DE950135C - Steueranordnung zur Sicherung einer Mindesterregung bei Wechselstrom-Generatoren - Google Patents

Steueranordnung zur Sicherung einer Mindesterregung bei Wechselstrom-Generatoren

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DE950135C
DE950135C DEW15412A DEW0015412A DE950135C DE 950135 C DE950135 C DE 950135C DE W15412 A DEW15412 A DE W15412A DE W0015412 A DEW0015412 A DE W0015412A DE 950135 C DE950135 C DE 950135C
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DE
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windings
voltage
load
control
resistor
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Application number
DEW15412A
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English (en)
Inventor
Donald A Burt
James T Carleton
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CBS Corp
Original Assignee
Westinghouse Electric Corp
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    • 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
    • H02P9/10Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
    • H02P9/105Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load for increasing the stability

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  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)

Description

  • Steueranordnung zur Sicherung einer Mindesterregung bei Wechselstrom-Generatoren Außer der Aufrechterhaltung einer im wesentlichen konstanten Ausgangsspannung eines Generators ist es erwünscht, einen Stromkreis zur Sicherung einer Mindesterregung vorzusehen, damit der Generator nicht außer Tritt fällt. Die bisher hierzu verwendeten Stromkreissysteme haben manchen Nachteil. Beispielsweise sprechen viele dieser Systeme auf die Feldspannung des Generators an und sind Änderungen in der Temperatur der den Generator umgebenden Atmosphäre unterworfen. Ferner können die bekannten. Systeme nicht mit Sicherheit auf eine Größe eingestellt werden, die in der Nähe des Kippunktes des Generators liegt. Aus diesem Grunde ist ein mit einem derartigen System ausgerüsteter Generator außerstande, den vollen Vorteil der Leistungscharakteristik auszunutzen..
  • Ein weiterer Nachteil bekannter Systeme besteht darin, daß die Grenze der Minimumerregung in. der Größe der Systemspannung infolge Änderungen der Größe der Belastung oder der Zahl der Generatoren des gesamten Systems schwankt. Schließlich kann die Größe der Minimumerregung nicht ohne weiteres von einem Wert auf einen anderen umgestellt werden.
  • Hauptzweck der Erfindung ist die Schaffung eines Stromkreissystems zur Begrenzung der Minimumerregung eines Generators in Form eines Gerätes, das nur statische, das heißt keine beweglichen Teile aufweist.
  • Ferner soll das erfindungsgemäße System so eingestellt werden können, daß man einen Gegenwert erhält, der in der Nähe des Kippunktes des Generators liegt, dadurch, daß man einen magnetischen Verstärker in Wechselwirkung bringt mit einem Prüfkreis, der ausgangsseitig einerseits ein Maß für die Systemspannung und andererseits ein Maß für die Summe aus dem äußeren Reaktanz-Spannungsabfall des elektrischen Systems und dem Synchron-I#eaktanz-Spannungsabfall des Generators. liefert, derart, daß am Ausgang des magnetischen Verstärkers eine vorbestimmte Spannung entsteht, die erkennen läßt, ob die Polradspannung des Generators gegenüber der Verbraucherspannung ein Phasen. Voreilungs-Verhältnis von weniger oder mehr als 9o° besitzt, zum Zwecke der Regelung der Minimumerregung des Generators.
  • Die Figuren erläutern. die Erfindung, und zwar Fig. i A und i B in einem Schaltbild und Fig. 2 in einem Vektorendiagramm, das die verschiedenen Strom- und Spannungskomponenten zeigt, die durch den Systemkontrollkreis der Fig. i erhalten werden.
  • In den Fig. i A und i B ist ein Dreiphasengenerator io ohne ausgeprägte Pole mit einer Feldwicklung 12 gezeigt. Der Generator io versorgt die Leitungen 14, 16, 18 eines elektrischen Systems. Um an der Feldwicklung i2 eine Erregerspannung von verhältnismäßig hohem Wert zu erhalten, ist eine Erregermaschine 2o vorgesehen. Diese besteht aus einem Anker 22, der die Feldwicklung 12 des Generators io speist, einer Selbsterregerwicklung 24, die im Nebenschluß an. dem Anker 22liegt, einer Gegenfeldwicklung 26 und einer Verstärkerfeldwicklung 28, deren Zweck später erläutert wird. Um die Ausgangsspannung des Generators io im wesentlichen konstant zu halten, ist eine Regelschleife 30 vorgesehen, die einen Gegentaktmagnetverstärker 32 einschließt und mit der Ausgangsseite des Generators io sowie mit den Wicklungen 26 und 28 der Erregermaschine 20 verbunden ist.
  • Gemäß der Erfindung ist ein Kontrollkreis 34 zur Regelung der Minimumerregung an die Ausgangsseite des Generators io angeschlossen., der mit dem Verstärker 32 zusammenarbeitet in dem Sinne, daß ein Außertrittfallen des Generators vermieden. wird. Der Kontrollkreis 34 umfaßt einen Prüfkreis 36 und einen Gegentaktmagnetverstärker 38, der mit dem Prüfkreis 36 derart zusammenarbeitet, daß an seinem Ausgang eine Spannung entsteht, die anzeigt, ob der Spannungsabfall durch die Synchron-Reaktanz des Generators io gegenüber der Systemspannung um mehr oder weniger als 9o° phasenverschoben ist. Der Kontrollkreis 34 umfaßt weiterhin eine Sättigungsdrossel 40, die auf die Ausgangsspann.ung des Gegentaktmagnetverstärkers 38 anspricht, sowie einen Nebenschluß 42, der einen Teil des Steuersignals für den Gegentaktmagnetverstärker 32 kurzschließt, sobald die Größe der Ausgangsspannung der Sättigungsdrossel 4o einen vorbestimmten Wert erreicht, zu dem Zweck, eine vorbestimmte und im wesentlichen konstante Minimumerregung des Generators io einzubehalten.
  • Wie oben, ausgeführt, dient der Regelkreis 30 dazu, die Größe der Ausgangsspannung des Generators io im wesentlichen konstant zu halten. Aus Gründen der Übersichtlichkeit werden die Konstruktionsteile und die Wirkungsweise des Regelkreises 30 vor den Konstruktionselementen und der Wirkungsweise des Kreises 34 nachstehend beschrieben.
  • Der Gegen.taktmagnetverstärker 32 ist von der üblichen Ausführung und umfaßt zwei Hauptteile 46 und 48. Der Hauptteil 46 besteht aus zwei Magnetkernen 5o und 52, der Hauptteil 48 aus zwei Magnetkernen 54 und 56. Auf diesen Kernen befinden sichLastwicklungen. 58 bzw. 6o bzw. 62 bzw. 64. Wie üblich, wird die Selbstsättigung des Magnetverstärkers 32 erreicht durch Reihenschaltung der Lastwicklungen mit Selbstsättigungsgleichrichtern 66 bzw. 68 bzw. 70 bzw. 72.
  • Um eine Impulsverdoppelung im Hauptteil 46 zu erhalten, ist der aus der Lastwicklung 58 und dem zugehörigen Gleichrichter 66 bestehende Kreis parallel geschaltet mit dem aus der Lastwicklung 6o und dem Gleichrichter 68 gebildeten Kreis. In ähnlicher Weise ist zur Impulsverdoppelung im Hauptteil 48 der die Lastwicklung 62 in Reihe mit dem Gleichrichter 70 bildende Kreis parallel geschaltet mit dem die Lastwicklung 64 in Reihe mit dem Gleichrichter 72 bildenden Kreis.
