DE699437C

DE699437C - Arrangement for rapid regulation of the voltage of DC-excited AC machines in the event of sudden changes in load

Info

Publication number: DE699437C
Application number: DE1933S0110141
Authority: DE
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1933-07-14
Filing date: 1933-07-14
Publication date: 1940-11-29

Description

Anordnung zur Schnellregelung der Spannung von gleichstromerregten Wechselstrommaschinen bei plötzlichen Belastungsänderungen Das Hauptpatent betrifft eine Anordnung zur Schnellregelung der Spannung von gleichstromerregten Wechselstrommaschinen bei plötzlichen Belastungsänderungen, bei denen die durch die Belastungsänderung eintretende Änderung der Streuspannung :durch eine Änderung :des die Erregerwicklung der Maschine :durchsetzenden Flusses ausgeglichen wird und ,diese Flußänderung -durch eine zusätzliche Spannung der Erregermaschine erzwungen wird. Die erforderliche Zunahme des Hauptfeldes, die durch eine starke Übererregung erzwungen wird, wird dabei innerhalb einer Viertelperiode der elektrischen Pandelung der Maschine erreicht. Ein Überregeln dieses Feldes wird dabdi dadurch vermieden, daß die Zusatzerregerspannung schon vor dem Erreichen des Sollflusses der Maschine durch eine an der Erregerwicklung der Erregermaschine erzwungene GegenstoBspannung vermindert wird.Arrangement for rapid regulation of the voltage of DC excited AC machines in the event of sudden changes in load The main patent relates to an arrangement for rapid regulation of the voltage of AC machines with direct current excitation in the case of sudden changes in load, which are caused by the change in load Occurring change in the stray voltage: by a change: of the excitation winding of the machine: the penetrating flow is balanced and, this flow change -by an additional voltage of the exciter is forced. The required Increase in the main field, which is forced by a strong overexcitation reached within a quarter of the electrical leveling of the machine. Overregulation of this field is avoided in that the additional excitation voltage even before the target flow of the machine is reached by one on the excitation winding counter-current induced by the exciter is reduced.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung, mittels .der - die geschilderte Schnellregelung .des Hauptpatentes in besonders zweckmäßiger Weise ausgeführt werden kann. Erfindungsgemäß ist ein von der Netzspannung gesteuertes Relais vorgesehen, das beim Unter- oder Überschreiten bestimmter Werte der Netzspannung einerseits die Zusatznebenschluß:spannung der Erregung der Erregermaschine zuführt, andererseits auch ein zweites Relais an die Netzspannung anschließt, -das beim W;iederannähern :der.Netzspannung an :den Sollwert die Umpolung der Zusatznebenschlußspannung an der Erregerwicklung vornimmt. Durch diese Relais -werden also bei einer plötzlichen Belastungsänderung selbsttätig die gemäß :dem Hauptpatent erforderlichen Ein- und Ausschaltungen in dem richtigen Zeitpunkte vorgenommen.The present invention relates to an arrangement by means of .the - the described quick regulation of the main patent in a particularly expedient manner can be executed. According to the invention is a controlled by the mains voltage Relay is provided, which when falling below or exceeding certain values of the mains voltage on the one hand the additional shunt: supplies voltage to the excitation machine, on the other hand, a second relay also connects to the mains voltage, -that when it comes back closer : der.netzvoltage on: the setpoint the polarity reversal of the additional shunt voltage on which makes the excitation development. These relays are used in the event of a sudden Load change automatically the inputs and Switches off at the right times.

