DE762020C

DE762020C - Synchrongenerator fuer den Antrieb des Reglerpendels einer Wasserturbine oder Pumpe

Info

Publication number: DE762020C
Application number: DEF88703D
Authority: DE
Inventors: Arno Fischer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1940-08-16
Filing date: 1940-08-16
Publication date: 1953-02-23

Description

Synchrongenerator für den Antrieb des Regle-rpendels einer Wasserturbine oder Pumpe Zur feinstufigen Leistungsanpassung bei einer Wasserturbine oder Pumpe werden bekanntlich für die Verstellung der Leit- oder Laufrad'schaufeln Reglerpendel benutzt, die entweder mechanisch oder elektrisch synchron zur Turbinen- oder Pumpendrehzahl angetrieben werden. Handelt es sich um Turbinen-oder Pumpenaggregate, bei denen, das Laufrad in einem Kapselgehäuse innerhalb des Wasserführungsrohrs gelagert ist, also: eine nach außerhalb des Wasserführtuuigs.rohrs führende Laufradwelle fehlt, so müssen besondere Maßnahmen. für den synchronen Antrieb des Reglerpendels. ergriffen werden.
Es ist bekannt, für den Antrieb des Reglerpendels Synchrongeneratoren, zu. benutzen, die von dem Außenkranz einer Wasserturbine aus unter Zwischenschaltung eines Reibradgetriebes angetrieben werden. Aus der an dem Außenkranz vorhandenen großen Umfangsgeschwindigkeit ergibt sich eine erhebliche Beanspruchung der dabei verwendeten mechanischen Übertragungsmittel, und infolge des vorhandenen unvermeidlichen Spiels zwischen den mechanischen L-hertragungsmitteln ist keine volle Gewähr für den genauen synchronen Antrieb des Reglerpendels gegeben.
-\ ach der Erfindung erfolgt der Antrieb des Reglerpendels einer Wasserturbine oder Pumpe, bei der keine nach außerhalb des Wasserführungsrohrs geführte Welle vorhanden ist, unter Benutzung eines Synchrongenerators, ohne daß für den Antrieb dieses Generators mechanische Übertragungsmittel zwischen dem 1-atifradauß2nkranz und dem Svaclirongenerato:r erforderlich sind. Erfindungsgemäß sind die umlaufenden Pole des als Segmentgenerator ausgebildeten Svnchrongen°rators auf dem einen Teil des ZVasserführungsrohrs bildenden Turbinen- oder Pumpenlaufradaußenkranz angeordnet. Dabei ist es gleichgültig, ob der Laufradaußenkranz Träger der umlaufenden Pole einer für die Energieumformung der von dem Laufrad abzugebenden oder dem Laufrad zuzuführenden Energie bestimmten elektrischen Maschine ist oder ob der Außenkranz lediglich zur Stabilisierung des Laufrads oder zur mechanischen Kraftabgabe oder Kraftabnahme ausgebildet ist.
Der Zusammenbau des Synchrongenerators für den Re glerpendelantrieb mit dem Aul;enkranz der Turbine oder Pumpe verlangt gegenüber den bekannten Anordnungen mit mechanischen Übertragungsmitteln für den Synchrongeneratorantrieb einen. erhöhten Aufwand, der aber dadurch gerechtfertigt ist. daß durch den erfindungsgemäßen Zusammenbau des Synchrongenerators mit der das Reglerpendel steuernden Maschine (Turbine oder Pumpe) die größte Steuergenauigkeit in Abhängigkeit von den Drehzahlveränderungen des Laufrads gewährleistet ist.
Segmentgeneratoren sind in ihrem Aufbau bekannt, und sie finden bevorzugt dort Ver-,vendung, wo es gilt. bei großem Polraddurchmesser verhältnismäßig kleine Leistungen zu erzielen. Diese Eigenschaft ist bei der Erfindung in günstigster Weise für die Erzielung eines absolut synchronen Antriebs des Reglerpendels einer Wasserturbine oder Pumpe ausgenutzt, indem der zur Stabilisierung des Turbinen- oder Pumpenlaufrads oder zum Tragen der umlaufenden Pole der reit l der Turbine oder Pumpe zusammengebauten elektrischen Maschine vorhandene Laufrad außenkranz einem zusätzlichen Zweck, der Bildung des Segmentgenerators, mit dient. Bei den bekannten Wasserturbinen mit von dem Triebwasser durchflossen; m Läufer des ! zugehörigen Leistungsgenerators, also mit von dem einen umlaufenden Teil des Wasserfüh rungsrohrs bildenden Laufradaußenkranz getragenen umlaufenden Polen des Leistungsgenerators, ist der Polkranzteil des Laufrad-1 außenhranzes so gestaltet. daß er einen seit-; lich neben dem Polradkranz liegenden gezahnten jochringkörper mit bildet. Diesem i Jochringkörper ist der Ständerteil des Synchrongenerators als von mehreren Polen mit Polwicklungen ausgebildeter Segmentkörper zugeordnet. der von dem sich an den Laufrad-; kranz anschließenden festen Teil des Triebj wasserführungsrohrs getragen wird. Der so gebildete Segmentgenerator speist als Synchrongenerator den Synchronmotor für den Antrieb des örtlich getrennt von dem Laufradaußenkranz angeordneten Reglerpendels, das in bekannter Weise die Leit- oder Laufschaufelverstellung der Turbine oder Pumpe f steuert.
Um beim Betrieb des Synchrongenerators ohne jede fremde Erregerstromquelle auszukommen. wird man in bekannter Weise die Remanenz des Synchrongenerators unter Zwischenschaltung eines Gleichrichters für die Erzielung einer Selbsterregung ausnutzen. Mit einem so betriebenen Synchrongenerator für den Reglerpendelantrieb ist es zufolge der Eigenschaften der Gleichrichter, die bekanntlich erst bei einer genügend großen Remanenzspannung ansprechen und als Ventil arbeiten. nicht möglich. eine Steuerung für das Reglerpendel zu erzielen. die auch bei niedrigen Drehzahlen der Wasserturbine oder Pumpe zuverlässig arbeitet. Dieser Nachteil der Benutzung der Reinanenz des Synchrongenerators für die Bildung einer Selbsterregung wird vermieden. wenn einzelne Pole oder Polteile des Synchrongenerators als permanente Magnete ausgebildet werden und die nichtpermanenten Pole über einen Gleichrichter aus der Wechselspannung des Synchrongenerators erregt werden. Durch die Benutzung einer solchen über den Gleichrichter geführten Erregung genügt eine sehr geringe, durch die permanenten Pole erzeugte Anfangserregung, was sich auf die Menge des erforderlichen, verhältnismäßig teueren permanenten Magneteisens vorteilhaft auswirkt.

Claims

PATE:.ITANSPRICHE; i. Synchrongenerator für den Antrieb des Reglerpendels einer Wasserturbine oder Pumpe, die keine nach außerhalb des Wasserführungsrohrs geführte Welle besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufenden Pole des als Segmentgenerator ausgebildeten Synchrongenerators auf dem einen Teil des Wasserführungsrohrs bildenden Turbinen- oder Pumpenlaufradaußenkranz angeordnet sind.
2. Synchrongenerator nach Anspruch i, der über Gleichrichter von dem erzeugten Wechselstrom erregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß einzelne- Pole oder Teile davon als permanente Magnete ausgebildet sind. Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren, folgende Druckschriften in Betracht gezogen woirden Deutsche Patentschriften Nr. 342 ioi, 596 395, 597 292; USA.-Patentschriften Nr. 1485 186, 1493 154-