DE745574C

DE745574C - Anordnung zur Regelung eines elektrischen Generators, insbesondere Gleichstromgenerators

Info

Publication number: DE745574C
Application number: DEL102604D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Floris Koppelmann
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1940-12-03
Filing date: 1940-12-03
Publication date: 1944-05-05

Description

Anordnung zur Regelung eines elektrischen Generators, insbesondere Gleichstromgenerators Es ist bekannt, .die Stromwendung elektrischer Maschinen unter Mitwirkung von. Schaltdrosseln durchzuführen. Dies sind Drosseln, deren Eisenkern sich bei sehr kleinen Stromstärken sprunghaft sättigt. Es ist weiterbekannt, bei Stromrichtern mit Stromwendung unter Mitwirkung von Schaltdrosseln die Spannung dadurch zu regeln, daß der Beginn der Stromwendung gegenüber der Wechselspannung zeitlich verzögert wird, und zwar stehen .hierfür zwei Mittel zur Verfügung, einmal eine Verzögerung des Schließaugenblicks :der verwendeten mechanischen Kontakte und das andere Mal Verzögerung der Stromwendung .durch Vormagnetisieren der Schaltdrosseln. Bei Stromrichtern, welche mit mechanischen Kontakten arbeiten und d iese Art der Spannungsregelung benutzen, ist es notwendig, die Größe der Schaltdrossel mit Rücksicht auf die Spannungsregelung beträchtlich zu erhöhen gegenüber dem Fall, daß keine Spannungsregelung notwendig ist.
Werden die Schaltdrosseln in Verbindung mit .einem elektrischen Generator benutzt, entweder in unmittelbarem Zusammenbau mit dem Generator oder wenigstens so, daß an der Maschine keine weiteren Verbraucher hängen, so .ergibt sich die Möglichkeit, auch durch die Erregung des Generators die Spannung zu regeln. Zur Verringerung des Aufwandes für die Schaltdrosseln nutzt die Erfindung diese Möglichkeit in dem Sinne aus, daß zur Regelung der Spannung zunächst Feldschwächung, bei kleinerer Spannung Regelung durch zeitliche Verzögerung der Stromwendung gegenüber der erzeugten Wechselspannung angewendet wird. Auf diese Weise wird es möglich, die Größe der Schaltdrosseln zu verringern. Denn mit der Feldschwächung. d. h. der Verringerung der E'AIK der Maschine, wird die Ummagnetisierungszeit der Schaltdrossel vergrößert, nach der Gleichung: Darin bedeutet d t, die auf den Scheitelwert der kommutierenden Teilspannung, welche'' mit abnehmender Erregung des Generators abnimmt, bezogene Ummagnetisierungszeit der Schaltdrossel, 1s die Sättigungsinagnetisierung ihres Eisenkerns, v, die Windungs-_ zahl, c1 der Eisenquerschnitt und den Scheitelwert der kommutierenden Teilspannung.
Wird z. B. durch Feldschwächung E auf die Hälfte herabgesetzt, so vergrößert sich die Ummagnctisierungszeit auf das Doppelte. U'indungszahl und Eisenquerschnitt der Schaltdrossel können daher so klein gehalten werden, daß sie für den Fall, daß die Stromwenclung nicht verzögert ist, diese also unter kleiner Stromwendespannung stattfindet, gerade ausreicht. Die Größe der Utnniagnetisierungsz2it kann für diesen Fall z. B. io-3 sec. oder weniger betragen, während man mit Rücksicht auf die Spannungsregelung durch Verzögerung der Stromwendung bei Stromrichtern die Größe der Schaltdrosseln erheblich erhöht. Durch Anwendung der Erfindung ist es also möglich, auch bei voller Spannungsregelung mit kleinen Schaltdrosseln auszukommen. Bei vorstehend durchgeführren Betrachtungen ist angenommen worden, cl,aß der Generator mit angenähert gleichbleibender Drehzahl arbeitet.
