DE959293C

DE959293C - Selbsttaetige Erregungsregelung fuer Stromerzeuger

Info

Publication number: DE959293C
Application number: DES9522D
Authority: DE
Inventors: Hans Cammerer
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1942-07-24
Filing date: 1942-07-24
Publication date: 1957-03-07

Description

Selbsttätige Erregungsregelung für Stromerzeuger Beider Ausführung von. Widerstandsschweißung, wie Punkt- und Nahtschweißung an gut leitenden Metallen oder Stumpfachwenßung für große Querschnitte, treten infolge der hohen Schweißstromstärken für schwache Speisenetze unzulässig starke Belastungsstöße auf. In solchen Fällen wird gewöhn.-lich ein Umformer mit Schwungrad verwendet, der aus einem, vom Netz gespeisten Drehstrommotor und einem Synchrongenerator für den Schweiß-Strom besteht. Nachteilig ist hierbei, daß der Generator infolge der hohen induktiven Belastung sehr erheblichen Spannungsabfall aufwehst. Eine Stumpfschweißmaschine ist während .der ganzen, oft mehrere Minuten dauernden Schweißzeit mit ihrem Transformator an -den Synchrongenerator angeschlossen, es liegt dann beim Vorwärmen in den Augenblicken, in denen die Schweißstücke auseinandergezogen sind, also kein Schweißstrom fließt, die ganze Generatarleerlanfspannung an dem Transformator. Dieser muß daher für diese Leerlaufspannung bemessen sein. Beim Zusammenfahren der Schweißwerkstücke isst aber der Leistungsfaktor der Schweißanlage besonders niedrig, und die Spannung sinkt auf 75 biss 70°/o ab, wenn der Generator nicht für ein Mehrfaches der geforderten Leistung ausgelegt, also stark überdimensioniert ist. Der Schweißtransformator wird, also schlecht ausgenutzt. Werden mehrere kleinere Schweißmaschinen von .einem Synchrongenerator gespeist, so führt der hohe Spannungsabfall beim zufälligen Zusammenarbeiten von zwei oder mehreren Maschinen zu schlechten Schweißurigen. Sollen die unerwünschten Spannungsschwankungen des Synchrongenerators vermieden werden, so muß seine Erregung im Augenblick des Auftretens eines Belastungsstoßes zum Ausgleich sowohl des Stromspannungsabfalles der Ankerwicklung als auch des durch,die wattlose Komponente des Schweißstromes erzeugten Ankergegenfeldes um einen entsprechenden Betrag erhöht werden. Zu diesem Zweck ist bereits im Erregerkreis des Synchrongenerators eine sogenannte Stoßerregung vorgesehen worden, die mit gittergesteuerten Dampfentladungsgefäßen arbeitet. Sie "veist einen verhältnismäßig verwickelten Aufbau mit vielen der Abnutzung unterworfenen elektrischen Einzelteilen auf und gibt Anlaß zu Betriebsstörungen, wenn nur ein einziger dieser Teile beschädigt wird.
Diie Erfindung betrifft eine Stoßerregung für einen Synchrongenerator zu beliebiger Verwendung, die sich durch einfachen Aufbau auszeichnet und ebenso -wie die bekannte Einrichtung als Schne@llregeleinrichtung wirkt. Gemäß der Erfindung werden die bei Belastungss.chwankumgen des Synchrongenerators erforderlichen Feldänderunggen durch eine Verstärkermnetadyne erzeugt, d. h. eine Gleichstromreihenschlußmaschine mit Ouerfelderregung über kurzgeschlossene, in .der neutralen Zone angeordnete Zwischenbürsten und mit einer Kompensatians:wicklun@g zur Aufhebung des Einflusses :der vom Ankerlängsfeld der Metadyneexzeugte.n Ankeramperewindungen. Die Metadyne kann dabei einen zusätzlichen Erregerkreis des Polrades des Synchrongenerators speisen. Es ist hierbei in bekannter Weise nur notwendig, eine auf .das Längsfeld der MetadyneeinwirkendeSteuerwicklung inAbhängigkeit von der vom Synchrongenerator abgegebenen Stromstärke zu regeln..
