DE761247C - Anordnung zur Verringerung elektrischer Pendelungen bei Synchronmaschinen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Verringerung elektrischer Pendelungen bei Synchronmaschinen . Die Erfindung betrifft eine Anordnung an Synchronmaschinen, die Strom- oder Leistungspendelungen insbesondere bei Antrieben mit pulsierendem Moment bei im wesentlichen ungedämpft bleibenden mechanischen Pendelungen mit einfachen Mitteln verringert. Sie benutzt an sich bekannte mehrachsig, vorzugsweise zweiachsig erregte Synchronmaschinen, bei denen eine Achse im wesentlichen konstant mit Gleichstrom und die andere veränderlich erregt ist.
• Nach der Erfindung wird der Erregerteil der Synchronmaschine in der zur veränderlichen Erregung bestimmten Erregerachse über einen Widerstand ohmscher oder kapazitiver Art kurzgeschlossen, der vorzugsweise derart bemessen ist, daß die in dieser Achse induzierten Ströme einerseits hinreichende Phasenverschiebung gegen den Erregerstrom der anderen Achse und andererseits hinreichende Größe haben, um die resultierende Erregung in einem gewünschten Winkelbereich von der Lage des Läufers unabhängig zu machen.
• Wie Versuche gezeigt haben, ist mit dieser Schaltung eine weitgehende Verringerung der elektrischen Leistungspendelungen möglich, während die mechanischen Pendelungen der -Maschine nicht gedämpft. sondern größer werden und daher unter alldrenl zur @yirksamen Ausnutzung von mit der -Maschine gehuppelteti Schwungmassen dienen können. Es werden nämlich bei den Pendelengen des Läufers in der kurzgeschlossenen Erregera.chse Spannungen induziert und durch diese Ströme hervorgerufen, die mit dem Erregerstrom in der konstant erregten Achse sich so zusammensetzen, daß entgegen der Bewegung des Läufers eine Verkleinerung des PhasenwinI>els zwischen EMIs und Xetzspannung eintritt. Der Olimwert des Widerstandes muß so gewählt werden, daß die pulsierenden Erregerströme die günstige Grölte und Phasenlage zum konstanten Erregerstrom erhalten. Der Vekt<_,r der veränderlichen Erregung kann zu dem Vel>tor der gleichbleibenden Erregung lm wesentlichen elektrisch senkrecht stehen oder pliaseaverschoben sein. Ebenso können die die beiden Erregergen führenden @;'iclc-111IIgeIl bei zweipoliger Maschine räumlich zueinander senlirec'#It steilen oder einen anderen tt"illhel einschließen. Die resultierende Erregung inuß alter stets ihren durch die veränderliche Erregung gegel}eileii Grenzlagen einen hinreichenden Phasenspielraum haben, firn einen genügend großen mechanischen Pendelbereich des Läufers zuzulassen. Schlieft plan die Wicklung in der Achse veränderlicher Erregung ur=mittelbar kurz, dann ist die Phasennacheilung des pulsierenden Stromes wegen der über wiegenden Induktiv ität der @t'icl>ltiiig zu groß: macht man den Widerstand zu groß. dann wird die Phasenhlgr zwar -ünstig, aber der Strom selbst zu klein. Es läl:n sich aller ein Widerstand anz be@tiII@II11C@ OhnIzahl fliideil, bei dein' ein i ptimum 1er Wirkung, also z. B. der größte zulässige Pendelbereich des Läufers erzielt wird.
• Bei den ürwä hnten bekannten Syticiirciimaschinen mit zweiachsiger Erregung dienen die kurzgeschlossenen Wicklungskreise hauptsächlich als Dä mpfungswicklungen zur Unterdrüclsuii- der mechanischen Pendelbewegunge11 der -Maschine im i-)etriebslnäßigetf Lauf. Die bekannten Allordnungen stehen daher im Gegensatz zti der Erfindung, die eine Verringerung der elektr iSchen Leistungspendelungen ohne Hemmung der mechanischen Pendelbewegungen anstrebt. Die Dämpferstroml#jreise der lä@h_anlllen Anordnungen müssen eiI1eII inöglicllst kleinen ohmschen Widerstand erhalten, um die Pendelbewegungen im Betrieb z ti unterdrücken. Nach der Er indiiil° dagegen ist in Beil Kurzschlußkreis ein verhältnismäßig hnher Widerstand einzuschalten. lyi dilI liL.lne CM- gell wirksam lleiifnletl@'e@@ Däinr.@fjrsträine zlista:iele 1>!imnle Il. Der kurzschließende Widerstand wird beispielsweise ortsfest aufgestellt und über Schleifringe mit der Wicklung des Erregerteils verbunden. Er kann aber auch mit dem Erregerteil umlaufen. wodurch Schleifringe erspart «-erden. VFenn der Widerstand in die veränderlich erregte Wicklung des Erregerteils hineingelegt -,wird. können deren Klemmen praktisch widerstandslos überbrückt «erden. Reaktanz und ohmscher Widerstand dieser Wicklung sind dann so zu bemessen, daß die günstigste Phasenverschiebung zustande kommt.
