DE756432C - Anordnung zur Regelung der Leistung - Google Patents

Anordnung zur Regelung der Leistung

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DE756432C DES128483D DES0128483D DE756432C DE 756432 C DE756432 C DE 756432C DE S128483 D DES128483 D DE S128483D DE S0128483 D DES0128483 D DE S0128483D DE 756432 C DE756432 C DE 756432C
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Erich Dr-Ing Friedlaender
Oskar Dipl-Ing Schmutz
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/04Control effected upon non-electric prime mover and dependent upon electric output value of the generator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

  • Anordnung zur Regelung- der Leistung Es ist vorgeschlagen worden, die Summe und die Differenz aus einem der Spannung und einem dem Strom proportionalen Vektor zu bilden und den Summen- und. den Differenzvektor nach Gleichrichtung miteinander zu vergleichen. Ist der Spannungsvektor im Verhältnis zum stromproportionalen Vektor sehr groß, so ist die Differenz zwischen dem. Summen- und dem Differenzvektor proportional dem Strom mal dem Leistungsfaktor. Es ist dies darauf zurückzuführen, daß der Summen- und der Differenzvektor im wesentlichen durch die Spannung festgelegt sind und dementsprechend fast parallel verlaufen. Sowohl am Summen- als auch am Differenzvektor wird daher nur die in Richtung der Spannung fallende Stromkomponente, also die Wattstromkomponente, ein-eVergrößerung bzw. eine Verkleinerung des Gesamtvektors herbeiführen, so daß auch die Größe der Differenz zwischen dem Summen- und dem Differenzvektor im wesentlichen nur durch die Größe des Wattstroms des Stromvektors gegeben ist. Die Differenz zwischen dem Summen- und d-em Differenzvektor ist daher nur dann, der Wirkleistung proportional, wenn die Spannung konstant ist. Um unabhängig von der Konstanz der Spannung die Leistung richtig zu messen, hat man vorgeschlagen, durch Einfügung von gesättigten Drosselspulen in die zum Gleichrichter führenden Leitungen eine Quadrierung hervorzurufen, so daß die Differenz der gleichgerichtet en Größen der gemessenen Leistung proportional ist. Dies erfordert jedoch Drosselspulen, die in ganz besonderer Weise abgeglichen werden müssen. Außerdem sind auch die beiden Gleichrichteranordnungen nicht gleich belastet, so daß die Gleich,richteroberwellen zu Störungen Anlaß geben können.
  • Die Erfindung vermeidet diese Schwierigkeiten. Gemäß der Erfindung werden im Strom- bzw. Spannungspfad des Leistungsgerätes ein Zusatzstrom bzw. eine Zusatzspannung eingefügt, die mit der Spannung bzw. dem Strom: eine Leistung beben, die dem Sollwert der zu überwachenden Leistung entspricht. Es ist also durch die Gleichrichter lediglich die Leistung Null zu überwachen. Weicht die Leistung von diesem Wert ab, so erhält man einen großen Differenzstrom, der zur Steuerung benutzt werden kann. Die Anordnung wird dadurch zu einem auf eine Änderung des Phasenwinkels zwischen dem resultierenden Strom und der Spannung bzw. der resultierenden Spannung und, dem Strom ansprechenden Gerät, so daß man die Erfindung bei allen auf den Phasenwinkel ansprechenden Geräten verwenden kann. Der in den Stromkreis eingefügte Vektor wird aus der Spannung über Vorrichtungen entnommen, die die Größe des Stroms z. B. so ändern, daß er bei steigender Spannung abnimmt und umgekehrt, so daß die von, diesem Strom und der Spannung gebildete Leistung immer konstant ist (Sollwert der Leistung konstant). Man kann aber auch Anordnungen verwenden, bei denen die Phasendrehungen in nicht linearen Svstem.en ausgenutzt werden. Beispielsweise kann man vom Strom der Leitung eine Drosselspule mit Parallelwiderstand erregen und die Spannung dieser Drosselspule als Zusatzspannung im Spannungspfad des Leistungsreglers einfügen. Besonders vorteilhaft ist es, diese Vorrichtungen, die den Zusatzstrom- oder die Zusatzspannung liefern., in den Span nungs- bzw. Strompfad so einzuschalten, daß sie vorn Strom- bzw. Spannungswandler, der den Strom bzw. die Spannung für das Gerät liefert, nicht beeinflußt werden.
