DE911392C - Anordnung zur Regelung von Betriebsgroessen von Synchronmaschinen - Google Patents

Anordnung zur Regelung von Betriebsgroessen von Synchronmaschinen

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DE911392C
DE911392C DEA9719D DEA0009719D DE911392C DE 911392 C DE911392 C DE 911392C DE A9719 D DEA9719 D DE A9719D DE A0009719 D DEA0009719 D DE A0009719D DE 911392 C DE911392 C DE 911392C
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DE
Germany
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voltage
grid
electron tube
arrangement
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Expired
Application number
DEA9719D
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Friedrich Hoelters
Dipl-Ing Otto Renner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AEG AG
Original Assignee
AEG AG
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P9/00Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/14Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output by variation of field
    • H02P9/38Self-excitation by current derived from rectification of both output voltage and output current of generator

Description

  • Anordnung zur Regelung von Betriebsgrößen von Synchronmaschinen Bei den heute überwiegend gebräuchlichen Schnellreglern treten häufig Schwierigkeiten auf, die durch die Verwendung mechanischer Kontakte begründet sind. Es wurde daher schon versucht, die mechanischen Kontakte durch rein elektrische Unterbrechungseinrichtungen zu ersetzen. So hat z. B. M e y e r in der ETZ, 192 r, Heft 26, solche Anordnungen für Steuerungszwecke angegeben. Ferner ist eine derartige Schaltung für Generatoren mit besonderer Erregermaschine bekannt, bei der die Steuerung des Gasentladungsapparates, der parallel zum Regelwiderstand der Feldwicklung der Erregermaschine liegt, durch einen Steuermagneten erfolgt. Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung von Betriebsgrößen von Synchronmaschinen mit besonderer Erregermaschine. Die Speisung der Erregerwicklung von Synchronmaschinen durch eine besondere Erregermaschine, z. B. einen Wechselstromgenerator in Verbindung mit einem gittergesteuerten Gleichrichter, weist folgende Nachteile auf: Es ist an der Erregermaschine neben den gewöhnlichen Schleifringen noch ein Kollektor zur Gleichstromentnahme für die eigene Feldwicklung vorzusehen. Die Gittersteuerung des Gleichrichters bringt es mit sich, daß das Feld der Hauptmaschine starke Pulsationen aufweist.
  • Gemäß der Erfindung werden zur Erregung von Synchronmaschinen kondensatorerregte Asynchrongeneratoren über ungesteuerte Gleichrichter ver- «-endet, wobei die Erregerspannung der Asynchrongerieratoren über gleichstrommagnetisierte Drosseln eingestellt wird. Als Schaltvorgang für den Vormagnetisierungskreis sind gemäß der Erfindung gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsgefäße vorgesehen, deren Steuerung von einer durch die zu regelnden Größen beeinflußten Elektronenröhre erfolgt.
  • Ein Ausführungsbeispiel -der Erfindung ist in Abb. i dargestellt. Die Feldwicklung i des Synchrongenerators z wird von dem kondensatorerregten Asynchrongenerator 3 über den ungesteuerten Gleichrichter q. gespeist. Der Asynchrongenerator wird seinerseits durch die Kondensatoren 5 erregt. Parallel zu den Kondensatoren liegt die Steuerdrossel 6, deren Vormagnetisierungswicklung 7 über die gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäße 8 an die Sekundärwicklung eines Transformators 9 geschaltet ist. Seine Primärwicklung kann an den Asy nchrongenerator bzw. an den Hauptgenerator bzw. an ein Fremdnetz angeschlossen sein. Die Gitter der Entladungsgefäße 8 sind über Schutzwiderstände, die Vorspannung Ei und den Widerstand io an die gemeinsame Kathode dei Entladungsgefäße gelegt. Der Widerstand io ist in den Anodenkreis der Elektronenröhre i i geschaltet. Die Anodenspannung der Elektronenröhre soll proportional der zu regelnden Größe gewählt werden. Die gezeichneten Abgriffe können also im Falle der Spannungsregelung eines Synchrongenerators über einen Gleichrichter an seine Klemmenspannung angeschlossen sein. Das Gitter der Elektronenröhre wird durch die Vorspannung E", und die Erregerspannung E des Hauptgenerators beeinflußt.
