DE899827C

DE899827C - Anordnung zur Spannungsbegrenzung einer entlasteten Generatormetadyne

Info

Publication number: DE899827C
Application number: DEA5056D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1943-01-10
Filing date: 1943-01-10
Publication date: 1953-12-17

Description

Es ist bekannt, daß eine entlastete Metadyne beim Abschalten der Last ihre Ausgangsspannung stark erhöht. Dieser betriebstechnisch sehr unerwünschte Zustand ergibt sich aus der rotätorischen. Verkettung des primären Stromkreises mit dem sekundären bzw. Ausgangsstromkreis, welche durch die Bürstenachsen äußerlich gekennzeichnet sind. In Fig. i der Zeichnung ist die allgemein bekannte Schaltung einer Generatormetadyne dargestellt. Der Anker mit den beiden Bürstenachsen ist mit i bezeichnet, die primären Bürsten mit a, c, die sekundären Bürsten mit b, d. Die Grunderregung wird durch die Wicklung 2 erzeugt und ersetzt gemeinsam mit der konstanten Drehzahl des Generators den Anschluß einer konstanten Spannung in der Primärbürstenachse a bis c. 3 ist eine vom primären Strom der Grunderregung entgegengesetzt durchflutete Wicklung, die die Eigenschaft der Maschine als Konstantstromerzeuger unterstützt. Die Hilfswicklung 4 dient zur Entlastung der Grunderregung, darf aber nicht als Kompensation des Ankers angesehen werden. Die Nebenschlußerregung 5 unterstützt die Spannungserzeugung in der sekundären Achse. 6 stellt die Last dar, 7 einen Abschalter. Der Vorgang der Spannungserhöhung bei Entlastung läßt sich nun rechnerisch verfolgen durch Ansetzen folgender Beziehungen: Ul-02#k.n (i) U2-01.k.n (2) 01-k-Jl+S'U2 (3) 02 = 112 + 0 11 - dz f (4) Ul=Jl-y (5) wobei n die Umdrehungen pro Minute, U1 die Spannung an den primären Bürsten a, c, J,. den Primärstrom, 01 den Fluß in Richtung der Primärachse darstellt; U2 stellt die Ausgangsspannung dar, dementsprechend ist 12 der Strom, 02 der resultierende Fluß in der Sekundärachse.
Die Konstanten sind die Drehzahl n, die Ankerkonstante k und der Ohmsche Widerstand des Primärkreises y, ferner die Verhältnisgrößen zwischen Fluß und Erregung 1, c, d. Die Sättigung sei vernachläßigt, ebenso die Größen k, s.
Aus den fünf Beziehungen läßt sich U2 als Funktion von J2 wie folgt darstellen: Man erkennt beim Verschwinden von J2 das Anwachsen von U2. Diese bei Entlastung auftretende Überspannung kann nun erfindungsgemäß dadurch begrenzt werden, daß die Differenz zwischen Sollwert und Istwert der Ausgangsspannung zur Erregung von Gegenspannungen dient, die sowohl im Primärkreis als auch im Sekundärkreis dem Aufbau der normalen Arbeitsfelder entgegenwirken. Durch diesen selbsttätigen, von der Überspannung verursachten Eingriff wird die Ankerkonstante k bzw. auch s verändert, so. daß letzten Endes eine Begrenzung von U2 eintritt, ohne dabei die weitere Betriebsfähigkeit zu gefährden, wie es bisher durch Abschalten der Grunderregung erfolgte.
In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Tritt bei Entlastung des Generators eine Überspannung an den Sekundärbürsten b, d auf, so gelangt sie über das Ventil io auf eine konstante, von der Batterie ii herrührende Gegenspannung, die den Sollwert der Grenzspannung von U2 angibt. Die den Sollwert bestimmende Gegenspannung kann natürlich auch durch das Potential einer umlaufenden Gleichspannungsquelle dargestellt werden. Die Differenz zwischen Überspannung und ihrem Sollwert erregt die Feldwicklungen 12 und 14 zweier konstant angetriebener Spannungserzeuger, die bei dem Hilfsgenerator 13 die Nebenschlußerregung schwächt bzw. umkehrt und bei dem Hilfsgenerator 15 den Fluß 01 insoweit beeinflußt, als sie J1 herabsetzt. Die Differenz zwischen Sollwert und Istwert der Ausgangsspannung kann man natürlich auch nur in einem der Kreise einwirken lassen; es entfällt dann einer der Hilfsgeneratoren. Tritt im Ausgangskreis 6 eine Belastung bzw. ein Kurzschluß auf, so nimmt U2 sofort einen Istwert unterhalb des gewünschten Sollwertes an. Der Begrenzungsvorgang fällt damit weg, und die Maschine ist jederzeit betriebsbereit.
Um dynamisch bessere Eigenschaften zu erzielen, können die Nebenschlußgeneratoren durch Zwischenbürstenverstärker (Amplidyne) ersetzt werden, die bekanntlich fast trägheitslos arbeiten und auch ein höheres Verstärkerverhältnis aufweisen.
Der zwangsläufige Vorgang; daß der Primärstrom J1 künstlich verkleinert bzw. zu Null gemacht wird, läßt die Größe k nicht mehr konstant erscheinen. Betriebstechnisch müßte J, gleichbleiben. Durch die Einwirkung des Generators 15 im Primärstromkreis verschwindet tatsächlich der zugehörige Anteil von 01, daher muß als rechnerischer Ausdruck der erfindungsgemäßen Spannungsbegrenzung k -> o angesehen werden. Ähnliches gilt für s, welches bei entsprechender Verstärkung über Null hinaus auch negativ werden kann.

Claims

PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Spannungsbegrenzung einer entlasteten Generatormetadyne, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz zwischen einem Sollwert und Istwert der Ausgangsspannung zur Erregung von Gegenspannungen dient, die sowohl im Primärkreis als auch im Sekundärkreis dem Aufbau der normalen Arbeitsfelder entgegenwirken.