  • Die Speisung der Lastwicklungen 58, 6o, 62 und 64 des Magnetverstärkers 32 erfolgt über einen Transformator 74, dessen Primärwicklung 76 im Beispielsfalle durch die Ausgangsspannung des Generators io gespeist wird und der zwei Sekundärwicklungen 78 und 8o besitzt. Wie ersichtlich, ist ein,Vollweg-Trockenlastgleichrichter 82 mit dem oben beschriebenen Parallelkreis des Hauptteiles 46 verbunden sowie mit der Sekundärwicklung 78 des Transformators 74 zu dem Zweck der Erzeugung eines Gleichstromes für den Hauptteil .I6.
  • In ähnlicher Weise ist ein Vollweg- (Zweiweg-) Trockengleichrichter 84 verbunden mit dem oben erläuterten Parallelkreis des Hauptteiles 48 und mit der Sekundärwicklung 8o des Transformators 74 zur Erzeugung eines Gleichstromes für den Hauptteil 48.
  • Im Beispielsfalle spricht die Feldverstärkungswicklung 28 der Erregermaschine 20 auf den Gleichrichter 82 und die Feldgegenwicklung 26 der Erregermaschine 2o auf den Gleichrichter 84 an. Die Wicklung 26 arbeitet der Wicklung 28 entgegen. Um eine im wesentlichen gleiche und entgegengesetzte Wirkung der Wicklungen 26 und 28 zu erhalten, wenn die Ausgangsspannung des Generators io ihren eingestellten Wert hat, sind veränderliche Widerstände 86 und 87 in Reihe mit der Feldwicklung 28 bzw. der Gegenwicklung 26 vorgesehen.
  • Um jedem der Hauptteile 46 und 48 des magnetischen Verstärkers 32 eine Vorspannung in der Größenordnung der Hälfte ihrer Leistung zu geben, sind Vorspannwickltingen 9o, 92, 94 und 96 in induktiver Anordnung auf den Magnetkernen. 5o bzw. 52 b.zw. 54 bzw. 56 vorgesehen. Die Wicklungen 9o, 92, 94 und 96 sind miteinander in Reihe geschaltet und liegen an Leitungen 98 und ioo, die Gleichspannung führen. Im Betrieb erzeugt der die Vorspannwicklungen 9o, 92, 94 und 96 durchfließende Strom in den zugehörigen Magnetkernen einen Fluß, der entgegengesetzt gerichtet ist dem Fluß, welchen der durch die Lastwicklungen 58, 6o, 62 und 64 bzw. fließende Strom erzeugt.
  • Um einen Bezugs- oder Vergleichspunkt zu erhalten, von dem aus in jedem der Hauptteile 46 und 48 des magnetischenVerstärkers 32 gearbeitet wird, sindWicklungen io2, io4, io6 und io8 auf den entsprechenden Kernen 5o, 52, 54, 56 angeordnet, und zwar derart, daß der durch die Wicklungen io2 und 104 fließende Strom einen Fluß erzeugt, der entgegengesetzt ist dem Fluß, den die entsprechenden Vorspannungswicklungen 9o und 92 erzeugen, wohingegen der durch die Wicklungen io6 und io8 fließende Strom einen Fluß erzeugt, der sich zu dem Fluß addiert, den die entsprechenden Vorspan.-nungswicklungen 94 und 96 erzeugen. Wie ersichtlich, sind die Wicklungen io2, 104, io6 und io8 untereinander und mit anderen, später zu erläuternden Wicklungen in Reihe geschaltet; dieser Stromkreis ist mit den Ausgangsklemmen eines Vollweggleichrichters iio verbunden. Um den durch die Wicklungen io2, 104, io6 und io8 fließenden Strom im wesentlichen konstant zu halten, sind die Eingangsklemmen des Gleichrichters iio an eine Einrichtung 112 gelegt, die eine im wesentlichen konstante Wechselstromspannung erzeugt, unabhängig von der Größe der Ausgangsspannung des Generators, welche diese Einrichtung speist.
  • Wie üblich, sind Regelwicklungen 114, 116, 118 und 120 auf den Kernen 50, 52, 54 und 56 vorgesehen. Diese Regelwicklungen. sind untereinander in Reihe geschaltet; dieser Stromkreis liegt an den Ausgangsklemmen eines Vollweg-Trockengleichrichters 122. Die Eingangsklemmen des letzteren sind mit den Leitungen 14 und i8 über einen Regeltransformator 124 verbunden, so daß der durch. die Wicklungen 114, 116, 118 und 12o fließende Strom auf die erforderliche Größe eingeregelt werden kann.
  • Die Regelwicklungen 114, 116, 118 und i2o sind auf ihren zugehörigen Magnetkernen 5o, 52, 54 und 56 so angeordnet, daß bei Durchgang eines Stromes in den Kernen ein Fluß erzeugt wird, der entgegengesetzt gerichtet ist dem Fluß, welchen ein durch dieWicklungenio2, io4, io6 und io8 fließender Strom erzeugt. Somit wird, wenn die Ausgangsspannung des Generators io über den Normalwert steigt, der durch die Regelwicklungen 114, i i6, 118 und 120 fließende Strom vergrößert; dadurch wird der ausgangsseitige Strom des Hauptteiles 46 des Verstärkers 32 geschwächt, der ausgangsseitige Strom des Hauptteiles 48 des Gegentaktverstärkers 32 verstärkt. Die Folge ist eine Erhöhung des durch die Feldwicklung 26 der Erregermaschine 2o fließenden Stromes und eine S chwächung des durch die Feldwicklung 28 fließenden Stromes; die Ausgangsspannung der Erregermaschine 2o sinkt. Dies hat eine Verringerung der Spannung an der Feldwicklung 12 des Generators io zur Folge; diese Spannung kehrt auf ihren Normalwert zurück.
  • Andererseits verringert ein Abfallen der Ausgangsspannung des Generators io auf einen Wert unterhalb des Normalwertes die Größe des Stromes, der durch die Regelwicklungen 114, 116, 118 und i2o fließt. Eine Verringerung des Stromflusses durch diese Wicklungen bringt den Gegentakt-Magnetverstärker 32 in solcher Richtung aus dem Gleichgewicht, daß der Ausgangsstrom aus dem Teil 46 dieses Verstärkers steigt und der Ausgangsstrom aus dem Teil 48 sinkt. Dies hat eine Zunahme der Größe des Stromes zur Folge, der durch die Wicklung 28 der Erregermaschine 2o fließt, und eine Verringerung der Größe des Stromes, der durch die Wicklung 26 dieser Erregermaschine fließt. Dadurch werden sowohl die Ausgangsspannung dieser Erregermaschine 20 als auch die an der Feldwicklung 12 des Generators io liegende Spannung vergrößert, und die Ausgangsspannung des Generators io kehrt auf ihren Normalwert zurück.