  • In der Zeichnung sind, verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In Fig. i sind mit i und 2 die zwei Gleichrichteranordnungen bezeichnet. Sie bestehen aus vier Gleichrichtern in Grätzscher Schaltung. Der einen Gleichrichteranordnung wird die Summe aus der Spannung LT und einem dem Strom proportionalen Vektor J"-X, der anderen die Differenz beider Vektoren zugeführt. Hierzu ist ein Spannungswandler 3 mit zwei Sekundärwicklungen vorhanden und -ein Stromwandler 4, der die beiden Stromwandler 5 und 6 speist. Die Sekutidärwicklung des Stromwandlers 5 speist in Reihenschaltung mit der einen Sekundärwicklung des Spannungswandlers 3 die Gleichrichteranordnung i. Die Sekundärwicklung de: Wandlers 6 speist in Reihenschaltung mit der anderen S.eltundärwicklung des Spaamungswandlers 3 die Gleichrichteranordnung 2. In Fig. z ist das Vektordiagramm für die Schaltung gemäß Fig. i dargestellt. L' ist die Netzspannung, J" - X ist der dem Strom proportionale Vektor. Statt zweier Stromwandler und 6 könnte auch ein einziger Wandler mit Mittelanzapfung verwendet «-erden, oder e: könnte statt dessen auch der Stromwandler .I mit einer Mittelanzapfung versehen sein. In jeden Gleichstromkreis sind Widerstände ; bzw. 8 einsbeschaltet. Der Differenzstrom durchfließt den Widerstand g. Da die Wirkleistung überwacht werden soll, die Sekundärspannungen an den `'Wandlern 5 und ( aber um 9o° gegenüber dem Strom versclioiren sind, wird, wie aus Fig. i ersichtlich, eine Spannung U gewählt, die gegenüber dem Strom des Wandlers .I um 9o° verschoben ist.
  • Die dargestellte Anordnung würde lediglich einen: Differenzstrom liefern, der. wie eingangs geschildert, bei genügend: hoher Spannung proportional dem Strom mal dein Leistungsfaktor ist. In Fig. z müßten dann allerdings die Spannungsvektoren Ur und L'., im Verhältnis zu den Stromvektoren J"- X wesentlich größer sein, damit die Differenz zwischen dem nicht dargestellten resultierenden Vektor des Spannungsvektors U und des Stromvektors J"-X und dem Spannungsvektor U im wesentlichen durch die Größe der in Richtung der Spannung L" fallenden Komponente des Stromvektors J"- X gegeben ist. Wollte man tatsächlich die Leistung anzeigen, so müßte man, wie erwähnt, z. B. gesättigte Drosselspu'l-en in die Zuführungsleitung einfügen. Gemäß der Erfindun- wird durch Einfügung einer künstlich nachgebildeten Vergleichsleistung die Anordnun- so umgebildet, daß nur noch eine Regelung auf die Leistung Null durch die Gleichrichterbrücke zu überwachen ist. Zu diesem "Zweck könnte man b'eispielsweis'e aus der Spannung U über einen Leistungsgleiclilialter io einen Hilfsstrom entnehmen, der mit der Spannung U zusammen :eine konstante Leistung bildet. Die Summe aus dem Netzstrom und dem Hilfsstrom wird dem Gerät, in vorliegendem Fall den Drosselspulen > und 6, zugeführt. Dieser Strom kann bei richtiger Einstellung und dem Sollwert der Leistung nur noch reiner Blindstrom sein. Dadurch wird die einfache Brückenschaltung auch ohne Quadrierkreis wieder genau, so daß sie bei Abweichung von einer bestimmten Leistung anspricht. In Fig. 2 ist der von dem Zusatzstrom JH hervorgerufene Zusatzspann.ungsvektor eingetragen und mit 1, 1- X bezeichnet. Man sieht, daß bei richtiger Größe von JH die Differenz der beiden Vektoren U1 und U2 gleich Null ist und der Vektor J,. - X senkrecht zur Spannung U steht. Ändert sich die Spannung U, so wird der Strom JH so geändert, daß das Produkt U - JH konstant bleibt. Bei Änderung der Netzspannung oder des Netzstroms weicht der Winkel J, - X und U von go° ab, und es entsteht ein Differenzstrom, das Gerät spricht also auf die Änderung des Phasenwinkels an.
