsasynchronmaschine mit der Hauptwelle zu kuppeln. Wenn es sich z. B. darum handelt, zwei Netze verschiedener Frequenz über einen Netzkupplungsumformer zu kuppeln, kann es zweckmäßig sein, die Leistungsübertragung vom einen Netz in das andere vom Schlupf der beiden Netze gegeneinander abhängig zu machen. Man braucht dann nur die Hilfsasynchronmaschine 9 mit einer Synchronmaschine zu kuppeln, die von-dem anderen Netz gespeist wird. Ist die Frequenz in beiden Netzen gleich, so fließt in der Asynchronmaschine 9 kein Strom, abgesehen vom Erregerstrom, der durch Kondensatoren kompensiert ist. Ist die Frequenz des zweiten Netzes kleiner als die des ersten, so wird ein entsprechender Strom in die Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine geliefert, wodurch die Hauptmaschine 1 in dem gewünschten Sinn, z. B. im Sinn einer vermehrten Leistungsabgabe, an das zweite Netz beeinflußt wird. Ist die Frequenz des zweiten Netzes größer, so tritt Verringerung der Leistungsabgabe auf.It is not absolutely necessary to use the auxiliary asynchronous machine to couple with the main shaft. If it is z. B. is about two networks of different frequencies over one To couple the network coupling converter, it can be useful to transfer the power from one network to the other depending on the slippage of the two networks against each other do. You then only need the auxiliary asynchronous machine 9 with a synchronous machine to couple that is fed from the other network. Is the frequency in both networks the same, no current flows in the asynchronous machine 9, apart from the excitation current, the is compensated by capacitors. If the frequency of the second network is less than that of the first, a corresponding current is fed into the excitation winding of the commutator rear machine delivered, whereby the main machine 1 in the desired sense, e.g. B. in the sense of an increased power output, is influenced to the second network. Is the If the frequency of the second network is higher, there is a reduction in the power output.

Claims

Patent claims:

i. Arrangement for supplying slip frequency leading excitation windings from Commutator machines switched on in three-phase cascades, in which one the Variable frequency circuit alone or directly with other power sources feeding uncompensated commutator frequency converter from the secondary iw winding of a current transformer is fed, the primary winding in Series connection with an impedance connected to the feeding power source is, according to patent 646 755, characterized in that to control the Speed of the asynchronous main machine depending on the load the The power source feeding the uncompensated commutator frequency converter via the primary winding of an auxiliary asynchronous machine feeds whose secondary winding

is connected to appropriately controllable ohmic resistors and their frequency of rotation equal to the rotational frequency of the asynchronous main machine is.

2. Arrangement according to claim i, characterized in that between the primary winding the auxiliary asynchronous machine and the frequency converter if necessary controllable current transformer is switched on.

3. Arrangement according to claim i, characterized characterized in that condensations are parallel to the primary winding of the auxiliary asynchronous machine are switched to compensate for the excitation current of this machine.

1 sheet of drawings