DE750983C

DE750983C - Einrichtung zur selbsttaetigen Spannungsregelung von Ein- oder Mehrphasenwechselstromerzeugern

Info

Publication number: DE750983C
Application number: DEE47542D
Authority: DE
Inventors: Fritz Tellert
Priority date: 1935-10-29
Filing date: 1935-10-29
Publication date: 1945-02-05

Description

Einrichtung zur selbsttätigen Spannungsregelun- von Ein-oder Mehrphasenwechselstromerzeugern Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Spannungsregelung von Ein- oder Mehrphasenwechselstromerzeugern, bei der der Erregermaschine des Stromerzeugers über Gleichrichter eine von rler Belastung des Stromerzeugers abhängige und eine von der Belastung unabhängige Erregerstrornkomponente zugeführt wird, Zoobei die belastungsunabhängige Komponente über einen Strömtränsformator dem Stromkreis einer vom Stromerzeuger gespeisten hochge-@ättigten Drosselspule entnommen wird, deren Leistung ein Vielfaches der über den Stromtransformator entnommenen Erregerleistung ist, und bei der entsprechend einem schon in einem älteren Patent gemachten Vorschlag die rrregermaschine auch noch eine irn \Teben-:chluß zum Kommutator liegende Erregerwicklung aufweist.
Es ist bekannt, den Spannungsabfall von Wechselstromerzeugern bei Belastung dadürch. aufzuheben, daß die Erregermaschine in Abhängigkeit von der Belastung verschieden starke Ströme dem Polrad des Generators zuführt. Dabei werden von der Belastung abhängige Ströme über einen Stromtransformator dem Belastungskreis entnommen und entweder über @,#'ecliselstrom-Gleichstrom-Umformer oder Gleichrichter einer Erregerwicklung der Erregermaschine zugeführt. Auch bei Erregermaschinen mit Fremderregung ist es nicht mehr neu. die Fremderregung durch einen Gleichrichter zu speisen.

Durch die Erfindung wird die Aufgabe gelöst, sicherzustellen, daß die Erregermaschine auch nach längerer Betriebspause sich selbst zu erregen vermag. Zu diesem Zweck wird nach der Erfindung bei einer Einrichtung der eingangs bezeichneten Art, bei der also, «-as besonders wichtig ist, die belastungsunabhängige Komponente über einen Stromtransformator dein Stromkreis einer vom Stromerzeuger gespeisten hochgesättigten Drosselspule entnommen wird, deren Leistung ein

Vielfache: (]ei- älter rl('n Strt,lntratt:tttrnlatnr

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I>rosscisi)ule rlein Netz ('ntnommene 1),-

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der @eltenschlul.terrcgerti-idaun@# lind der he-

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elltg('gC'1lt\'lrkt.

Attf der Zeich itiil- ist der l?rfindungs-

gedanke naher erläutert. 1?s zeigen

Abb. i ein Aa:fültrung<I)eislti('l. a1: Schalt=

Bild dar-estellt.

.\1)1t. = ein I )iagratunt,

Abb. 3 ein Schaltbild eines @veitrrett Atts-

f iilirungsl)(:ispirl(!s.

I11 (1('111 :1"Listltllrttll"#1)elspiel g('lllali Abb. i

bedeuten G (k-it Strotnerzeuge r, R, N , 7' das

Drehstromnetz, N, l111(1 N= StrntliLransforllla-

tnren, _l( die Erregermaschine mit ihren Wick-

lungen 1. =, ;. R den in den Sei hsterregerkreis

eingeschalteten Nebenschlußrel;ler, G, und G_

Gleichrichter zur C'm)@-andlung von Wechsel-

strom in t@leichstrom lind I) eine lincligesät-

tigte Drosselspule.