  • Der die Minimumgrenze der Erregung festlegende Kreis 34 wird im folgenden beschrieben. Ganz allgemein umfaßt der Prüfkreis 36 einen Kreis 13o, der sowohl durch die Klemmenspannung des Generators io, wie durch den. Ausgangsstrom dieses Generators beeinflußt wird, zu dem Zweck, einen vorbestimmten Spannungswert der Systemspannung zu erhalten. Der Kreis 130 schließt einen variablen Widerstand 131 und einen Spannungswandler 132 mit Primärwicklung 134 und Sekundärwicklung 136 ein. Die Primärwicklung 134 ist an den. Phasen. 14 und 18 angeschlossen, wodurch der Kreis 130 in Abhängigkeit von der Klemmenspannung des Generators io steht. An der Sekundärwicklung 136 erscheint eine Spannung, die proportional ist der Klemmenspannung des Generators io. Andererseits ist der veränderliche Widerstand 131 mit einem Hauptstromwandler 140 verbunden, -so daß der Kreis 13o auch in Abhängigkeit von-dem Ausgangsstrom des Generators 10 steht. Der veränderliche Widerstand 131 liegt in Reihe mit der Sekundärwicklung 136 des-Spannungswandlers 132. Auf diese Weise ergibt sich an dem den Widerstand 131 und die Sekundärwicklung 136 einschließenden Kreis eine Spannung, welche der Systemspannung proportional ist. Die Fig. 2 erläutert dies. In dieser Figur bedeutet der Vektor Et die Klemmenspannung des Generators io und der Vektor ES die Verbraucherspannung. Der Vektor j iX, bedeutet den äußeren Reaktanz-Spannungsabfall des elektrischen Systems; ein. Maß dieses Spannungsabfalles erscheint an dem veränderlichen Widerstand 131. Durch Regelung dieses Widerstandes 131 wird der äußere Reaktanz-Spannungsabfall des elektrischen Übertragungssystems nachgebildet.
  • Der Strom wird an Phase 16 gemessen zu dem Zweck, seine Phase im Verhältnis zu Et um 9o° zu verschieben. Die an dem Widerstand 131 entstehende Wechselspannung kann proportional und phasengleich gemacht-werden. mit dem äußeren Reaktanz-Spannungsabfall j i Xe. Durch Addition der Wechselspannung an dem Widerstand 131 zu der Wechselspannung- an der Sekundärwicklung 136 kann die Verbraucherspannung ES reproduziert werden. Bei dem gezeichneten Beispiel wird das geeignete Phasenverhältnis zwischen dem Ausgangsstrom des Generators fo und der Klemmenspannung dieses Generators für eine gegebene Betriebsbedingung erreicht durch Verbindung der Primärwicklung 134 des Transformators 132 mit den Phasen 14 und 18 und durch elektrische Vereinigung des Hauptstromwandlers 140 mit Phase 16. Indessen ist ersichtlich, daß das geeignete Phasenverhältnis zwischen der Klemmenspannung und dem Ausgangsstrom des Generators fo für eine gegebene Betriebsbedingung erhalten werden kann durch Anordnung eines geeigneten Phasenverschiebungskreises (nicht gezeichnet) zwischen, dem Iiauptstromwandler 140 und dem veränderlichen Widerstand 131.
  • Der Prüfkreis 36 schließt ferner einen Kreis 141 ein, der dazu dient, eine vorbestimmte Stromgröße proportional der Summe aus dem Synchron-Reaktanz-Spannungsabfall des Generators fo und dem äußeren Reaktanz-Spannungsabfall des elektrischen Systems zu erhalten. Im besonderen ist ein. Hilfsspannungswandler 142, der eine Primärwicklung 144 und eine angezapfte Sekundärwicklung 146 aufweist, so zwischen dem Hauptstromwandler 140 und den veränderlichen Widerstand 131 geschaltet, daß der von dem Hilfsstromwandler 142 sekundärseitig abgegebeneWechselstrom proportional ist der Summe aus dem Synchron-Reaktanz-Spannungsabfall des Generators fo und dem äußeren. Reaktanz-Spannungsabfall des elektrischen Systems. Der veränderliche Widerstand 131 liegt in Reihe mit der Primärwicklung 144 des Hilfsstromwandlers 142 und an dem Hauptstromwandler 140. Durch Veränderung der Abzapfung der Sekundärwicklung 146 wird ein geeignetes Maß der Summe aus dem Synchron-Reaktanz-Spannungsabfall des Generators fo und aus dem äußeren. Reaktanz-Spannungsabfall des elektrischen Systems erhalten.
  • In Fig. 2 werden die Synchron-Reaktanz des Generators fo durch den Vektor jiXd und die Summe aus dem Synchron-Reaktanz-Spannungsabfall des Generators fo und aus dem äußeren Reaktanz-Spannungsabfall des elektrischen, Systems durch die Vektorensumme j i Xd- und j i Xe darges' -Ilt. Der verbleibende Vektor Ed der Fig. 2 bedeutet die Polradspannung. Wenn der Winkel 0 zwischen dem Vektor E" und dem Vektor ES größer als 9o°` wird, dann fällt der Generator fo, wenn es sich um einen solchen ohne ausgeprägten. Pol handelt, außer Tritt, sofern er manuell geregelt wird. Mit anderen Worten, wenn die Proj ektion des Vektors (j i X" -I- j i Xj auf den Vektor ES kleiner wird als der Vektor ES, dann fällt der Generator fo nicht außerTritt. Wenn sie aber größer wird, dann fällt der Generator fo außer Tritt.
  • Um eine Spannung zu erhalten, die proportional ist der Differenz zwischen ES und cos 0 - (j i X" -f- j i Xe) und eine Spannung, die erkennen läßt, ob Es größer oder kleiner ist als der Wert cos 0 - (j i Xd -f- j i Xe), wird der Gegentakt-Magnetverstärker 38 in. Abhängigkeit gesetzt von der Spannung in dem Kreis, der den veränderlichen Widerstand 131 und die Sekundärwicklung des Spannungswandlers 132 einschließt, und in. Abhängigkeit von dem Strom, der von der Sekundärwicklung 146 des Hilfsstromwandlers 142 fließt.
  • Der Gegentakt-Magnetverstärker 38 besteht aus den Hauptteilen i5o und 152. Der Teil 15o umfaßt Magnetkerne 154 und 156, der Teil 152 Magnetkerne 158 und 16o. Auf den Kernen. 154, 156, 158 und 16o sind Lastwicklungen 162, 164, 166 und 168 beziehungsweise angeordnet. Die Selbstsättigung des Magnetverstärkers 38 wird erhalten durch beziehungsweise Reihenschaltung der Wicklungen 162, 164, 166 und 168 mit Selbstsättigungsgleichrichtern,170, 172, 174 und 176. Zur Impulsverdoppelung des Teiles 15o wird der die Lastwicklung 162 und den Selbstsättigungsgleichrichter 170 in Reihenschaltung erhaltende Kreis parallel gelegt zu einem Kreis, welcher die Lastwicklung 164 und den Selhstsättigungsgleichrichter 172 in Reihenschaltung enthält. In ähnlicher Weise ist der die Lastwicklung 166 und den Selbstsättigungsgleichrichter 174 in Reihenschaltung einschließende Kreis parallel geschaltet mit dem Kreis, der die Lastwicklung 168 und den. Selbstsättigungsgleichrich.ter 176 in Reihenschaltung umfaßt.
