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Anordnung zur Regelung von Betriebsgrössen einer elektrischen Maschine mittels gittergesteuerter Dampf-oder Gasentladungsgefässe.
Gegenstand des Patentes Nr. 122390 ist. eine besonders einfache und zweckmässige Steuerung von gittergesteuerten Dampf-oder Gasentladungsgefässen, und zwar erhalten die Gitterkreise eine Steuerspannung, die sich aus einer Wechselspannung konstanter Amplitude und Phase und einer veränderlichen Gleichspannung zusammensetzt. Wie bereits erläutert ist, besteht der Vorteil gegenüber andern Anordnungen darin, dass ein einfacher Steuertransformator oder eine Zusatzwicklung auf dem Haupttransformator die Wechselspannungskomponente liefert und die Regelung allein durch die Gleichspannungskomponente bewirkt wird. Ein wichtiges Anwendungsgebiet bilden die gittergesteuerten Gleichrichter. Die Wirkungsweise soll, bevor auf die Erfindung eingegangen werden soll, an Hand der Kurven in Fig. 3 erläutert werden.
In dem Anodenkreis möge eine sinusförmige Wechselspannung P eingefügt sein. Ferner sind
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Steuerspannungen unterscheiden sich nur hinsichtlich der Gleichspannungskomponente, während die Wechselspannungskomponente hinsichtlich Amplitude und Phase konstant gehalten ist. Wie man ferner der Fig. 3 entnehmen kann, ist es zweckmässig, der Gitterwechselspannung eine Phasennacheilung gegen die Anodenwechselspannung zu geben.
Nimmt man an, dass das Einleiten der Entladung dann stattfindet, wenn die Gitterspannung von negativen Werten zu positiven Werten übergeht, so ergibt sich, dass bei Vorhandensein einer Steuerspannung G1 der Entladungsstrom im Zeitpunkt X1 einsetzt, bei Vorhandensein einer Steuerspannung G2 im Zeitpunkt X2, bei Vorhandensein einer Steuerspannung Cg ist das Entladungsgefäss während der vollen positiven Halbwelle leitend. Wie nicht näher erläutert zu werden braucht, kann man durch Verändern einer negativen Gleichspannungskomponente den Zeitpunkt des Einleitens der Entladung derart verschieben, dass das Entladungsgefäss erst gegen Ende der positiven Halbwelle der Anodenwechselspannung leitend oder gar nicht leitend wird.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Regelung von Betriebsgrössen einer elektrischen Maschine mittels gittergesteuerter Dampf-oder Gasentladungsgefässe, deren Steuerelektroden eine aus einer Wechselspannungs-und einer Gleichspannungskomponente bestehende Steuerspannung zugeführt wird, nach Patent Nr. 122 390, und besteht darin, dass die Gitterwechselspannung um annähernd 90 der zugehörigen Anodenwechselspannung nacheilt.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt, das sich auf eine selbsttätige Schnellregelung der Spannung bzw. Erregung einer elektrischen Maschine bezieht, während die Fig. 2-5 Kurven zur Erläuterung der Wirkungsweise zeigen.
In Fig. 1 der Zeichnung ist die Regelanordnung gemäss der Erfindung zur Regelung der Spannung des Generators 1 angewendet. Eine Synchronmaschine 1 speist ein Drehstromnetz 2. Der Generator ist mit einer Feldwicklung 3 versehen. die von einer Erregermaschinc 4 gespeist wird. Die Erregermaschine 4 enthält ihrerseits eine Feldwicklung 5, die normalerweise über gittergesteuerte Entladungsgefässe mit ionisierbarem Medium, über deren Steuerung weiter oben bereits gesprochen wurde, aus einem Wechselstromnetz gespeist wird. Schaltmittel 6,
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die sowohl von Hand als auch automatisch betätigt werden können, sind vorgesehen, um die Feldwicklung 5 während des Anlassens von der Maschine 4 selbst zu erregen.
Wie erkennbar ist, enthält der Schalter zwei bewegliche Kontakte 7 und 8, die mit festen Kontakten 9, 10, 11 und 12 zusammen arbeiten. Es sind ferner Mittel vorgesehen, um die beweglichen Teile des Schalters zu steuern, und zwar dient hiefür ein Solenoid 13, das mittels eines Hilfsschalters 15 betätigt wird. In der dargestellten Lage schliessen die Kontakte 7 und 8 einen Stromkreis über die festen Kontakte 10 und 12, so dass die Feldwicklung 5 vom Generator 4 selbst erregt wird. Ein veränderlicher Widerstand 16 ist vorgesehen, um die Erregerspannung während des Anlassens regeln zu können.
