DE899219C - Einrichtung zum selbsttaetigen Regeln der Drehzahl und/oder der Spannung einser odermehrerer elektrischer Maschinen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum selbsttätigen Regeln der Drehzahl und/oder der Spannuncf einer oder mehrerer elektrischer Maschinen Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zum selbsttätigen Regeln der Drehzahl und/oder der Spannung einer oder mehrerer zusammenarbeitenden elektrischen Maschinen. Ein besonderes !Merkmal :des Erfindungsgegenstandes ist, daß die Regelung als solche ausschließlich mit Hilfe ruhender Mittel erfolgt, daher störfrei arbeitet und keinen Verschleiß aufweist.
• Nach der Erfindung werden zur Regelung zwei verschieden gesättigte, in Reihe geschaltete Transformatoren benutzt, deren Primärwicklungen an einer einem Motor oder einem Stromerzeuger entnommenen Wechselspannung liegen und deren auf der Sekundärseite induzierte Spannungen einer oder mehreren Feldwicklungen der zu regelnden Maschine zugeführt werden. Durch Verwendung zweier Transformatoren mit verschiedener Sättigung, d. h. .eines Transformators mit geringer und eines Transformators mit hoher Sättigung, fällt die Beeinflussung des Feldes bei Leerlauf und bei Volllast der Maschine verschieden stark aus, so daß sich über den ganzen Belastungsbereich praktisch konstante Verhältnisse ergeben. Der Erfindungsgedanke ist anwendbar sowohl für Gleich- als auch Wechselstrommaschinen, einerlei ob diese Nebenschluß- oder Hauptstromverhalten aufweisen. Außerdem läßt sich die in der Erfindung gegebene technische Lehre auch auf Umformersätze- anwenden. Der Erfindungsgedanke soll an Hand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. In Fig. i ist das Schaltbild eines Einphasenwechselstrommotors dargestellt, dessen Drehzahl unabhängig von Schwankungen der Spannung oder der Belastung oder von beiden gleichgehalten werden soll. Aus dem Schaltbild ist -zu ersehen, daß der Anker i der Maschine und die Primärwicklungen 14 des Transformatorsatzes in Reihe geschaltet sind. Die Sekundärwicklungen 5, 6 speisen das Feld :2 der Maschine.. Zwecks Verbesserung des Wirkungsgrades kann man in Erwägung ziehen, parallel zu dem Felde eine Kapazität? anzuordnen.
• Da es in den Landesnetzen üblich ist, die Frequenz gleichzuhalten, wird beispielsweise bei einem Absinken der Spannung im Ankerkreis weniger Strom fließen. Dies hat zur Folge, daß die in den Sekundärwicklungen 5, 6 der Transformatoren induzierte Spannung ebenfalls kleiner wird, weshalb sich der Erregerstrom im Maschinenfeld :2 verringert. Die so erzeugte Feldschwächung hebt die Drehzahl des Motors an, so daß dieser praktisch nicht mehr das Verhalten eines Hauptstrom-, sondern das eines Nebenschlußmotors zeigt.
• In bestimmten Fällen wird man die von dem Transformatorsatz gelieferte Spannung einem Gleichrichter. zuführen. Es empfiehlt sich dann, die beiden Sekundärspannungen getrennt gleichzurichten und zwei entgegengeschaltete Feldspulen zu speisen. Hierdurch können Einflüsse der Phasenverschiebung zwischen den beiden Sekundärspannungen vermieden wenden. Eine solche Schaltung zeigt Fig. 2.
• Dem Anker i einer Gleichstrommaschine wird über Schleifringe eine Wechselspannung entnommen, die den beiden in Reihe geschalteten Primärwicklungen 3, 4 des Transformatorsatzes zugeführt ist. Die Sekundärwicklung 5 speist über den Gleichrichtersatz 8 die Feldwicklung Giro der Maschine, während die dieser entgegenwirkende Feldwicklung i i über den G:leichrichtersatz 9 an die Sekundärwicklung 6 angeschlossen ist. Durch die beiden Feldwicklungen io, i i wird 11s. Hauptfeld 2 der Maschine entweder gestärkt oder geschwächt.
• Wie schon eingangs erwähnt, ist der Erfindungsgedanke auch anwendbar für Umformersätze. Ein solcher ist in Fig. 3 im Schaltschema dargestellt.