  • Um den geeigneten Spannungswert für die Lastwicklungen, 162, 164, 166 und 168 des Gegentakt-Magnetverstärkers 38 sowie eine galvanische Trennung der Teile 15o und 152 zu erhalten, ist ein Wandler 18o vorgesehen, der eine Primärwicklung 182 und zwei Sekundärwicklungen 184 und. 186 aufweist. Wie gezeigt, liegt die Primärwicklung an dem in Reihe geschalteten Stromkreis des veränder-IichenWiderstandes 131 und der Sekundärwicklung 136 des Spannungswandlers 132. Der Transformator i8o wird somit durch die Größe der Systemspannung ES beaufschlagt.
  • Die Lastwicklungen 162 und 164 des Teiles i5o des Magnetverstärkers 38 sind abhängig gemacht von der Spannung an der Sekundärwicklung 184 des Wandlers igo durch Verbindung des erwähnten Parallelkreises des Teiles i5o mit der Sekundärwicklimg 184 ünd mit einem Vollweg-Trockenlastgleichrichter 188. In ähnlicher Weise sind die Lastwicklungen 166 und 168 des Teiles 152 des Verstärkers 38 abhängig gemacht von der Spannung an der Sekundärwicklung 186 durch Verbindung des vorerwähnten. Parallelkreises des Teiles 152 mit der Sekundärwicklung 186 und mit einem Vollweg-Trockenlastgleichrichter igo. Andererseits wird die Differenz an den Ausgängen der Teile 150 und 152 des Gegentakt-Magnetverstärkers 38 erhalten durch eine solche Verbindung der Lastwiderstände 192 und 194 untereinander und mit den Ausgangsklemmen. der Gleichrichter 188 bzw. igo, so daß die Differenz genannten Spannungen über den Ausgängen der Teile 150 und i52 an den' kombinierten Lastwiderständen. 192 und 194 erscheint.
  • Zur Vorspannung derTeile 15o und 152 des Verstärkers 38 auf ungefähr halbe Leistung sind Vorspannwicklungen 196, 198, Zoo und 202 auf den Magnetkernen 154,156,158 und 16obeziehungsweise vorgesehen.. Die Wicklungen 196 und. 198 sind untereinander und mit einem veränderlichenWiderstan.d 203 in Reihe geschaltet. Dieser Kreis liegt an den Leitern.98 und ioo, die eine konstante Gleichspannung führen. Die Vorspannungswicklungen Zoo und 2o2 sind ebenfalls in Reihe miteinander und mit einem veränderlichen. Widerstand 2o5 geschaltet. Dieser Stromkreis liegt ebenfalls an den Leitern 98 und ioo. Jede der Vorspannwicklungen 196,- 198, Zoo und 2o2 ist zur zugehörigen. Lastwicklung 162, 16a., 166 und 168 so geschaltet, daß der durch. sie fließende Strom in, den Kernen 154, 156, 158 b.zw. 16o einen. Fluß erzeugt, der entgegengesetzt gerichtet ist dem Fluß, der durch den die Lastwicklungen 162, 164, 166 und 168 durchfließender. Strom entsteht.
  • Auf den Magnetkernen 154, 156, 1-58 und 16o sind beziehungsweise Gleichstrom-Regelwicklungen 20-1., 2o6, 208 und 2io angeordnet. Diese sind untereinander und mit einem veränderlichen Widerstand .:12 in Reihe geschaltet; der Stromkreis liegt an den Ausga?igsklemmen eines Vollweg-Trockengleichrichters 211. Die Eingangsklemmen des letzteren liegen in Reihe mit dem veränderlichen. Widerstand 131 und der Sekundärwicklung 136 des Spannungswandlers 132. Die Regelwicklungen 2o4, 2o6, 208 und -2io sind daher abhängig von einer Spannung, die proportional ist der Systemspannung ES. Außerdem sind die Regelwicklungen 204 und 2o6 des Teiles 150 des '.lagnetverstärlcers 38 anf ihren zugehörigen Kernen 154 und 156 so angeordnet, daß der durch sie fließende Strom in den Kernen einen Fluß erzeugt, der den. Fluß versiärkt, welcher von dem durch die Wicklungen. 162 bzw. 164 fließenden S'rotn erzeugt wird. Die Wicklungen2oe und 2io des Teiles 152 hingegen sind auf den zugehörigen Kernen 158 und i6o so angeordnet, daß der durch die @A'icklungen 208 und 2io fließende Strom in den Kernen einen. Fluß erzeugt, der entgegengesetzt ge- richtet ist dem Fluß, welchen der die Lastwieldungen 166 bzx.v-. 168 durchfließende Strom erzeugt.
  • Aaf den Kernen i54, 156, 158 bzw. 16o sind fernerWechsvelstrom-Regelwicklungen216, 218, 220 und 222 angeordnet. Um diese Wicklungen abhängig zu machen von dem Maß i (Xe -f- X"), sind diese \,@'icldungen niit der Sekundärwicklung 146 des Hilfsstromwandlers i4o verbunden. Die genannten Wicldungen sind. auf ihren Kernen 154, 156, 158 bzw. i6o so angeordnet, daß während der Umstellpha.se im Betrieb, wenn die Lastwicklungen 162, 16..1, 166 und 168 keinen Laststrom führen, der durch die Wechselstrom-Regelwicklungen 216, 218, 220 und 222 fließende Strom einen Fluß erzeugt, der entgegengesetzt gerichtet ist dem Fluß, welchen der durch die Gleichstrom-Regelwicklungen 204, 2o6, 2o8 bzw. 2io fließende Strom erzeugt. Die relativen. Größen. des durch die Wechselstrom-Regelwicklungen 216, 218, 22o und 22.2 und die Gleichstrom-Regelwicklungen 204, 2o6, 2o8 und 2io fließendem Stromes bestimmt die Polarität und die Größe der Ausgangsspannung des Gegentaktverstärkers 38. Diese wird später bei der Beschreibung der Arbeitsweise, des Minimumerregerstromkreises 34 erläutert werden..
  • Auf den Kernen. 15q., 156, 158 bzw. 16o sind schließlich Rückkopplungswicklungen 224, 226, 228 und 230 vorgesehen. Diese Rückkopplungswicklungen sprechen auf die Ausgangsspannung des Verstärkers 38 an und sind auf den zugehörigen Kernen so angeordnet, daß der durchfließende Strom einen Fluß erzeugt, der den resultierenden Flüssen entgegengesetzt gerichtet ist, die in. den Magnetkernen durch die Wechselstrom-Regelwicklungen 216, 218, 220 und 222- und die Gleichstrom-Regelwicklungen 204, 2o6, 2o8 und 2io erzeugt werden. Die Rückkopplungswicklungen 224, 226, 228 und 230 sind untereinander und mit einem veränderlichen Widerstand 232 in Reihe geschaltet; dieserWiderStandkann eingestellt werden .-,-= Festlegung der Größe des Stromes, der durch diese Wicklungen fließt. Ein Ende des erwähnten Stromkreises liegt an dem einen Ende des Lastwiderstandes i92, und das andere Ende ist verbunden mit dem einen Ende des Lastwiderstandes 194. Auf diese Weise wird durch die Wicklungen 22.4., 226, 228 und 230 eine Dämpfung erhalten zu dem Zweck, die Linearität der Ausgangsspannung des Gegentakt-Verstärkers 38 zu verbessern.
