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Gleichstromgenerator Bei einem Gleichstromgenerator, der als Erregermaschine
für Synchrongeneratoiren verwendet wird, muß oft für :eine rasche, vom Hauptstrom
abhängige Spannungserhöhung gesorgt werden. Beispielsweise bei Stoßerregung ist
es notwendig, daß die Spannung des Erregers außerordentlich rasch erhöht werden
kann, so daß bei einem Kurzschluß dies Synchroiuge#erato#rs sein Feld im allerersten
Moment erhalten bleibt. Um daher lein Abklingen des Erregerstromes zu verhindern,
ist es am besten, wenn man den im Kurzschlußfall bekanntlich stoßartig ansteigenden
Erregerstrom des Synchro:ngenerato!rs selber dazu verwendet, um die zu erhöhen,
d. h. auf diese Weise ein rasches Zunehmen der EMK. des Erregers zu bewirken. Um
dieses Ziel zu erreichen, sind schon verschiedene Anordnungen vorgeschlagen worden.
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Beispielsweise ist es bekannt, einen besonderen Reihentransformator
zu verwenden, dessen Primärwicklung vom Haupterreber-Strom durchflossen wird und
dessen Sekundärwicklung eine auf den Hauptpolen des Erregers angeordnete besondere
Zusatzwicklung speist. Im stationären Zustand ist diese Zusatzwicklung stromlos,
sobald aber eine rasche Erregerstromzunalnne erfolgt,. wird in dieser Wicklung ein
Strom induziert, wodurch die-Erregerspannung sehr rasch zum Ansteigen gebracht werden
kann. Ferner ist auch vorgeschlagen worden, die erwähnte Zusatzwicklung mit :der
Erregerwicklung des Generators direkt in Reihe zu schalten und im stationären Betrieb
durch einen Schnellschalter zu überbrücken. Nur im Kurzschlußfall wird sie :eingeschaltet
und erzeugt dann eine hohe Spannung im Erreger. Der Schnellschalter hersetzt somit
den Reihentransformator der erstgenannten Anordnung.
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Ferner sind Erregermaschinen bekannt, die eine feldverstärkende Hauptstromwicklung
besitzen, die mit der Feldwicklung nur lose gekoppelt ist. Eine solche Anardnungerzeugt
aber auch bei gleichbleibender Belastung stets
eine bestimmte aufkompoundierende
Wirkung, so daß sich die Spannung mit der Belastung unter Umständen sehr stark ändert,
wodurch der Betrieb unruhig werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist en Gleichstromgenerator mit Nebenschluß-
oder Fremderregung für die Speisung der Feldwicklung von mit Stoßerregung arbeitenden
Synchronmaschinen, bei welchem die erwähnten Nachteile der bisherigen Anordnungen
dadurch vermieden werden, daß zwischen Hauptpol und Wendepol ein magnetischer Nebenschluß
angeordnet ist, und zwar derart, daß die Wendepolwicklung für rasche Stromänderungen
als hauptstromabhängige, die Ank erspannu!ng beeinflussende Wicklung dient, die
hei einem Stromstoß eine plötzliche Spannungserhöhung des Generators erzeugt, und
daß sowohl auf den Wendepolkernen als auch auf den -Hauptpolkernen je eine Hilfswicklung
angeordnet ist, die so aufeinandergeschaltet sind, daß bei einer Wendefeldzunahme
die in den We.ndepolhilfswicklungen induzierte Spannung durch die Hauptpolhilfswicklungen
:einen zusätzlichen hraftlinienfluß in den Hauptpolkernen verursacht.
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An sich ist es bei Generatoren bekannt, von den Hauptpol- zu den Wendepols,chuhen
verlaufende Streupfade vorzusehen. Diese Streupfade bewirken bei den bekannten Maschinen
jedoch bei einer raschem Stromzunahme eine sofortige Die Wirkung dieser Einrichtung
-ist daher gerade das Gegenteil von dem, was die vorliegende Erfindung bezweckt,
und abgesehen davon besitzt die bekannte Einrichtung den Nachteil, daß bei abnehmender
Dämpfung der Erregerwicklungen die Wirksamkeit der Anordnung immer geringer wird.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Der in der Figur veranschaulichte Generator ist der Einfachheit halber
als zweipolige Maschine dargestellt, und die Wicklungen sind nur für je einen Haupt-
und einen Wendepol eingezeichnet, obwohl selbstverständlich der Generator ohne weiteres
auch als mehrpolige Maschine ausgeführt werden kann.
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Das Joche trägt die Wendepole c und die Hauptpole b mit den an geeigneter
Stelle angebrachten magnetischen Nebenschlüssen d. Die Hauptpolerregerwicklung e
wird von einem Hilfserreger f über einen Regehviderstand 9 gespeist, während die
Wendepolwicklung lt vom Ankerstrom durchflossen wird.
