DE708538C

DE708538C - Anordnung zur Beseitigung des Einflusses unerwuenschter Blind- und Wirkleistung im Netzfrequenzerregerkreis von in Stromschaltung erregten Drehstromregelsaetzen

Info

Publication number: DE708538C
Application number: DES136270D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Goerlacher; Dipl-Ing Hermann Harz; Dr-Ing Friedrich Stier
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1939-03-12
Filing date: 1939-03-12
Publication date: 1941-07-23

Description

Anordnung zur Beseitigung des Einflusses unerwünschter Blind- und Wirkleistung im Netzfrequenzerregerkreis von in Stromschaltung erregten Drehstromregelsätzen Drehstromregelsätze, Netzkupplungsumformer usw. werden in neuerer Zeit fast durchweg in Stromschaltung betrieben, d. h. man führt dem Erregerkreis der meist ständererregten Kommutatorhintermaschine Ströme zu, die man aus Stromkreisen entnimmt, deren Leistung groß gegenüber der Leistung des Erregerkreises ist. Man verhindert auf' diese Weise, daß sich der mit der Schlupffrequenz veränderliche Scheinwiderstand der Erregerwicklung nachteilig auf Größe und Phasenlage der von der Hintermaschine gelieferten Spannung und damit auf die Regelung der Hauptmaschine auswirkt. Nun benötigen sowohl der für die Erregung der Hintermaschine erforderliche Frequenzwandler als auch die zur Regelung der Wirk-und Blindlast vorhandenen, meist als Doppeldrehumspanner ausgeführten Umspanner für ihr eigenes Feld einen mehr oder weniger erheblichen Erregerstrom, um den sich der von der Stromschaltung an die Erregerwicklung gelieferte Strom vermindern würde. Die Regelung würde dadurch gestört werden. Zur' Abhilfe hat man nun schon frühzeitig Kondensatoren verwendet, die so abgestimmt waren, daß sie die mit Netzfrequenz auftretende Blindleistung der Steuerumspanner und des Frequenzwandlers gerade deckten. Nun werden aber solche Regelsätze auch in Netzen verwendet, deren Frequenz schwankt. Entsprechend der Wirkungsweise des Kondensators kommt daher bei einer Abweichung der Frequenz von ihrem Sollwert ein Fehlbetrag oder ein Überschuß an Blindleistung in dem mit Netzfrequenz arbeitenden Erregerkreis (Netzfrequenzerregerkreis) zustande. Ferner kann der Kondensator den Einfluß nicht ausgleichen, der durch die spannungsabhängigen Verluste im Netzfrequenzerregerkreis besteht. Auch die Krümmung der Kennlinie im Erregerkrem macht der Kondensator nicht mit. Alle diese Nachteile werden durch die vorliegende Erfindung beseitigt.
Erfindungsgemäß wird der Eigenblindleistungsbedarf des Frequenzwandlers und der zu dessen Schleifringen parallel geschalteten Umspanner des Netzfrequenzerregerkreises nicht durch einen Kondensator, sondern durch eine asynchrone Blindleistungsmaschine geliefert, die von der Spannung des Netzfrequenzerregerkreises erregt wird. Diese erhält zweckmäßig ebenfalls Stromschaltung und muß außerdem noch fremd angetrieben werden. da im Erregerkreis die Spannung in weiten Grenzen schwankt, so daß ohne Fremdantrieb die Blindleistungsmaschine stehenbleiben würde. Der Erregerkreis der Blindleistungsmaschine wird in Stromschaltung von der Spannung des Netzfrequenzerregerkreises der Hintermaschine gespeist, d. h. es ist ein genügend großer Scheinwiderstand vorgeschaltet. Dadurch wird einmal der Einfluß zufälliger Widerstandsänderungen des Erregerkreises der Blindleistungsmaschine z. B. infolge Schlupfänderungen ihres Antriebsmotors beseitigt, ferner kann man aber als Scheinwiderstand eine Drosselspule verwenden, deren Kennlinie die gleiche Krümmung aufweist wie diejenige des Netzfrequenzerregerkreises der Hintermaschine. Man kann auf diese Weise erreichen, daß die Blindleistungsmaschine stets die Blindleistung liefert, die der Netzfrequenzerregerkreis benötigt, so daß kein unerwünschter Unterschied auftritt. Durch entsprechende Einstellung der Phasenlage des der Blindleistungsmaschine zugeführten Erregerstromes kann man erreichen, daß von der Maschine auch ein gewisser Wirkanteil geliefert wird, so daß man auf diese Weise die spannungsabhängigen Verluste im Netzfrequenzerregerkreis ausgleichen kann. Mit einer synchronen Blindleistungsmaschine läßt sich die gewünschte Wirkung nicht erzielen. Wenn man sie auch über Drosselspule und Gleichrichter von der Spannung des Netzfrequenzerregerkreises in Stromschaltung speisen könnte, so ist doch ihr Polradwinkel durch den Polradwinkel ihres Antriebsmotors gegenüber dem Netzvektor bestimmt, während ihre richtige Arbeitsweise von ihrem Polradwinkel gegenüber dem Spannungsvektor des Netzfrequenzerregerkreises abhängt. Dieser ist aber ganz unbestimmt und hängt :lediglich von Art und Größe des Scheinim Erregerkreis der Hinterniaschine und der Phasenlage ihres Erregerstromes ab, der willkürlich beeinflußt werden kann.