  • Die Ausgangsspannung eines wechsel#ztromgeste:uerten. Ausgleichs-Gegentaktverstärkers ist proportional der Größe des Wechselstrome::, de- durch die Wechselstrom-Regehvicklungen iiel.it. :nal dem Kosinus des Winkels zwischen der Speisespannung und dem Wechselstrom, der durch die Wechselstrom-Regelwicklungen fließt. E@ ist daher, wenn man nur die Wechselstr,#,m-Regelwicklu7gen 216, -,18,:2:2o, und 222 und die Lastwicklungen 162, 164, 166 und 168 des Verstärkers 3 8 betrachtet, die Ausgangsspannung des Verstärkers proportional dem Wert cos 0 - i (X, -f- Xd). Worin i. l X @- X,1) die Spannung darstellt, die proportional ist. dem Strom, der durch die Wechselstt-om-lZegelwiclclungen 216, 218, 22,0 und 222 fliei-, und vorig (-b der Winkel zwischen ES, der Speisesl-,ai=nttng a-ii den Lastwicklungen 162, 16a, 166 und und i (XE -I- Xd) ist. Zieht man auch die durch die Gleichstrom-Regelwicklungen 2o4, 2o6, 2o8 11n(1 2io erzeugte Wirkung in Betracht, dann ist dic Ausgangsspannung des Gegentakt-Verstärkers 38 proportional dem Wert Es-cos (-b ' i - (X, -I- Xd), da im Betrieb der durch die Gleichstrom-Regelwicklungen 204, 2o6, 2o8 und 2io fließende Strom proportional Es ist und die Wirkung des durch diese Wicklungen fließenden Stromes entgegengesetzt ist der Wirkung der Wechselstrom-Regelwickiungen 216, 218, 22o bzw. 222. Hervorzuheben ist, daß Änderungen in der Größe der Spannung ES des Stromkreises, welcher den Widerstand 131 und die Sekundärwicklung 136 einschließt, angelegt an die Lastwicklungen 162, 16q., 166 und 168, keine Änderung in der Größe oder Polarität der Ausgangsspannung des Gegentaktverstärkers 38 hervorrufen.
  • Die Sättigungsdrossel 4o ist zu dem Zweck vorgesehen, die Leistung des Gegentaktverstärkers 38 zu erhöhen und an einem veränderlichen Widerstand 234 eine Spannung zu erzeugen, die sich entsprechend der Größe und Polarität der Ausgangsspannung des Verstärkers 38 ändert. In dem vorliegenden Beispiel umfaßt die Sättigungsdrossel 40 Magnetkerne 236 und 238, auf welchen Lastwicklungen 24o bzw. 242 angeordnet sind. Zur Energieversorgung dieser Lastwicklungen ist ein Spannungswandler 244 vorgesehen, der eine Primärwicklung 246 und eine Sekundärwicklung 248 aufweist und mit einem Vollweg-Trockengleichrichter 250 und den Lastwicklungen 240 und 242 zusammengeschaltet ist. Die Primärwicklung 246 des Transformators 244 liegt an den Leitungen 14 und 18; die Sekundärwicklung 248 liegt in Reihe mit den Lastwicklungen 24o und 242 und mit den Eingangsklemmen des Gleichrichters 25o.
  • Um die Sättigungsdrossel 4o abhängig zu machen von der Ausgangsspannung des Verstärkers 38, sind Regelwicklungen 252 und 254 auf den Kernen 236 und 238 vorgesehen. Diese Regelwicklungen sind untereinander in Reihe geschaltet und liegen an den Lastwiderständen 1g2 und 194 des Verstärkers 38.
  • Um eine größere Leistung der Sättigungsdrossei 40 zu erhalten, sind auf den Kernen 236 und 238 Rückkopplungswicklungen 258 bzw. 26o angeordnet. Diese Rückkopplungswicklungen sind mit dem veränderlichen Widerstand 234 in Reihe an die Ausgangsklemmen des Gleichrichters 25o gelegt. Sie sind so auf den Kernen 236 bzw. 238 angeordnet, daß der durchfließende Strom in den erwähnten Kernen einen Fluß erzeugt, der den Fluß verstärkt, welcher von dem durch die Regelwicklungen 252 und 254 fließenden Strom erzeugt wird, wenn die Ausgangsspannung des Gegentaktverstärkers 38 von der gezeichneten Polarität ist. Auf diese Weise ergibt sich durch die Rückkopplungswicklungen 258 und 26o eine positive Rückkopplung der Sättigungsdrossel 40.
  • Um zwischen dem oberen Ende des veränderlichen Wide-standes234 und dem beweglichen Kontakt 262 desselben eine Spannung zu erhalten, die von gleicher Größe ist wie die Spannung zwischen den Punkten 264 und 266, wenn der durch die Wicklungen 252 und 25.a. der Sättigungsdrossel 40 fließende Strom Null ist, sind Bezugs- oder Vergleichswicklungen 268 und 27o auf den Kernen 236 bzw. 238 vorgesehen. Diese Wicklungen 268 und 27o sind untereinander und mit den Vergleichswicklungen 1o2, ro4, 1o6 und 1o8 des Gegentaktverstärkers 32 in Reihe geschaltet. Dieser letztere Stromkreis ist an die Ausgangsklemmen des Gleichrichters 11o gelegt. Auf diese Weise wird ein im wesentlichen konstanter Strom durch die Bezugswicklungen 268 und 27o der Sättigungsdrossel 4o erreicht.
  • Um zu verhindern, daß der Minimumerregerstromkreis 34 aus den Regelwicklungen 11q., 116, 118 und 12o des Gegentaktverstärkers 32 mit Strom gespeist wird, wenn die Größe der Spannung zwischen dem oberen Ende des veränderlichen Widerstandes 234 und dem beweglichen Kontakt 262 größer als die Spannung zwischen den Punkten 264 und 266 ist, ist ein Gleichrichter 272 vorgesehen. Dieser verbindet einen vorbestimmten Teil des veränderlichen Widerstandes 234 in Parallelschaltung mit den in Reihe geschalteten Regelwicklungen 114, 116, 118 und 12o des Gegentakt-Magnetverstärkers 32. Die Spannung an dem vorbestimmten Teil des veränderlichen Widerstandes 234 wird durch ein Sieb 274 gefiltert, um eine niedrige Wellen- oder Brummspannung zu erhalten und so Eigenwirkung des Gleichrichters 272 zu gewährleisten. Die Filterdrossel 276 des Filters 274 ist eine Sättigungsdrossel, die gesättigt wird, wenn der Gleichrichter 272 in Vorwärtsrichtung zu leiten beginnt, um hierdurch die Ansprechzeit zu verkürzen.