  • Ein Leistungsgleichhalter, welcher der erwähnten Forderung genügt, ist in Fig. 3 dargestellt. Er besteht aus den beiden Drosselspulen 12 und 13, vom. denen die eine gesättigt, die andere ungesättigt ist. Die Primärwicklungen liegen: in Reihe an der INTetzspännung, die Sekundärwicklungen sind gegeneinandergeschaltet. Trägt man über den Strom der beiden Drosselspulen. ihre Spannung auf, wie es in Fig. 4 dargestellt ist, so findet man einen Bereich, in dem die Differenzspannung AU, vom Strom .T hyperbolisch abhängig ist. In Fig. 5 sind diese Differenzspannungen AU, zwischen den beiden Spannungskurven der Fig. 4 in .Abhängigkeit vom Strom J der beiden Drosselspulen aufgetragen. In entsprechender Weise kann man auch beim Kurzschließen der Sekundärwicklungen eine ähnliche Hyperbelkennlinie des Kurzschlußstroms Alk über der Spannung erhalten. In Fig. 4 stellen die horizontalen Differenzen dik Differenzen: des Kurzschlußstroms zwischen den beiden Drosselspulen dar, und in Fig. 5 stellt die bereits genannte Kurve auch die hyperbolische Abhängigkeit der Kurzschlußstrorndifferenz Alk von der Spannung U der Drosselspule dar. In Fig. 5 ist der Kurzschlußstrom bzw. die Leerlaufdifferenzspannung über der Spannung bzw. dem Strom aufgetragen. Es ergibt sich daraus, daß wegen der Pha.seenbeständigkeit zwischen: diesen, Strom- und Spannungswerten auch eine genaue konstante Leistung durch den Differenzsstrom und die Netzspannung bzw. durch die Differenzspannung und den Strom der Drosselspulen ausgedrückt wird, die zwar nirgends als elektrische Leistung tatsächlich auftritt, aber meßtechnisch als Vergleichswert benutzt werden kann. In Fig. 6 ist ein Leistungsregler mit einem derartigen Leistungskonstanthalter dargestellt. Soweit die Teile mit denen der Fig. i übereinstimmen, sind die gleichen Bezugszeichen gewählt. Die Primärwicklungen der Spannungswandler 3 und 3' werden von der einen Phasenspannung des Transformators 15 erregt. 16 ist ein Zusatztransformator zur Berücksichtigung des Verlustwinkels der Drosselspulen 5 und 6. Die Primarwicklungen dieser Drosselspulen werden einerseits von der Differenz zweier Phasenströme J", die den Stromwandlern ,4 und 4' entnommen werden, erregt. Andererseits: wird, ihnen ein. Zusatzstrom JH zugeführt, der dem Leistungsgleichhalter entnommen wird. Dieser besteht aus der ungesättigten Drosselspule 13 und der gesättigten Drosselspule i4.. Sie sind über einen Spannungsteiler i 8 so an das Netz angeschlossen, daß der von ihnen gelieferte Strom JH die richtige Phasenlage zur Spannung U erhält. Zum Unterschied von der Anordnung nach Fig. 3 ist die Lnft.spaltdrosselspule 13 angezapft, und die gesättigte Drosselspule 14 besitzt keine Sekundärwicklung. In Reihenschaltung mit der .gesättigten Drosselspule 14 liegt noch eine ungesättigte Drosselspule i9 zur Einstellung der gewünschten .Neigung im Sättigungsgehiet. Außerdem sind noch ein Kondensator 20 und. eine Drosselspule 21 in Reihenschaltung parallel zu der Reihenschaltung aus der gesättigten Drosselspule 14 und der ungesättigten Drosselspule i9 geschaltet, um. die Oberwellen zu unterdrücken. Durch die dargestellte Anordnung kann man erreichen, daß bei geringen Leistungsänderungen ein großer nutzbarer Steuergleichstrom dl zur Verfügung steht, auch dann, wenn der Leistungsfaktor schlecht ist. Die beiden. Gleichrichteranordnu.ngen i und 2 sind, beim Sollwert der Leistung gleich belastet, so daß auch Ungenauigkeiten, die durch Oberwellen entstehen, ausgeschaltet sind.