Normalerweise wird jedoch die Feldwicklung aus einer Wechselstromquelle, beispielsweise dem Netz 2, über gittergesteuerte Entladungsgefässe 17, 18 und 19 mit Dampf-oder Gasfüllung oder eine andere Form von diskontinuierlich gesteuerten Röhren gespeist. Bekanntlich haben solche Entladungsgefässe gegenüber Entladungsgefässen mit reiner Elektronenentladung. deren Entladung kontinuierlich gesteuert wird, den Vorteil grosser Stromdurchlässigkeit und kleiner Spannungsabfälle. Der Ausdruck "diskontinuierlich gesteuerte Röhre" ist deshalb gewählt, um damit die Art der Entladungsgefässe hinsichtlich ihrer Steuerung zu kennzeichnen.
Wie bereits angegeben wurde, wird das Einsetzen des Entladungsstromes in der Röhre durch das Steuergitter bestimmt, aber der Entladungsstrom kann nur dadurch unterbrochen werden, dass die Anodenspannung unter ihren kritischen Wert verringert wird. Die Zuführung der Wechselspannung zu den Gefässen 17, 18 und 19 bzw. der Feldwicklung 5 erfolgt mittels eines Transformators 20, der vom Netz 2 gespeist sein kann. Vorzugsweise wird die Primärwicklung des Transformators in Dreieck geschaltet und die Sekundärwicklung in Zick-Zack-Stern, wodurch die Gleichstrommagnetisierung von den Transformatorschenkeln ferngehalten wird.
An die Enden der Sekundärwicklung sind die Anoden der Gefässe angeschlossen, während zwischen den Sternpunkt der Sekundärwicklung und die Kathoden der Gefässe die Feldwicklung 5 über die Kontakte 7,9 und 8, 11 eingefügt ist. Für die Xathodenheizung ist ein Transformator 23 vorgesehen, wobei die richtige Heizspannung durch einen veränderlichen Widerstand 24 eingestellt wird. Die Steuerelektrode jedes Gefässes erhält über einen Transformator 25 eine aus dem Netz 2 abgeleitete Wechselspannung.
In die Gitterkreise sind ferner Widerstände 26, 27 und 28 eingefügt. Normalerweise ist die Wechselspannung im wesentlichen konstant, und die Phasenbeziehung zwischen Anodenspannung und Gitterspannung wird durch die dargestellte Anordnung der Wicklungen der Transformatoren 20 und 25 konstant gehalten. Dabei wird durch passende Anordnung Sorge getragen, dass die den Gitterkreisen zugeführte Steuerwechselspannung um 90 der entsprechenden Anodenspannung nacheilt. Da die Röhren auf den Feldkreis arbeiten, der eine verhältnismässig hohe induktive Belastung darstellt, kann eine im wesentlichen vollständige Steuerung mit 900 Phasenverschiebung der Gitterspannung erreicht werden.
Für die Regelung des Entladungsstromes auf kleine Mittelwerte empfiehlt es sich, zur Erzielung eines verhältnismässig kleinen Widerstandes für den Stromfluss vom Gitter zur Kathode Kondensatoren 29. 30 und 31 vorzusehen, die unmittelbar zwischen Gitter und Kathode jeder Röhre geschaltet sind. Die Steuerung der Gefässe erfolgt durch eine veränderliche Gleichspannung, die in Reihe mit der festen Wechselspannung geschaltet ist. Wie gezeigt ist, wird dies dadurch bewirkt, dass ein Widerstand 32 in den Gitterkreis der Gefässe 17, 18 und 19 eingefügt ist und der Spannungsabfall an diesem Widerstand durch eine Gleichspannung ver- ändert wird, die einem Bestimmungskreis entnommen ist.
Dieser spannungsabhängige Kreis enthält eine Brückenanordnung, die einerseits Wider-
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stände, die eine nichtlineare Spannungs-Strom-Ckarakteristik haben. Vorzugsweise enthält die Brückenanordnung gleichartige Widerstandselemente in den gegenüberliegenden Zweigen, also beispielsweise die Widerstände 33 und 34 mit linearer Charakteristik und die Widerstände 35 und 36 mit nichtlinearer Charakteristik. Es ist festgestellt worden, dass als Material mit nichtlinearer Charakteristik ein Material, das Siliziumkarbid und Kohle oder andere leitende Stoffe enthält, besonders geeignet ist.
