DE687940C - Synchronmaschine, insbesondere Synchronmotor oder synchronisierter Asynchronmotor, mit einer Haupt- und Hilfserregermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Regelung des Erregerstrom.es für Synchronmaschinen, insbesondere für Synchronmotoren oder synchronisierte Asynchronmotoren. Die Erregung von Synchronmotoren oder synchronisierten Asynchronmotoren soll bei synchroner Drehzahl mit Rücksicht auf den Wirkungsgrad und Leistungsfaktor im allgemeinen einen bestimm-

ten Wert behalten und bei Überlastung des Motors selbsttätig derart ansteigen, daß dieser bei einer großen Überlastspitze noch befriedigend arbeiten kann. Es ist bereits bekannt, die Erregung des Synchronmotors in Übereinstimmung mit der Motorlast selbsttätig zu verändern, indem das Feld der Erregermaschine durch einen dem Laststrom des Motors proportionalen Strom verstärkt wird, der dem Wechselstromnetz des Motors durch einen Transformator entnommen und durch eine Gleichrichter anlage gleichgerichtet wird. Wie ohne weiteres ersichtlich ist, kann die gleiche Regelungsart auch bei Synchronmaschinen verwendet werden, die in bekannter Weise durch Haupt- und Hilfserregermaschine erregt werden, indem der lastabhängige Strom sodann dem Erregerkreis der Hilfserregermaschine zugeführt wird.

Bei manchen Betriebsverhältnissen soll jedoch die Erregung nicht nur in Übereinstimmung mit der Überlastung des Motors ansteigen, sondern auch nicht unter einen Wert fallen, der dem der Vollast oder einem anderen vorher festgesetzten Motorlastwert ent-

spricht. Insbesondere bei rauhen Betrieben ist es hierbei erwünscht, diesen Forderungen ohne Verwendung von Relais zu genügen. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe da*' :

neben der Hauptfeldwicklung eine von dfc» Hilfserregermaschine erregte Hilfsfeldwicklung erhält und daß das magnetische Feldsystem dieser Hilfserregermaschine aus einem ίο über einen Stromtransformator und einen Gleichrichter von dem Laststrom der Synchronmaschine erregten Hauptfeld sowie einem mit diesem magnetisch in. Reihe geschalteten Hilfsfeld besteht, dessen Magnetpole durch magnetisch leicht zu sättigende Brücken verbunden sind. Bei dieser Anordnung steigt die Erregung des Motors entsprechend der Überlast an, fällt aber nicht unter einen Wert, der dem der Vollast oder einem anderen vorher bestimmten Motorlastwert entspricht ohne Rücksicht darauf, ob die Motorlast unter den vorher festgesetzten Wert gefallen ist.

Das Hauptfeld der Hilfserregermaschine wird in zweckmäßiger Weise von dem Hilfsfeld durch Spalte bzw. Lücken oder durch Zwischenglieder von hohem magnetischem Widerstand getrennt. Bei einer solchen Anordnung steigt die Erregung erst bei einem 3» verhältnismäßig großen Motorlastwert, so daß der Querschnitt der magnetischen Brücken in Hinsicht auf den Querschnitt der Magnetpole klein gewählt werden kann. Ein bestimmtes Verhältnis der Querschnitte muß immer 35. gewahrt werden, wenn nach Überschreiten des vorher festgesetzten Motorlastwertes noch eine große Regelmöglichkeit der Erregung gewünscht wird. Außerdem kann durch Veränderung der Spalte bzw. Lücken oder der Zwischenglieder der Motorlastwert, nach dessen Überschreiten die Erregung vergrößert werden soll, geregelt werden, ohne daß die Feldwicklung der Hilf serregermaschine unterteilt zu werden braucht.

Die Anordnung nach der Erfindung wird in einem Beispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.

Ein Synchronmotor oder synchronisierter Asynchronmotor 1 ist an ein dreiphasiges Wechselstromnetz 2 angeschlossen und hat Schleifringe 3, die mit seiner Erregerwicklung verbunden sind. Die Schleifringe sind durch den Leiter 4 mit dem Anker 5 der Haupterregermaschine 6 zusammengeschaltet. Diese Haupterregermaschine ist, wie aus der Zeichnung hervorgeht, eine selbsterregte Maschine mit einer Nebenschlußwicklung" 7. Die Wicklung 7 kann jedoch gegebenenfalls durch eine Reihenschluß- oder fremderregte Wicklung ersetzt werden. Neben den Wicklungen 7 hat die Erregermaschine 6 Hilfsfeldwicklungsn 8, die in Reihe geschaltet und durch die Leitung 9 mit dem Anker 10 der Hilfserregermaschine 11 verbunden sind. Die Hilfs-■•.erregermaschine n ist als eine zweipolige

5 durch gelöst, daß die HaupterregermaschiÖ^^'fSiaschine gezeichnet, obwohl sie auch eine

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.andere Polzahl haben kann. Die Hilfserregermaschine 11 hat ein Hauptfeld mit den Polen 12, die in der üblichen Art durch ein passendes Joch, das jedoch nicht gezeichnet ist, verbunden sind. Die Hilfserregermaschine 11 hat außerdem ein inneres Feld mit den Polen 13, die mit den Polen 12 durch Lücken von hohem magnetischem Widerstand, z. B. Luftspalte, oder durch Material hohen magnetischen Widerstandes zwischen den Polen in Verbindung stehen. Die Pole 13 sind durch magnetische Brücken 15 verbunden, die einen Streufluß zwischen den- Polen 12 verursachen und leichter magnetisch gesättigt werden als das Hauptfeld mit den Polen 12.

