DE907078C

DE907078C - Regeleinrichtung bei Wechselstromgeneratoren mit ankerkompoundierter Erregermaschine

Info

Publication number: DE907078C
Application number: DEP53536A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Emil Rona
Original assignee: EMIL RONA DIPL ING
Current assignee: EMIL RONA DIPL ING
Priority date: 1949-09-01
Filing date: 1949-09-01
Publication date: 1955-08-29

Description

Regeleinrichtung bei Wechselstromgeneratoren mit ankerkompoundierter Erregermaschine Zur selbsttätigen Spannungsregelung von Wechselstromgeneratoren können bekanntlich ankerkompoundierte Erregermaschinen mit zwei Ankerwicklungen benutzt werden. Die eine Wicklung W2 nach Abb. I führt zum Kollektor underzeugtden Erregerstrom, die andere, W3, ist direkt über Schleifringe oder indirekt mit der Generatorarbeitswicklung in Reihe geschaltet und beeinflußt durch ihre AW das Erregerfeld, und zwar bei richtiger Phasenlage verstärkend bei nacheilendem, schwächend bei voreilendem Belastungsstrom. Bei Anzapfung der Wicklung W2 nach Art der Einankerumformer kann die Wicklung W3 gespart werden.
Bei Selbsterregung der Erregermaschine wird das f²ür das Generatorleerlauffeld 00 gebrauchte schwache Erregerleerlauffeld 0 nur von der Nebenschlußwicklung WI erzeugt, wobei der Eisenweg zur Sicherstellung der Stabilität und größtmöglichen Ausschaltung des störenden Hysteresiseinflusses in den Polkernen N und S oder auch im Joch bis zur Sättigungsgrenze eingeschnürt werden muß.
Das bei Belastung erforderliche Zusatzfeld muß sich dem Leerlauffeld überlagern und würde zu seiner Aufnahme im Pol und Joch wegen der werlangten Leerlaufsättigung ungünstig ausgenutzte Luft- und Eisenwege im Gefolge haben.
Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung nach Abb. I, wobei in der für die Kommutierung benötigten Pollücke eine feste oder verstelllbare Magnetbrücke b zur Vergrößerung des Polstreuflusses 0, eingebaut ist. Dessen Richtung ist je nach dem magnetischen Druck wechselnd. Während z. B. im Leerlauf der Flugß 0s von N nadh S gerichtet ist, kehrt er mit dem Anwachsen der längs magnetisierenden Komponente der AW von W3 seine Richtung um, und es ist durch diese Ausnutzung des positiven und negativen Teiles der magnetischen Kennlinie von 0s möglich, mit einem Kleinstaufwand von Eisen in der Brücke b und den Polschuhen auszukommen und außerdem durch gewollte Sättigungen im Bereich $S den durch die Generatorsättigung verursachten Spannungsbauch abzuschwächen, geradezubiegen oder umzukehren und den Kurzschlußstrom zu begrenzen.
Magnetische Brücken ähnlicher Art zwischen den Polen von elektrischen Maschinen sind in anderem Zusammenhang wohl schon bekanntgeworden, z. B. bei Schweißmaschinen zum Zwecke der Beseitigung der Remanenz oder bei Gleichstrommaschinen zur Spannungs- oder Drehzahlregelung oder zur Beeinflussung der Stromwendung.
Die von mir in die ankerkompoundierte Erregermaschine eingebaute Brücke hat indes die neuartige Hauptaufgabe, durch Vergrößerung der Polstreuung und die Differenzwirkung von mit Sättigung behafteten Flüssen den in den Anker übertretenden und die Erregerspannung erzeugenden Flüß-0 in Abhängigkeit von der Generatorlast so zu gestalten, daß bei Teillast eine hinter der Proportionalität mit dem Laststrom zurückbleibende Zusatzerregung erzielt und so die bekannte Krümmung in der Spannungskennlinie des Generators beseitigt wird.