  • Vor Inbetriebnahme des Minimumerregerkreises 34 sind zunächst gewisse Einstellungen vorzunehmen. Beispielsweise sollen die veränderlichen Widerstände 2o3 und 2o5 so eingestellt werden, daß man ungefähr die halbe Leistung für jeden der beiden Teile 15o und 152 des Gegentaktverstärkers 38 erhält. Ferner ist der veränderliche Widerstand 131 so einzustellen, daß sich der passende Wert für j i Xe ergibt. Die Anzapfung der Sekundärwicklung 146 des Hilfsstromwandlers 142 wird so eingestellt, daß man den passenden Wert für j i (Xe -I-- Xd) erhält. Sodann soll der veränderliche Widerstand 212 so eingestellt werden, daß der Fluß, welchen der durch die Wechselstrom-Regelwicklungen 216, 218, 22o und 222 fließende Strom erzeugt, während des Umkehr- oder Umstellteiles des Betriebes gleich oder entgegengesetzt ist dem Fluß, der erzeugt wird von dem durch die Gleichstrom-Regelwicklungen 204, 2o6, 2o8 und 210' fließenden Strom, wenn die Polradspannung Ed des Generators ro der Systemspannung ES um 9o° voreilt. Der bewegliche Kontakt 262 des Widerstandes 234 ist so einzustellen, daß die Spannung zwischen diesem Kontakt und dem oberen Ende des veränderlichen Widerstandes 234 gleich ist der Spannung zwischen den Punkten 264 und 266. wenn der durch die Regelwicklungen 252. und 254 der Sättigungsdrossel 4o fließende Strom Null ist. Auf diese Weise wird die Spannung zwischen dem beweglichen Kontakt 262 und dem gemäß Zeichnung obenliegenden Ende des Widerstandes 234 gleich der Spannung zwischen den Punkten 264 und 266, wenn die Polradspannung Ed des Generators ro gegenüber der Systemspannung ES um 90`° voreilt.
  • Die Arbeitsweise des Minimumerregerkreises 34 ergibt sich aus nachfolgender Beschreibung. Angenommen, die Bedingungen des elektrischen Systems sind so, daß die Polradspannung Ed gegenüber der Systemspannung ES eine geringere Voreilung als 90°' besitzt, dann ist die Systemspannung ES größer als der Wert cos 0 - i - (Xe -i- Xd). Die Leistung des Gleichrichters 214 ist daher eine solche, daß ein durch die Gleichstrom-Regelwicklungen 204, 2o6, 2o8 und 21o fließender Strom entsteht, der in den Kernen 15q., 156, 158 bzw. 16o einen Fluß erzeugt, welcher größer ist als der Fluß, den der durch die Wechselstrom-Regelwicklungen 216, 2i8,-:22o bzw. 222 fließende Strom hervorbringt.
  • Angenommen, das obere Ende der Sekundärwicklung 146 des Transformators 141 sei beim Betrachtungsaugenblick gegenüber dem unteren Teil von positiver Polarität, und ferner angenommen, die linken Enden der Sekundärwicklung 184 und 186 des Transformators 18o seien gegenüber den rechten Enden ebenfalls von positiver Polarität (wie gezeichnet), dann fließt Strom von dein.. linken Ende der Sekundärwicklung 184 durch .die Lastwicklung 162 des Teiles 15o, den Selbstsättigungsgleichrichter 170, den Lastgleichrichter 188, den Widerstand 192 und den Gleichrichter 188 zu dem rechten Ende der Sekundärwicklung 184. Zur gleichen Zeit fließt Strom von dem linken Ende der Sekundärwicklung 186 durch die Lastwicklung 168 des Teiles 152, den Selbstsättigungsgleichrichter 176, den Lastgleichrichter igo, den Lastwiderstand 194 und den Gleichrichter ago zu dem rechten Ende der Sekundärwicklung 186 des Transformators 18o.
  • Während dieser Halbperiode fließt auch, wenn die Spannung an den Sekundärwicklungen von der dargestellten Polarität ist, Strom von der Abzweigung der Sekundärwicklung 146 durch die Wechselstrom-Regelwicklungen 216, 218, 22o und 222 zu dem unteren Ende der Sekundärwicklung 146. Der durch die Wechselstrom-Regelwicklungen 2o6 und 2o8 während dieses Teiles der Periode fließende Strom hat solche Richtung, daß in den Kernen 156 bzw. 158 ein Fluß erzeugt wird, der dem Fluß entgegengesetzt ist, welcher von den durch die verbundenen Gleichstrom-Regelwicklungen 218 und 22o fließenden Strom erzeugt wird. Auf diese Weise findet während dieses Teiles der Periode die Umstellung in den Kernen 156 und 158 statt, wobei der resultierende Fluß in den Kernelementen 156 und 158 bestimmt wird durch die relative Größe der Flüsse, die durch die Wechselstrom-Regelwicklungen 218 und 22o einerseits und die Gleichstrom-Regelwicklungen 2o6 und 2o8 andererseits erzeugt werden. Da gemäß Annahme die Systemspannung ES größer war als der Wert cos O ' i - (X, -I- Xd), 'St der durch die Gleichstrom-Regelwicklungen 2o6 und 2o8 erzeugte Fluß größer als der durch die Wechselstrom-Regelwicklungen 218 und 22o erzeugte. Da der durch die Gleichstrom-Regelwicklung 2o8 und die Wechselstrom-Regelwicklung 22o erzeugte resultierende Fluß eine den durch die Vorspannungswicklung Zoo erzeugten Fluß verstärkende Richtung und der durch die Gleichstrom-Regelwicklung :2o6 und die Wechselstrom-Regelwicklung 218 erzeugte, resultierende Fluß eine dem durch die Vorspannungswicklung 198 erzeugten Fluß entgegengesetzte Richtung hat, wird das Kernelement 158 auf einen Fluß von niedrigerem Wert umgestellt als das Kernelement 156. Während der nächsten Halbperiode wird daher bei Erregung der Lastwicklungen 164 und 166 die Leistung des Teiles 150 größer als die Leistung des Teiles 152. Somit ist unter den angenommenen Bedingungen die linke Seite des Lastwiderstandes 192 gegenüber der rechten Seite des Lastwiderstandes 194 von positiver Polarität (wie in der Zeichnung dargestellt).
  • Während der gleichen Halbperiode bewirkt, wenn die Anzapfung der Sekundärwicklung 146 .des Transformators 142 im Verhältnis zu dem unteren Teil der Sekundärwicklung 146 von positiver Polarität ist, die Erregung der Lastwicklungen 162 und 168 die Sättigung der Kernelemente 154 und 16o.
  • Während der nächsten Halbpcriode fließt, wenn das untere Ende der Sekundärwicklung 146 gegenüber dem oberen Ende positiver Polarität ist und wenn die rechten Enden der Sekundärwicklungen 184 und 186 des Transformators 18o gegenüber den linken Enden ebenfalls positiver Polarität sind, Strom von dem rechten Ende der Sekundärwicklung 184 durch den Lastgleichrichter 188, den Lastwiderstand 192, den Lastgleichrichter 188, den Sättigungsgleichrichter 172 und die Lastwicklung 164 zu dem linken Ende der Sekundärwicklung 184. Während dieser Halbperiode fließt ferner Strom von dem rechten Ende der Sekundärwicklung 186 des Transformators a8o durch den Lastgleichrichter igo, den Lastwiderstand 194, den Lastgleichrichter 19o, den Sättigungsgleichrichter 174, die Lastwicklung 166 zu dem linken Ende der Sekundärwicklung 186 des Transformators 18o. Es werden somit während diesei Halbperiode die Kernelemente 156 und 158 auf Sättigung gebracht; die relativen Größen der Spannungen an den Lastwiderständen 192 und 194 sind bestimmt durch den Grad, auf welchen jedes der Kernelemente 156 und 158 während der vorausgegangenen Halbperiode, wie vorstehend beschrieben, umgestellt wurde.