  • Man. könnte auch eine Hilfsspannung einfügen, beispielsweise in den Primärkreis des Spannun.gs.wandlers 3, und könnte diese auch aus einem Spannungsgleichhalter entnehmen, wie er in Fig. 3 dargestellt ist, wenn. man diesen vom Netzstrom erregt, da diese Hilfsspannung mit dem Netzstrom eine konstante Leistung ergibt.
  • Während die bisher verwendeten.Leistungsgleichhalter noch eine festliegende Phasenlage des Hilfsstroms JH gegenüber der Spannung U verwenden, kann man auch zur Bildung einer konstanten Leistung davon Gebrauch machen, daß Phasendrehungen in. nicht linearen Systemen aus -gesättigten Drosselspulen und Widerständen auftreten. Die Wirkungswei.s-e eines solchen Leistungsgleichhalters geht aus Fig. 8 hervor. In Fig. 7 ist eine gesättigte Drosselspule 25 mit einem Ohmschen Parallelwiderstand 26 in Reihe in die Leitung eingeschaltet. Der Summenstrom, der gleich dem Phasenstrom I5 des Drehstromsystems ist, läßt sich nun zur Bildung einer konstanten Leistung :heranziehen, wenn man ihn mit einer Spannung in Beziehung bringt, die gegenüber der Spannung an der gesättigten Drosselspule 25 um den Winkel a versetzt und dieser proportional ist. In Fig. 8 stellt die stark ausgezogene Kurve die Spannung UD an; der Drosselspule in Abh.ängigkeit vom Strom JD in der Drosselspule dar. Außerdem ist noch für einen bestimmten Strom JD der mit diesem Strom einen. rechten Winkel einschließende Strom im Ohmschen Widerstand 26 eingezeichnet, der .gegeben ist durch die Spannung UD und durch den Ohmschen Widerstand, R des Widerstandes 26. Der Maßstab für die Spannungscharakteristik der Drosselspule und für dieses Stromdreieck ist derart gewählt, daß der resultierende Strom JS des Stromdreiecks auf der Spannungscharakteristik zu liegen kommt. Man sieht, daß der resultierende Strom JS zu einer Spannung, die von der Spannung UD in der Phasenlage um den Winkel a abweicht, stets eine gleich große Wattkomponente besitzt, wobei allerdings die durch diese- Wattkomponente und durch die um den Winkel a gedrehte 'Spannung UD gegebene Leistung noch nicht ganz konstant ist, da mit steigendem JD auch, UD etwas zunimmt.. Um diesen unerwünschten Einfluß der um den Winkel a gedrehten Hilfsspannung auf die angestrebte konstante Leistung auszugleichen, muß@ man daher den Winkel a etwas größer- wählen als den Neigungswinkel der Charakteristik im Sättigungsgebiet. In der Figur sind für zwei verschiedene Ströme JS die Verhältnisse dargestellt. Der Winkel a muß so gewählt werden, daß J,'- UD' = konstant ist. Umgekehrt bildet auch die Spannung an der Drosselspule mit einem um den Winkel -a gegenüber dem Strom JS verschobenen Strom eine ebenfalls gleichbleibende Leistung. Führt man daher die Spannung an der Drosselspule 25 der Spannungsspule eines Wattmeters 27 zu, deren Stromspule über die beiden Wandler 28 und 29 erregt wird, so zeigt das Wattmeter eine konstant.,- Leistung auch bei Änderung des Stromes TS, @venn man den Strom durch die Stromspule so wählt, daß er um den Winkel -a gegen den Strom IS verschoben und diesem proportional ist. Umgekehrt könnte man auch den Phasenstrom Js benutzen und die Drosselspule entsprechend von den beiden anderen Strömen so erregen, däß der gewünschte Phasenwinkel zwischen dem Phasenstrom Js und der D rossel spulenklemmenspannung vorhanden, i st.