Die Pole N und S sind im ganzen Regelbereich hoch gesättigt, die Brücke b dagegen nur im Leerlauf und bei Überlast. Infolge Ankerrückwirkung durch den Laststrom werden im Bereich von Leerlauf bis etwa ½ Last die Linien des Flusses s nur in kleiner Zahl von den Polen zum Anker abgedrängt, der Anstieg der Erregerspannung ist demnach geringer, während bei höherer Last im geradlinigen Bereich oder bei Nulldurchgang des Flusses 0s die Linien in dichterer Zahl zum Anker hinüberwechseln und höheren Erregerspannungszuwachs bewirken.
Für die Einstellung der Erregermaschine auf die gewünschte Spannungskennlinie, konstant, fallend oder steigend, gegebenenfalls mit Berücksichtigung eines wegzukompoundierendenDrehzahlabfalls, sind bestimmend das feste oder durch einen Transformator veränderliche Übersetzungsverhältnis zwischen W2 und W3' die Bürstenstellung, die durch Gehäuseverstellung veränderliche Phasenlage der Wicklung W3 zur Generatorarbeitswicklung und die Größe der magnetischen Widerstände. Die Brücke b kann nach der Erfindung tangential, radial oder axial verschöben werden, wodurch sich der magnetische Widerstand mit der Luftstrecke s oder (bzw. und) der Länge l ändert. Da sich hiermit zwangläufig auch die Charakteristik des Ankerflusses 0 ändert, so kann auch, um in passendem stabilem Bereich zu bleiben, eine Nachregelung des Isthmusquerschnittes des Poleisens, etwa durch Einfüllen magnetischer Füllstücke a in die Aussparungen der Pole, notwendig werden. Nach Abb. 2 wird die gemeinsame Verschiebung sämtlicher Brücken b durch einen Ring d und unabhängig oder abhängig davon diejenige der Füllstücke a durch einen Ring C bewerkstelligt, wobei die Ringe aus magnetischem oder auch unmagnetischem Material sein können, je nachdem, ob ein Einfluß dieser Zweigwege auf die Form der Charakteristik gewünscht wird oder nicht.
Außer durch Änderung der magnetischen Widerstände kann der Verlauf des Flusses 0s auch durch eine Wicklung W4 auf der Brücke b nach Abb. 3a im Haupt- oder Nebenschluß mit Parallel- oder Vorschaltwiderständen beeinflußt werden. Nach Abb. 3b kann die Wicklung W4 auch auf den zur Magnetbrücke ausgebildeten Polspitzen mit dem Luftspalt s und eventuell mit der Isthmusstrecke i sitzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Regeleinrichtung bei Wechselstromgeneratoren mit ankerkompoundierter Erregermaschine, deren Ankerwicklung direkt oder indirekt vom Generatorlaststrom durchflossen wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Pollücken der Erregermaschine magnetische Brücken fest oder regelbar zur Aufnahme eines Teiles des in den Anker übertretenden Kraftflusses eingebaut sind.
2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Brücken einiger oder aller Pole durch ein Verbindungsglied gemeinsam verstellbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufrechterhaltung der Stabilität dienende magnetische Engpässe im Eisen der Erregerpole durch Einfahren von magnetischen Füllstücken einzeln oder mittels eines Verbindungsgliedes gemeinsam veränderbar sind.
4. Einrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Brücken zusätzlich von einer vom Erregerstrom oder einem diesem proportionalen Zweigstrom durchflossenen und regelbaren Wicklung umschlungen werden.
5. Einrichtung nach Anspruch I und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Brücken von den durch eine Luftfuge bis auf einen erforderlichenfalls noch belassenen Eisenpfad getrennten Polspitzen gebildet werden und die diese umschlingende Wicklung zur Regelung dient. Angezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr, i58 730, 159:241, 233 235, 400 930, 5:20:205; USA.-Patentschrift Nr. 2 300 867; ETZ 1944, S. 139 bis 42; Arnold-la Cour «Wechselstromtechnik», 4. Bd., 2. Aufl., S. 149, 150, 173, 26o.