  • Während dieser Halbperiode fließt Strom, wenn das untere Ende der Sekundärwicklung 146 des Transformators 142 gegenüber dem oberen Ende von positiver Polarität ist, durch die Wechselstrom-Regelwicklungen 222, 22o, 218 und 216 in solcher Richtung, daß in den Kernen 154 und 16o ein Fluß entsteht, welcher entgegengesetzt gerichtet ist dem Fluß, der von dem durch die verbundenen Gleichstrom-Regelwicklungen 204 bzw. 21o fließenden Strom erzeugt wird. Auf diese Weise werden während dieser Halbperiode die Kerne 154 und 16o auf ein Maß des Flusses umgestellt, das bestimmt ist durch die relativen Größen der Flüsse, die durch die Wechselstrom-Regelwicklungen 216 und 222 einerseits und die Gleichstrom-Regelwicklungen 204 und 21o andererseits bestimmt sind. Da gemäß Annahme die Spannung ES größer war als der Wert cos 0 - i (Xe i- Xd), so ist der durch die Wechselstrom-Regelwicklung 216 und die Gleich-
    strom-Regelwicklung 2o4 erzeugte resultierende
    Fluß von einer Richtung entgegengesetzt jener des
    durch die Vorspannungswicklung 196 erzeugten
    Flusses. In ähnlicher Weise ist der resultierende
    Fluß, erzeugt durch die Wechselstrom-Regelwick-
    lung 222 und die Gleichstromwicklung 21o, von
    solcher Richtung, daß er den durch die Vorspan-
    nungsvricklung 2o2 erzeugten Fluß verstärkt. Da-
    her wird der Fluß in dem Kern 16o schwächer als
    in dem Kern 154, und die Ausgangsspannung des
    Teiles 15o wird unter den angenommenen Bedin-
    guvgen bei Erregung der Lastwicklungen 162 und
    168 größer als die Ausgangsspannung des Teiles
    152. Dies ist desselbe Resultat, das eintritt, wenn
    die Lastwicklungen 164 und 166 während der vor-
    ausgegangenen Halbperiode erregt wurden.
    Da unter den oben angenommenen Bedingungen
    das linke Ende des Lastwiderstandes 1g2 gegen-
    über dem rechten Ende des Lastwiderstandes 194
    positiv ist, fließt durch die Regelwicklungen 252
    und 254 der Sättigungsdrossel 4o ein in den
    Kernen 236 bzw. 238 einen Fluß »erzeugender
    Strom von solcher Richtung, daß der von dem
    Strom durch die Bezugs- oder Vergfeichswicklun-
    ;gen 268 bzw. 27o erzeugte Fluß verstärkt wird.
    daher ist die Spannung zwischen dem beweglichen
    «ontalzt 25-2 und dem oberen Ende des Wider-
    standes 234 größer als die Spannung zwischen den
    -unkten 26r und 266. Unter dieser Bedingung
    s-rerrt der Gleichrichter 272 die Spannung an dem
    @.'iderstand 23.z, ,ynd der Miniinumerregerkreis 34
    ;l?; t ;,:eine Wirkung auf den Gegentaktverstärker 32
    der Regelschleife 3o aus. Daher fährt die Regel-
    :-rhieife 30 fort, Üie Ausgangsslp annung des Gene-
    aors io im #*esentlichen konstant zu halten.
    '':Tie oben erwiamt, ist, ;nenn die Polradspal:-
    ._;yel@' EL gegenllber der Systemspannung ES uin
    o@ ;#oreilc, der in den entsprechenden Kernele-
    #ie. ten durch die Wechselstroin-Regehvicklungen
    a_6. @;8, z2o und a22 erzeugte Fluß gleich dem irr
    :, enZ-preelielldeii Kernen durch die Gleichstrom-
    _Legel u--icklungen 2o4, 2o6, 2o8 und 21o erzeugten
    f' :19g.,'1.
    Unter dieser angenommenen Bedingung wird die
    Ausgangsspannung des Gegentakt-Magnetverstär-
    lzers 38 Null; es fließt im wesentiichen,kein Strom
    durch die Regei:;icklungen z@2 und 25.1. der Sätti-
    girl:gsdl-ossei 40.
    ,;,;eriri aber die Spannung E,1 ihren Wiiikel auf
    irlelir als goJ 'Voreilung gegenüber der System-
    spannung ES erhöht, dann :#;lrd der durch die
    V'4 ecliselstror. -Regel#.,7ickluiigeii 216, 2i8, 22o find
    2a-2 erzeugte Fluß größer als der in den fugehör i-
    gea kernen durch die Gleichstrorn-Re;e'=;i@Ic@u@i-
    ge__ tos. 206, 2o8 und 21o erzeugte Fluß. Unter
    diese? Umständen sind die Kerne 154 1111d 156
    während des Umstellteiles der Periode auf einen
    sch--.7: äclieren Fluß gebracht als die Kerne 158 und
    z6o während ihres Ums@ellteiles der Periode. Da-
    her wird unter derart angenommenen Bedingungen
    die Leistung des Teiles 152 gr-3ßer als die Leistung
    des Teiles 1,5o. Das rechte Ende des Lastwider-
    standes igi@ ist gegenüber dein 1-*r:!-,e-il Ende des
    Lastwiderstandes 192 von positiver Polarität. Es fließt dann von dem rechten Ende des Lastwiderstandes 194 Strom durch die Regelwicklungen 254 und 252 der Sättigungsdrossel 4o zu dein linken Ende des Lastwiderstandes 192. Dieser durch die erwähnten Regelwicklungen 254 und 252 fließende Strom erzeugt in den Kernen 238 und 236 beziehungsweise einen Fluß, der entgegengesetzt gerichtet ist dem in den Kernen 238 und 236 von dem Strom durch die Vergleichs- oder Bezugswicklungen 27o bzw. 268 erzeugten Fluß. Dies hat eine Verringerung der Spannung zwischen dem beweglichen Kontakt z62 und dem oberen Ende des Widerstandes 234 auf einen solcher; Wert zur .Folge, daß diese Spannung kleiner ist als jene zwischen den Punkten 264 und 266. Dies hinwiederum bewirkt ein Kurzschließen eines Teiles des von der Ausgangsseite des Gleichrichters 122 empfangenen Stromes durch den Widerstand 234. Das heißt, da die Spannung zwischen dem beweglichen Kontakt 262 und dem oberen Ende des Widerstandes 234 weiter unter den Wert der Spannung zwischen den Punkten 264 und 266 sinkt, daß ein großer Teil des Steuerstromes die Regelwicklungen i i4, 116, i i8 und iao des Gegentaktverstärkers 32 der Regelschleife 3o umgeht.
  • Mit der Abnahme des Stromes durch die Regelwicklungen i i4, 116, i i8 und 12o des Gegentaktverstärkers 32 steigt die Leistung des T°iles q.6 dieses Verstärkers, während die Leistung des Teiles 48 sinkt. Dies bedeutet eine Erhöhung des durch die Feldverstär.hungswicklung :2,8 der Erre-ermaschhie 2o fließenden Stromes und eine Verringerung des durch die Gegenfeldwickluna 26 fiieß,en-
    den @trcines. Das Ansteigen des Stromes in der
    Feldverstärl>ungswicl>iung -r° bewiriät eine Er-
    höhung der -Ausgangsspannung de: Erre#er-
    maschine 20 und darr_it eine E rhöh,9t,g @oes Strom-
    flusses durch die Feld#:;ichlung i2 des Cenerntors
    io. Dieser kann nicht außer Tritt fallen.
