DE960558C - Anordnung zur Erregung von Synchronmaschinen - Google Patents

Description

• Anordnung zur Erregung von Synchronmaschinen Für die selbsttätige Regelung der Erregung von Synchronmaschinen sind Anordnungen bekannt, bei denen der Erregerstrom sich aus zwei Anteilen zusammensetzt, von denen der eine die Leerlaufgrunderregung liefert und der Netzspannung der Maschine entspricht, während der zweite den Einfluß des Belastungsstromes auf die Maschinenspannung der Synchronmaschine ausgleicht und vom Belastungsstrorn der Synchronmaschine geliefert wird. Zu diesem Zweck ist ein Erregerumspanner vorgesehen, dem über einen genügend großen Scheinwiderstand (insbesondere eine Drosselspule) von der Netzspannung der lastunabhängige Erregerstromanteil zugeführt wird und in Stromüberlagerung mit diesem von dem Belastungsstrom der Synchronmaschine der lastabhängige Anteil. Die Zeitwicklung dieses Erregerumspanners speist dann über Gleichrichter die Erregerwicklung der Synchronmaschine.
• Um die beiden Erregerstromanteile unabhängig voneinander nach Größe und Phase einstellen zu können, kann die Wicklung des Erregerumspanners, die den lastunabhängigen Erregerstrom führt, aus zwei Teilwicklungen bestehen, von denen die eine eine offene Schaltung aufweist, während die andere in Dreieck geschaltet und an die erste Wicklung unter zyklischer Vertauschung angeschlossen ist. Für die gleiche Wirkung könnte auch die Umspannerwicklung mit dem lastabhängigen Erregerstrom aus zwei Teilwicklungen aufgebaut sein. Für die Einstellung des last- und des lastunabhängigen Erregerstromes nach Größe müssen dann die genannten Teilwicklungen mit Anzapfungen versehen werden. Bei dieser Anordnung muß der Erregerumspanner sowohl Anzapfungen für den verhältnismäßig großen Generatorstrom als auch für den Strom des Scheinwiderstandes (Drosselstrom) erhalten. Dies ergibt eine verhältnismäßig verwickelte und teure Ausführung des Erregerumspanners.
• Bei der Anordnung nach der Erfindung ist dieser Nachteil dadurch vermieden, daß der.lastabhängige Erregerstromanteil aus der geometrischen Summe von zwei Durchflutungen in den Wicklungen des Erregerumspanners gebildet wird, wobei die eine Durchflutung als Grobstufe durch den Generatorstrom unmittelbar entsteht, während die andere als Feinstufe durch einen Zusatzumspanner erzeugt wird. Die Erstwicklung dieses Zusatzumspanners wird ebenfalls vom Generatorstrom durchflossen, während seine Zweitwicklung an eine mit Anzapfungen versehene Wicklung des Erregerumspanners angeschlossen ist. Durch entsprechende Schaltungen (z. B. zyklische Vertauschung, Umkehrung von Anfang und Ende usw.) des Zusatzumspanners oder des Erregerumspanners und durch Wahl der Übersetzung und der Zahl der Anzapfungen kann die Feinstufe gegenüber der Grobstufe beliebig nach Größe und Phasenlage beeinflußt werden. Der Generatorstrom wird dabei zweckmäßig dem Erregerumspanner in einer besonderen Wicklung zugeführt, die keine oder nur ein bis zwei Grobstufen aufweist. Eine Feineinstellung wird dagegen durch den genannten Zusatzumspanner bewirkt, dessen Erstwicklung ebenfalls mit der Generatorwicklung in Reihe geschaltet ist und dessen Zweitwicklung zu den gleichen Anzapfungen führt, an denen auch der Strom des Scheinwiderstandes (Drosselstrom) zugeführt wird. Man kann nun die Übersetzung des Zusatzumspanners so wählen, daß man an seiner Zweitwicklung einen Strom erhält, der ohne weiteres für die gleichen Anzapfungen des Erregerumspanners geeignet ist, an denen auch der Strom des Scheinwiderstandes zugeführt wird. Man kann ferner den Zwischenumspanner dazu benutzen, den von ihm gelieferten lastabhängigen Strom mit einer anderen Phasenlage dem Erregerumspanner zuzuführen als den lastabhängigen Strom der Grobstufe, indem man die Phasenanschlüsse des dreiphasigen Zusatzumspanners gegenüber den Phasenanschlüssen der lastabhängigen Grobstufe zyklisch vertauscht. Außerdem kann man den Strom der Zweitwicklung des Zusatzumspanners je nach der Lage seiner Anschlußpunkte an den Erregerumspanner diesem in Zu-oder Gegenschaltung zu dem lastunabhängigen Erregerstrom zuführen. Durch den Zusatzumspanner werden demnach im Erregerumspanner zusätzliche Amperewindungen hervorgerufen, die sich nach Größe und Phase einstellbar zu denen der Grobstufe hinzufügen und als Feinstufe wirken.