Nach dem Verschwinden der induktiven Spannung im Erregerstromkreis der zu regelnden Maschine ist es zweckmäßig, die Zusatz= nebenschlußspannung von der Erregerwicklung der Erregermaschine abzuschalten. Für dieses Abschalten kann man ein Gleichgewichtsrelais verwenden, das von dem Ohmschen Spannungsabfall im Erregerstromkreis der zu regelnden Maschine und von der Spannung der Erregermaschine im entgegengesetzten Sinne gesteuert wird und das beim Gleichwerden dieser beiden Spannungen ein Abschälten der Zusatznebenschlußspannung an der Erregerwicklung der Erregermaschine herbeiführt. In diesem Moment des Gleich- Werdens ist nämlich .die Flußänderung der Hauptmaschine auf Null reduziert. Der Langsamregler der Maschine (z. B. der Wälzregler o.. dgl.), der die normale Erregung der Erregermaschine steuert, bleibt dauernd im Betrieb. Auct während (des Stoßvorganges sucht dieser Regler die Wirkung der Rapiderregung zu unterstützen. Hat er nun nach Abschluß des Stoßvorganges seine Wirkung bereits in solchem Umfange ausgeübt, daß der von ihm gesteuerte Erregerstrom der Erregermaschine in der Lage ist, den neuen Zustand stationär aufrechtzuerhalten, so ist der >gesamte Regelvorgang abgeschlossen. Ist dies .nicht der Fall, so entsteht ein zweiter Stoß, alles spielt sich in der beschriebenen Weise ab. Der Vorgang wiederholt sich bis -ein -stst-ionärer-Zustand erreicht ist-. -Vollständig analog muß die Rapiderregung wirken, wenn eine plötzliche Spannungserhöhung auftritt. In diesem Falle verlaufen iedöch die einzelnen Stöße in -entgegengesetzter Richtung, wodurch die Klemmenspannung schnellstens auf den Nennwert reduziert werden kann.After the inductive voltage in the excitation circuit has disappeared of the machine to be controlled, it is advisable to use the additional shunt voltage of switch off the excitation winding of the excitation machine. For this shutdown can you can use an equilibrium relay that depends on the ohmic voltage drop in the Excitation circuit of the machine to be controlled and the voltage of the excitation machine is controlled in the opposite sense and that when these two become equal Voltages a switching off of the additional shunt voltage on the excitation winding of the Causing exciter. In this moment of equality Becoming that is, the change in flux of the main engine is reduced to zero. The slow regulator the machine (e.g. the rolling regulator or the like), which provides the normal excitation of the exciter controls, remains in operation all the time. Auct during (the pushing process, this one looks for Regulator to support the effect of rapid excitation. Has he now after the completion of the Already exercised its effect to such an extent that that of it controlled excitation current of the exciter is able to keep the new state stationary to maintain, the> entire control process is completed. Is not this if it falls, there is a second shock, everything takes place in the manner described away. The process is repeated until an -st-ionic-state is reached-. -Completely The rapid excitation must act analogously if a sudden increase in voltage occurs. In this case, however, the individual impacts run in the opposite direction, whereby the terminal voltage can be reduced to the nominal value as quickly as possible.

Die Wirkungsweise der Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel der Zeichnung näher erläutert werden. Der Übersichtlichkeit wegen soll hier die Erregung der Erregermaschine M aus zwei gesonderten Teilen W" (Normalerregerwicklung) und WS (Stoßerregerwicklung) zusammengesetzt werden. Natürlich können beide Wicklungen auch verschmolzen werden. Fernerhin ist es auch möglich, statt Fremderregung Eigenerregung zu verwenden. In diesem Falle müßten noch einige zusätzliche Widerstände vorgesehen werden,- .die sinngemäß ab- und zugeschaltet werden müßten.The mode of operation of the invention is to be based on an exemplary embodiment the drawing will be explained in more detail. For the sake of clarity, the Excitation of the excitation machine M from two separate parts W "(normal excitation winding) and WS (shock excitation winding) are put together. Of course, both windings can also be merged. Furthermore, it is also possible to use self-excitation instead of external excitation to use. In this case some additional resistors would have to be provided - .which would have to be switched on and off accordingly.

