DE677141C - Einrichtung zur Vermeidung von Pendelschwingungen bei der Spannungsfeinregelung von Gleichstromgeneratoren - Google Patents

Einrichtung zur Vermeidung von Pendelschwingungen bei der Spannungsfeinregelung von Gleichstromgeneratoren

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DE677141C
DE677141C DES115402D DES0115402D DE677141C DE 677141 C DE677141 C DE 677141C DE S115402 D DES115402 D DE S115402D DE S0115402 D DES0115402 D DE S0115402D DE 677141 C DE677141 C DE 677141C
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DE
Germany
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voltage
additional
circuit
grid
pendulum
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Expired
Application number
DES115402D
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Hans Joachim Mattern
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Publication date
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Priority to DES115402D priority Critical patent/DE677141C/de
Application granted granted Critical
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/26Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field using discharge tubes or semiconductor devices

Description

  • Einrichtung zur Vermeidung von Pendelschwingungen bei der Spannungsfeinregelung - von Gleichstromgeneratoren Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung , zur Spannungsfeinregelung von Gleichstromgeneratoren. Derartige Einrichtungen arbeiten meistenteils in der Weise, daß der Feldkreis des Generators über gittergesteuerte Hochvakuumröhren aus einer Energiequelle gespeist wird, denen eine Differenzspannung aus der Netzspannung und einer konstanten Gegenspannung als Gitterspannung zugeführt wird. Je nach der Höhe der vom Gleichstromgenerator zu liefernden Spannung bzw. Leistung erweist es sich vielfach als notwendig, den Feldkreis des Generators aus einem Zusatzgenerator zu speisen. In diesem Falle werden alsdann die Hochvakuumröhren in den Feldkreis dieses Zusatzgenerators eingeschaltet. Es hat sich nun gezeigt, daß derartige Maschinenanordnungen sehr leicht zu Pendelungen neigen, die wohl dadurch hervorgerufen wurden, daß in dem Maschinensatz vier an sich veränderliche Hauptgrößen vorhanden sind. Schon die rechnerische Ermittlung zeigt, daß die Beherrschung bzw. Vermeidung von derartigen Störschwingungen mit großen Schwierigkeiten verbunden ist. Das Vorhandensein dieser Störschwingungen ist aber für die Wirkungsweise der Feinregelung äußerst nachteilig, da, wie leicht ersichtlich ist, von einer vollkommenen Konstanthaltung der Spannung durch eine solche Anordnung nicht mehr die Rede sein kann.
  • Für Gleichstrommaschinen, bei denen ohne Verwendung eines Zusatzgenerators der Erregerstrom unmittelbar über ein Hochvakuumrohr geliefert wird, ist bereits ein Mittel bekanntgeworden, das das Auftreten von Pendelungen unterdrücken soll. Dieses Mittel besteht darin, daß dem Ankerstromkreis der Gleichstrommaschine durch einen daran angeschlossenen Schwingungskreis eine Spannungskomponente von Pendelfrequenz entnommen wird, die dann zusätzlich zu der ebenfalls dem Anker entnommenen Gleichspannungskomponente auf den Gitterkreis des Hochvakuumrohres zur Einwirkung gebracht wird. Man könnte nun daran denken, zur Unterdrückung von Pendelungen bei Gleichstrommaschinen, bei denen die Hochvakuumröhren im Erregerkreis eines Zusatzgenerators liegen, in ähnlicher Weise dem Anker der Hauptmaschine eine Spannungskomponente von Pendelfrequenz zu entnehmen und in die Regelung einzuführen. Diese Maßnahme würde jedoch, wie weiter unten gezeigt werden soll, nicht zu befriedigenden Ergebnissen führen. Eine praktisch vollständige Unterdrückung der Pendelschwingungen läßt sich jedoch gemäß der Erfindung dadurch erreichen. daß die zusätzliche Gitterspannungskomponente von Pendelfrequenz dem Ankerstromkreis des Zusatzgenerators entnommen wird. Die Entnahme einer zur Entpendelung benutzten Spannungskomponente aus dem Stromkreis der Erregermaschine ist an sich bei der Spannungsfeinregelung von Drehstromgeneratoren bekannt: Bei der Regelung von Drehstrom-' generätoren treten jedoch grundsätzlich andere Verhältnisse auf als bei der Regelung von Gleichstrommaschinen, so idaß wirkungsmäßig zwischen dieser bekannten Anordnung und dem Erfindungsgegenstand keinerlei nähere Beziehungen bestehen.
  • Die Erfindung kann besonders vorteilhaft in der Weise durchgeführt werden, däß die zusätzliche Gitterspannungskomponente von Pendelfrequenz in an sich bekannter Weise einen parallel zürn Anker des Zusatzgenerators geschalteten Schwingungskreis entnommen und über einen einstellbaren Widerstand, in ihrem Amplitudenwert auf den für die Einwirkung auf den Gitterkreis entsprechen den Wert reduziert, diesem zugeführt wirst.
  • Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der beiliegenden Fig. r wiedergegeben. Das GIeichspannungsnetz i wird aus einem Generator 2 gespeist, der beispielsweise von einer Wechselstrommaschine 3 angetrieben wird. Der Feldkreis 4. des Generators ä wird durch einen Zusatzgenerator 5 erregt; der seinerseits von einem Motor 6, beispielsweise einem Gleichstrommotor, angetrieben wird. In dem Feldkreis q. ist ein Widerstand 7 und ein Schalter 8 vorgesehen. Der Feldkreis 9 des Zusatzgenerators 5 wird aus einer Energiequelle iö über eine Hochvakuumröhre i i gespeist. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Einfachheit halber- nur eine einzige Röhre dargestellt; doch können bekanntlich eine Vielzahl von Versfärkerröhren verwandt werden. Auf den Gitterkreis der Röhre i i wirkt - eine dem Gleichspännungsnetz i über einen Widerstand i e- entnommene Teilspannung ein, durch die der Feldkreis der Maschine 5 bzw. der Feldkreis des Generators 2 derart gesteuert werden, daß die Spannung in dem Netz i konstant gehalten wird. Gemäß der vorliegenden Erfindung ist nun im Feldkreis des Generators 2 parallel zum Anker des Zusatzgenerators 5 ein Schwingungskreis 13 angeordnet, der aus einer Induktivität 14 und einem Kondensator 15 besteht. Der Sekundärwicklung der Induktivität 14 werden die im Feldkreis auftretenden Pendelschwingungen entnommen und über einen Widerstand 16 dem Gitterkreis der Röhre i i zusätzlich zugeführt. Der Widerstand 16 ist einstellbar zu dem Zweck, den Amplitudenwert der Pendelschwingungen auf einen solchen Wert zu reduzieren, daß diese den Gitterkreis der Hochvakuumröhre in einem solchen Maße beeinflussen, däß in dem Gleichspannungsnetz keine Pendelschwingungen mehr auftreten bzw. eine vollkommen konstante Spannung herrscht.
  • Die Wirkungsweise des dargestellten Ausführungsbeispiels soll im folgenden, noch an Hand der in den Fig.2 und 3 dargestellten Vektordiagramme näher erläutert werden. Die einzelnen Vektoren stellen dabei die den GleichströmgrÖßen überlagerten Wechselstromgroßen von Pendelfrequenz dar. Es tröge angenommen werden, daß -in dem Stromkreis i der Hauptmaschine :2 eine PendeläpannungskomponenteEä vorhanden sei. Diese Spannung gelangt über den Widerstand 12 an das Gitter des Verstärkerrohres und ruft in dessen Anodenkreis Stromschwankungen der gleichen Frequenz hervor. Diese in dem Anodenstrom enthaltene Wechselstromkomponente liegt nun aber wegen der Induktivität der Erregerwicklung g keineswegs in Phase mit der Gitterspannung F., sondern eilt dieser um einen gewissen Winkel nach. Dieser Winkel ist in dem Diagramm mit St bezeichnet. Dabei muß noch beachtet werden, daß der .Zusammenhang zwischen Gitterspannung und Anodenstrom so ist, daß letzterer sinkt, wenn die Gitterspannung steigt und umgekehrt. Wie Fig. 2 zeigt, nimmt also die im Anodenstromkreis vorhandene Wechselkomponente nicht die punktiert gezeichnete Lage ia ; sondern die um i 8o' dagegen verschobene Lage & ein.
  • Die Erregerstromkomponente ia induziert nun in dem Anker 5 der Erregermaschine ebenfalls eine Wechselspannung E, @ die mit ihr nahezu in Phase ist, da sie ja im wesentlichen durch die Rotation der Ankerleiter in dem gleichphasig mit dem Erregerstrom liegenden Erregerfeld hervorrufen wird. Lediglich durch den verhältnismäßig geringen, transformatorisch von der Erregerwicklung auf die Ankerwicklung übertragenen Spannungsanteil kommt die Phasenverdrehung S. im Sinne der Nacheilung zustande. ' Die Spannung der Erregermaschine E, ruft ihrerseits in der Erregerwicklung ,1 der Haupt-Maschine wegen der Induktivität dieser Wicklung einen um einen beträchtlichen Winke1S-,, verschobenen Strom 1e hervor, und unter dessen Einwirkung wird schließlich in dem Anker 2 der Hauptmaschine eine Pendcsispannung E"' induziert Das Diagrarnni zeigt; daß durch den Feinregler eine in dem Stromkreis der Hauptmaschine einmal vorhandenen Pendelspannung, wenn keine Gegenmaßnahmen getroffen werden, verstärkt wird. Statt der ursprünglich angenommenen Pendelspannung E" wirkt nunmehr die wesentlich größere Spannung Eä auf den Feinregler ein, so daß die Pendelspannungen immer größer werden.
  • Will man diese Pendelschwingungen auflieben, so muß man in den Gitterkreis der Röhre eine zusätzliche Spannung von Pendelfrequenz einführen, die der über den Widerstand 12 in den Kreis hineingebrachten Pendelspannung E" gerade das Gleichgewicht hält. Diese Pendelspannung muß also, wie in Fig. 3 dargestellt, gleich dem Vektor e,, sein. Zur Erzeugung der Entpendelungspannung e, soll nun ein Stromkreis, bestehend aus einer Reihenschaltung von Induktivität und Kapazität, benutzt werden. In diesem Reihenstromkreis treten mithin drei Spannungen auf. nämlich die Spannung an der Induktivität e,, welche dem Strom i,, in dem Reihenstromkreis um. go° nacheilt, weiterhin der in Gegenphase mit dem Strom i, liegende Olunsche Spannungsabfall e, sowie die um go° dem Strom voreilende hondensatorspannung e,. Die resultierende Spannung an der Reihenschaltung aus Kapazitiit und Induktivität wird mithin durch den Vektor Es dargestellt.
  • Da clie Isntpendelungsspannung, e, einen regelbaren Bruchteil der Spannung an der Induktivität et darstellt, mit dieser also in Phase liegt, so ist damit auch die zur Erzielung einer völligen Entpendelung erforderliche Phasenlage der Spannung Es festgelegt.
  • Fig.2 zeigt, daß bei Speisung des Entnahmestromkreises für die Spannung e" mit der Spannung Eu die Spannung en nicht die zur Entpendelung richtige Lage besitzen würde. Die gewünschte Phasenlage dieser Spannung erhält man jedoch, wenn man gemäß der Erfindung den Entnahmestromkreis an die Klemmen der Erregerwicklung der Hauptmaschine anschließt, wenn man also die in der Spannung des Zusatzgenerators auftretenden Pendelschwingungen zur Einwirkung auf den Gitterkreis bringt. Dann ist im vorliegenden Fall die Spannung der Erregermaschine E, mit der Spannung E identisch.

