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Einrichtung zur Konstanthaltung der Spannung von Synchronmaschinen
Die meisten bekannten Einrichtungen und Steuerkreise zur Messung bzw. zur Regelung
von Wechselstromgrößen, wie z. B. der Spannung in einem Wechselstromsystem, sind
reaktanzabhängig, so daß, bei einer Änderung der Frequenz der zu regelnden Größe
die dadurch entstehende Änderung der Reaktanz des Steuerkreises, Meß- bzw. Regelfehler
hervorruft. Diese Frequenzabhängigkeit wird bei einer bekannten Einrichtung zur
Regelung der Spannung von Wechselstrommaschinen, auf deren Erregermaschine die Felder
zweier einander entgegengeschalteter Wicklungen einwirken und deren Magnetis:ierung
über Transformatoren vom Strom Und der Spannung an den Klemmen der Hauptmaschine
abhängig gemacht ist, bewußt ausgenutzt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß
die eine Gegenwicklung mit einem temperaturabhängigen Widerstand in Reihe liegt,
dessen Widerstandswert sich selbsttätig dem zu regelnden Strom entsprechend einstellt
und eine Regelung des im Erregerkreis fließenden Gleichstromes bewirkt. Zum Ausgleich
der von den Frequenzänderungen an den Klemmen der Hauptmaschine herrührenden Spannungsänderungen
ist in den Stromkreis, der den temperaturabhängigem Widerstand speist, eine Drosselspule
eingeschaltet. Da die Reak tanz der Drosselspule frequenzabhängig ist, so wird auch
der Widerstandswert des im Erregerkreis liegenden Widerstandes und damit die Gleichstromerregung
der Hauptmaschine frequenzabhängig gemacht, um die Generatßrspannung auch bei Drehzahlschwankungen
konstant zu halten.
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Bei Einrichtungen, zur Konstanthaltung der Spannung von Synchronmaschinen,
die von
Gleichstrommaschinen erregt werden, auf die Felder zweier
von der Wechselspannung über Gleichrichter gespeister, einander entgegengeschalteter
Wicklungen einwirken, läßt sich die Reaktanzabhängigkeit der Steuerkreise nach der
Erfindung dadurch beseitigen, dala den Gleichrichtern wechselstromseitig ein auf
die Nennfrequenz der Wechselspannung abgestimmter Resonanzkreis parallel geschaltet
ist, bei dessen Verstimmung eine Kompensationsspannung in den Gleichrichterkreis
eingeführt wird, und daß die einander entgegengeschalteten Wicklungen derart bemessen
sind, daßl lic#i Nennspannung das Feld einer Wicklung überwiegt. Ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und bezieht sich auf eine Einrichtung
zur Regelung der Spannung eines Synchrongenerators i, dessen Feldwicklung mit 2
bezeichnet ist. Zur Erregung der Feldwicklung können dabei bekannte Mittel dienen,
beispielsweise kann die Wicklung durch eine Gleichstromerregermaschine 3 gespeist
sein. Die Regelung der Erregermaschine wird bewirkt durch die beiden einander entgegengeschaltetenWicklungen
.a. und 5, die abhängig von der Spannung des Generators über einen regelbaren Spartransformator
besonders erregt werden., um die Höhe der Spannung, die durch die Regeleinrichtung
konstant gehalten werden soll, beliebig einzustellen. Zur Gleichrichtung der dem
Wechselstronisystem entnommenen Spannung sind zwei GleichrichtersYsteme 7 und, 8
vorgesehen, wobei dem Eingangskreis des Gleichrichters 8 eine hochgesättigte Drossel
9 vorgeschaltet ist. Die beiden Steuerwicklungen -t und 5 sind so angeordnet und
bemessen, daß bei Nennspannung an den Generatorklemmen der Einiluß der Wicklung.
etwas überwiegt. Damit würde ein etwa von beiden Wicklungen herrührender resultierender
Fluß die Erregermaschine stets auf eine Aufrechterhaltung der Nennspannung hin arbeiten
lassen. Bei steigender Nennspannung wächst der Strom in der Wicklung 5, bedingt
durch die Einschaltung der vorgesättigten Drossel 9, um einen größeren Betrag
als in der Wicklung d.. Dadurch nehmen die resultierenden Amperewindungen der Wicklungen
4 und 5 zu, beeinflussen die Erregermaschine im' Sinne einer FelcIschwiicliung am
Generator und damit eines Absinkens der Spannung. Umgekehrt würde bei fallender
Nennspannung der Strom in der Wicklung 5 sich um einen größeren Prozentsatz als
in der Wicklung q. verringern und somit infolge Verringerung der resultierenden
Amperewindungen an den Wicklungen .I und 5 eine Feldverstärkung am Generator bewirken,
so daß dessen Spannung wieder ansteigt. Die Wicklungen .I und 5 können naturgemäß
als Feldwicklung der Erregermaschine 3 ausgebildet sein oder aber den Anker eines
Reglers für die 1?rregung der Erregermaschine beeinflussen.
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Da bei einer Änderung der Drehzahl dcs Generators i dessen Frequenz
sich ebenfalls ändern würde und da weiterhin die Reaktanz der Drosselspule 9 frequenzabhängig
ist, so würde letzthin der die Wicklung @; durchflielJende Strom gleichfalls frequenzabli:ingir
sein. Diese Abhängigkeit läßt sich nun dadurch beseitigen, daß die Wicklung 5 über
einen dem Gleichrichter 8 parallel geschalteten Resonanzkreis erregt wird, der aus
dem Kondensator io und der Drossel i i besteht und auf die Nennfrequenz der zu messenden
Wechselstroingröße, in dem Fall auf die Nennfrequenz der Spannung des Generators
i, abgestimmt ist. Der Resonanzkreis lieht in Reihenschaltung mit einer weiteren
Drossel i2 an den Ausgangskleimnen des Transforinators 6 und ist somit auch
den Eingangsklemmen des die Wicklung d. speisenden Gleichrichtersystems 7 parallel
geschaltet. An den Eingangsklemmen der beiden Gleichrichter würde dann bei Nennspannung
stets die gleiche Spannung liegen. Wenn nun aber die Frequenz fällt, steigt die
Reaktanz des Kondensators io an. während andererseits die Reaktanz der Drosselspule
i i sinkt. Der hierdurch erzeugte nacheilende Strom ruft an der Drossel 1a einen
Spannungsabfall hervor, d. h. eine Spannung, die der an dem parallel geschalteten
Resonanzkreis i o, i i und der am Gleichrichter 8 und der Drossel 9 liegenden: Spannung
entgegengerichtet ist. Da aber mit fallender Frequenz die Reaktanz der Drosselspule
9 ebenfalls abfällt, der Strom in der Wicklung 5 folglich ansteigt, so wird. durch
den Spannungsabfall an der Drossel 12 die Reaktanzänderung der Drossel 9 aufgehoben
und der Strom in der Wicklung 5 von Frequenzänderungen unabliängig gemacht. In gleicher
tWeise würde bei einem Frequenzanstieg infolge der Verstimmung des Resonanzkreises
nunmehr ein voreilender Strom entstehen, der an der Drossel i-2 jetzt eine anders
gerichtete Spannung wie vorher erzeugt und damit wiederum die Reaktanzänderung im
Gleichrichterkreis konipensiert.