Um alle drei Phasen für die Regelung heranzuziehen, wird ein dreiphasiger Gleichrichter verwendet, und zwar werden die drei Einphasenspannungen des Generators in Gleichspannung umgewandelt, so dass die resultierende Spannung eine Funktion der Spannungen aller drei Phasen ist. Der Brückenkreis erhält eine von der Generatorspannung abhängige Gleichspannung, und zwar mittels eines Transformators 37 und der Gleichrichter 38,39 und 40. Der Transformator 37 ist mit einer Primärwicklung 41 versehen, welche in Dreieck geschaltet ist und über passende Widerstände 42 an das Wechselstromnetz 2 angeschlossen ist. Der Transformator 37 ist mit mehreren Einphasen-Sekundärwicklungen 43 versehen.
Die verschiedenen Phasenwicklungen sind an die Vollweggleichrichter 38,39 und 40 angeschlossen, und zwar werden deswegen Vollweggleichrichter verwendet, damit soviel wie möglich die Oberwellen der
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einzelnen Gleichrichter verringert werden. Dieses ist an sich nicht notwendig, trägt aber zur Vervollkommnung bei. An sich können für diese Gleichrichter alle bekannten Gleichrichter verwendet werden, vorzugsweise sollen jedoch Trockengleichrichter Verwendung finden. Die Gleichstromkreise der Gleichrichter sind in Reihe geschaltet und die gesamte Spannung an die Klemmen 44 und 45 der Brückenanordnung gelegt.
Ein Vorschaltwiderstand 46 dient zur Einstellung der Brückenspannung (ähnlicherweise wie Widerstand 42). Es hat sich als empfehlenswert herausgestellt, die Einstellung in erster Linie mittels der Widerstände 42 vorzunehmen.
Die Ausgangsspannung der Brückenanordnung wird dem Gitterkreis eines Entladungsgefässes zugeführt, und zwar wird vorzugsweise ein Entladungsgefäss mit reiner Elektronenentladung verwendet. Es können zwei Entladungsgefässe parallel angeordnet werden. Dadurch wird die Zuverlässigkeit der Regeleinrichtung verbessert ; wenn nämlich eines der Gefässe ausfällt, so übernimmt selbsttätig das andere den vollen Strom. Der Vereinfachung wegen ist jedoch nur ein Gefäss dargestellt. Dieses Entladungsgefäss wirkt als Spannungsverstärker, indem Veränderungen des Anodenstromes Veränderungen des Spannungsabfalles am Steuerwiderstand 32 der Gefässe 17, 18 und 19 hervorrufen.
Die Anodenspannung wird dem Gefäss 47 mittels eines Transformators aus einer Transformatorhilfswicklung 48 über einen Vollweggleichrichter 49 zugeführt. Dabei ist noch ein elektrischer Filter vorgesehen, der eine Drosselspule 50 und eine Parallelschaltung von Widerstand 51 und Kondensator 52 enthält. Der Kathodenheizstrom für das Gefäss 47 wird mittels einer weiteren Hilfswicklung 53 dem Transformator 37 entnommen. Die Wicklung 53 enthält eine Mittelanzapfung, die an den Sternpunkt der Transformatorsekundärwicklung von 25 angeschlossen ist. Gleiches Potential hat auch das eine Ende des Widerstandes 32, während das andere Ende mit der oberen Gleichstromleitung des Gleichrichters 49 über den Leiter 55 verbunden ist.
Beim Prüfen der Beziehung des Anodenkreises des Gefässes 47 und des Gitterwiderstandes der Gefässe. 17, 18 und 19 ist zu beachten, dass der Widerstand 32 in Reihe mit dem Anodenkreis der. Elektronenröhre 47 liegt.
Die durch die beschriebene Regeleinrichtung, die im wesentlichen trägheitslos anspricht, erzielten Vorteile lassen sich nicht vollkommen verwirklichen, wenn man nicht der Frage des Überregelns besondere Aufmerksamkeit widmet. Bekanntlich wird das Überregeln oder Pendeln beim Regelvorgang durch die Zeitverzögerung in einzelnen Teilen der Generatorkreise oder der Regeleinrichtung verursacht. Obwohl Entladungsgefässe die durch bewegte Teile und Relais der üblichen mechanischen Regler bewirkte Zeitverzögerung nicht aufweisen, besteht dennoch eine Zeitverzögerung infolge der Verschiedenheit des Stromaufbaues im Erreger-und Generatorfeld.
Die letztgenannte Zeitverzögerung ist verhältnismässig klein, und Versuche haben ergeben, dass, wenn eine momentan wirkende Regelanordnung verwendet wird, ein Überregeln nicht auftritt, selbst wenn Mittel zum Verhüten des Überregelns fehlen. Man hat jedoch festgestellt, dass ein solcher Regler falsch, besonders bei Ausgleichsvorgängen, arbeitet, beispielsweise bei Kurzschlüssen oder Schaltvorgängen, und dass es nicht empfehlenswert ist, den Generator oberhalb seiner statischen Stabilitätsgrenze zu betreiben. Es wurde ferner festgestellt, dass ein Überregeln selbst dann auftreten kann, wenn der Erregerstrom des Generators unmittelbar beeinflusst wird. also auch dann, wenn keine Erregermaschine verwendet wird. Dies ist eine Folgeerscheinung der Ankerreaktanz, die bei den üblichen Generatoren verhältnismässig gross ist.
Für die Regelung eines solchen Generators ist es daher notwendig, Mittel zum Verhüten des Überregelns vorzusehen, die die Trägheit des Feldes der Erregermaschine und die Wirkungen der Ankerreaktanz berücksichtigen, wenn eine Erregermaschine verwendet wird. Wird die Erregermaschine fortgelassen, so sind trotzdem Mittel zum Verhüten des Überregelns notwendig, um ein Überregeln wegen der Ankerreaktanz zu verhüten.
Zur Verhütung des Überregelns bzw. zur Kompensation der Zeitverzögerung durch die Erregermaschine bzw. durch die Ankerreaktanz wird ein einstellbarer Widerstand 56 vorgesehen. Der Spannungsabfall an diesem Widerstand wird in Abhängigkeit von der Spannung der Erregermaschine 4 geändert. Eine Kapazität 57 liegt in Reihe mit dem Widerstand an den Klemmen der Erregermaschine, damit die Spannung am Widerstand 56 nur während der Ausgleichsvorgänge im Erregerkreise erscheint, oder anders ausgedrückt, wenn die Erregerspannung sich ändert. Damit die Spannungsänderung des Gitters so verzögert wird, dass der Rückführungskreis Gelegenheit hat, die Erregermaschine am Überregeln zu verhindern, ist ein Widerstand 58 im Ausgangskreis der Brücke vorgesehen. Ferner liegt eine Kapazität 59 parallel zu Gitter und Kathode.
Der Widerstand 58 bestimmt die Geschwindigkeit des Spannungsan-bzw. abstieges an der Kapazität 59 und die Zeitkonstante dieser Reihenschaltung von Widerstand 58 und Kapazität 59 bestimmt die Zeitverzögerung der Änderung der Gitterspannung. Eine Kapazität 60 liegt ferner parallel zum Widerstand 58. damit kleine Spannungsänderungen, die aber nicht gross genug für die Steuerung der Gefässe 17, 18 und 19 sind, schnell dem Gitter zugeführt werden können. Ein Widerstand 61 kann auch ferner parallel zur Kapazität 59 vorgesehen sein. Dieser dient zur Veränderung der Zeitdauer, die für die Änderung der Gitterspannung
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erforderlich ist. Die Anordnung der Elemente 58-61 ist in ihrer Wirkungsweise den Rückführgliedern mechanischer Regler ähnlich.
Die Kompensation des Spannungsabfalles und die Kompensation infolge der Blindleistung beim Parallelbetrieb von zwei Generatoren kann erforderlichenfalls in einer ähnlichen Weise wie bei der Anordnung mechanischer Regler erreicht werden. Ein veränderlicher Widerstand 62 und eine veränderliche Induktivität 63, deren Grössen entsprechend der gewünschten Kompoundierung eingestellt werden können, sind in eine Phase der der Regeleinrichtung zugeführten Spannung eingefugt. Ein Stromwandler 64 liefert die erforderliche Steuerspannung, wenn der Phasenstrom ansteigt. mittels des veränderlichen Widerstandes und der veränderlichen Induktivität. Die Spannung, die hinsichtlich Phase und Grösse eine Funktion des Spannungsabfalles ist, wird dem Regelkreis zugeführt.