Die der Hinrichtung ist

folgende:

Der Strointratisft)rinator.@, führt Tiber den Gleichrichter (r, der Rrregerwicklung -2 der Hrregertnaschine .1( eine belastungsabhängige I?rregerl:ontl)oileilte zli. Damit allein lüßt sich bei gleichbleibendem Leistungsfaktor eine einigermaßen konstante Klemmenspannungdes StrotuerzeLtger: erreichen, vorausgesetzt, daß noch eine l:oltaante. 1)elastungsunabhä ngige I?rregerl;onij)oiterite %-nrltancleil ist. Eine derartige Hinrichtung ist jedoch nicht imstande, bei Belastung cles Generators mit verschiedener Blindleistung die Spannung unter allen Umständen auf dein Nennwert zu halten. Dies wird mit folgender Einrichtung erreicht: Auf der Erregermaschine .il ist außer der bereits genannten Erregerwicklung 2, die über den Stronitransforinator .S', gespeist wird, eine Erreger@vicklung 3 aufgebracht. Diese ist so geschaltet. (laß sie der Wicklung -2 entgegenNvirkt. Die Wicklung 3 wird über einen Gleichrichter G., von einem Strointransforniator S= gespeist, der primärseitig über die Drossel D in Reihenschaltung an eine Phase des Drehstromnetzes R. ,S, T angeschlossen ist und eine belastungsunabhängige Erregerstroinkomponente liefert.

Die Sättigungsverhältnisse in der Drossel D sind so gewählt, daß schon bei einer nur geringfügigen Änderung der "Zetzspaiiiiiing der Strom I, sich sehr stark ändert. Nichtig ist es daher, die Drossel D finit stark gesättigtem Eisenkern zu entwerfen lind außerdem ilii3glichst keinen Luftspalt iiii magnetischen Kreis derselben vorzusehen, damit bei Änderung der Netzspannung sich eine möglichst große

.\n(l('rung ric: Str(nnes I1 utlrl (j:intit .j1.. I"._

la@t1111@@Llllal)llall@l@'"('ll ('.1"I-l'!@'('1-@ll-rilllt': @= Ui--

@11)t.

Zur Sichertiin Ziel- Selbstcrregnltlg 1a ;rif

,i1'1- 1;1"1"(#gel'ltlasi11111e atll.ter(lelil

Neben, chlula z11111 Kontltltttatoi- `;eseltallelC.

I@rregeri@-irlaun@@ t an@renr(btet. I._rti11dtlrl

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111:i1.1 wirkt (lie @tllel-(li('@C'@atti@te I)lrtsstl@j,illt'

(lein Netz entnotnitiene i>elastungsunal)jt:in@i;@(.

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wicklntlg I l111(1 der I>C'lasttlngs@il)11:(lt;@lg

speisten I@rregl'rti-ichlung - ent(@egeil- 1)i,- .DA)

bei der n()rinalrn Spannung iiii ,I )reltstrr rllllle 1z

R. S, 1' e@instellen@le =\mperc«-iurluitg<zala 'l: ;-

Wicklung 3 wird mittels lies Reglers h' @i'.il'rli

einett etwas 1üiliei-en I#:rregerstrr)in iil 1_L \,._

benschlußwicklull(', i kompensiert.

In A11). 2 ist die -\1)h<ingigl:eir 'if": @lrrr-

ines h und damit auch fies Stronics 1., \r=ril :, -i-

Netzspannung l: aufgezeichnet. Infolge rIei-

hohen Sättigung der Drossel 1), rlie übrig('n:

auch noch so ausgelegt ist, daLi der gri')ßte "heil

der Netzspannung R, .S'. T' an ihren I1,-i(-iiiili('ii

auftritt, *indert sich der I?rregerstr-nt 1, 11z11.

J= sehr stark niit der Netzspannung. I;(-; -;tei-

(SenderN;tzspaimurirg z. 13. wächst @ler (@rreg_-r-

stroin stark an und`@-ergrößert damit @lit auf

der Erregermaschine .11 vorhandenen t ie;_,ell-

ampere«"indungen, sn da(.) die rlent 1'()lrarl '1e>

Generators G zugeführte Spannring m),1 (lainit

die Netzspannung R, S. 7' herabgesetzt wird.

Unigekehrt verhält e: sich beim I# allt'ii 'ler

Netzspannung: denn mit dein l=allen #It'i-

sparinung fällt der Erregerstrom 1, sehr s1<11"1;,

lind damit fallen die bei fier @rreger-

niaschine 1! vorhandenen @egenamperei@-i@t-

dungen. Die Folge davon ist, daß slic dem

Generator G zugeführte Spannung steigt.