  • In Fig. 9 ist das Vektordiagramm für die Bildung der Summen- und Differenzgrößen dargestellt. Zur Spannung JS-X wird einmal eine Spannung U" + UH addiert und einmal von. ihr subtrahiert, so daß bei einer bestimmten Wirkleistung die Differenz der so erhaltenen Spannungen gleich Null ist.
  • Der dem Leistungsgleichhalxer entnommene Strom TH (Fig. 6) arbeitet stets mit dem veränderlichen Netzstrom J" auf die Nullleistungsbrückenschaltung der beiden Gleichrichteranordnungen. Infolgedessen ist der Leistungsgleichhalter nicht konstant belastet. Um schädliche Rückwirkungen dieser veränderlichen Belastung auszugleichen, ist es zweckmäßig, dem Leistungsgleichbalter noch einmal den Netzstrom in entgegengesetztem Sinn zuzuführen. Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt Fig. io. io ist der Leistungsgleichhalter, der von der Netzspannung erregt wird und einen bestimmten Hilfsstrom IH liefert. 30 ist das Leistungsgerät, das beispielsweise ebenso ausgebildet sein kann wie das in Fig.6 dargetellte. Es wird einerseits von der Spannung des Netzes über den Spannungswandler 31 erregt. Andererseits wird ihm ein Strom J" vom Stromwandler 32 zugeführt, dessen Sekundärwicklung in der Mitte angezapft ist und an deren beiden Endklemmen die Reihenschaltung des Leistungsgerätes 30 und des Widerstandes 33 angeschlossen ist. Der Widerstand 33 wird so bemessen wie der Widerstand, den ein vom Stromwandler 32 ausgehender Strom im Gerät 30 findet. (Zu dessen Bestimmung braucht man z. B. in der Anordnung gemäß Fig. i nur Strom und Spannung des Wandlers q. zu messen.) Das Gerät io ist einerseits mit dem Verbindungspun1st des Widerstandes 33 mit der Nulleistungsbrücke 30, verbunden. Infolgedessen ist die Belastung des Gerätes io unabhängig von der Höhe des vom Stromwandler 32 gelieferten Stroms. Während bei der Anordnung nach Fig. io die Vergleichsleistung der Spannung entnommen, und. dem Stromwandlerkreis überlagert wird, wird bei der Anordnung nach Fig. i i die Vergleichsleistung aus dem Stromwandler entnommen und dem Spa.nnungswandlerkreis überlagert. Mit io ist wieder der Leistungsgleichhalter bezeichnet, der vom Stromwandler 3-. erregt wird, der gleichzeitig auch das Nulleistungsgerät 30 speist (Strom Jn). 35 ist der Spannungswandler, dessen Sekundärwicklung die Reihenschaltung aus dem Widerstand 33 und der Brücke 30 speist. Der Widerstand 33 wird so bemessen, daß er gleich dem Widerstand der Brücke im Spannungskreis ist, also gleich dem Widerstand, den der Strom des Spannungswandlers 35 im Gerät 30 vorfindet. Der die Zusatzspannung UH liefernde Leistungsgleichhalter io ist zwischen den Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Spannungswandlers 35 und den Verbindungspunkt des Nulleistungs.gerätes.3o und des. Ersatzwiderstandes 33 angeschlossen, so daß er von der Netzspannung nicht beeinflußt wird.