In dem im Bild dargestellten Ausführungsbeispiel spricht bei Unterschreitung einer bestimmten Klemmenspannung das Relais R' an. Während bei Nennspannung der Kern der über den Spannungswandler i gespeisten Spule 2 angezogen bleibt, fällt er nunmehr ab und schließt dabei .die Kontakte 5 und 6; wodurch .die Wicklung WS . augenblicklich an Gleichspannung gelegt wird. Gleichzeitig wird auch der Kontakt 8 der Festhaltespule 7 geschlossen,, so daß das Relais R' in seiner unteren Lage bleibt. Da auch der Kontakt 3 jetzt .geschlossen ist, so bekommt das Relais R, Spannung. Sobald diese der Klemmenspannung der Hauptmaschine proportionale Spannung-den Nennwert (bzw. einen anderen vorher eingestellten Wert) erreicht hat, zieht Spur4 ihren Kern an, wodurch der zweipolige S@Chalter 9 umgelegt wird. Die Wicklung WS , wird hierdurch augenblicklich umgepolt. Gleichzeitig hiermit wird auch ein Kontakt_ro im Stromkreis des Hilfsrelais Rh geschlossen. Im ersten Moment ist die Erregerspannung an den Klemmen der Erregermaschine höher als der Ohmsche Spannungsabfall im Läufer der Hauptmaschine. Im Gleichgewichtsrelais Rg überwiegt daher die Wirkung der Spule i9 gegenüber der Wirkung der Spule 18. Die Zunge 15 hält daher den Kontakt 17 des Hilfsrelais Rh zunächst kurzgeschlossen. Sobald aber die Bedingung e = r # i im Haupterregerkreis erreicht ist, kommt die Zunge 15 in die Gleichgewichtslage, der Kurzschluß der Spule ii wird aufgehoben. Diese Spule erhält jetzt von der Minussammelschiene und weiter über den geschlossenen Kontakt ro und den Vorschaltwi:derstand i4 Strom. Beim Anziehen des Ankers wird der Kontakt i2 geöffnet, hier-.durch die Festhaltespuie 7 stromlos gemacht, so daß .das Relais R' in seine ursprüngliche obere Lage unter Abschaltung des Relais R1 zurückkehrt. Sofern der Langsamregler bis daher noch- nicht nachgekommen ist, wiederholt sich nun das .ganze Spiel.In the embodiment shown in the picture, the relay R 'responds when the voltage drops below a certain level. While at the nominal voltage the core of the coil 2 fed via the voltage converter i remains attracted, it now drops and closes .die contacts 5 and 6; whereby .the winding WS. is instantly applied to DC voltage. At the same time, the contact 8 of the retaining coil 7 is closed, so that the relay R 'remains in its lower position. Since contact 3 is now also closed, relay R gets voltage. As soon as this voltage, which is proportional to the terminal voltage of the main machine, has reached the nominal value (or another previously set value), track 4 attracts its core, whereby the two-pole S @ switch 9 is flipped. The polarity of the winding WS is instantly reversed. At the same time, a Kontakt_ro in the circuit of the auxiliary relay Rh is also closed. At first, the excitation voltage at the terminals of the excitation machine is higher than the ohmic voltage drop in the rotor of the main machine. In the equilibrium relay Rg, the action of the coil i9 outweighs the action of the coil 1 8. The tongue 1 5 therefore initially keeps the contact 17 of the auxiliary relay Rh short-circuited. But as soon as the condition e = r # i is reached in the main excitation circuit, the tongue 1 5 comes into the equilibrium position, the short-circuit of the coil is lifted ii. This coil now receives current from the minus busbar and further via the closed contact ro and the ballast resistor i4. When the armature is tightened, the contact i2 is opened, thereby de-energizing the retaining coil 7, so that the relay R 'returns to its original upper position, with the relay R1 being switched off. If the slow controller has not yet responded, the whole game is now repeated.

In der rechten Hälfte der Zeichnung ist die Apparatur wiedergegeben, die zur Schnellverminderung einer Spannungserhöhungdient. Das Relais R" befindet sich normalerweise in der unteren Stellung, beim Überschreiten einer eingestellten Spannung zieht die Spule 21 jedoch'an; wobei die Kontakte 22, 23, 25, 26 und 27 geschlossen werden und das Verbleiben in dieser Stellung durch die F.esthaltespule 24 gesichert wird. Der augenblickliche Stoß auf die Wicklung WS erfolgt .mit .der entgegengesetzten Polarität. -Beim Erreichen der Nennspannung (bzw, des vorher eingestellten Wertes) wird der Gegenstoß durch das Relais R2 besorgt. Dieses Relais besitzt zwei Spulen 28 und 29. Die Spule 29 liegt an konstanter Spannung und- ist bestrebt, das Relais in die oberste Lage überzuführen: Die Spule 28 versucht das .Relais nach unten zu drücken. Im ersten Moment halten sich beide die Waage. Beim Heruntergehen .der Sammelschienenspannung überwiegt .dann die Spule 29, so daß - ein Umschalten -des Schalters 30 und .das Schließen des Kontaktes. 31 ermöglicht wird. Im weiteren Verlauf wird der zunächst Bestehende Kurzschluß der Spule i i über Kontakt 16 beim Erreichen. der Gleichgewichtslage im Haupterregerkreis durch die Zunge -15 auf gehoben. Die Spule i i zieht an- und schaltet das Relais R"_ und _R,2 durch Aufmachen des Kontaktes 13 ab.The right half of the drawing shows the apparatus used to rapidly reduce an increase in voltage. The relay R "is normally in the lower position, but when a set voltage is exceeded, the coil 21 attracts; the contacts 22, 23, 25, 26 and 27 are closed and the holding coil remains in this position 24. The instantaneous impact on the winding WS occurs with the opposite polarity. When the nominal voltage (or the previously set value) is reached, the counter impact is provided by the relay R2. This relay has two coils 28 and 29. The coil 29 is connected to a constant voltage and strives to move the relay to the top position: The coil 28 tries to push the relay downwards. At first, both balance each other Coil 29, so that it is possible to switch over the switch 30 and to close the contact 31. In the further course, the initially existing short circuit of the coil ii via contact 16 upon reaching. the position of equilibrium in the main excitation circuit is lifted by the tongue -1 5. The coil ii attracts and switches off the relay R "_ and _R, 2 by opening the contact 13.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for rapid regulation of the voltage of DC-excited AC machines in the event of sudden changes in load, -whose-through the change occurring in the load the stray voltage through a change in the voltage enforcing the excitation winding of the machine Flux is balanced and this flux change by an additional voltage the exciter is forced, whereby the required increase in the main field, which is forced by a strong overexcitation. within a quarter period the electrical oscillation of the machine and an overriding of this field it is avoided that the additional excitation voltage before reaching the Target flow of the machine through one on the excitation winding, the excitation machine forced counter-surge voltage is reduced, characterized according to patent 665 185 by a relay controlled by the mains voltage (R 'or R ")" da-s when the or if certain values of the mains voltage exceed the additional shunt voltage on the one hand the excitation of the exciter, on the other hand also a second relay (R1 or R2) that connects to the mains voltage when the mains voltage approaches again the setpoint is the polarity reversal of the additional shunt voltage on the field winding undertakes. z. Arrangement according to claim i, characterized in that two groups of each two relays (R ', R1 and R ", R @) are provided, of which the, a group (R ', R1). When the voltage drops, the second (R ", R2) works when the voltage rises. 3. Arrangement according to claim i, characterized by; that the former relay (1R 'or R ") when responding an auxiliary contact closes through which one Coil is energized, which keeps the relay in the new position while on interruption this circuit through a contact controlled by another relay (Rg) the relay drops to its original position and interrupts the auxiliary shunt current. q .. Arrangement according to claim 3, characterized in that the further relay (Rg) is a balance relay; that of the ohmic voltage drop in the excitation circuit of the machine to be controlled and the voltage of the exciter in the opposite direction Senses is controlled and that with. These two voltages become equal to switch off the additional shunt voltage on the excitation winding of the excitation machine.