In Abb. 3 ist ein weiteres @llstltltl"li@l@''sl?e i-,spiel der Erfindung gezeigt.
Der Stromtransformator S', arbeitet hieri)ei auf den Gleichrichtertransformator 7'" (fier einerseits mit seiner Sekundärwicklung über den Gleichrichter G3 die Erregerwicklung der Erregermaschine 11 speist und anderseits finit seiner dritten Wicklung a über die Drossel D an dem Netz R, S, T liegt. Die Anordnung ist hierbei wieder so getroffen. (lall die Drossel D annähernd die ganze letza,a@lnun aufnimmt, so dal.l es möglich ist, dein Gleichrichtertransforinator T,. zwei voneinan<hr tinabli<ingige Spannungen aufzudrücken, ohne cjaß eine gegenseitige Beeinflussung erfolgt.
M'ird beispielsweise der Generator G finit cos. rp = z belastet, so bilden die vorn Strorntransforniator S, gelieferte Spannung und die durch die Wicklung a eingeführte und ini wesentlichen konstante Spannung einen gewissen Winkel miteinander. Die geometrische Stimme dieser beiden Ströme wird über den Gleichrichter G3 an die Erregerwicklung 4. der Erregermaschine t17 weitergegeben. Wird jedoch der Generator G mit rein induktiver Belastung betrieben, so addieren sich die vom Serientransformator S1 und von der Wicklung a eingeführten Spannungen praktisch algebraisch, da beide Spannungen nahezu in Phase miteinander sind. Die von der Wicklung a. eingeführte Spannung bleibt dabei von der Belastung nahezu unabhängig, .da die Drossel D einen erheblichen Anteil der Netzspannung aufnimmt. Die im NebenschluB liegende Erregerwicklung i der Erregermaschine 117 ist wiederum so .geschaltet, daß die belastungunabhängige Eriegerstrornkomponente der Wicklung r entgegenwirkt, im Vergleich zu dein Ausführungsbeispiel gemäß Abb. i jedoch mit dem Unterschied, daß nunmehr in dem Gleichrichtertran.sformator T,. in der Regel eine geometrische Addierung der belastungsabhängigen und der belastungsunabhängigen Komponente stattfindet, so daß der Wicklung ¢ (über den Gleichrichter G3) die sich jeweils'ergebende Resultierende zugeführt wird.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfinclung werden als Gleichrichter solche benutzt, die einen negativen Temperaturkoeffizienten besitzen, deren Widerstand also .bei Erwärmung abnimmt. Auf diese-Weise wird die durch die Temperaturänderung bei Belastung bedingte Widerstandsänderung des Polrades des Stromerzeugers G sowie der Erregerinaschine,l1 ausgeglichen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:. i. Einrichtung zur selbsttätigen Spannungsregelung von' Ein- oder Ixfehrpliasenwechselstromerzeugern, bei der der Erregermaschine des Stromerzeugers Tiber Gleichrichter eine von der Belastung des Stromerzeugers abhängige und eine von der Belastung unabhängige Erregerstromkomponente zugeführt wird, wobei .die b; -lastungsunabhängige Komponente über einen Stromtransformator (lern Stromkreis einer vorn Stromerzeuger gespeisten hochgesättigten Drosselspule entnommen wird, deren Leistung ein Vielfaches der über den Stromtransformator entnommenen Erregerleistung ist und ferner die Erregermaschine auch noch eine im Nebenschluß zum Kommutator liegende Erregerwicklung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die über die gesättigte Drosselspule dein Netz entnommene belastungsunabhängige Erregerstromkomponente (3) der Nebenschlußerregerwicklung (i) und der belastungsabhängig gespeisten Erregerwicklung (2) entgegenwirkt. Einrichtung nach Anspruch i, cl1-durch gekennzeichnet, daß die belastungsabhängige und die .belastungsunabhängige Erregerstromkornponente über getrennte Gleichrichter (G1, G2) zwei einander entgegenwirkenden Erregerwicklungen (2, 3) der Erregermaschine (111) zugeführt werden (Abb. i). 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch .gekennzeichnet, daß die belastungsabhängige und die belastungsunabhängige Erregerstromkomponente in einem Gleichrichtertransformator (T,.) einander überlagert werden und über nur einen Gleichrichter (G3) einer einzigen Wicklung (q.) der Erregermaschine (1l1) zugeführt werden (Abb.3). .l. Einrichtung nach Anspruch i, -dadurch gekennzeichnet, daß ,die Gleichrichter (G1, G2 bzw. G3) einen negativen Temperaturkoeffizienten besitzen. Zur Abgrenzung 'des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: schweizerische Patentschrift N r. 178029; Elektrotechnische Zeitschrift (1g35), S. 833 ff.