  • Fig. 12 zeigt ein vollständiges Schaltbild des Leistungsreglers, der zur Gleichhaltung der Leistung eines Generators verwendet wird. Der eigentliche Leistungsregler ist in dem gestrichelt eingerahmten Teil der Figur dargestellt. i und 2 sind die beiden Gleichrichteran.ordnungen, 7 und 8 die im Gleichrich.terkreis liegenden, Widerstände, 40 ist ein Spannungswandler, dessen: Primärwicklung 41 an der Netzspannung liegt. Er besitzt drei Sekundärwicklungen 42, 43 und 44. 45 ist ein gesättigter Wandler mit den beiden Primärwicklungen 46 und 47 und den vier Sekundärwicklungen 48, 49, 50 und 5i. 54 ist ein ungesättigter Wandler mit den Primärwicklungen 55 und 56 und einer Sekundärwicklung 57. 6o ist ein weiterer ungesättigter Wandler mit denPrimärwicklungen6@i und 62 und der Sekundärwicklung 63. Der gesättigte Wandler 45 wird primärseitig von den beiden Stromwandlern 67 und 68 erregt. Das Gleiche gilt für die ungesättigten Wandler 54 und 6o. Dabei werden die Windungszahlen so gewählt, daß die an den Sekundärwicklungen 48 und 49 des gesättigten Wandlers 45 auftretenden Spannungen mit den an denPrimärwicklungen 55 und 56 des ungesättigten Wandlers 54 auftretenden stromproportionalen Spannungen einen solchen Winkel bilden und solche Größe besitzen, daß die aus diesen beiden gebildete Leistung auch dann konstant ist, wenn sich der durch die Stromwandler 67 und 68 fließende Strom ändert, und daß beim: Sollwert der Leistung die beiden auf die Gleichrichteranordnungen i und 2 einwirkenden Spannungen gleich groß sind (vgl. Fig. 9). Wie man die Winkelbeziehung wählen muß, ist an Hand der Fig. 8 und der dazugehörigen Beschreibung erläutert (vgl. auch das Vektordiagramm, der Fig. 9). Der Gleichrichteranordriung i wird die Summe UN -I- UH + I - X der Spannungen an den Wicklungen 42, 48 und 57, der Gleichrichteranordnung 2 -die Spannung UN -I- UH -I - X an den Wicklungen 43, 49 und: 63 zugeführt. Dies entspricht dem Diagramm der Fig. 9 nur mit dem Unterschied, daß zur Bildung der auf die zweifite Gleichrichteranordnung einwirkenden Spannung -i- U"+ UH-IS - X gemessen wird. Diese Spannung entspricht in der Größe der Spannung -Un-UH-f-IS-X. Sie ist jedoch gegenüber dieser Spannung in der Phasenlage um i8o° gedreht. Parallel zu den Wicklungen 57 bzw. 63 liegen Kondensatoren 58 bzw. 64, um die Obenvelden kurzzuschließen. Die Kondensatoren 65 und 66 dienen zur Glättung des Gleichstroms. Um eine Rückwirkung des Spannungswandlers 4o auf den gesättigten Wandler 45 zu vermeiden, sind die Wicklungen 44 und: 5o gegen-einander geschaltet. In diesen Stromkreis sind die Drosselspule 52 und der Widerstand 53 eingeschaltet, welcher dem Widerstand entspricht, den der Strom des Wandlers 4o in dem aus den Wicklungen 43 und 49 gebildeten Stromkreis vorfindet. Man braucht also nur die angelegte Spannung und den aufgenommenen Strom dieses Wandlers zu messen.. Es handelt sich: also um dieselbe Anordnung, die in Fig. i i -dargestellt ist. Um den gesättigten Wandler 45 von zu hohen Blindströmen. zu entlasten, die dadurch entstehen, daß die ungesättigten: Wandler 54 und 6o vorhanden sind, liegt ein, Kondensator 69 parallel zur Sekundärwicklung 51. Der in.dem,Ausführungsbeispiel gemäß Fig. ; vorhandene Ohmsche Widerstand 26 fehlt, er ist ersetzt durch die Belastung, die die Gleichrichteranordnungen mit ihren Widerständen und die ungesättigten, Wandler 54 und 6o hervorrufen, denn es ist selbstverständlich, daß bei der Anordnung gemäß Fig. 7 der Widerstand 26 nicht ein rein Ohmscher Widerstand zu sein braucht. Der auf der Gleichstromseite durch die beiden. Gleichrichter i und 2 gebildete Differenzstrom der Gleichrichteranordnungen i und 2 wirkt im Ausführungsbeispiel