DE892153C

DE892153C - Anordnung zum Spannungsausgleich von selbsterregten Wechselstrom-Synchron-Generatoren

Info

Publication number: DE892153C
Application number: DEL487D
Authority: DE
Inventors: Arthur Dr-Ing Linker
Original assignee: JOHANNA LINKER
Current assignee: JOHANNA LINKER
Priority date: 1944-07-27
Filing date: 1944-07-27
Publication date: 1953-10-05

Description

Anordnung zum Spannungsausgleich von selbsterregten Wechselstrom-Synchron--Generatoren Um bei selbsterregten Wechselstrom-Synchron-Generatoren einen Spannungsausgleich herbeizuführen, ist von dem Erfinder bereits vorgeschlagen worden, in der geometrisch-neutralen Zone zwischen den Hauptpolen unbewickelte Eisenkörper anzubringen, die, durch den in ihnen vom Ankerstrom erzeugten Querfeldkraftfluß in einer im Generatoranker liegenden, als Erregerwicklung dienenden Gleichstromwicklung mit Stromwender und Bürsten eine Zusatz-EMK induzieren, wodurch bei passender Bürstenlage die Spannung des Erregerkreises bei Belastung erhöht und damit ein Ausgleich der Spannungsänderung bzw. eine Spannungserhöhung gegenüber Leerlauf erzielt wird. Hierbei kann nun der Fall eintreten, daß infolge der nicht geringen Koerzitivkraft und dadurch bedingten Remanenz des Eisens sich Hysteresisersche-inungen bemerkbar machen, wodurch die Spannungskennlinie bei Entlastung von Nennlast auf Leerlauf höher als bei Belastung von der Nennspannung bei Leerlauf auf Nennlast liegt, so daß im ersteren Fall die Spannung bei Leerlauf höher ist, also eine Spannungserhöhung gegenüber Nennlast auftritt.
Ein weiterer Nachteil der Hilfspole aus gewöhnlichem Eisen besteht darin, daß es eine verhältnismäßig kleine Anfangspermeabilität besitzt, so daß die Ankerdurchflutung nicht ihre größtmögliche Wirkung, nämlich Entstehung eines starken magnetischen Zusatzkraftflusses, hervorrufen kann.
Diese Nachteile werden durch den neuen Erfindungsgedanken stark gemildert oder auch beseitigt. Er besteht darin, daß statt des gewöhnlichen Eisens Legierungen .des Eisens mit anderen ferromagnetischen Stoffen, z. B. Nickel, Silicium, Aluminium, Vanaclium, Molybdän:, Kupfer u. a., verwendet werden. Gerade die beiden letzten Stoffe vergrößern schon in geringer Menge stark die Anfangspermea'bilität. Je größer aber diese wird, um so kleiner wird die Koerzitivkraft. Dadurch wird die Wirkung .der Ankerquerfeldpole erhöht, und es werden die Nachteile, die sich bei Verwendung von unlegiertem Eisen für diese Hilfspole ergeben, beseitigt.
Damit die von den Hilfspolen erzeugte Zusatzspannung möglichst proportional dem Ankerstrom und somit auch der Spannungsänderung verläuft, muß der magnetische Kreis des Ankerquerfeldes, .der sich durch. das Joch, die Hilfspole und das Ankereisen schließt, möglichst gering gesättigt sein. Andererseits ist es zur Erzielung einer geringen Spannungsänderung zweckmäßig, die Zähne und .die Hauptpole magnetisch stark zu sättigen, so daß die Tangente an den gesättigten Zweig der Leerlaufskennlinie möglichst weit vom Koordinatenanfangspunkt verläuft.
Je länger der Anker ist, um so größer wird infolge der mit dem Anker gleich langen Hilfspole der durch die unveränderlich gegebene Ankerdurchflutung hervorgerufene Zusatzkraftfluß und damit auch die Zusatzspannung sein. Gleichzeitig würde aber dadurch auch die magnetische Zahn- und Hauptpolsättigung verringert werden.
Verkürzt man die axiale Länge der Hauptpole so weit, daß über ihre kleine Stirnstreuung hinaus längereTeile des Ankers vom Hauptkraftfluß magnetisch nicht beaufschlagt, also frei von Kraftlinien des Hauptfeldes Urerden, dann wird dadurch nicht nur die Hauptpol- und Zahnsättigung bis zur gewünschten Größe gesteigert, sondern auch durch die geringe Sättigung des Ankereisens in den Zonen außerhalb der Hauptpole die Wirkung der großen Anfangspermeabilität der Hilfspole vergrößert. Es ist daher weiter günstig, in diesen Zonen stärker legierte Bleche mit hoher Anfangspermeabilität zu verwenden.
Mit dem Auftreten des Belastungsstromes im Anker entsteht durch die Zusatzspannung in der Erregerwicklung ein zusätzlicher Erregerstrom über den bei Leerlauf mittels des Reglerwiderstandes eingestellten hinaus. Ersetzt man nun einen Teil dieses Widerstandes durch einen solchen mit negativem Temperaturbeiwert, wie ihn die sogen.annten Heißleiter, z. B. Urdox, Kupferoxyd u. a., besitzen, dann verringert sich der elektrische Widerstand des Erregerkreises infolge der größeren Stromwärme, so daß dadurch der Erregerstrom und damit auch die' Zusatzspannung weiter erhöht werden, was besonders dann erwünscht ist, wenn die Belastung mit niedrigem Leistungsfaktor erfolgt. ' Dieser Erfindungsgedanke stellt also nicht nur einen technischen Fortschritt dar, sondern ergibt auch wirtschaftliche Vorteile durch Ersparnis an Rohstoffen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zum Spannungsausgleich von selbsterregten Wechselstrom-Synchron-Generatoren, dadurch gekennzeichnet, daß in der geometrisch-neutralen Zone als Ankerquerfeldpole wirkende unbewickelte Hilfspole aus Legierungen von Eisen und anderen ferromagnetischen Stoffen angebracht sind.
2. Anordnung nach Anspruch i, :dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Länge der Hauptpole zur weiteren Verstärkung der Wirkung der unbewickelten Ankerquerfeldpole so weit verkürzt ist"daß außerhalb des geringen Stirnstreuflusses noch Zonen größerer Länge im Anker vorhanden sind, die nicht vom Hauptkraftfluß durchdrungen werden.
3. Anordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der durch -den Ankerquerkraftfluß erzeugten Zusatzspannung im Erregerkreis der Hauptpole der ganze Reglerwiderstand oder ein Teil desselben durch einen Widerstand mit negativem Temperaturbeiwert, einen sogenanntenHeißleiter, ersetzt ist.