bei der Spannungsregelung durch Feldschwächung vergrößert sich die Stroinwendezeit, desgleichen bei der Spannungsregelung durch Vormagnetisieren der Schaltdrosseln, während bei der Spannungsregelung durch mechanische Verzögerung der Stromwendung die Stromwendezeit abnimmt. Durch zweckmäßige Isombination der drei Regelverfahren ist es nun möglich, bei kleinerer Schaltdrossel außerdem mit über den ganzen Regelbereich gleichbleibender oder wenigstens angenähert gleichbleibender Kontaktzeit auszukommen. Dadurch wird die Ausführung der Stroinwendekontakte vereinfacht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Eine geeignete Antriebsmaschine i, z. B. Turbine, ist mit einem dreiphasigen Wechselstromgenerator -z finit herausgeführtem Sternpunkt-gekuppelt. An die drei Phasen sind über Schaltdrosseln 3, .4 und ä die als Druckkontakte ausgebildeten, periodisch gesteuerten Kontaktg iite 30. .1.o und 5o, die beispielsweise finit Doppelunterbrechung ausgerüstet sind, angeschlossen. Der von dem Generator gespeiste Gleichstromkreis besteht aus dem Verbraucher 6 und der Glättungsdrossel ;. Die Kontaktbrücke wird durch eine Feder 3 1 bzw. 41 bzw. @ i derart gehalten, daß das Kontaktgerät geöffnet ist. Außerdem «-irlit auf die Kontaktbrücke ein durch einten konischen NOckeri 32 bziv.42 bzw. ja gesteuerter Stößel und schließt das Isontalztgerät. Der Antrieb der Nockenwalze erfolgt durch einen Svnclironmotor 8, der über einen Drehtransformator g vorn Generator a gespeist wird. Der Drehtransformator bewirkt eine Spannungsregelung durch mechanische Verzögerung der Stromwendung, indem der Nocken verspätet den Stößel steuert und dadurch elektrisch den Beginn der Stromdauer der Phase verzögert. Die Schaltdrosseln werden durch einen geineinsamen Gleichstromkreis mit einem Regelwicierstand io vormagnetisiert. Der Erregerkreis des Generators enthält die Feldwicklung 2o und den Regelwiderstand 2i. Wie durch die gestrichelte Linie angedeutet ist, können die *drei Regelmöglichkeiten miteinander gekuppelt «-erden. Es ist dann möglich, bei kleiner Schaltdrossel außerdem mit über den ganzen Regelbereich gleichbleibender oder wenigstens angenähert gleichbleibender Kontaktzeit auszukommen.
An Stelle mechanisch betätigter Druckkontakte kann man auch vorteilhaft magnetisch betätigte Druckkontakte verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Regelung eines elektrischen Generators, insbesondere Gleichstromgenerators, bei der die Stromwendung unter Mitwirkung von Schaltdrosseln erfolgt, welche sich bereits bei sehr kleinem Strom sprunghaft sättigen, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelung der Spannung im Bereich großer Spannungswerte mittels Feldschwächung im Bereich kleiner Spannungswerte durch zeitliche Verzögerung der Stromwendung gegenüber der erzeugten Wechselspannung erfolgt. a. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerung der Stromwendung durch Vorinagtietisierung der Schaltdrosseln erfolgt. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögeruilg der Stromwendung durch Verzögerung des Antriebs der Stroin#urendekontakte erfolgt. -.I. Anordnung nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktzeit der Kommutierungszeit selbsttätig angepaßt ist. 5. Anordnung nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß etwa bis zur halben Spannung bzw. Drehzahl des Generators das Feld geschwächt, bei weiterer Verringerung von Spannung oder Drehzahl die Stromwendung verzögert wird. 6. Anordnung nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummagnetisierungszeit der Schaltdrossel, bezogen auf den Scheitelwert der-kommutierenden Teilspannung, gleich oder kleiner als io-3 sec. ist. 7. Anordnung nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Regelmöglichkeiten derart miteinander verbunden werden, daß über den ganzen Regelbereich die Kontaktzeit wenigstens angenähert gleichbleibend ist. B. Anordnung nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß magnetisch betätigte Druckkontakte verwendet werden. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren keine Druckschriften in Betracht gezogen worden.