  • Bevor auf die Wirkungsweise der Einrichtung nach Abb. i eingegangen wird, soll noch kurz die Arbeitsweise sämtlicher Entladungsgefäße an Hand von "IM. a und 3 erläutert werden. In Abb. a sind die Anodenspannungen der Dampf- oder Gasentladungsgefäße dargestellt. Ihre Zündkennlinie möge der Einfachheit halber mit der Abszisse der Abb. 2 zusammenfallen. In Abb. z ist ferner übereinstimmend mit Abb. i Ei die negative Gittervorspannung der Entladungsgefäße und e der positive Spannungsabfall am Widerstand io im Anodenkreis der Elektronenröhre. Dieser Spannungsabfall ist also proportional dem Anodenstrom der Elektronenröhre. In Abb. 3 sind die Kennlinien i" = f (eg) der Elektronenröhre schematisch dargestellt. Parameter ist die Anodenspannung ii, die proportional der zu regelnden Größe, also der Klemmenspannung des Hauptgenerators, angenommen wird. Die Gitterspannung eg setzt sich aus der negativen Vorspannung EZ und der Erregerspannung F_ des Hauptgenerators zusammen.
  • Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei zunächst die Klemmenspannung des Hauptgenerators und damit die Anodenspannung der Elektronenröhre als konstant angenommen. Die Anodenspannung möge, wie in Abb. 3 dargestellt, etwa 9o Volt betragen. Die Vorspannung E., des Gitters und die Erregerspannung E mögen ebenfalls die gezeichnete Größe haben. Es fließt dann der in Abb.3 angedeutete Anodenstrom ia, und es stellt sich am Widerstand io eine Spannung e ein, bei der die Entladungsgefäße gezündet sind. Die Steuerdrossel wird vormagnetisiert und wirkt im Sinne einer Verkleinerung der Erregerspannung F_. -Mit E sinkt der Anodenstrom i" bzw. die Spannung e am Widerstand io so lange, bis die Entladungsgefäße gelöscht sind. Während der Löschperiode wird die Steuerdrossel entmagnetisiert, die Erregerspannung F_ steigt, die Entladungsgefäße zünden von neuem, und das Spiel wiederholt sich.
  • Der Wert, um den die Erregerspannung E im stationären Betrieb tirrilartig pendelt, ist festgelegt durch den Wert der Spannung e am Widerstand io bzw. durch den Anodenstrom i", bei dem die Entladungsgefäße gerade zünden. Sinkt nun die Klemmenspannung des Hauptgenerators und damit die Anodenspannung der Elektronenröhre infolge Belastung ab, so wird sich nach Abb. 3 ein erhöhter Wert der Erregerspannung einstellen. Die Regeleinrichtung läßt sich gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens dadurch vereinfachen und hinsichtlich der Schnelligkeit der Regelung verbessern, daß als Spannungsquelle für die Vormagnetisierungswicklung eine Gleichspannung verwendet wird. Ferner wird die Regeleinrichtung empfindlicher und kleiner, wenn man die Klemmenspannung des Hauptgenerators nicht als Anodenspannung der Elektronenröhre aufdrückt, sondern dieselbe in den Gitterkreis dieser Röhre einfügt. Die sich mit diesen Änderungen ergebende Schaltung ist in Abb. 4 angegeben. Die Vormagnetisierungswicklung 7 wird mit Hilfe der beiden Entladungsgefäße 8 und 9, die, wie schon erwähnt, an eine fremde Gleichspannungsquelle gelegt sind, ein- und ausgeschaltet. Die Entladungsgefäße erhalten ihre Steuerimpulse durch die Spannungen ei und e2, die an den Widerständen io und i i abgegriffen werden. Diese beiden. Widerstände liegen im Anodenkreis der Elektronenröhre 1z, die von der Spannung an der Feldwicklung der Hauptmaschine gespeist wird und deren Gitter über einen Spannungsteiler 13 eine der Erregerspannung der Hauptmaschine proportionale Spannung ei und mittels des Widerstandes 14 eine dem Hauptgenerator proportionale Spannung Uo aufgedrückt wird. Die Gitter aller Entladungsstrecken werden durch Vorspannungen Ei. E, und E3, die in der Abb.:I durch Batterien gekennzeichnet sind, auf den für den Betrieb erforderlichen Wert gebracht.
