DE718337C

DE718337C - Einrichtung zur Regelung der Spannung von mit veraenderlicher Drehzahl laufenden Gleichstromgeneratoren

Info

Publication number: DE718337C
Application number: DEST56458D
Authority: DE
Inventors: Hans Kagel; Dipl-Ing Dr Hermann Wendt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1937-07-31
Filing date: 1937-07-31
Publication date: 1942-03-09

Description

Einrichtung zur Regelung der Spannung von mit veränderlicher Drehzahl laufenden Gleichstromgeneratoren Die Spannung eines Gleichstromgenerators verändert sich gleichsinnig mit seiner Drehzahl. Da diese Eigenschaft in vielen Fällen unerwünscht'ist, so werden, wenn die Generatorspannung konstant gehalten werden soll, z. B. Regler benutzt, die auf Spannungsschwankungen: selbsttätig ansprechen, und zwar derart, daß sie mit wachsender Spannung durch Schwächung des Erregerstromes des Generators den ursprünglichen Spannungswert des letzteren wiederherstellen.
Es sind auch ohne Regler arbeitende Einrichtungen zur Regelung der Spannung von Gleichstromgeneratoren bekanntgeworden, bei welchen der Erregerstrom ganz oder teilweise als Wechselstrom dem Generatoranker entnommen und nach Gleichrichtung für die Erregung benutzt wird. Dieser Wechselstrom fließt über eine Selbstinduktion (Drosselspule) und wird um so geringer, je höher die Drehzahl des Generators und damit die Frequenz des @#,'echselstroines ansteigt; da ist, muß die Erregerstromstärke I des Generators mit wachsender Selbstinduktion abnehmen. Aber es ist unvermeidlich, daß der Stromkreis auch Ohmschen Widerstand R aufweist; es wird dann die Erregerstromstärke Durch den Ohmschen Widerstand R wird die Charakteristik des Stromes stark beeinflußt und die direkte Proportionalität zwischen J und o) gestört. Die regelnde Wirkung des durch die Selbstinduktion frequenzabhängig gemachten Stromes ist also nicht mehr allein ausreichend, uni die Spannung des Generator unabhängig von der Drehzahl konstant zu halten. Außerdem sind -die Absolutwerte der Stromänderung auch gering.
Zur Erhöhung der Empfindlichkeit einer solchen Regelanordnung ist z. B. vorgeschlagen worden, dem Generator eine labile Zusatzerregung zu geben.
Bei der Einrichtung nach der Erfindung wird ein anderer Weg zur Erhöhung der Empfindlichkeit von Regeleinrichtungen der oben beschriebenen Art beschritten, ein Weg, bei dein alle im Betrieb stets mehr oder weniger unsicheren labilen Kräfte vermieden werden.
Bei der Erfindung wird davon ausgegangen, claß ein Wechselstrom durch eine Kapazität im entgegengesetzten Sinne frequenzabhängig wird wie durch eine Selbstinduktion, da bei einer in den Stromkreis geschalteten Kapazität IL j=E#m#Ii ist, so daß mit wachsender Frequenz J wächst. Unter Berücksichtigung,des im Erregerstromkreis vorhandenen Ohmschen Widerstandes R wird Wie ersichtlich, wird auch hier durch den Ohmschen Widerstand die Proportionalität zwischen Stromstärke und Frequenz ges s tört. .
Untersucht man die Abweichung der Kennlinie J = f (u) näher, so findet man, daß in dein Kreis mit Selbtsinduktion und Ohmschem Widerstand der Olimsche Widerstand besonders bei niedrigen Frequenzen diese Keim-.inie abflacht, während bei Kreisen finit Kapazität und Ohmschem Widerstand die Abflachung mit steigender Frequenz zunimmt.
Die Schaltung für die Einrichtung nach der Erfindung ist in Fig. i wiedergegeben. Danach wird vom Anker 2 des Gleichstromgenerators über zwei Schleifringe i Wechselstrom abgenommen und in der Weise verzweigt, daß ein Teil über eine Selbstindulztion 3 und einen Gleichrichter d. der Erregerwicklung 6 zugeführt wird. Der andere Teil fließt über die Kapazität 7 und den Gleichrichter 8 durch die Erregerwicklung 5. Beide Kreise besitzen Ohmschen Widerstand, der hei cler praktischen Ausführung durch zusätzliche \Viderstände beliebige Werte erhalten kann.
Die Wicklungen 5 und 6 werden durch entsprechende Schaltung der zugehörigen Gleichricliter 8 und 4. in verschiedener Stärke entgegengesetzt erregt, und zwar so, daß die Wicklung 6 erregend und die Wicklung 5 gegenerregend wirkt und daß außerdem die Wicklung 6 eine Übererregung erhält, die durch die Gegenerregung der Wicklung 5 aufgehoben wird. Dann ergeben sich, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, bei richtiger Bemessung aller Größen für einen weiten Drehzahlbereich völlig stabile Verhältnisse.
In Fig. :2 ist a. die Kennlinie des über Selbstinduktion und Ohmschen Widerstand fließenden Erregerstromes in der Wicklung 6, der wesentlich über der Kennlinie d des Erregerstromes liegt, der für konstante Klemmenspannung einer als Beispiel gewählten Maschine bei wachsender Drehzahl erforderlich ist. b ist die Kennlinie des über Kapazität und Ohinschen Widerstand fließenden Gegenerregerstromes in der Wicklung 5, c die aus a und b resultierende Kennlinie.
Ein Ausgleich der gegebenenfalls durch Belastungsänderung auftretenden Spannungsänderungen kann durch an sich bekannte Mittel, beispielsweise durch Kompoundierung, erreicht werden; auch kann man durch entsprechende Wahl der Selbstinduktion, Kapazität und Ohmschen Widerstände eine von der konstanten abweichende beliebig drehzahlabhängige Spannung erzielen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Regelung der Spannung von mit veränderlicher Drehzahl laufenden Gleichstromgeneratoren, bei der der Erregerstrom von zwei Schleifringen des Generatorankers abgenommen, durch frequenzabhängige Wechselstromwiderstände geleitet und dann gleichgerichtet wird, dadurch gekennzeichnet, daß dieser der Erregung dienende Wechselstrom sich in der Weise verzweigt, daß ein Teil über eine Selbstinduktion (3) geleitet wird und nach Gleichrichtung in einer Erregerwicklung (6) eine Übererregung erzeugt, während der andere Teil des dein Generatoranker entnommenen Wechselstromes über eine Kapazität (7) geleitet wird und nach Gleichrichtung einer zweiten Erregerwicklung (5) zugeführt wird, die eine Gegenerregung in dein Maße bewirkt, daß die Differenz der in beiden Erregerwicklungen erzeugten Felder gerade dem zur Erzielung der gewünschten Spannung von der mit normaler Drehzahl laufenden Maschine geforderten Erregerfeld entspricht.
2. Einrichtung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß ,die Maschinenspannung unabhängig von Belastungsschwankungen bei allen Drehzahlen innerhalb Lies Regelbereichs durch an sich bekannte Mittel, beispielsweise durch Kompoundierung, auf einen konstanten oder einen beliebig drehzahlabhängigen Wert geregelt wird.