Einrichtung zur Erhöhung der von einem möglichst trägheitslosen Schnellregler
gesteuerten Erregerleistung einer elektrischen Maschine Gegenstand der Erfindung
ist eine Einrichtung zur Erhöhung der von einem möglichst trägheitslosen Schnellregler
gesteuerten Erregerleistung einer elektrischen Maschine.Device to increase the speed of a fast regulator with as little inertia as possible
controlled excitation power of an electrical machine object of the invention
is a device to increase the speed of a fast regulator with as little inertia as possible
controlled excitation power of an electrical machine.
Nach der Erfindung wird bei Maschinen mit zwei oder mehr gleichsinnig
wirkenden Feldern eines dieser Felder unmittelbar von einem möglichst trägheitslosen
Schnellregler, vorzugsweise einem Kontaktregler, beeinflußt, während die restlichen
Felder entsprechend der benötigten Amperewindungszahl bzw. in Abhängigkeit vom Erregerstrom
oder der Spannung durch ein Relais selbsttätig zu- oder abgeschaltet werden. Die
Erfindung soll an Hand der in der Zeichnung dargestelltenAusführungsbeispiele näher
erläutert werden.According to the invention, the same direction is used for machines with two or more
acting fields one of these fields directly from an inertia-free as possible
Rapid regulator, preferably a contact regulator, influenced, while the rest
Fields according to the required number of ampere-turns or depending on the excitation current
or the voltage can be switched on or off automatically by a relay. the
The invention is to be described in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing
explained.
In Fig. i ist mit i der mit schwankender Drehzahl angetriebene Generator
bezeichnet, dessen an das Netz 2 gelieferte Spannung gleichgehalten werden soll.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, hat die Maschine zwei gleichsinnig wirkende Feldwicklungen
3 und4. Die Feldwicklung 3 ist als selbsterregtes Nebenschlußfeld geschaltet, während
die Feldwicklung 4 . aus einer fremden Stromquelle gespeist wird. Außerdem ist ein
Schaltrelais 5 vorgesehen, das zwei Erregerwicklungen 6
und 7 trägt.
Hiervon ist die Erregerwicklung 6 mit der Nebensclilußfeldwicklung 3 und dem Kontaktpaar
8 des Schaltrelais 5 in Reihe geschaltet. Die zweite Erregerspule ; des Schaltrelais
5 liegt in - Reiiie mit der durch den Kontaktregler 9 unmittelbar geregelten Feldwicklung
.f. Beim Ausführun-sbeispiel wird der die Feldwicklung d. enthaltende Stromkreis
Tiber den Gleichrichtersatz io gespeist, auf dessen Wechselstromseite di,° Kontakte
i i des Reglers 9 liegen. Da die Anordnung bei schwankender Antriebsdrehzahl auf
gleichbleibende Spannung arbeiten soll. ist die Erregerspule 1-a des Relais 9 an
das zti regelnde Netz 2 angeschlossen.In FIG. I, i denotes the generator driven at a fluctuating speed
denotes whose voltage supplied to the network 2 is to be kept the same.
As can be seen from the drawing, the machine has two field windings that act in the same direction
3 and 4. The field winding 3 is connected as a self-excited shunt field while
the field winding 4. is fed from an external power source. Also is a
Switching relay 5 is provided, the two excitation windings 6
and 7 wears.
Of these, the excitation winding 6 is with the auxiliary field winding 3 and the contact pair
8 of the switching relay 5 connected in series. The second excitation coil; of the switching relay
5 is in line with the field winding which is directly regulated by the contact regulator 9
.f. In the exemplary embodiment, the field winding d. containing circuit
Supplied via the rectifier set io, on whose alternating current side di, ° contacts
i i of the controller 9 lie. As the arrangement occurs when the drive speed fluctuates
constant tension should work. the excitation coil 1-a of the relay 9 is on
the zti regulating network 2 connected.