auf die Erregerwicklung ioi einer Steuermaschine ioo, die außerdem noch eine Nebenschlußerregung io2 besitzt, die nicht zur Selbsterregung ausreicht. Die Steuermaschine ioo liegt in Reihenschaltung mit, der Erregerwicklung io4 der zweifiten Steuermaschine 103, zu der parallel ein Widerstand io5 liegt, der in Reihenschaltung mit der Erregerwicklung 107 der Haupterregermaschine io6 an dem Gleichstromnetz io8 liegt. Die Haupterregermaschine io6 liefert den Erregerstrom für den Generator i 12, der von einer Dieselmaschine i i i angetrieben wird. Der Generator i 12 liefert die Spannung für den Schiffsschraubenmotor iog. Seine Erregermaschine ist mit iio bezeichnet. Die Anordnung nach der Erfindung dient hier dazu, um beim Umsteuern des Schiffsschraubenmotors iog die vom Generator 112 abgegebene Leistung durch entsprechende Steuerung seines Erregerstroms auf einen gleichbleibenden Wert einzuregeln. Je nach der Abweichung der Leistung von dem Vergleichswert wird ein unterschiedlich gerichteter Strom geliefert, wodurch die Zusatzerregung so beeinflußt wird, daß die Leistung annähernd konstant bleibt.
  • Wenn es erforderlich ist, daß Steuerstrom immer nur einer Richtung, aber wechselnder Stärke vorhanden ist, so kann man auch die zugeführte Vergleichsleistung um einen geringen; Betrag vom Sollwert der Leistung abweichen lassen.
  • Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung bei Leistungsreglern beschränkt, bei denen die Summe und die Differenz aus einem dem Strom proportionalen und einem der Spannung proportionalen Vektor gebildet und nach Gleichrichtung miteinander verglichen werden, sondern sie' kann auch angewendet werden für normaleLeistungsrelais, bei denen der einen Erregerwicklung die Summe, der anderen die Differenz aus einer dem Strom und. einer der Spannung proportionalen Komponente. zugeführt wird. Man würde dann in der gleichen Weise, wie z. B. an: Hand der Fig. i beschrieben, noch einen Zusatzstrom oder, wie später beschrieben, eine Zusatzspannung einfügen. Die beiden Erregerwicklungen treten: an Stelle der Gleich.richteranordnungen. Man kann die Anordnung auch verwenden bei gittergesteuerten Gleichrichtern, mit denen die Phasenlage des resultierenden Stroms überwacht werden soll. Hierzu werden z. B. zwei gittergesteuerte Stromrichter verwendet. Dem einen wird die Spannung j - U als Anodenspannung und die Spa".-nun.g -1-X als Gitterspannung zugeführt. Dieses Rohr zündet, sobald die Spannung -1-X der Spanung j - U nacheilt. Bei dem anderen Rohr wird die Spannung -J- X als Anodenspannung und die Spannung j - U als Gitterspannung gewählt. Dieses Rohr zündet bei Voreilung der Spannung -I - X gegenüber der Spannung U. Läßt man die von beiden Rohren gelieferten Gleich-ströme entgegengesetzt auf die Gittersteuerung des Gleichrichters einwirken, so erfolgt selbsttätig eine Steuerung auf Phasengleichheit zwischen der Spannung j - U und dem Strom T, also auf die Leistung Null. Dabei läßt sich eine gewünschte tote Zone leicht durch Einführung einer negativen Gittervorspannung erreichen.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Regelung der Leistung mit Hilfe eines vom Phasenwinkel zwischen dem Strom und der Spannung dieser Leistung abhängigen Gerätes, bei dem die- Summe und die Differenz aus einem dem Strom und einem der Spannung proportionalen Vektor gebildet wird und diese beiden so erhaltenen Größen miteinander verglichen werden, dadurch gekennzeichnet, daß im Strom- bzw. Spannungskreis des Gerätes ein spannungs- bzw. stromabhängiger Vektor zugefügt wird, der mit der Spannung bzw. dem Strom eine Leistung ergibt, die dein Sollwert der zu überwachenden Leistitn`r annähernd oder genau entsprich;.