Einige Ausführungsbeispiele sollen den Erfindungsgedanken erläutern. In Fig. i bezeichnet i eine Asynchronmaschine, z. B. für einen Netzkupplungsumformer, die durch die ständererregte Kommutatorhintermaschine 2 in Wirk- und Blindleistung geregelt wird. Die Erregerwicklung der Hintermaschine wird in bekannter Weise über den Frequenzwandler 3, den Absatzumspanner .I, die Doppeldrehumspanner 5 und 6, den Isolierumspanner 7, die Drosselspule 8 und den Kompoundumspanner 9 in Stromschaltung gespeist. Die von dein Frequenzwandler 3 und den beiden Doppeldrehumspannern 5 und 6 benötigte Blindleistung wird nun von der asynchronen Blindleistungsmaschine Io geliefert, die über einen unkompensierten, unmittelbar gekuppelten Frequenzwandler i i und eine Drosselspule 12 von der Sammelschiene des Netzfrequenzerregerkreises erregt wird. Die Leistung der Drosselspule 12 ist genügend groß gegenüber der Leistung des Frequenzwandlers i i. Die Blindleistungsmaschine wird durch einen vom Netz gespeisten Asynchronmotor 13 angetrieben.. Durch die Drosselspule 12 wird dem Läufer der Blindleistungsmaschine Io ein bestimmter Strom aufgedrückt, der lediglich von der Spannung auf der Erregersammelschiene und von der Krümmung der Kennlinie der Drosselspule abhängt. Der Läuferstrom bestimmt auch den Ständerstrom der Maschine Io, und durch entsprechende Bürstenstellung des Frequenzwandlers i i kann man erreichen, daß die Maschine Io vorzugsweise als Blindleistungsmaschine arbeitet, aber auch noch etwas Wirkleistung an den Netzfrequenzerregerkreis abgeben kann, der die spannungsabhängigen Verluste in diesem Kreis ganz oder teilweise deckt. Der obenerwähnte Nachteil des Kondensators ist demnach beseitigt, die Blindleistungsmaschine kann bei allen Frequenzen auch bei Sättigung des Netzfrequenzerregerkreises dessen Blindleistungsbedarf liefern.
Blindleistungsmaschine io und Frequenzwandler i i lassen sich auch zu einer Maschine vereinigen, wie in Fig. 2 angedeutet ist. Soweit die Bezugszahlen dieselben sind, haben sie gleiche Bedeutung wie in Fig. i. Die asynchrone Blindleistungsmaschine ist durch 1.4 dargestellt und besitzt den Aufbau eines Drehstromreihenschlußmotors bzw. eines ständergespeisten Drehstromnebenschlußmotors. Die Drosselspule 12, schreibt wieder den Strombelag im Läufer vor, dem durch den Bürstenwinkel die das Verhalten der Maschine bestimmende Phasenlage gegeben werden kann. Im übrigen ist die Wirkungsweise wie die der Anordnung nach Fig. i.
Eine für manche Fälle ausreichende Wirkung mit einer etwas einfacheren Gesamtanordnung erhält man durch Weglassen der Drosselspule 12. In diesem Falle kann auch ein läufergespeister Drehstromnebenschlußmotor als Blindleistungsmaschine verwendet werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Beseitigung des Einflusses unerwünschter Blind- und Wirkleistung im Netzfrequenzerregerkreis von Drehstromregelsätzen, in denen der Netzfrequenzerregerkreis über Frequenzwandler und Umspanner die Schlupffrequenz führende Erregerwicklung der Kommutatorhintermaschine in Stromschaltung speist, dadurch gekennzeichnet, daß der Eigenblindleistungsbedarf des Frequenzw.andlers (3) und .der zu dessen Schleifringen parallel geschalteten Umspanner (5 und 6) des Netzfrequenzerregerkreises durch eine fremd angetriebene asynchrone Blindleistungsmaschine gedeckt wird, die von der Spannung des Netzfrequenzerregerkreises erregt wird.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die asynchrone Blindleistungsmaschine infolge entsprechender Bürstenstellung des für ihre Erregung dienenden und mit ihr mechanisch gekuppelten Frequenzwandlers (i i) auch noch den Wirkleistungsbedarf des Netzfrequenzerregerkreises liefert.
3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregung der Blindleistungsmaschine über eine Drosselspule erfolgt, deren Leistung groß ist gegenüber der Erregerleistung der Blindleistungsmaschine.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindleistungsbedarf der Drosselspule nach der gleichen Kennlinie verläuft wie der Blindleistungsbedarf des Netzfrequenzerregerkreises.
5. Anordnung nach Anspruch i bis 4., dadurch gekennzeichnet, daß die Blindleistungsmaschine aus einer ständergespeisten Drehstromkommutatormaschine (Drehstromreihen- oder -nebenschlußmotor) besteht, deren Ankerwicklung aus dem Netzfrequenzerregerkreis gespeist wird.