Die Wirkungsweise der neuen Einrichtung ist folgende: Angenommen,
die Drehzahl des Generators i sinkt, dann wird der Erregerstrom in der Feldwicklung
d ansteigen, da ja die Maschine durch den Regler 9 auf gleichbleibender Spannung
gehalten wird. Durch die Erregerspule ; d:s Schaltrelais 5 fließt somit ein höherer
Strom, wodurch das Kontaktpaar 8 geschlossen und die selbsterregt Wicklung 3 eingeschaltet
wird. Die Atnperewindungszahl des Erregerfeldes ist dadurch um die Amperewindungszahl
des Feldes 3 erhöht worden, und selbst bei einem weiteren Abfall der Drehzahl kann
die geforderte Spannung gehalten «-erden. Um das sichere Zuschalten der \ebenschlußwicklutig
3 zu gewährleisten, ist es Bedingung, daß die Amperewindungszahlen der Erregerspulen
6 und ;, des Schaltrelais verhältnisgleich d°_n Amperewindungszahlen der Felder
3 und -l sind, denn im Augenblick des Zuschaltens darf sich die Gesamtamperewindun
gszahl nicht ändern, d. h. die Amperewindungen der geregelten Erregerwicklung müssen
um den Betrag fallen, den die zugeschaltete Wicklung ausmacht. Es ist also notwendig,
einen möglichst trägheitslos arbeitenden Regler zu verwenden, um keinen Spannungssprung
beim Übergang zu bekommen. Darüber hinaus ist es, um ein sicheres Ansprechen zu
erzielen, erforderlich, daß sich die Amperewindungszahl des unmittelbar geregelten
Feldes und die Amperewindungszahl des selbsterregten N ebenschlußfeldes überdecken.
Die durch das Schaltrelais 5 zur Wirkung gebrachte, selbsterregte Nebenschlußwicklung
3 wird bei einem Anstieg der Spannung selbsttätig wieder ausgeschaltet werden. Dies
ist darauf zurückzuführen, daß bei Drehzahlanstieg der im Kreis der Feldwicklung
d. fließende Erregerstrom erheblich zurückgeht. Bei einem bestimmten Wert der Amperewindungssummen
ist das Schaltrelais nicht mehr in der Lage, den Kontakt 8 geschlossen zu halten.
Die Feldwicklung 3 wird abgeschaltet, und die bei hoher Drehzahl erforderlichen
Amperewindungen «-erden nunmehr ausschließlich von der unmittelbar geregelten Feldwicklung
4. aufgebracht. Im vorliegenden Falle erfolgt also die Zuschaltung des zweiten Feldes
in Abhängigkeit von der Amperewindungszahl bzw. vom Erregerstrom. Selbstverständlich
können die Feldwicklungen auch in beliebiger anderer Abhängigkeit erregt und geregelt
werden. Die Stufenzahl kann beliebig hoch sein. Die Beeinflussung des Schaltrelais-
kann natürlich auch von der Spannung an den Feldwicklungen erfolgen.The mode of operation of the new facility is as follows: Assuming
the speed of the generator i decreases, then the excitation current in the field winding
d increase, since the machine is at constant voltage through the controller 9
is held. Through the excitation coil; d: s switching relay 5 thus flows a higher
Current, whereby the pair of contacts 8 closed and the self-excited winding 3 switched on
will. The number of turns of the excitation field is around the number of turns
of field 3 has been increased, and even with a further decrease in speed can
the required tension is maintained. In order to safely switch on the \ ebenschlusswicklümm
3, it is a condition that the number of ampere turns of the excitation coils
6 and;, of the switching relay proportionally to the number of ampere turns of the fields
3 and -l are, because at the moment of switching on the total amperewindun may increase
Do not change the number, d. H. the ampere turns of the regulated excitation winding must
fall by the amount that the connected winding makes up. So it is necessary
to use a regulator that works with as little inertia as possible in order to avoid a voltage jump
to get in transition. In addition, it is in order to respond safely
achieve, required that the number of ampere turns of the directly regulated
The field and the number of ampere turns of the self-excited shunt field.
The self-excited shunt winding brought into effect by the switching relay 5
3 will be switched off again automatically when the voltage rises. this
is due to the fact that when the speed rises in the circle of the field winding
d. flowing excitation current decreases considerably. At a certain value of the ampere-turns sums
the switching relay is no longer able to keep contact 8 closed.
The field winding 3 is switched off, and the required at high speed
Ampere turns "-ground now exclusively from the directly regulated field winding
4th applied. In the present case, the second field is switched on
depending on the number of ampere turns or the excitation current. Of course
the field windings can also be excited and regulated in any other way
will. The number of stages can be as high as desired. The influence of the switching relay
can of course also take place from the voltage on the field windings.
Der Erfindungsgedanke ist aber auch anwendbar für :Maschinen mit mehreren
Feldwicklungen und beliebig einstellbarer Spannung, die mit annähernd gleichbleibender
Drehzahl betrieben werden. Bei solchen Anlagen erfolgt die Zuschaltung der zusätzlichen
Feldwicklungen allein in Abhängigkeit von der Netzspannung. Eine Einrichtung die
ser Art ist in Fig. 2 dargestellt.The idea of the invention can also be used for: machines with several
Field windings and any voltage that can be set, with an approximately constant
Speed can be operated. In such systems, the additional ones are switched on
Field windings only depending on the mains voltage. A facility that
this type is shown in FIG.
