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Einrichtung zur Entregung von elektrischen Maschinen durch einen Schwingungsvorgang
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Entregung von elektrischen Maschinen
durch einen Schwingungsvorgang, durch die eine stets annähernd gleich schnell sich
dämpfende Entregung bewirkt wird, unabhängig davon, in welchem Erregungszustand
sich die Maschine gerade kurz vor dem Entregungsvorgang befand.
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In den Figuren zeigt die Fig. i eine Schaltung für eine bekannte Einrichtung,
bei der die Maschine durch einen Schwingungsvorgang entregt wird. Fig. 3 zeigt die
Schaltung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung. In Fig. a ist ein Diagramm dargestellt,
das zur Erklärung des Entregungsvorganges dient.
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In Fig. i ist mit i eine elektrische Maschine mit einer Erregerwicklung
2 bezeichnet. Sie ist an das Netz 3 angeschlossen und wird durch einen Gleichstromerreger
4 mit einer Nebenschlußerregerwicklung 5 erregt. In dem Stromkreis der Neb-enschlußerregerwicklung
5 sind ein Regelwiderstand 7 und ein konstanter Widerstand i i eingeschaltet. Zwischen
dem Anker 6 des Erregers 4 und dem Gabelpunkt A der beiden Erregerwicklungen a und
5 ist ein Schwingungswiderstand 9 eingeschaltet. Die Widerstände 9 und i i sind
beim normalen Betrieb durch die Schalter io, 1z kurzgeschlossen.
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Schaltet man .nun zur Entregung des Feldmagneten der elektrischen
Maschine i den Schalter io oder die Schalter i o und i z aus und fast zugleich den
Schalter 8 ein, so erzeugt die Energie des Magnetfeldes der Maschine i eine sich
dämpfende Induktionsspannung und fließt in den Erreger zurück.
Hierdurch
wird dieser umpolarisiert; so daß in dem die Erregerwicklungen 2 und 5 enthaltenden
Stromkreis ein mit der Zeit sich dämpfender Wechselstrom entsteht, der den Feldmagneten
der Maschine i entregt und die Induktionsspannung der Maschine vermindert, indem
er den in Fig.2 mit den ausgezogenen Linien bezeichneten Kurven folgt.
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Mit der ausgezogenen Kurve I in Fig. 2 ist ein Fall bezeichnet, bei
dem der Erregerstrom der Wicklung 2 der Maschine i kurz vor dem Beginn der Entregung
verhältnismäßig groß war. In diesem Fall wird ,also der Erreger q. stark umpolarisiert.
Dementsprechend fließt der Erregerstrom, der die Wicklung 2 entgegengesetzt zur
normalen Richtung durchfließt, ebenfalls stark und verhältnismäßig lang und polt
diese um. Dieser Vorgang geschieht um so stärker, je niedriger der Widerstandswert
des Erregerkreises der Nebenschlußfeldmagnetwicklung 5 des Erregers ist.
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Die ausgezogene Kurve II zeigt dagegen den Fall, in dem der Erregerstrom
der Feldmagnetwicklung 2 der Maschine i kurz vor dem Beginn der Entregung verhältnismäßig
klein war. In diesem Fall wird der Erreger q. schwach umpolarisiert, dementsprechend
kehrt sich der die Feldmagnetwicklung 2 der Maschine i durchfließende Erregerstrom
nicht in die der normalen entgegengesetzten Richtung um; seine Dämpfung ist auch
langsamer. Dieser Vorgang ist um so stärker, je 'höher der Widerstandswert
des Erregerkreises der Nebenschlußfeldm.agnetwick-Iung 5 des Erregers beim Entregungsprozeß
ist. Es leuchtet ohne weiteres ein, daß der Fall nach der Kurve 1I zum Fall nach
der Kurve I im geraden Gegensatz steht. Wenn man also den Widerstandswert des Erregerkreises
der Nebenschlußfeldmagnetwicklung 5 -so wählt, daß er für einen bestimmten Bereich
der Zustände der elektrischen Maschine iczrksam ist, so würde er außerhalb dieses
Bereichs versagen. Der Schutz der Maschine kann daher nicht ,gesichert werden.