Die Zeichnung zeigt beispielsweise die neue Anordnung für -die Speisunig einer Stumpfschweißmasch.ine. Ein von einem nicht dargestellten Motor angetriebener Synchrongenerator S speist einen Schweißtransformator T, an dessen Sekundärwicklung s die zu verschweißenden Stücke a angeschlossen werden. Die Erregung des Synchronschweißgenerators wird in zwei auf dem Podcad angeordneten Wicklungen, ei und e2 ausgeführt. Die Wicklungen ei werden von einer Erregermaschine E gespeist. Die zweiten Wicklungen e2 sind an eine zweckm:ä:ßigerweise von der gleichen Kraftquelle wie die Erregermaschine E angetriebene Verstärkermetadyne ill angeschlossen. Die Erregung :dieser Maschine .erfolgt ebenfalls durch zwei Erregungen, von denen die eine, m1, .durch den Ankerstrom der Metadyne beliefert wird und zur Kompensation des Ankergegenfeldes dient, während die andere Erregerwicklung m2 über eine aus Glühkathodenröhren r1, r2 gebildete Gleichri@chterano,rdnung an die Sekundärwicklung eines in den Stromkreis der g Primärwicklung p des Schweißtransformators T eingeschalteten Stromtransformators O angeschlossen ist. Die Regelung der Stromstärke in. dem Kreis der Erregerwicklung m2 ist einerseits durch einen Widerstandwi in diesem Kreiseinstellbar, andererseits .durch einen ebenfalls. einstellbaren Widerstand w2, der der Primärwicklung des Stromtransformators parallel ;geschaltet ist.
Je größer der Schweißstrom ist, um so stärker ist auch deir Erregerstrom in der Wicklung m2 :der Metadyne M und damit auch der Stromfluß in den Zusatzwicklungen e2 des Generators S. Es ist auf diese Weise möglich, dem bei: Last auftretenden Spannungsabfall des Generators derart entgegenzuwirken, daß dessen im wesentlichen dlie gleiche bleibt.
Die Gleichstromerregeirmaschinc E kann auch gespart werden, indem von den beiden Steu:crwicklungen auf der Achse des Längsfeldes der Metadyne die eine aus einer Hil.fsspannungsquelle kleiner Leistung gespeist wird. Die Metadyne liefert dann im Leerlauf des Generators eine der normalen Leerlaufspannung entsprechende Erregung des Polrades. Zu dieser Grunderregung des Längsfeldes der Metadyne tritt dann bei Belastung durch den Schweißstrom diie Zusatzerregung in der über den Stromtransformator und die Gleichrichteranord nung gespeisten zweitem Steuerwicklung. Auf diese Weise ist es möglich, Synchrongeneratoren normaler Bauart mit einer Stoß:lasterregung gemäß vorliegender Erfindung auszurüsten.
Die angegebenen Schaltungen können auch vorteilhaft für einen StoßIas.tausgleich. eines Synchrongenerators mit Widerstandsschweißdast .und für sonstige Zwecke, bei denen Stoßbelastungen auftreten, angewendet werden. Um kleine Spannungsschwankungen des Synchrongenerators zu erzielen, wird dieser mit einer entsprechend großen Zeitkonstante ausgeführt, damit,der durch die Ankerrückwirkung hervorgerufene Anteil der Spannungssenkung in der Zeit, :die der Erregerstrom für seine Änderung braucht, nur gering ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: z. Selbsttätige Erregungsregelung für Stromerzeuger mit starker stoßweiser Lastbeanspruchunb, insbesondere Synchrongeneratoren zur Speisung von Widerstandsschweißmaschinen, gekennzeichnet durch die Einschaltung einer laststro:mabhängigen Verstärkermetadyne in den Erregerkreis des Stromerzeugers.
2. Erregungsregelung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerwicklung der Metadyne über einen Stromtransformator und Gleichrichter von einem dem Laststrom des Synchrongenerators verhältnisgleichen Teilstromgespeist wird.
3. Erregungsregelung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grunderregung des Synchrongenerators von einer Gleichstromer regermaschine und die zur Kompensation des Spannungsabfalles dienende Zusatzerregung durch eine von der Metadyne gespeiste Zusatzwicklung auf dem Polrad des Generators erzeugt wird.
4. Erregiungsiregelu.ng nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metad'yne außer der lastabhängigen Regelung in einer zweiten Wicklung des Längsfeldes von einer Hilfsstromquelle gespeist wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 7o6 667, 701 063, 662 945, 719 445; österreichische Patentschrift Nr. I I5 997; USA.-Patents,chrift Nr. 2 227 992. Entgegengehaltene ältere Rechte: Deutsches Patent Nr. 75o 693.