DE701469C

DE701469C - Arrangement for rapid regulation of alternating current machines

Info

Publication number: DE701469C
Application number: DE1936A0080365
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Claus Froehmer
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1936-08-29
Filing date: 1936-08-29
Publication date: 1941-01-17

Description

Anordnung zur Schnellregelung von Wechselstrommaschinen Gegenstand des Hauptpatents ist eine Anordnung zur Schnellregelung von Wechselstrommaschinen, die sich selbst oder ihre Erregermaschine über gittergesteuerte Dampf-oder Gasentladungsstrecken in Gleichrichterschaltung erregen, wobei durch geeignete Steuerung der Entladungsstrecken die Höhe der Erregung in Abhängigkeit von der Maschinenspannung tirrillartig geregelt wird. Im Gitterkreis der Erregerentladungsstrecken sind zwei Hilfsentladungsstrecken vorgesehen, deren eine im wesentlichen als kochempfindliches Ansprechrelais dient, während die zweite, von der ersten gesteuerte- Hilfsentladungsstrecke je ,nach der Höhe der zu regelnden Spannung einen Kondensator kurzschließt oder für die Aufladung freigibt, der im Gitterkreis der Hauptentladungsstrecke angeordnet ist.Arrangement for the rapid regulation of alternating current machines Subject of the main patent is an arrangement for the rapid regulation of AC machines, which itself or its exciter via grid-controlled steam or gas discharge paths excite in rectifier circuit, with suitable control of the discharge paths the level of excitation is regulated in a tirrill-like manner as a function of the machine voltage will. In the grid circle of the excitation discharge paths there are two auxiliary discharge paths provided, one of which essentially serves as a cooking-sensitive response relay, while the second, controlled by the first auxiliary discharge path depending on the The level of the voltage to be regulated short-circuits a capacitor or for charging releases, which is arranged in the grid circle of the main discharge path.

Es hat sich gezeigt, daß bei derartigen; Regelschaltungen auf die Flimmergefahr geachtet werden muß, und es sind auch schon Einrichtungen in Vorschlag gebracht worden, bei denen diese Gefahr völlig ausgeschaltet wird durch Einführung einer zusätzlichen stromabhängigen Steuerung, die eine vorbestimmte Anpassung der Erregung und damit eine Herabsetzung des Ungleichförmigkeitsgrades und eine große Konstanz der Regelfrequenz im flimmerfreien Gebiet ermöglicht. Diese stromabhängige Zusatzsteuerung reicht jedoch noch nicht aus, um allen betrieblichen Erfordernissen gerecht zu werden.It has been shown that with such; Control circuits on the The risk of flicker must be taken into account, and facilities are already being proposed in which this danger is completely eliminated by introduction an additional current-dependent control that a predetermined adaptation of the Excitation and thus a reduction in the degree of irregularity and a large Allows constancy of the control frequency in the flicker-free area. This current-dependent However, additional control is not yet sufficient to meet all operational requirements meet.

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Regelanordnung des Hauptpatents in der Hinsicht, daß die Belastungsverhältnisse mit Hilfe einer besonderen lastabhängigen Zusatzsteuerung erfaßt werden, insbesondere daß Stoßbelastungen schnell ausgeregelt werden.The invention relates to an improvement in the control arrangement of the main patent in the respect that the load conditions with the help of a special load-dependent Additional control can be detected, in particular that shock loads are quickly corrected will.

Die Erfindung ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß außer der der normalen Stoßregelung dienenden Gruppe von Entladungsstrecken eine weitere, mit höheren Anodenwechselspannungen gespeiste Gruppe von Entladungsstrecken vorgesehen ist, die parallel zu der ersten Gruppe in den zu regelnden Erregerkreis eingeschaltet sind. Die Steuergitter dieser Entladungsstrecken werden gemäß der Erfindung gemeinsam durch eine veränderliche Gleichspannung gesteuert, die sich aus einer konstanten Vorspannung und einer von der zu regelnden Spannung abhängigen -Spannung derart zusammensetzt, daß bei normalem Betrieb die konstante, vorzugsweise am Glimmteiler abgegriffene Spannung von der negativen, abhängig veränderlichen Spannung überwogen wird, so daß die Zusatzentladungsstrecken gesperrt sind, daß dagegen bei starken Belastungserhöhungen die mit der Generatorspannung zusammenbrechende Gleichspannung im Gitterkreis nicht mehr ausreicht, um die Zündung unter dem Einfluß der positiven Glimmteilerspannung zu verhindern. Die abhängige Gleichspannung wird vorzugsweise einer dritten Wicklung des Meßtransformators entnommen und mit Hilfe von Trockengleichrichterelementen gleichgerichtet.The invention is essentially characterized in that besides the group of discharge paths used for normal surge control is another, A group of discharge paths fed with higher anode alternating voltages is provided is switched on in parallel to the first group in the excitation circuit to be controlled are. The control grids of these discharge paths are common according to the invention controlled by a variable DC voltage, which results from a constant Bias voltage and one dependent on the voltage to be regulated -Tension composed in such a way that during normal operation the constant, preferably at the glow divider the tapped voltage outweighed the negative, dependently variable voltage is, so that the additional discharge paths are blocked, that on the other hand with strong The DC voltage, which collapses with the generator voltage, increases the load in the grid circle is no longer sufficient to ignite under the influence of the positive To prevent glow divider voltage. The dependent DC voltage is preferred taken from a third winding of the measuring transformer and with the help of dry rectifier elements rectified.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, das die Anwendung bei einer Regelschaltung mit zusätzlicher stromabhängiger Beeinflussung der Erregung zeigt, die außerdem auch derart ausgebildet ist, daß in jeder Halbwelle der Spannungswert geprüft und gegebenenfalls verbessert werden kann, wie es bereits anderweitig vorgeschlagen wurde. Das schließt aber nicht aus, daß der Erfindungsgedanke auch dann Anwendung finden kann, wenn keine solche Zusatzeinrichtungen zur völligen Ausschließung der Flimmergefahr vorgesehen sind. Das Netz i wird von -der Maschine 2 gespeist, deren Erregerwicklung 4 über den Transformator 40 und die Entladungsstrekken 6, 7 erregt wird. Zur Steuerung dieser Entladungsstrecken ist, wie bereits vorgeschlagen, eine konstante negaiive Gleichspannung 9, ein Transformator 41 zur Lieferung einer konstanten, um 9o' gegen die Anodenspannung verschobenen Steuerwechselspannung, ferner ein Widerstand 43 und ein Widerstand 77 in Reihe im Gitterkreis vorgesehen. Am Widerstand 7 7 liegt die Spannung des Kondensators io, der über Widerstände 36, 37, Gleichrichterelemente 32 und den Transformator 17" mit der Sekundärwicklung 31 aus den Phasen S, T des Netzes i aufgeladen wird und über die Hilfsentladungsstrecke 3o kurzgeschlossen werden kann. Am Widerstand 43 tritt eine zusätzliche stromabhängige Regelspannung auf, die aus dem Stromtransformator 47 mit dem Widerstand 46 gewonnen, mit einer spannungsabhängigen Hilfswechselspannung des Transformators 73 überlagert und im Hilfsgleichrichter 45 gleichgerichtet wird, wie es zur Verminderung der Flimmergefahr schon früher angegeben wurde.In the drawing, an embodiment of the invention is shown, the application in a control circuit with additional current-dependent influence shows the excitation, which is also designed such that in each half-wave the voltage value can be checked and, if necessary, improved, as it has already been otherwise suggested. But that does not rule out the idea of the invention Can also be used if no such additional equipment is complete Exclusion of the risk of flicker are provided. The network i is from the machine 2 fed, the excitation winding 4 via the transformer 40 and the discharge paths 6, 7 is excited. To control these discharge paths, as already proposed, a constant negative DC voltage 9, a transformer 41 for supplying a constant alternating control voltage shifted by 9o 'against the anode voltage, a resistor 43 and a resistor 77 are also provided in series in the grid circle. At the resistor 7 7 is the voltage of the capacitor io, which is via resistors 36, 37, rectifier elements 32 and the transformer 17 ″ with the secondary winding 31 is charged from the phases S, T of the network i and via the auxiliary discharge path 3o can be short-circuited. An additional current-dependent occurs at the resistor 43 Control voltage obtained from the current transformer 47 with the resistor 46, superimposed with a voltage-dependent auxiliary AC voltage of the transformer 73 and is rectified in the auxiliary rectifier 45, as it is to reduce the risk of flicker was stated earlier.

Die Steuerung der Hilfsentladungsstrecke 3o erfolgt wie beim Hauptpatent mittels eines besonderen hochempfindlichenRelaisrohres 2o, in dessen Gitterkreis außer der konstanten sperrenden Vergleichspannung eines Glimmteilers die am Meßtransformator 6o mittels eines Spannungsteilers 73 bzw. 42 abgegriffene und über Elemente 63, 64 gleichgerichtete Regelspannung liegt. Während nun aber beim Hauptpatent die Beeinflussung der Entladungsstrecke 30 mittels eines Widerstandes erfolgte, der gleichzeitig in deren Gitterkreis und im Anodenstromkreis der Entladungsstrecke 20 lag, muß bei der Anwendung des Erfindungsgedankens eine galvanische Trennung der Stromkreise beider Hilfsentladungsstrecken vorgesehen werden. Statt des erwähnten Widerstandes ist daher die Primärwicklung eines Steuertransformators ; o in den über die Entladungsstrecke 2o geschlossenen Entladestromkreis des Kondensators 23 zu schalten, der aus dem Wechselstromnetz über den Transformator 17' mit der Sekundärwicklung 21 und über Gleichrichterelemente 22 aufgeladen wird. Die Sekundärwicklung des Übertragers 70 liegt im Gitterkreis der Entladungsstrecke 30, gegebenenfalls in Reihe mit einer besonderen normalerweise sperrenden Vorspannungsquelle 71. Statt dieser dem Hauptpatent entsprechenden Schaltung, bei der also bei Überschreitung einer bestimmten Maschinenspannung der Kondensator 23 durch Leitendwerden des Rohres 2o entladen wird, kann auch eine Schaltung angewendet werden, wie sie im Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Die Primärwicklung des Transformators 70, die Hilfsgleichrichteranordnung 2 i, 22 und die Entladungsstrecke 2o sind dabei in Reihe geschaltet, derart, daß beim Leitendwerden der Entladungsstrecke 2o der Schaltstoß durch den Transformator 70 in den Gitterkreis der Entladungsstrecke 30 übertragen wird. Ein Kondensator 23 ist. hier parallel zur übertragerprimärwicklung vorgesehen und derart bemessen, daß der durch die Entladungsstrecke 2o fließende Strom möglichst keine Blindkomponente besitzt. Zur Verbesserung dieser Wirkung kann in Reihe zum übertrager 7o noch ein Ohmscher Widerstand 72 angeordnet sein. Damit wird erreicht, daß die Entladungsstrecke 2o im Spannungsnulldurchgang der Anodenspannung wieder erlischt und von neuem steuerfähig wird. Um ungeachtet dieses zeitigen Löschens der Entladungsstrecke 2o die Zündung der Entladungsstrecke 30 sicherzustellen, werden die beiden Transformatoren 17', 17" mit um i 2o' phasenverschobenen Spannungen gespeist, derart, daß die Anodenspannung der Entladungsstrecke 30 positiv wird, solange in der Entladungsstrecke 2ö und damit im Transformator 7o noch ein Strom fließt.The control of the auxiliary discharge path 3o takes place as in the main patent by means of a special, highly sensitive relay tube 2o, in the grid circle of which, in addition to the constant blocking reference voltage of a glow divider, there is the control voltage tapped at the measuring transformer 6o by means of a voltage divider 73 or 42 and rectified via elements 63, 64. While the main patent was used to influence the discharge path 30 by means of a resistor that was located in its grid circuit and in the anode circuit of the discharge path 20, a galvanic separation of the circuits of the two auxiliary discharge paths must be provided when applying the inventive concept. Instead of the resistance mentioned, the primary winding is therefore a control transformer; o to switch into the discharge circuit of the capacitor 23 which is closed via the discharge path 2o and which is charged from the alternating current network via the transformer 17 'with the secondary winding 21 and via rectifier elements 22. The secondary winding of the transformer 70 is in the grid circuit of the discharge path 30, possibly in series with a special normally blocking bias voltage source 71. Instead of this circuit corresponding to the main patent, in which the capacitor 23 is discharged when a certain machine voltage is exceeded by the tube 2o becoming conductive a circuit as shown in the exemplary embodiment can also be used. The primary winding of the transformer 70, the auxiliary rectifier arrangement 2 i, 22 and the discharge path 2o are connected in series so that when the discharge path 2o becomes conductive, the switching surge is transmitted through the transformer 70 into the grid circuit of the discharge path 30 . A capacitor 23 is. Provided here parallel to the primary transformer winding and dimensioned in such a way that the current flowing through the discharge path 2o has as little reactive component as possible. To improve this effect, an ohmic resistor 72 can also be arranged in series with the transformer 7o. This ensures that the discharge path 2o is extinguished again in the voltage zero crossing of the anode voltage and can be controlled again. In order to ensure the ignition of the discharge path 30 notwithstanding this early extinction of the discharge path 2o, the two transformers 17 ', 17 "are fed with voltages which are phase-shifted by i 2o', in such a way that the anode voltage of the discharge path 30 becomes positive as long as 2ö and so that a current still flows in the transformer 7o.

Gemäß der Erfindung sind im Stromkreis der Erregerwicklung 4 noch zusätzliche Entladungsstrecken io6, 107 vorgesehen. Diese werden aus dem gleichen Transformator 40 wie die Entladungsstrecken 6, 7 gespeist, jedoch mit höheren Anodenspannungen. Normalerweise sind die Entladungsstrecken io6, 107 gesperrt durch eine relativ hohe negative Gleichspannung, die der Maschinenspannung proportional ist. Diese Spannung wird über eine dritte Wicklung 65 des Meßtransformators 6o, Gleichrichterelemente 66, 67 und einen Glättungskondensator 68 gewonnen imd einem Widerstand 69 aufgedrückt, der in Reihe zu der Glimmstrecke 25 oder einem Teil derselben geschaltet ist. Bei hohen Stoßbelastungen bricht die Maschinenspannung und damit die Gleiiclispannung am Widerstand 69 zusammen, so daß die positive Spannung des Glimmteilers die Zündung der Entladungsstredken io6, 107 freigeben kann, deren Gitter über Widerstände 75, 76 an die Steuerspannungsquellen und über einen weiteren Widerstand 74 gegebenenfalls auch mit der gemeinsamen Kathodenleitung verbunden sind. Durch das Ansprechen der Entladungsstrecken io6, 107 wird eine außerordentlich starke Stoßerregung für die Dauer des Belastungsstößes geliefert. Die Entladungsstrecken 6, 7 werden für diese Zeit wirkungslos, übernehmen aber die Regelung sofort wieder in dem Augenblick, wo die Belastung unter einen bestimmten Wert sinkt.According to the invention, additional discharge paths 106, 107 are provided in the circuit of the excitation winding 4. These are fed from the same transformer 40 as the discharge paths 6, 7, but with higher anode voltages. Normally, the discharge paths 106, 107 are blocked by a relatively high negative direct voltage, which is proportional to the machine voltage. This voltage is obtained via a third winding 65 of the measuring transformer 6o, rectifier elements 66, 67 and a smoothing capacitor 68 and is applied to a resistor 69 which is connected in series with the glow path 25 or a part thereof. In the event of high shock loads, the machine voltage and thus the sliding voltage at the resistor 69 collapse, so that the positive voltage of the glow divider can release the ignition of the discharge lines io6, 107, whose grid is connected to the control voltage sources via resistors 75, 76 and possibly also via a further resistor 74 are connected to the common cathode line. As a result of the response of the discharge paths io6, 107, an extraordinarily strong shock excitation is delivered for the duration of the load shock. The discharge paths 6, 7 are ineffective for this time, but take over the control immediately at the moment when the load falls below a certain value.

Claims

CLAIM: Arrangement for the rapid regulation of alternating current machines with the help of controlled steam or gas charging paths according to patent 684653, characterized in that, in addition to the group of discharge paths used for normal surge control, another group of discharge paths fed with higher anode AC voltages is provided and parallel to the first group the excitation circuit to be controlled is switched on and that the grid of all discharge paths of the additional group are connected via current limiting resistors to the negative pole of the glow divider discharge path arranged in the control circuit of the first auxiliary relay tube, which is in series with a resistor in the grid circuit of the additional discharge paths, which is one of the machine voltage to be regulated dependent, preferably taken from a third winding of the measuring transformer, rectified in full wave circuit by dry rectifier elements and correspondingly smoothed DC annung is pressed.