    Hervorzuheben ist, daß, wenn als Gei:el'atOr ;o
    ein solcher mit ausgeprägten Polen (tüclit ge-
    zeichnet'; Verwendung Bindet. der @ä@@ i 111:e1 z ;R; i-
    schen E,, und F_, größer als go3 werden. 1:ann. bevor
    der Generator außer Tritt fällt. Es 1>:@nileli aber die
    in F ig. i A und r B gezeigten Elemente so ein-
    gestellt werden, daß ;Bali eire @,Iinin iaire@r:_;er-
    gr enze auf der Grundlage dieses mehr als go= be-
    tragenden Winkels bei 1Ter#;endtilig einer 'Maschine
    rnit ati,;-eprägten Polen erhält.
    Die vorbeschriebene Einrichtung 2;@ zur ^ ;äf-
    rechterhültung einer stati-,elic-ii
    grenze. Es leuchtet aber ein. daß dtl@='= 7erri:ie-
    riin tt;e.@i@7erunt des = ?ca°i?taiö@-- <1:1e= de
    @.'ertes des voA der Phase -.ahgelierr___iieil
    gangsstromes des @eile@a@@b:s io oder
    eilang des in den P ',iase;l i8 und i.-i al#.g.@aoniilieilen
    4@,%ertes der KI#eininonspaiiliuilg des 'a,-i.at;?-. io
    eine Regelung des Gerätes :erart 1-rain.
    dafi eine dvriainische °in-
    gehalten wird.
    Das erfindtingsg@inäße Ger'-"L hat --Reih-- : an
    Forteilen. So wird beispielsweise diT#* -@_igheides
    die Minimumerregung begrenzenden Kreises 34 nicht beeinflußt durch die Temperatur der die Feldwicklung 12 des Generators 1o umgebenden Luft, wie dies bei vielen der bisher üblichen Miniinumerregungsbegrenzungskreisen der Fall war. Ferner kann die statische Begrenzung der Minimumerregung leicht auf einen neuen Wert eingestellt werden, indem man lediglich die beweglichen Kontaktglieder der verschiedenen Widerstände und sodann die Anzapfung der Sekundärwicklung 146 des Hilfsstromwandlers 142 entsprechend zu verändern braucht. Schließlich wird die Minimumerregerhrenze des Generators 1o selbst dann nicht verändert, wenn sich die Systemspannung ES Beispiels= ",,-eise infolge Änderung der Belastung des Generators oder infolge Änderung der Zahl der an dem System hängenden Generatoren (nicht gezeichnet) ändert. Hervorzuheben ist auch, daß der die Minimumerregung begrenzende Kreis 34 nur statische Komponenten oder Elemente umfaßt; dies verringert erheblich die Schwierigkeiten der Lösung der gestellten Aufgabe; die Empfindlichkeit des die Minimumerregung begrenzenden Kreises ist im wesentlichen konstant.

Claims (6)

  1. hATLNT.INSPRÜCHE: i. Steueranordnung zur Sicherung einer Mindesterregung bei Wechselstrom-Generatoren, gekennzeichnet durch einen Prüfkreis (36), der ausgangsseitig ein Maß der Systemspannung (Es) und ein Maß aus der Summe des äußeren Reaktanz-Spannungsabfalles (j i Xe) des elektrischen Systems und aus dem Synchrori-Reaktanz-Spannungsabfall (jiXd) des Generators erzeugt, wobei in einem magnetischen Gegentaktverstärker (38) mit Lastwicklungen (i62 bis 168), Wechselstrom-Regelwicklungen (216 bis 222) und Gleichstrom-Regelwicklungen (2o4 bis 21o) die Lastwicklungen (162 bis 168) auf das erwähnte Maß der Systemspannung ansprechen, die Wechselstrom-Regelwicklungen (216 bis 222) mit den Lastwicklungen zusammenarbeiten und auf das erwähnte Maß der Summe aus den Reaktanz-Spannungsabfällen ansprechen und die Gleichstrom-Regelwicklungen (2o4 bis 21o) zu den entsprechenden Wechselstrom-Regelwicklungen entgegengesetzt wirkend angeordnet sind und auf das erwähnte Maß der Systemspannung ansprechen, und weitere Stromkreise (42, 32, 20), welche die Feldwicklung des Generators abhängig machen von dem die Lastwicklungen (162 bis 168) des Gegentakt-Magnetverstärkers durchfließenden Strom, wenn die relativen Größen dieses Stromes einen vorbestimmten Wert erreichen.
  2. 2. Steueranordnung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen weiteren Magnetverstärker (32) mit von der Ausgangsspannung des Generators abhängigen Regelwicklungen (114 bis 12o), einen Widerstand (234), der mit den Lastwicklungen (162 bis 168) des magnetischen Verstärkers (38) verbunden ist, und einen Nebenschlußkreis (42), der mit diesem Widerstand (z34) und den Lastwicklungen (114 bis 12o) des zweiten magnetischen Verstärkers (32) so- geschaltet ist, daß er einen Teil des durch die Regelwicklungen (114 bis 12o) dieses Verstärkers (32) - fließenden Stromes über den Widerstand (234) in Abhängigkeit von der Spannung an dessen Abgriff umleitet.
  3. 3. Steueranordnung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußkreis (42) einen Gleichrichter (272) umfaßt.
  4. 4. Steueranordnung nach Anspruch3, dadurch gekennzeichnet, da,ß der Gleichrichter (272) dem Abgriff des Widerstandes (234) über die Regelwicklungen (11q. bis 12o) des zweiten magnetischen Verstärkers (32) parallel geschaltet ist.
  5. 5. Steueranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkreis (36) einen. Spannungswandler (132), dessen Primärwicklung (134) von der Spannung zwischen zwei (14, 18) der drei Leitungen (14, 16, 18) des elektrischen Systems gespeist wird, einen. Widerstand (131) in. Reihenschaltung mit der Sekundärwicklung (136) des Spannungswandlers, einen Hilfsstromwandler (142), dessen Primärwicklung (144) in Reihe mit dem erwähnten Widerstand (131) und schließlich einen Hauptstromwandler(14o) umfaßt.
  6. 6. Steueranordnung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß derWiderstand (131) regelbar ist und daß der Hi.lfsstromwandler (142) ein regelbares Windungsverhältnis besitzt.
DEW15412A 1953-12-24 1954-11-27 Steueranordnung zur Sicherung einer Mindesterregung bei Wechselstrom-Generatoren Expired DE950135C (de)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1088595B (de) * 1958-12-08 1960-09-08 Bbc Brown Boveri & Cie Stabilitaetswinkel-Begrenzungsregler
DE1186137B (de) * 1960-07-30 1965-01-28 Bbc Brown Boveri & Cie Anordnung zur Verhinderung des Aussertrittfallens einer Synchronmaschine mit selbsttaetig regelbarer und durch Stromrichter erzeugter Erregerspannung
DE1238092B (de) * 1958-12-06 1967-04-06 Asea Ab Anordnung zur Verhinderung des Aussertritt-fallens eines Synchrongenerators

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