• Im folgenden ist die Erfindung an Hand des Ausführungsbeispiels der Zeichnung näher erläutert.
• In Fig. i bezeichnet i den Synchrongenerator, der durch den Gleichrichter 2 lastabhängig erregt wird. 3 bedeutet den Gleichrichterumspanner, dem über die Drosselspule 4 in der Wicklung w3 ein lastunabhängiger und über die Wicklung w1 der Strom des Generators als lastabhängiger Anteil zugeführt wird. 5 bedeutet einen Kondensator, der auf Resonanz mit der Drosselspule abgestimmt ist und die Selbsterregung des Generators bei einer gewünschten Drehzahl sicherstellt. In Reihe mit dem Generator und dem Gleichrichterumspanner ist die Wicklung w5 des Zusatzumspanners 6 geschaltet, dessen Zweitwicklung w, in offener Schaltung an die Anzapfungen der Wicklung w3 angeschlossen ist. Durch Veränderung der Anzapfungen, an denen der vom Umspanner 6 gelieferte Strom der Wicklung w3 zugeführt wird, kann man im Gleichrichterumspanner zusätzliche lastabhängige Amperewindungen erzeugen, die sich zu denen der Wicklung w1 unter verschiedenen Winkeln geometrisch überlagern lassen.
• Für den Summenstrom JR im Gleichrichterumspanner, bezogen auf die Wicklung w3, gilt die Beziehung Hierin bedeuten JD" den Strom der Drosselspule bei der Netzspannung U0, k - 1l den lastabhängigen Anteil, bezogen auf die Wicklung w3, R .den Widerstand der Erregerwicklung, bezogen auf die Wicklung w3, XDa den Blindwiderstand der Drosselspule auf Netzfrequenz f, bezogen, il das Frequenzverhältnis r z das Verhältnis der Resonanzfrequenz fö . Für r,; = r = i wird der Nenner der Gleichung zu i, und die Gleichung kann durch die Fig. 2 dargestellt werden. Der Strom JD" eilt der Netzspannung U, um go° nach. Unter .dem Winkel p addiert sich der Strom k - 1l zu dem Strom JD, Er entspricht der Strecke o-a. Durch den Umspanner 6 können zu der Strecke 0-a je nach Schaltung die Strecken all, äbE, äb, usw. hinzugefügt werden. Da nun die einzelnen Stromanteile mit Hilfe der Anzapfungen am Gleichrichterumspanner auch noch in ihrer Größe geändert werden können, kann man den Stromanteü k . J1 sowohl in der Größe als auch in der Phasenlage gegenüber dem Ursprungszeiger ö a in einem bestimmten Bereich beliebig verändern, z. B. U -b" ö b. usw.
• Der Zusatzumspanner 6 erhält kleine Abmessungen. Wenn er z. B. für io °/o des ursprünglichen Lastanteiles o-a bemessen wird, sö kann man damit den Lastanteil um 3- io°(a in seiner Größe verändern. Ein größerer Einstellbereich wird aber kaum benötigt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: _. Anordnung zur Erregung von Synchronmaschinen, bei der ein von der Netzspannung über einen Scheinwiderstand gelieferter Strom und ein dem Belastungsstrom der Synchronmaschine verhältnisgleicher Strom in Stromüberlagerung einem Erregerums panner zugeführt werden, dessen Zweitwicklung über Gleichrichter die Erregerwicklung der Synchronmaschine speist, dadurch gekennzeichnet, daß der lastabhängige Erregerstromanteil aus der geometrischen Summe von zwei Durchflutungen in den Wicklungen des Erregerumspanners gebildet wird, von denen die eine als Grobstufe durch den Generatorstrom unmittelbar entsteht, während die andere als Feinstufe durch einen Zusatzumspanner erzeugt wird, dessem Erstwicklung ebenfalls vom Generatorstrom durchflossen wird, während seine Zweitwicklung an eine mit Anzapfungen versehene Wicklung des Erregerumspanners angeschlossen ist, wobei durch entsprechende Schaltung (z. B. zyklische Vertauschung, Umkehrung von Anfang und Ende usw.) des Zusatzumspanners oder des Erregerumspanners und durch Wahl der Übersetzung und der Zahl der Anzapfungen die Feinstufe gegenüber der Grobstufe beliebig nach Größe und Phase beeinflußt werden kann.
2. 2. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Zweitwicklung des Zusatzumspanners vorzugsweise in offener Schaltung an die gleichen Anzapfungen des Erregerumspanners angeschlossen ist, an denen auch der von der Netzspannung über den Scheinwiderstand gelieferte Grundanteil zugeführt wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch r oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für den lastabhängigen, nicht oder nur grobstufig regelbaren Erregerstrom am Erregerumspanner eine zweite Erstwicklung .vorgesehen ist.