• Die Plla senlage der veränderlichen Erregung kann auch durch entsprechende räumliche Anordnung der zugehörigen Wicklung verbessert «-erden, indem man ihre Achse z. B. bei zweipoligen Maschinen nicht senkrecht z11 jener der konstant erregten Wicklung, s. andern. wie oben erwähnt. unter einem -#iidereii Winkel, etwa unter einem solchen voll 6o'. anurdnet.
• Noch giinstigere Werte kann man erreichen. «-el:n man in die veränderlich erregte und z. B. zur konstant erregten M'icklung senkrecht stehende Wicklung einen Kondensator einschaltet. der es gestattet, die richtige Phasenla--e des pulsierenden Stromes einzustellen. Ein Ausführungsbeispiel dieser Art zeigt die Zeichnung. Die Synchronmaschine a hat im Lziufer zwei Erregerwicklungen b und c mit aufeinander senkrecht stehenden oder um eine halbe Polteilung versetzten Achsen. Die Wicklung b wird aus der Gleichstromerregerniaschine d gespeist, während die Wicklung c über den Kondensator a kurzgeschlossen ist. Der Erregergleichstrom in der Hauptwickhing b m1113, gegebenenfalls durch Einschalten von Widerständen oder Drosselspulen, möglichst konstant gehalten «-erden.
• Die Anordnung nach der Erfindung ist besonders wirksam bei Svnchrotimaschinen mit verteilten Erregerwicklungen. Sie ist aber auch bei 'Maschinell mit ausgeprägten Polen alistüllrbar, wobei mit dem Querfeld eine vorzuasweise verteilte Einphasenwicklung verkettet und über Kondensatoren kurzgeschlossen wird. Wegen des feldschwächenden Einflusses der Pollücken ist diese Anordnung leicht so günstig wie bei Maschinen mit verteilter Wicklung.
• Die Erfindung ist besonders bei Kompressormotoren und Dieselgeneratoren mit Vorteil anwendbar. Deren Läufer kann die durch den Kurbeltrieb erzwungenen Pende-11ulgen uni seine -Mittellage ungehindert ausführen, wobei seine mechanische Verdrehung durch elektrische Verdrehung des Feldvektors in der Wirkung wenigstens teilweise wieder rückgängig gemacht wird. Da somit der Phasenwinkel zwischen Feld und Klemmen- Spannung, der ein Maß für die primäre Wirkleistung bildet, nur wenig schwankt, werden auch bei großen mechanischen Verdrehungen des Läufers nur kleine Leistungspendelungen auftreten.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Verringerung elektrischer Pendelungen bei im wesentlichen ungedämpft bleibenden mechanischen Pendelungen an mehrachsig, vorzugsweise zweiachsig erregten Synchronmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerteil der Synchronmaschine in einer Achse in an sich bekannter Weise im wesentlichen konstant erregt und in einer anderen Achse über einen Widerstand ohmscher oder kapazitiver Art kurzgeschlossen ist, der vorzugsweise derart bemessen ist, daß die in dieser Achse induzierten Ströme einerseits hinreichende Phasenverschiebung gegen den Erregerstrom der anderen Achse und andererseits hinreichende Größe haben, um die resultierende Erregung in einem gewünschten Winkelbereich von der Lage des Läufers unabhängig zu machen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Erregerteil in der gegen die Achse konstanter Erregung um eine halbe Polteilung versetzten Achse über einen oder mehrere Kondensatoren kurzgeschlossen ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i oder 2 für Maschinen mit ausgeprägten Polen, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Querfeld der Maschine eine über Kondensatoren kurzgeschlossene, zweckmäßig verteilte Einphasenwicklung verkettet ist.
4. 4. Anordnung nach den Ansprüchen i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand mit dem Erregerteil umläuft.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand in die veränderlich erregte Wicklung des Erregerteils gelegt und deren Klemmen praktisch widerstandslos überbrückt sind.
6. 6. Anordnung nach den Ansprüchen i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der veränderlich erregten Wicklung gegen jene der konstant erregten Wicklung des Erregerteils um einen von 9o° abweichenden Winkel, z. B. um 6o°, versetzt ist. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Französische Patentschrift Nr. 683 48o.