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Diesem Nachteil kann dadurch begegnet werden, daß gemäß der Erfindung
in den Feldmagnetkreis des beim Entregungsprozeß umzupolarisierenden Erregers ein
Hilfswiderstand einschaltbar ist, dessen Temperaturkoeffizient positiv und verhältnismäßig
groß ist.
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In Fig.3 ist ein Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Erfindung
dargestellt, wobei die gleichen Bezugszeichen die gleichen Teile bedeuten. Hier
ist ein Widerstand 13, dessen Temperaturkoeffizient positiv und verhältnismäßig
groß ist, in den Stromkreis der Nebenschlußfeldmagnetwicklung 5 des Erregers ¢ eingeschaltet.
Der Widerstand wird im normalen Betrieb durch den Schalter 1;l kurzgeschlossen.
Der Schalter 14. wird im t%-,-nfang des Entregungsprozesses fast zugleich mit dem
Schalter i o geöffnet. Ein Teil der Energie des Feldmagneten der Maschine i fließt
dann über die Nebenschlußfeldniagnetwicklung 5 des Erregers q. und den Widerstand
13; infolgedessen wird die Polarität des Ankers 6 des Erregers q. geändert. Da.-bei.-Steigt
die Temperatur des Widerstandes 13 und damit sein Widerstandswert infolge der Stromzuführung
allmählich an. Nach Abnahme des Stromes im Haupterregerkreis vermindert sich der
Widerstandswert, bis er endlich einen konstanten Wert erreicht. Da der Widerstandsanstieg
um so schneller vor -sich geht, je größer der im Anfang zugeführte Strom ist, so
kann man unabhängig von der Energie dem die Nebenschlußfeldmagnetwicklung 5 des
Erregers durchfließenden Strom einen annähernd gleichen Dämpfungseffekt für die
Umpolarisierung geben, wie dies in Fig.2 die Strichlinien zeigen. Bei Benutzung
dieser Eigenschaften der Widerstandsveränderung kann man den Widerstandswert des
Erregerkreises der Nebenschlußfeldmagnetwicklung des Erregers q. .hinreichend erniedrigen.
Es ist dadurch möglich, nicht nur, wenn der Erregerstrom der Feldmagnetwicklung
z der Maschine kurz vor dem Beginn der Entregung klein ist, die Umpolarisierungswirkung
stark zu erhöhen, sondern auch bei großeim Erregerstrom eine übermäßig große Umpolarisierungswirkung
zu unterdrücken. Die für den Widerstand 13 .geeigneten Rheostaten sind Eisendrahtwiderstände,
MetallfadenJampenwiderständeoder Eisenwasserstoff-widerstände, deren Temperaturkoeffizienten
positiv und verhältnismäßig groß sind. Da bei Lampenwiderständen und Eisenwasserstoffwiderständen
die zulässige Höchsttemperatur des Fadens sehr hoch ist, kann man einen weiten Bereich
der Widerstandsveränderung erhalten. Bei Ei:senwasserstoffwiderständen kann außerdem
wegen ihrer Kühlwirkung der Widerstand mit der Abnahme der Menge des ihn durchfließenden
Stromes schnell verringert werden, so da;ß dieser bekanntlich konstant erhalten
bleibt. Die Regelung des Verhältnisses und der Geschwindigkeit der Widerstandsveränderung
kann durch die Wahl der Rheostaten und ihrer Wärmekapazität bewirkt werden. Wenn
beispielsweise mehrere Widerstände von gleichem Wert in Reihe angeschlossen werden
und dann die der in dieser Reihe liegenden Widerstandsanzahl gleichen Widerstände
parallel angeschlossen werden, ist ihr gesamter Widerstandswert dem des :einzelnen
Widerstandes gleich, während ihre Wärmekapazität um mehrere Male soviel, als die
der gesamten Widerstände ist. Gegebenenfalls kann man den konstanten Widerstand
i i in Fig. i in Kombination mit dem obenerwähnben Widerstand 13 benutzen; in diesem
Fall kann man die durch die Veränderung des Widerstandes erreichte Wirkung leicht
ermäßigen. Auf diese Weise kann eine annähernd gleich schnelle Entregung unabhängig
von den Zuständen der Maschine kurz vor dem Entregungsprozeß vor sich gehen und
die Wirkung des Schutzes der elektrischen Maschine gesteigert werden.