• Der Generator hat gegebenenfalls ein eigenerregtes Feld 17. Über die Schleifringe 18 wird die Wechselspannung entnommen und dem Belastungskreis zugeführt. An den Belastungskreis ist zweiphasig der Transformatorsatz 3, 4 angeschlossen. Die Sekundärwicklung 5 des Transformators 3 speist den Gleichrichtersatz 1211, während die Sekundärwicklung 6 den Gleichrichtersatz 12b versorgt. Anden Gleichrichtersatz.i211 ist das Feld 13 des 'Generators angeschlossen, während der Gleichrichtersatz i2b das Feld. T4 speist, das das Hauptfeld 15 des M fotors unterstützt. Wie aus der Schaltung ersichtlich, führt die Maschine noch ein drittes Feld 16, das in Reihe mit dem Anker des Antriebsmotors liegt. Angenommen, in dem Verbraucherkreis sinkt infolge der Belastung die Spannung ab, dann wird sich dies in doppelter Weise auswirken. Die von dem Transformatorsatz sekundärseitig abgegebene Spannung wird absinken, dadurch nehmen die Gegenamperewindungen der Wicklung 13 ab, das Gesamtfeld des Generators -wird hierdurch verstärkt, was einen Spannungsanstieg zur Folge hat. Da zu gleicher Zeit .das Zusatzfeld 14 des Motors geringer wird, wird dort eine Feldschwächung beobachtet, die bekanntlich einen Drehzahlanstieg zur Folge hat. Die Endauswirkung ist die, daß das Feld des 'Generators beim Auftreten eines verstärkt und gleichzeitig die Drehzahl des Motors angehoben wird, so daß der unerwünschte Spannungsabfall in kürzester Zeit ausgeglichen wird.
• Bei stark schwankender Netzspannung ist es ratsam, das Feld"14 mit dem Feld 15 des Motors in entgegengesetztem Sinne zu schalten.
• Fig.4 zeigt eine zweite Anwendung des Erfindungsgedankens bei Umformersätzen, und zwar bei einem solchen mit einer Zwischenmaschine. Hier ist der Generator mit 2o bezeichnet, dessen Läufer aus der Zwischenmaschine 2i gespeist wird, die an den Antriebsmotor 22 angeschlossen ist. Parallel zum Verbraucherkreis 23 liegt der Transformatorsatz 30, 40, wobei im vorliegenden Fall der Transformator 4o durch eine Wicklung 5o eine Gleichstromvormagnetisierung erhält. Die Sekundärwicklungen des Transformators speisen wiederum einen Gleichrichtersatz 24, an den in Reihe geschaltet das Maschinenfeld 25 und das Motorfeld 2,6 liegen. Die Wirkungsweise dieser Einrichtung ist die gleiche, wie vorstehend für das Ausführungsbeispiel 3 beschrieben. Der Unterschied gegenüber diesem besteht lediglich darin, daß der vorstehende Umformersatz eine Zwischenmaschine 2ii aufweist.
• An Stelle einer Gleichstromvormagnetisierung des Transformators kann auch der Transformator mit einem Isthmus versehen werden, wodurch praktisch .die gleichen Ergebnisse erzielt werden.
• Unter .der Voraussetzung gleichbleibender Drehzahl kann der Erfindungsgedanke auch für Generatoren Anwendung finden, um deren Spannung unabhängig von Belastungsschwankungen gleichzuhalten. Ebenso könnte bei Gleichstrommotoren deren Drehzahl unabhängig von der Belastung gleichgehalten werden, sofern die Spannung des speisenden Netzes nicht schwankt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum selbsttätigen Regeln- der Drehzahl und/oder der Spannung einer oder mehrerer zusammenarbeitenden elektrischen Maschinen mit Hilfe ruhender Regelmittel, gekennzeichnet durch zwei verschieden: gesättigte, in Reine geschaltete Transformatoren, deren Primärwicklungen. an einer einem Motor oder Stromerzeuger entnommenen Wechselspannung liegen und deren auf der Sekundärseite induzierte Spannungen einer oder mehreren Feldwicklungen zugelführt sind.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung der Transformatoren aus einem hochgesättigten, gegebenenfalls mit einem Isthmus oder Vormagnetisierung versehenen Transformator und einem zweiten mit einem Luftspalt besteht.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stromerzeugern und Motoren, die dem Transformatorsatz primärseitig zugeführte Spannung dem Ankerstromkreis unmittelbar oder mittelbar entnommen ist. q.. Einrichtung nach Anspruch @i und a, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Motorgeneratorumformer die auf der Sekundärseite des Transformatorsatzes induzierten Spannungen Zusatzfeldwicklungen des :Generators und seines Antriebsmotors speisen.