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Die Wirkungsweise des Generators ist folgende: Wird z. B. die Wendepolivicklung
lt mit gleichbleibendem Strom erregt, so wird außer dem der hommutierung dienenden
Wendefeld zunächst nur-ein die Maschinenspannung nicht beeinflussender Streufluß
111 :entstehen. Ein in die Hauptfeldrichtung I fallender Fluß 11 kann
seich vorläufig, d. h. solange die Hauptpolkerneb oder das Jacha praktisch ungesättigt
bleiben, nicht ausbilden, weil dieser Fluß I1 im NebenSchluß zum Streufluß III liegt
und einen um den Hauptpolluftspalt größeren magnetischen Widerstand besitzt. Anders
verhält sich aber die Flußverteilung bei plötzlich auftretender Hauptstromänderung.
Der damit verbundenen raschen Änderung der MMIi der Wend-epolwicklung lt -kann der
Streufluß 111 nicht folgen, da er durch die Feldwicklu ng e gedämpft wird.
Diiese Dämpfung wirkt für rasche Stromänderungen wie ,eine Vergrößerung des magnetischen
Widerstandes der Hauptpolkerne b. Dadurch wird für die Dauer der Stromänderung der
durch die entsprechende Änderung der MMIL der Wendepolwicklung lt
erzeugte
Fluß gezwungen, auf dem ungedämpften Weg 1I sich auszubilden. Bei einer plötzlichen
Stromzunahme erfolgt also direkt in Phase mit dieser Stromänderung Birne Ztinahme
der Maschinenspannung. Das Wesentliche ist dabei, daß, wie aus vorstehendem hervorgeht,
im stationären Betrieb keine Beeinflussung der Spannung erfolgt, sondern nur bei
-raschen und starken Hauptstromänderungen und nur während -der Dauer dieser Änderungen.
Dies erlaubt, daß die die Spannungsänderungen erzeugende Hauptstromwicklung lt im
stationären Betrieb nicht überbrückt zu werden braucht, sondern immer voll eingeschaltet
bleiben kann und daher stets ansprechhereit ist. Aus vorstehendem geht hervor, daß
die erfindungsgemäße Wirkung um so kräftiger ist, je mehr die Feldwicklung e als
Dümpferwicklung wirkt, d. h. je weniger Widerstand dieser Wicklung zu Regulierzwecken
vorgeschaltet ist. Dia jedoch ein Stoßerreger im allgemeinen für eine große Spannungsreserve
gebaut werden muß, so wird im normalen Betriebszustand seiner Erregerwicklung e
stets ein verhältnismäßig großer Regulierwiderstand vorgeschaltet sein. Dadurch
wird die Wirkung verschlechtert. Um dies zu verhindern, wird ferner gemäß der Erfindung
eine Hilfswicklung i auf dem Wendepolkern und eine mit dieser verbundene zweite
Hilfswicklung k auf dem Hauptpolkern vorgesehen. Im stationären Zustand sind diese
beiden Wicklungen tot, d. h. sie führen keinen Strom. Sobald jedoch eine rasche
Stromänderung, z. B. ein Stromstoß, auftritt, wird durch den jetzt stark anwachsenden
Wendepolfluß in der Wicklung! vorübergehend eine entsprechende Spannung induziert,
die benutzt wird, um in der Wicklung k auf den Hauptpolen einen Erregerstromstoß
von solcher Richtung zu erzeugen, daß eine vorübergehende Flußerhöhung
in
.den Hauptpole, und damit eine Spannungszunahme am Generator entsteht. Mit anderen
Worten wird der eingangs erwähnte Reihentransformator auf diese Weise unmittelbar
in die Maschine verlegt. Dieses und das erstgenannte Mittel unterstützen sich also
gegenseitig, und zwar so-, daß im einen Betriebsfall mehr das ,erste, ineinem andezen
mehr das zweite Mittel wirksam sein -wird, je nachdem, ob der -Generator gerade
für eine große oder für eine kleine Spannung erregt ist.
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Eine Beeinträchtigung der Kommutation durch die erwähnte tote Wicklung
i ist nicht zu befürchten. Dia sie nämlich nur kurzzeitig Strom führt, kann sie
für thermisch volle Ausnutzung sehr klein, d. h. mit sehr geringer Dämpfung ausfallen.
Durch diesen Umstand wird ihre dämpfende Wirkung im normalen Betrieb kaum mehr ausmachen
,als diejenige des massiven Joches bei einer gewöhnlichen Gleichstrommaschine.
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An Stelle der Hilfswicklungen i,h könnte auf den Hauptpolen gegebenenfalls
auch nur eine in sich geschlossene DiämpferwIcklung angebracht werden zum Zwecke,
die Wirkung der spannungsaufbauenden Wendepolwicklung zu vergrößern.