Claims (2)

  1. PATENT ANSPRÜCIIE: i. Einrichtung zur Vermeidung von Pendelschwingungen bei der Spannungsfeinregelung von Gleichstromgeneratoren, die durch einen im fremdgespeisten Feldkreis über gittergesteuerte Hochvakuumröhren geregelten Zusatzgenerator erregt werden, unter Verwendung einer zusätzlichen Gitterspannungskomponente von Pendelfrequenz, dadurch gekennzeichnet, daß diese zusätzliche Gitterspannungskomponente dem Ankerstromkreis des Zusatzgenerators entnommen wird.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Gitterspannungskomponente von Pendelfrequenz einem parallel zum Anker des Zusatzgenerators geschalteten Schwingungskreis entnommen und über einen einstellbaren Widerstand in ihrem Amplitudemvert reduziert dem Gitterkreis der Röhre zugeführt wird.
DES115402D 1934-09-16 1934-09-16 Einrichtung zur Vermeidung von Pendelschwingungen bei der Spannungsfeinregelung von Gleichstromgeneratoren Expired DE677141C (de)

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DE677141C true DE677141C (de) 1939-06-20

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DE (1) DE677141C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1081964B (de) * 1955-04-29 1960-05-19 Bbc Brown Boveri & Cie Anordnung zum Regeln der Spannung oder der Drehzahl eines Motors oder Generators

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1081964B (de) * 1955-04-29 1960-05-19 Bbc Brown Boveri & Cie Anordnung zum Regeln der Spannung oder der Drehzahl eines Motors oder Generators

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