NO752902L - - Google Patents

Description

Den foreliggende ..oppfinnelse vedrorer en borstefri trefase stromgenerator som har en tilbakekoblet, styrbar anordning for selvmagnetisering og automatisk styring av magnetiseringsstrommen,

hvor nevnte anordning omfatter styrbare midler for å oppnå fra generatorutgangen en del av utgangsspenningen og generatorens belastningsstrom og kombinere disse vektorielt og tilfore kombinasjonen til en flerfaselikeretter hvis utgang er forbundet med en stasjonær likestrom-magnetiseringsvikling på en magnetiseringskrets, hvis roterende flerfasevikling mater generatorens roterende feltvikling over en medroterende likeretter. En slik generator er kjent fra US Patent No. 3 605 006.

Den borstefrie stromtilforselen til generatorens roterende feltvikling fra flerfaseviklingen på en magnetiseringskrets som har en stasjonær likestromsmagnetiseringsvikling over en medroterende likeretter medforer forskjellige ulemper. Antar man at magneti-serings-krets-spenningen er proporsjonal med magnetiserings-kretsfeltstrommen og dreietallet og at generatorspenningen er proporsjonal med generatorfeltstrommen og dreietallet, så har dreietallet en kvadratisk innflytelse på forholdet mellom magneti-ser ing s-kretsf eltstrommen og generatorspenningen. Hvis dreietallet er litt for lavt er magnetiseringskretsfeltvj^clingen ut-satt for risikoen med å brenne. Et ytterligere problem ligger i den ugunstige innflytelse av terskeispenningen for de to likeret-terne på spenningsdannelsen, hvilket i praksis alltid vil kreve en hjelpeanordning. Videre har de magnetiske tidskonstantene for magnetiseringskretsfeltet og generatorfeltet.en forsinkende virk-ning på spenningsreguleringen ved hurtige belastningsendringer.

Oppfinnelsen har til formål å unngå de nevnte ulemper ved den borstefrie utforelsen. Ifolge oppfinnelsen oppnås dette ved en synkron reaktans for flerfaseviklingen på magnetiseringskretsen ived frekvensen som korresponderer med den nominelle hastighet, hvilken er storre enn erstatningsmotstanden i generatorens feltvikling. På grunn av den fremherskende innflytelse av reaktansen er qeneratorfel tstrommen proporsjonal med magnetiseringskrets-feltstrommen og uavhengig av hastigheten. Generatorspenningen varierer seg over et bredt hastighetsområde direkte proporsjonalt med dreietallet og frekvensen hvilket forhold ofte er mest onske-lig og gjor en forsterkning av magnetiseringskretsfelt-strommen med dens innebygde fare for oppvarming overflodig. Spenningsdannelsen er allerede mulig ved en lav hastighet slik at spesielle hjelpemidler for dette formål ikke er nodvendige. Den hoye reaktansen er videre gunstig for en hurtig spenningsstyring i tilfellet av store plutselige belastningsendringer. Nevnte reaktans er fortrinnsvis i det minste 2,5 ganger nevnte erstatningsmot-stand.

Det skal bemerkes at det er kjent fra Hollandsk Patent nr. 88 339 ved en synkrongenerator med en anordning for selvmagnetisering og automatisk styring av magnetiseringsstrommen å velge et gitt forhold mellom reaktansen av en del av stromkretsen og erstatningsmotstanden i tilforselslikeretteren og magnetiseringskrets-viklingen.

For ytterligere å forbedre styrbarheten av generatoren foretrekkes' det å forbinde en kretsgren med variabel impedans parallelt med likeretteren som mater magnetiseringskretsen, å dimmensjonere storrelsen av komponenten som bestemmer den tilbakekoblede strom slik at ved det nominelle dreietall vil den magnetiserende strom som bestemmes av nevnte komponent frembringe'en litt for hoy generator spenning og å styre den regulerbare impedans slik at ved det nominelle dreietall reduseres magnetiseringsstrommen til den onskede verdi for frembringelse av den onskede generatorspenningen. Den for sterke tilbakekoblingen eller, med andre ord okningen i den omlopende forsterkning i reguleringskretsen tilveiebringer en hurtig regulering av generatoren. Denne egenskap blir tilkjennegitt f.eks. i starten og i den hurtige etter-regulering av generatorspenningen i tilfellet av belastningssjokk. Dette skjer spesielt når den regulerbare impedansen har en liten treghet. Et eksempel på en slik hurtig regulerbar impedans er en tyristor

I som styres i den foreliggende anordning fra generator-utgangen.

I

Den medroterende likeretteren er shuntet av en spenningsbegrenser for å beskytte den mot overspenninger, f.eks. i en ikke-synkron operasjon av generatoren. Når man velger den store reaktanten i flerfase-viklingen ifolge oppfinnelsen vil spenningsbegrenseren i en foretrukket utforel.se bestå av tyri stor er. På grunn av den hoye reaktanten i flerfase-viklingen kan den anses som en stromkilde og tilfellet av en kortslutning på likestromssiden vil strommen som passerer gjennom likeretteren variere kun i liten grad. Ved overspenninger bryter tyristoren sammen og blir strom-ledende. På grunn av den lave motstanden er tapsbelastningen liten og gir ikke-opphav til vanskeligheter. Videre opptar tyristorene kun begrenset plass.

Det er mulig å regulere spenningsverdien ved hvilken sammenbrudd eller gjennomslag opptrer ved å forbinde styreinngangen på en tyristor til et nettverk som er viklet parallelt med feltviklingen. Denne styreinngang kan imidlertid også forbli åpen.

Oppfinnelsen vil bli beskrevet nærmere med henvisning til ved-lagte tegninger som viser en utforelse av oppfinnelsen.

Fig. 1 viser skjematisk en utforelsesform av oppfinnelsen og

Fig. 2 viser en detalj i koblingsdiagrammet i fig. 1.

Generatoren 1 har en roterende feltvikling 2 som mates fra flerfaseviklingen 3 i magnetiseringskretsen 4 som dreier med feltviklingen 2 via en likeretter 5 som er dannet av en diode-bro.

Den stasjonære likestromsmagnetiseringsviklingen 6 i magnetiseringskretsen 4 mates fra likeretteren 5 som er dannet av en biode-bro. Biode-broen 7 mates fra utgangen av generatoren 1. Tilforselen oppnås på kjent måte ved hjelp av en spenningsavhengig komponent og en stromavhengig komponent, hvilke f.eks. kan oppnås ved hjelp av transformatorenes,, 9 som vist skjematisk fra utgangen av generatoren. En tyristor 10 som har en justerbar forspenningsmotstand 11 er koblet i parallell med likeretter-broen 7. Tyristoren

blir styrt fra den regulerbare forsterkeren 12. Forsterkeren 12

innbefattet i en reguleringskrets som omfatter en spenningstrans-formator 13 som leverer en reguleringsspenning avhengig av generatorens utgangsspenning, en regulerbar impedans 14, en strømom-former 15 og en regulerbar impedans 16. Den tilbakekoblede kretsen er dimmensjonert slik at en noe hoyere magnetiseringsstrom

frembringes enn det som kreves for å gi den nominelle generatorspenningen. Tyristoren styres, i avhengighet av den innstilte verdi av den regulerende forsterkeren 12, slik at ved nominell drift reduseres magnetiseringsstrommen til den onskede verdien. Kretsen som er in.dikert innen for rammene 17 og 18 kan konstrue-res på forskjellige måter uten en grunnleggende endring av opera-sjonen for anordningen.

De tiltak som foreslås av oppfinnelsen tilveiebringer en liten frekvensavhengighet med hensyn til magnetiseringsstrommen, og en oket omlopende forsterkning i reguleringskretsen slik at en hurtig reaksjon overfor variasjoner, f.eks. ved starten og i tilfellet av belastningssjokk, sikres, mens avviket ved nominell operasjon fra den nominelle spenning er liten, f.eks. mindre enn 0,5 %.

En ytterligere fordel ved oppfinnelsen er at selv i tilfellet med en feil i reguleringsanordningen er en viss regulering av generatoren fremdeles mulig.

For å beskytte likeretteren 5 er en spenningsbegrenser 19 koblet

i parallell med denne. I en foretrukket utforelse som er vist i fig. 2 kan spenningsbegrenseren 19 være dannet av tyristorer 20, 21 hvilke vil bryte sammen når en gitt terskeispenning over-skrides. Ettersom viklingen 5 på grunn av sin forholdsmessige hoye reaktans kan anses å danne en stromkilde vil sammenbruddet av tyristorene neppe endre strommen gjennom likeretteren 5. Verdien av nevnte terskeispenning kan reguleres ved hjelp av en styring via kontrollinngangene på tyristorene 20, 21. Anvendelsen av tyristorer har i dette tilfellet fordelen av at de opptar

liten plass på rotoren og frembringer liten grad av varme.

Claims (7)

1. Borstefri trefase stromgenerator som har en tilbakekoblet regulerbar anordning for selvmagnetisering og automatisk regulering av magnetiseringsstrommen, hvor nevnte anordning omfatter regulerbare midler for å oppnå fra generatorutgangen en del av utgangsspenning og generatorens belastningsstrom og kombinere disse vektoreielt og tilfore kombinasjonen til en flerfase-likeretter, hvis utgang er koblet til en stasjonær likestroms-magnetiseringsvikling i en magnetiseringskrets, hvis roterende flerfase-vikling over en medroterende likeretter mater generatorens roterende feltvikling, karakterisert ved at den synkrone reaktansen for hver fase av flerfase-viklingen i magnetiseringskretsen ved frekvensen som korresponderer med det nominelle dreie- . tall er storre enn erstatningsmotstanden i likestromsmagnetise-ring sviklingen.

2. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte reaktant er minst 2,5 ganger nevnte erstatnings-motstand.

3. Anordning som angitt i krav 1, karakterisert ved at en kretsgren med regulerbar impedans er koblet i parallell med likeretteren som mater magnetiseringskretsen hvor storrelsen av den tilbakekoblede strombestemmende komponent er dimmensjonert slik at ved det nominelle dreietall vil magnetiseringsstrommen som bestemmes av nevnte komponent frembringe en noe for hoy generatorspenning og nevnte regulerbare impedans styres slik at ved det nominelle dreietall reduseres magnetiseringsstrommen til den verdi som kreves for å frembringe den onskede generatorspenningen.

4. Anordning som angitt i krav 3, karakterisert ved at nevnte regulerbare impedans er dannet av en tyristor som styres fra utgangen av generatoren.

5. Anordning som angitt i krav 1-4, karakterisert ved en spenningsbegrenser som shunter den medroterende likeretteren.

6. Anordning som angitt i krav 1 - 5, karakterisert ved at nevnte spenningsbegrenser er dannet av tyristorer.

7. Anordning som angitt i krav 6, karakterisert ved at styreinngangen for tyristorene er koblet til et nettverk som er koblet i parallell med feltviklingen.