Die Pole 12 haben Erregerwicklungen 16, die in. Reihe geschaltet und durch einen Gleichrichter 17, in der Zeichnung ein Doppelweggleichrichter in der bekannten Graetzschen Schaltung, mit der Sekundärwicklung 18 eines Stromtransformators verbunden sind. Die Primärwicklung 19 dieses Stromtransformators ist mit der Anschlußleitung 2 des Motors ι in Reihe geschaltet.

Bei der oben, beschriebenen Einrichtung wird im Betrieb der Stromtransformator 19 die Feldwicklungen 16 der Hilfserregermaschine 11 durch den Gleichrichter 17 mit einem gleichgerichteten Strom versorgen, dessen Größe dem Strom proportional ist, den der Motor ι aus der Netzleitung 2 entnimmt.

Die Hilfserregermaschine 11 ist so eingerichtet, daß unter einem vorher bestimmten Werte des Stromes in der Leitung 2 und dementsprechend der Last des Motors 1 die Erregung, die durch die Wicklungen 16 erzeugt wird, eine Sättigung der magnetischen Brükken 15 nicht verursachen kann. Folglich durchdringt nur ein nicht zu beachtender Fluß den Anker 10 der Hilfserregermaschine 11, so daß in den Hilfswicklungen 8 der Erregermaschine 6 keine nennenswerten Ströme fließen. Unter diesen Bedingungen, wird die Erregermaschine 6 die Schleifringe 3 mit einem Strom up versorgen, dessen Größe durch einen Feldregulierwiderstand (nicht gezeichnet) in dem Stromkreis der Wicklungen 7 geändert werden kann und ohne Rücksicht auf Schwankungen in der Motorlast unterhalb des vorher be- stimmten Wertes, z.B. der Vollast, konstant bleibt.

Wenn jedoch die Last des Motors 1 und so der Strom in der Netzleitung 2 die entsprechenden vorher bestimmten Werte erreichen, iao kann die Erregung, die durch die Wicklungen erzeugt wird, eine Sättigung der Brücken

15 verursachen, so daß der Fluß, der den Anker io durchdringt, oberhalb des vorher bestimmten Wertes fortschreitend mit dem Stromanstieg in der Leitung 2 ansteigt. Der Anker 10 erzeugt so eine entsprechend ansteigende Spannung, die über die Hilfswicklungen 8 der Erregermaschine eine zusätzliche Erregung des Haupterregers 6 bewirkt. Die Wicklungen 8 sind so eingerichtet, daß ihre

ίο Amperewindungen die der Wicklungen 7 unterstützen.

Für die Lastwerte des Motors 1 unter einem vorher bestimmten Wert wird also die Erregermaschine 6 die Erregung des Motors 1

ig auf einen festgesetzten Wert aufrechthalten, und der Betrieb der Erregermaschine 6 wird nicht durch die Hilfserregermaschine 11 beeinflußt. Wenn jedoch die Last des Motors 1 über den vorher bestimmten Wert ansteigt,

so wird die Hilfserregermaschine 11 die Spannung, die durch die Erregermaschine 6 erzeugt wird, und damit die Erregung des Motors 1 erhöhen. Die Zunahme der Erregung ist proportional oder annähernd proportional dem Lastanstieg an dem Hauptmotor oberhalb der vorher bestimmten Werte.

Der Lastwert, bei welchem die Hilfserregermaschine 11 wirksam wird, kann verstellbar gemacht werden durch den Einbau eines geeigneten Regulierwiderstandes in den Kreis der Wicklungen 16; dieser Widerstand wird auch auf die Größe einwirken, bis zu der die Motorerregung für einen bestimmten Lastanstieg anwachsen kann. Außerdem kann der Wert, bis zu dem ein bestimmter Motorlastanstieg die Erregung vergrößert, durch den Einbau eines geeigneten Widerstandes in den Leitungskreis der Wicklungen 8 bestimmt und verstellt werden.

Die Erregermaschine 6 und die Hilfserregerniaschine 11 werden in geeigneter Art angetrieben. Die Erregermaschine 6 kann z. B. direkt mit dem Motor 1 gekuppelt werden, um mit der gleichen Drehzahl umzulaufen, während die Hilfserregermaschine 11 indirekt, z. B. durch einen Riemen, vom Motor 1 angetrieben wird.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Synchronmaschine, insbesondere Synchronmotor oder synchronisierter Asynchronmotor, mit einer Haupt- und Hilfserregermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Haupterregermaschine neben der Hauptfeldwicklung eine vom der Hilfserregermaschine erregte Hilf sfeldwickhing hat und daß das magnetische Feldsystem der Hilfserregermaschine aus einem über einen Stromtransformator und einen Gleichrichter von dem Laststrom, der Synchronmaschine erregten Hauptfeld sowie einem mit diesem magnetisch in Reihe geschalteten, durch Spalte bzw. Lücken oder durch Zwischenglieder von hohem magnetischem Widerstand getrennten Hilfsfeld besteht, dessen Magnetpole durch magnetische, leicht zu sättigende Brücken verbunden sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen