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Anordnung bei Synchrongeneratoren Bei Synchrongeneratoren hat man
bereits vorgeschlagen, für die Erregermaschine oder für die sonstigen Hilfsmaschinen
(Ölpumpen, Kesselspeisepumpen u. dgl.) vom Generatorstrom gespeiste, elektromotorische
Hilfsantriebe vorzusehen. Um zu vermeiden, daB bei einem KurzschluB des Synchrongenerators
die, Spannung an dem Antriebsmotor der Erregermaschine sinkt, so daß auch die Erregermaschine
zum Stillstand kommt, wird dabei der elektromotorische Hilfsantrieb gleichzeitig
einerseits von der Generatorspannung gespeist, anderseits von dem Generatorstrom,
und die Stärke dieser Speisung ist derart bemessen, da3 bei einem KurzschluB des
Generators der Generatorstrom einen wesentlichen Teil des Hilfsantriebsdrehmoments
erzeugt. Als Mittel hierzu dient ein Stromtransformator, dessen Primärwicklung vom
Strom des Synchrongenerators durchflossen ist und dessen Sekundärwicklung dem Motor
des Hilfsantriebs eine zusätzliche Spannung aufdrückt. Als Antriebsmotoren dienen
dabei vor allem Asynchronmotoren. Das Drehmoment eines Asynchronmoto-rs geht jedoch
zumindest quadratisch mit der Spannung, in diesen Fällen aber infolge des Einflusses
der Sättigung auf die Streuung stärker als quadratisch
zurück.
Da überdies der Schlupf des belasteten Asynchronmotors stark zunimmt, ergibt sich
bei wirtschaftlich tragbaren Größen des Stromtransformators eine praktisch erreichbare
Grenze in der Förderung, im Kurzschlußfall etwa das Drehmoment des Motors bei einer
etwa dem Kippschlupf entsprechenden Drehzahl aufrechtzuerhalten. Insofern ist diese
vorgeschlagene Anordnung ohne weiteres anwendbar für den Antrieb von Ölpumpen, bei
denen beim Kurzschluß des Hauptgenerators ein kleiner Rückgang der Förderleistung
betriebsmäßig tragbar ist. Das gleiche trifft auch zu für den Antrieb der Erregermaschine,
wenn man beim Kurzschluß des Hauptgenerators keine Erhöhung des Erregerstroms verlangt.
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Bei Generatoren, welche im Verbundbetrieb mit anderen Kraftwerken
auf große Letze arbeiten, wird aber zur Erhöhung der Stabilität vielfach die Forderung
gestellt, gerade beim Kurzschluß den Erregerstrom erheblich über seinen Nennwert
hinaus zu steigern. Wenn man etwa verlangt, daß der Erregerstrom des Hauptgenerators
beim Kurzschluß auf den i,5fachen Wert gesteigert wird, eine Forderung, welche sowohl
in der neueren Literatur als auch für praktische Ausführungen neuerdings häufiger
gestellt wird, so bedeutet dies, daß die Erregermaschine im Kurzschlußfall das 2,25fache
ihrer Nennleistung hergeben muß. Dieser Forderung stehen, wie oben dargelegt, einmal
die elektrischen Eigenschaften des Asynchronmotors sowie wirtschaftliche Gründe
im Zusammenhang mit der Leistung des erforderlichen Stromtransformators und Asynchronmotors
entgegen.
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Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung der beschriebenen Anordnung,
die in dieser Hinsicht wesentliche Vorteile mit sich bringt. Erfindungsgemäß dient
als elektromotorischer Hilfsantrieb ein Synchronmotor, dessen Gleichstromerregung
in Abhängigkeit von dem Belastungsstrom des Synchrongenerators steht. Bei einem
Synchronmotor nimmt nämlich das Drehmoment nur linear mit der Ständerspannung ab;
wenn man den Erregerstrom konstant hält. Außerdem behält der Synchronmotor auch
seine Drehzahl bei, so daß der beim Asynchronmotor infolge der Drehzahlabnahme bei
Annäherung an den Kippzustand auftretende Leistungsverlust nicht eintritt. Bei Anwendung
eines Synchronmotors für den Antrieb der Erregermaschine braucht die ohnehin vorhandene
Haupt- oder Hilfserregermaschine lediglich für eine um den Erregerbedarf des Synchronmotors
erhöhte Leistung vorgesehen zu werden, wobei der Gleichstrom innerhalb desselben
Maschinenaggregates verfügbar ist. Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung. i ist der Synchrongenerator, dessen Erregerwicklung von der Haupterregermaschine
2 gespeist wird. Mit der Haupterregermaschine ist eine Hilfserregermaschine 3 mechanisch
gekuppelt, die die Erregerwicklung 14 der Haupterregermaschine speist. Für den Antrieb
der Maschinen 2 und 3 dient der Synchronmotor 4. Um bei einem Kurzschlüß des Hauptgenerators
i die Drehzahl des Synchronmotors 4 aufrechtzuerhalten, wird die Ständerwicklung
des Synchronmotors außer von der Spannung des Synchrongenerators (über den Spannungstransformator
5) noch vom Belastungsstrom des Generators i mit Hilfe des in den Sternpunkt eingeschalteten
Stromtransformators 6 gespeist. Dieser Stromtransformator besitzt nun zwei Sekundärwicklungen,
von denen die eine den Synchronmotor 4 speist, während die zweite in an sich bekannter
Weise über Trockengleichrichter; eine Erregerwicklung 8 der Hilfserregermaschine
3 mit Strom versorgt. Dadurch ergibt sich ein besonders vorteilhaftes Betriebsverhalten,
da die zusätzliche Erregerwicklung 8 in dem Feldsystem der Hilfserregermaschine
bei normalem Betrieb die Spannung der Hilfserregermaschine in Abhängigkeit von dem
Belastungsstrom des Hauptgenerators erhöht, wodurch eine grobe v'orregelung der
Spannung der Haupterregermaschine 2 und somit des Erregerstroms des Generators i
bewirkt wird. Der Spannungsregler des Generators braucht dann nur die Spannungsunterschiede
zwischen dem sich durch die stromabhängige Vorregelung ergebenden Wert und dem Sollwert
auszuregeln und fällt dementsprechend kleiner aus. Im Kurzschlußfall wird durch
die Wirkung des Kurzschlußstroms auf die Erregung der Hilf serregermaschine deren
Spannung und damit die Spannung der Haupterregermaschine sowie der Erregerstrom
sowohl des Hauptgenerators als auch des synchronen Antriebsmotors 4 verstärkt. Es
wird also bewirkt, daß sowohl der Generator i als auch der Synchronmotor 4 eine
stärkere Erregung erhalten. Die verstärkte Erregung des Synchronmotors in \'erhindung
mit der zusätzlichen Spannung, welche von dem Stromtransformator 6 dem Ständer des
Synchronmotors 4 aufgedrückt ,wird, setzen den Motor in den Stand, den über den
Normalwert hinaus gesteigerten Erregerbedarf des Hauptgenerators zu decken. Die
beschriebene Anordnung erfordert einen Stromtransformator mit zwei Sekundärwicklungen
und eine über den Normalfall hinaus vergrößerte Hilfserregermaschine. Die zweite
Sekundärwicklung des Stromtransformators und die zusätzliche Erregerwicklung der
Hiifserregermaschine werden dabei zweckmäßig
so bemessen, daß zur
Gleichrichtung des Wechselstroms Trockengleichrichter 7 verwendet werden können,
die keine besonderen Anforderungen an Platzbedarf; Wartung und Bedienung stellen.
Der Synchronmotor erhält eine Anlaufwicklung, welche in ihren elektrischen Eigenschaften
der Art des gewählten Anlaßverfahrens, z. B. Hochlauf mit zunehmender Generatorspannung,
angepaßt werden kann.
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Die Erregung des Synchronmotors kann auch von der Haupterregermaschine
gespeist werden. Hierbei wird das Feld des Synchronmotors infolge der Veränderlichkeit
der Spannung der Haupterregermaschine entsprechend dem Belastungszustand des Synchrongenerators
ebenfalls veränderlich, so@ daß der Synchronmotor bei zunehmendem Erregerbedarf
des Hauptgenerators gleichfalls eine höhere Leistung hergeben kann.