DE881820C

DE881820C - Automatic voltage control device, especially for synchronous machines, with flexible feedback

Info

Publication number: DE881820C
Application number: DES6004D
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl-Ing Dr Pawelka
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1941-12-24
Filing date: 1941-12-24
Publication date: 1953-07-02

Description

Selbsttätige Spannungsregelungseinrichtung, insbesondere für Synchronmaschinen, mit nachgiebiger Rückführung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst einfachen Mitteln eine mit nachgiebiger Rückführung verseherne selbsttätige Spannungsregelungseinrichtung, insbesondere für Synchronmaschinen, zu schaffen.Automatic voltage regulation device, especially for synchronous machines, with resilient return The invention is based on the object with as possible simple means an automatic voltage regulating device provided with flexible feedback, especially for synchronous machines.

Erfindungsgemäß ist als nachgiebi#"-eRückführung eine Hilfsmaschine mit begrenzt drehbeweglich gelagertem Ständer vorgesehen, deren Drehzahl sich mit der zu regelnden Spannung ändert und deren elektrisches Drehmoment von ihrer Drehzahl abhängig ist, wobei der drehbeweglich gelagerte Ständer als Rückführorgan dient.According to the invention, an auxiliary machine is used as a flexible return path provided with a limited rotationally movably mounted stand, the speed of which varies with the voltage to be controlled changes and its electrical torque from its speed is dependent, the rotatably mounted stand serves as a return element.

Im folgenden ist die -Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele erläutert. Das erste Ausführungsbeispiel stellt einen unmittelbar wirkenden, das zweite einen mittelbar wirkenden Spannungsregler dar. In Fig. i ist .i ein Synchrongenerator, dessen Spannung geregelt werden soll. An zwei Leitungen des Drehstromnetzes sind die Spule des Reglerelektromagneten und die Hilfsmaschine 3 angeschlossen. 2 ist die in diesem Falle als Wälzregler ausgebildete Widerstandsregelieinrichtung. Der Regelwiderstand ist mit der Felldwicklung des Synchrongenerators in Reihe geschaltet. Der begrenzt drehbeweglich gelagerte Ständer :der Hilfsmaschine 3, deren Läufer sich in der Drehrichtung des Pfeiles .4 bewegt, ist über eine Feder mit der Regeleinrichtung 2 gekuppelt.In the following, the invention is based on two exemplary embodiments explained. The first embodiment represents an immediately acting, the the second is an indirectly acting voltage regulator. In Fig. i .i is a synchronous generator, whose voltage is to be regulated. On two lines of the three-phase network are the coil of the regulator electromagnet and the auxiliary machine 3 connected. 2 is the resistance control device designed in this case as a rolling regulator. Of the The rheostat is connected in series with the skin winding of the synchronous generator. The limited rotatable mounted stand: the auxiliary machine 3, its rotor moves in the direction of rotation of arrow .4 is via a spring with the control device 2 coupled.

Steigt beispielsweise die Netzspannung über den Sollwert, so wird das Feld des Spannungsmagneten verstärkt, und sein Kern bewegt sich nach oben und verändert dabei den Regelwiderstand entsprechend. Zugleich wird über die nachgiebige Feder und den an dem beweglichen Ständer der Hilfsmaschine 3 angebrachten Hebel dieser im Rechtsdrehsänn mitgenommen. Überregelungen werden dadurch vermieden, daß die Hilfsmaschine 3, ,die an die Netzspannung angeschlossen ist, in unmittelbarer Abhängigkeit von dieser über ihren drehbeweglich gelagerten Ständer und den daran befindlichen Hebel und die Feder auf die Regeleinrichtung 2 zurückwirkt.For example, if the line voltage rises above the setpoint value, then the field of the tension magnet intensifies, and its core moves up and changes the rheostat accordingly. At the same time it is about the yielding Feather and the attached to the movable stand of the auxiliary machine 3 Lever this taken along in the clockwise rotation. Overregulations are avoided, that the auxiliary machine 3, which is connected to the mains voltage, in the immediate Dependence on this via its rotatably mounted stand and the one on it located lever and the spring on the control device 2 acts back.

In Fig. 2 ist mit i der Synchrongenerator, mit 2 dessen Feldregler bezeichnet. 3 ist der hierzu gehörige Verstellmotor. q., 5 sind die Umkehrschütze und 6, 7 deren Steuerkontakte. 8 ist ein an den drehbeweglichen Ständer der Hilfsmaschine befestigter Hebel, 9 der Spannungselektromä@net, z.o eine Rückstellfeder, si r ist der Läufer der Hilfsmaschine und 12 deren begrenzt drehbeweglich gelagerter Ständer.In Fig. 2, i is the synchronous generator, and 2 is its field controller designated. 3 is the associated adjusting motor. q., 5 are the reverse contactors and 6, 7 their control contacts. 8 is an attached to the rotatable stand of the auxiliary machine attached lever, 9 of the voltage electromä @ net, e.g. a return spring, si r the rotor of the auxiliary machine and 12 its stator, which is rotatably mounted to a limited extent.