Der Generator i liefert eine geregelte Spannung in das Netz 2. Er
hat wiederum zwei Feldwicklungen, die selbsterregte Nebenschlußwicklung 3 und die
vom Kontaktregler 9 geregelte Feldwicklung .4. Das die Zuschaltung der \ebenschlußwicklung
teewirkende Schaltrelais 5o hat in vorliegend:nt Falle nur eine Erregerwicklung
6o, die, da sie in Abhängigkeit von der Spannung das Kontaktpaar 8o. schließen soll,
an die zu regelnde Spannung angeschlossen ist. Die unmittelbar von dem Regler 9
geregelte Feldwicklung .4 ist wiederum über einen Gleichrichtersatz io gespeist,
wobei die Kontakte i t auf der Wechselstromseite angeordnet sind. Mit Hilfe des
in den Spulenkreis eingeschalteten Sollwerteinstellers 13 kann jeder beliebige Spannungswert
eingestellt werden.The generator i supplies a regulated voltage to the network 2. Er
again has two field windings, the self-excited shunt winding 3 and the
Field winding regulated by contact regulator 9 .4. This is the connection of the short-circuit winding
In the present case, the tea-acting switching relay 5o has only one excitation winding
6o, which, as depending on the voltage, the contact pair 8o. should close,
is connected to the voltage to be regulated. The directly from the controller 9
Regulated field winding .4 is in turn fed via a rectifier set io,
wherein the contacts i t are arranged on the alternating current side. With the help of
The setpoint adjuster 13 switched into the coil circuit can have any desired voltage value
can be set.
Wird ein höhererSpannungswert mit Hilfe des Sollwerteinstellers 13
gewählt, dann steigt der im Kreis der Spule 6o des Schaltrelais 50 fließende
Strom an, und das Kontaktpaar 8o schließt. Die selbsterregte N ebenschlußfeldwicklung
3 unterstützt dann die unmittelbar geregelte Feldwicklung., so daß die höhere Spannung
durch dasZusammenwirken beider Feldwicklungen erzeugt wird. Wird ein niederer Spannungswert
eingestellt, dann ist die Spule 6o des Schaltrelais 5o nicht mehr in der Lage, die
Kontakte 8o geschlossen zu halten. Die für die niedere Spannung erforderlichenAmperewindungen
werden ausschließlich von der unmittelbar geregelten Feldwicklung d. erzeugt. Bei
dieser Anordnung muß, wie schon eingangs erwähnt, der Generator im Gegensatz zur
ersten Anordnung mit annähernd gleichbleibender Drehzahl laufen, da andernfalls
das Verhältnis zwischen Spannung und erforderlichen Amperewindungen nicht gleich
ist.
Der Strom für die unmittelbar geregelte Feldwicklung kann jeder
beliebigen Stromquelle entnommen werden, es ist durchaus nicht Bedingung, daß hierfür
ein Wechselstromnetz und ein Gleichrichtersatz benutzt wird. Diese Stromquelle ist,
wie am sich bekannt, gegenüber einer Gleichstromquelle lediglich deswegen vorzuziehen,
weil dann die Möglichkeit besteht, die Kontakte des Reglers auf -der Wechselstromseite
anzuordnen, wodurch die Materialwanderung und die Funkenbildung an den Kontakten
unterdrückt werden kann.If a higher voltage value is selected with the aid of the setpoint adjuster 13, then the current flowing in the circuit of the coil 6o of the switching relay 50 increases and the pair of contacts 8o closes. The self-excited shunt field winding 3 then supports the directly regulated field winding, so that the higher voltage is generated by the interaction of the two field windings. If a lower voltage value is set, then the coil 6o of the switching relay 5o is no longer able to keep the contacts 8o closed. The ampere turns required for the low voltage are exclusively from the directly regulated field winding d. generated. In this arrangement, as already mentioned at the beginning, the generator, in contrast to the first arrangement, must run at an approximately constant speed, since otherwise the ratio between voltage and required ampere-turns is not the same. The current for the directly regulated field winding can be drawn from any desired current source; it is by no means a requirement that an alternating current network and a set of rectifiers be used for this purpose. As is well known, this current source is preferable to a direct current source only because it is then possible to arrange the contacts of the controller on the alternating current side, which can suppress material migration and spark formation at the contacts.