  • Die Arbeitsweise der Anordnung ist folgende: Es sei zunächst angenommen, daß die Klemmenspannung des Hauptgenerators und damit die Spannung UG konstant ist. Im betrachteten Augenblick sei nun die Röhre 8 eingeschaltet; dann wird durch die Vormagnetisierungswicklung die Spannung des Asynchrongenerators und damit auch die Erregerspannung der Hauptmaschine und die Gitterspannung ej der Elektronenröhre verringert. Der Anodenstrom und damit die Spannungen ei und e. werden ebenfalls kleiner, d. h. infolge der Gegenschaltung der Spannungen Ei und E2 wird die Gittersgannung der Entladungsgefäße 8 negativ und die des Gefäßes 9 positiv. Letztere Entladungsstrecke wird somit zünden und mit Hilfe des Löschkondensators 15 die Entladungsstrecke 8 löschen. Dabei ist es unter Umständen notwendig, daß sich die magnetische Energie der Vormagnetisierungswicklung über eine Entladungsstrecke mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung 16 entladen kann. Der Strom durch das Entladungsgefäß 9 wird durch den Schutzwiderstand 17 begrenzt. Mit der Abschaltung der Vormagnetisierungswicklung wird die Erregerspannung der Hauptmaschine und die von ihr abhängigen Größen ej, e. und e2 steigen, das Entladungsgefäß 8 zünden und das Gefäß 9 löschen. Es ergibt sich also ebenfalls wie bei der Anordnung nach Abb .i eine tirrilartige Regelung der Erregerspannung der Hauptmaschine um einen Mittelwert, dessen Größe sich durch Eingriff in das Gitter der Elektronenröhre verändern läßt. Dies wird benutzt, um die Spannung des Hauptgenerators mit der Regeleinrichtung zu erfassen. Diese wird in dem Meßglied 18 gleichgerichtet und über den Widerstand 1q. als Spannung UG dem Gitter der Elektronenröhre aufgedrückt. Aus der Abb. 5, die das Kennlinienbild der Elektronenröhre darstellt, ergibt sich, daß sich die Summe der Spannungen UG + ej im stationären Betrieb nur um den kleineren Betrag d e ändern kann, der solche Änderungen des Anodenstromes hervorruft, daß die Entladungsgefäße 8 bzw. 9 zünden. Die Summe UG + ej ergibt also bei richtiger Auslegung der Regeleinrichtung einen praktisch konstanten Wert U'. Nimmt z. B. infolge Belastung der Synchronmaschine die Spannung UG auf UG ab, so wird sich nach Ablauf des Regelvorganges ein neuer Wert ei' einstellen, so daß wieder UG -I- e j = U' ist. Um einen geringen Ungleichförmigkeitsgrad zu erhalten, ist es vorteilhaft, ef gegenüber UG möglichst klein zu machen, so daß bei geringen prozentualen Änderungen von UG sich bei konstanter Summe UG -I- ej = U' große prozentuale Änderungen von ej ergeben. Beide Regelanordnungen arbeiten nach Art eines statischen Reglers. Ihr Ungleichförmigkeits- und Unempfindlichkeitsgrad kann beliebig durch Zwischenschaltung eines Gleichstromverstärkers herabgedrückt werden, und zwar bei Abb. i zwischen die Erregerspannung und die Elektronenröhre, bei Abb.4 zwischen das Meßglied 18 und den Widerstand 1q.. Bei beiden Regelanordnungen kann eine astatische Regelung durch geeignete Schaltmittel erreicht werden.

Claims (3)

  1. PATEN TANSPRüCHE: i. Anordnung zur Regelung von Betriebsgrößen von Synchronmaschinen, die über ungesteuerte Gleichrichter erregt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichter von kondensatorerregten Asynchrongeneratoren gespeist werden und daß zur Regelung der Spannung der Asynchrongeneratoren gleichstromvormagnetisierte Drosseln vorgesehen sind, deren Gleichstrom von durch die zu regelnde Betriebsgröße beeinflußten gittergesteuerten Entladungsstrecken, vorzugsweise mit Dampf- oder Gasfüllung, geliefert wird.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter der die Drosseln steuernden Entladungsgefäße durch eine als Hilfsentladungsstrecke dienende Elektronenröhre gesteuert werden und daß diese von der Spannung an der Feldwicklung der Synchronmaschine und von der zu regelnden Betriebsgröße beeinflußt ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Elektronenröhre der eine Steuereinfluß dem Gitterkreis, der andere dem Anodenkreis zugeführt wird. q.. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Elektronenröhre beide Steuereinflüsse dem Gitterkreis zugeführt werden.
DEA9719D 1937-12-24 1937-12-24 Anordnung zur Regelung von Betriebsgroessen von Synchronmaschinen Expired DE911392C (de)

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