In diesem Falle ist der drehbewegliche Ständer der Hilfsmaschine unmittelbar mit dem Spannungselektromagnete-n verbunden. Die Hilfsmaschine ist als Hauptstrommaschine geschaltet. Zwischen Ständer und Läufer der Hilfsmaschine ist dauernd ein bremsend wirkendes Drehmoment vorhanden, so daß der Hauptstrommotor dauernd belastet läuft und im günstigen Bereich seiner D'rehmomenbdrehzahlkennlinie arbeitet. Es kann zwecl<mäßig"sein, den Läufer zusätzlich durch ein Schwungrad zu belasten. Das zwischen Ständer und Läufer dauernd wirksame Drehmoment kann durch eine Reibungsbremse, eine Flüssigkeitsbrernse, eine "Wibelstromb@remse, ein Lüfterrad oder ein Kreiselpumpenrad zustande kommen.In this case, the rotatable stand of the auxiliary machine is immediate connected to the voltage electromagnet-n. The auxiliary machine is used as the main power machine switched. There is a constant braking effect between the stand and rotor of the auxiliary machine Acting torque available, so that the main current motor runs continuously loaded and works in the favorable range of its torque characteristic curve. It can be "moderate" to load the rotor additionally with a flywheel. That between stand and A friction brake, a fluid brake, a "Wibelstromb @ remse", a fan wheel or a centrifugal pump wheel come about.

Ferner kann man ein zwischen Ständer und Läufer dauernd wirksames Drehmoment dadurch zustande bringen, daß Ständer und Läufer je aus zwei mechanisch vereinigten Teilen gebildet werden, so daß zwei elektrische Einheiten entstehen, von denen wenigstens eine an die zu regelnde Spannung geschaltet ist jeweils als Motor und die andere als Generator wirkt.Furthermore, one can have a permanent effect between the stator and the rotor Bring torque through the fact that stator and rotor each consist of two mechanically united parts are formed so that two electrical units arise, at least one of which is connected to the voltage to be regulated as Motor and the other acts as a generator.

Sinkt beispielsweise bei der Anordnung nach Fig. -2 die Netzspannung unter den, Sollwert, so wird der Spannungselektromagnet 9 weniger erregt, sein Bern bewegt sich nach oben und der Hebel 8 nach links, so daß :der Steuerkontakt 7 geschlossen wird. Dadurch wird mittels des Schützes 5 der Verstellmotor 3 im der einen Drehrichtung eingeschaltet. Er verstellt den Felldregler t2i und ändert somit die Erregung des Generators i. Die Netzspannung steigt dadurch wieder an. Infolgedessen beschleunigt sich die Hilfsmaschine ii.i, 112. Der Ständer äußert dabei ein Drehmoment in solchem Sinne, daß dadurch .der Kontakt 7 noch vor dem Wiedererreichen des Sollwertes der Netzspannung geöffnet und gegebenenfalls der 'Gegenkontakt .6 geschlossen wird.If, for example, the line voltage drops in the arrangement according to FIG below the setpoint value, the voltage electromagnet 9 is less excited, its Bern moves up and the lever 8 to the left, so that: the control contact 7 is closed will. As a result, by means of the contactor 5, the adjusting motor 3 is turned in one direction of rotation switched on. It adjusts the head controller t2i and thus changes the excitation of the Generator i. The mains voltage rises again as a result. As a result, accelerated the auxiliary machine ii.i, 112. The stator expresses a torque in such Meaning that thereby .the contact 7 before the setpoint of the Mains voltage is opened and, if necessary, the mating contact .6 is closed.

Die Möglichkeiten zur Anwendung und Ausführung der Erfindung beschränken sich nicht auf die hier im einzelnen behandelten Beispiele. So sind für die Hilfsmaschine die verschiedenartigsten Schaltungsweisen möglich. Insbesondere kann die Hilfsmaschine auch als Nebenschlußmaschine geschaltet sein. In diesem Falle soll ihr Feld möglichst gesättigt sein, so daß eine entsprechend starke Abhängigkeit der Drehzahl von der Spannung erhalten wird. Will man Gleichrichter zur Speisung der Hilfsmaschine vermeiden, so muß dabei das Feld der Nebenschlußmaschine einen entsprechend hohen Vorschaltwiderstand bekommen, damit der Fluß möglichst in Phase mit der Netzspannung ist. Insbesondere läßt sich die Erfindung auch für die Strom- bzw. Leistungsregelung z. B. bei Lichtbogenöfen bzw. bei dieselelektrischen Fahrzeugen verwenden.Limit the possibilities for using and carrying out the invention does not refer to the examples dealt with in detail here. So are for the auxiliary machine the most varied types of circuit possible. In particular, the auxiliary machine also be connected as a shunt machine. In this case, your field should be be saturated, so that a correspondingly strong dependence of the speed of the Tension is maintained. If you want to avoid rectifiers for feeding the auxiliary machine, the field of the shunt machine must have a correspondingly high series resistance get so that the flow is as in phase with the mains voltage as possible. In particular the invention can also be used for current or power control z. B. in electric arc furnaces or use in diesel-electric vehicles.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Automatic voltage regulating device, in particular for synchronous machines, with flexible return, characterized in that as a resilient return an auxiliary machine with a limited rotatable stand is provided whose speed changes with the voltage to be regulated and whose electrical torque is dependent on its speed, the rotatable supported stand serves as a return element.

2. Device according to claim i, characterized characterized in that .the limited rotatably mounted stand with the voltage electromagnet or voltage relay is connected.

3. Device according to claim i, characterized in that -that a main power machine is used as an auxiliary machine, which is through a between Stator and rotor with effective torque running continuously. .

4. Establishment according to claim Z and 3, characterized in that between the stator and rotor permanently effective torque through a friction brake, a fluid brake, a WiTbelstrombremse, a fan wheel or a centrifugal pump wheel comes about.

5. Device according to claim .i and 3, characterized in that the between Stator and rotor permanently effective torque comes about that both the stator and the rotor are formed from two mechanically united parts so that two electrical units are created, at least one of which is connected to the voltage to be regulated is switched and one of which is used as a motor and the others act as a generator. f. Device according to claim i, characterized in that that the auxiliary machine is a highly saturated field shunt machine.