  2. 2. Anordnung nach. Anspruch i. dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche stromabhängige Vektor über Vorrichtungen der Spannung entnommen wird, die den abgegebenen Strom so ändern, daß auch bei sich ändernder Spannung die von dem Zusatzstrom und. der Spannung gebildete Leistung konstant ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Spannung abhängige Zusatzvektor aus dem Strom über Vorrichtungen gewonnen wird, welche bei Änderung des Stroms den Zusatzvektor so, ändern, daß die vom Zusatzvektor und dem Strom gebildete Leistung konstant ist. q.. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatzstrom den gegeneinandergeschalteten Sekundärwicklungen zweier Spannungswandler (12, 13) entnommen wird. die primär in Reibe geschaltet von der Netzspannung erregt sind, und von denen einer gesättigt, der andere ungesättigt ist (Fig. 3) 5. Anordnung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß in die Leitung eine gesättigte Drosselspule (25) mit Parallelwiderstand (26) eingefügt ist und daß die Spannung an der Drosselspule als Zusa,tzspann.ung verwendet wird (Fig.7). 6. Anordnung nach Anspruch i, bei der die die Zusatzspannung bzw. den Zusatzstrom liefernde Vorrichtung so in den Stromkreis eingefügt ist, daß diese Vorrichtung von dem Stromwandler bzw. Spannungswandler, welcher den Strom bzw. die Spannung für das Gerät liefert, nicht beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung des die Spannung für das Gerät (3o) liefernden Spannungswandlers. (35) angezapft ist und an deren beiden Enden die Reihenschaltung aus dem Gerät (30) und einen, Widerstand (33) angeschlossen sind, welcher gleich dem Widerstand des Gerätes ist und daß die vom Strom abhängige Vorrichtung (io), welche die Zusatzspannung liefert, zwischen dem Mittelpunkt des Spannungswandlers und dem Verbindungspunkt von Widerstand und Lei stungsregler angeschlossen ist (Fig. ii). 7. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet. daß der den Strom für das Gerät (30) liefernde Wandler (32) in der Mitte angezapft ist und daß an die beiden Enden der Stromwandlerwicklung die Reihenschaltung aus dem Gerät (30) und einem Widerstand (33), welcher dem Widerstand des. Gerätes entspricht, angeschlossen ist und. daß zwischen dem Mittelpunkt der Stromwandlerwicklung und dem Verbindungspunkt von Widerstand und Gerät die von der Spannung beeinflußte Vorrichtung (io), die den Zusatzstrom liefert, liegt (Fig. io). B. Anordnung nach Anspruch i für Drehstrom, :dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungswandler (4o) mit zwei Sekundärwickliungen, ein gesättigter Strom Wandler (45) mit zwei Sekundärwicklungen und zwei ungesättigte Stromwandler (54 6o) mit einer Sekundärwicklung vorgesehen sind, daß die einen Sekundärwicklungen des Spannungswandlers und des gesättigten Stromwandlers gleichsinnig in Reihe mit .der Sekundärwicklung des einen ungesättigten Stromwandlers geschaltet sind, während die anderen Sekundärwicklungen gegensinnig in Reihe mit der Sekundärwicklung des anderen ungesättigten. Stromwandlers verbunden. sind, und daß die Primärwicklungen der Stromwandler von der Differenz zweier Sträme erregt werden (Fig. 12). 9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungswandler (40) und der gesättigte Stromwandler (45) eine weitere Wicklung besitzen, die über einenWiderstand (53) gegeneinandergeschaltet sind, welcher dem Widerstand des Gerätes entspricht (Fig. 12). io. Anordnung nach Anspruch- 8, dadurch gekennzeichnet,daß de:mgesättigten Stromwandler (45) unmittelbar oder über eine weitere S,ekun.därwiclklung ein Kondensator (6g) parallelgeschaltet ist (Fig. 12). Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands, vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 58o 148.
DES128483D 1937-08-20 1937-08-20 Anordnung zur Regelung der Leistung Expired DE756432C (de)

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE580148C (de) * 1932-02-07 1933-07-06 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Relaisschaltung zur Wirkleistungsregelung in Drehstromsystemen

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