Die Dreieckspannungen, die der Regeleinrichtung zugeführt werden, sind nicht ausgeglichen, und bei einem nacheilenden Leistungs-
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über die bei gleicher Belastung mit voreilendem Leistungsfaktor anzusteigen versucht, oder, mit andern Worten, es wird eine normale Spannungsabfallkompensation erreicht.
Wenn zwei oder mehrere Synchronmaschinen parallel arbeiten, so ist es, sofern eine genügende Reaktanz zwischen den beiden Maschinen besteht, notwendig, eine Ausregelung der Blindleistung vorzunehmen. Hiefür ist ein weiterer Stromwandler 65 in einer andern Phase vorgesehen und liefert mittels einer veränderlichen Reaktanz 66 eine Zusatzsteuer- spannung, die zu den Dreieckspannungen der Primärwicklung 41 des Transformators addiert, die Spannungen in der erwünschten Richtung unsymmetrisch macht, so dass der Strom in den parallelen Maschinen entsprechend ihren kVA-Auslegungen aufgeteilt wird.
Bei der Anwendung des Regelsystems für Generatoren und Blindleistungsmaschinen kann es erwünscht sein, Mittel vorzusehen, die den Ausgangsstrom der geregelten Maschine begrenzen und im wesentlichen konstant halten, wenn ein vorbestimmter Wert oberhalb der Vollastgrenze erreicht ist. Hiefür ist eine Einrichtung vorgesehen, die vom Ausgangsstrom der geregelten Maschine beeinflusst wird und die Steuerung der Gitter der Hauptgeiasse übernimmt, wenn der Ausgangsstrom der Maschine einen vorbestimmten Wert oberhalb des Vollastwertes erreicht. Hiefür dient ein Stromwandler 67, der in eine der Phasenleitungen 2 eingefügt ist und einen Zwischentransformator 68 erregt. Ein passender Widerstand 69 liegt parallel zur Primärwicklung des Transformators 68 und ist einstellbar.
Die Sekundärwicklung des Transformators 68 liegt an den Eingangsklemmen eines Vollweggleichrichters 70, welcher vorzugsweise ebenfalls wie die Gleichrichter 38, 39 und 40 Trockengleichrichter enthält. Die
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anordnung. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters 70 wird mittels des Widerstandes 69 so eingestellt, dass sie für jeden Stromwert unterhalb des vorbestimmten Belastungswertes kleiner ist. als die gleichgerichtete Spannung der Gleichrichter 38, 39 und 40. Bei dieser Parallelanordnung von Gleichrichtern besteht keine Stromrücklieferungsmüglichkeit, da die beiden Gleichrichtergruppen Strom nur in einer Richtung durchlassen.
Bei dem vorbestimmten Belastungswert wird jedoch die Klemmenspannung der geregelten Maschine langsam abnehmen, und in demselben Masse, wie die Ausgangsspannung der Gleichrichter 38,39 und 40 unter die des Gleichrichters 70 sinkt, wird die Steuerung und die Eingangsspannung der Brücke nunmehr durch die Ausgangsspannung des Gleichrichters 70 bestimmt werden. Mit der Spannung, die durch den Strom gesteuert wird, wird die Regeleimichtung versuchen, den Ausgangsstrom im wesentlichen konstant zu halten, bis die Spannung in der hernach beschriebenen Weise geregelt ist.
Zum besseren Verständnis der vollständigen Arbeitsweise ist es zweckmässig, zunächst die Arbeitsweise der Steuerelemente zu betrachten. Die Wechselspannung des Kreises 2 wird zunächst auf eine passende Spannung herabtransfonmiert, welche beispielsweise 220 Volt sein kann, u. zw. durch den Transformator 37. Diese Spannung wird durch die Gleichrichter 38,39 und 40 gleichgerichtet. Es ist dabei zu beachten, dass für jede Phase eine Gleichrichtereinheit vorgesehen ist. Die Spannungen der drei Phasen des Generators werden gleichgerichtet und an die Klemmen 44 und 45 der spannungsempfindlichen Brückenanordnung angeschlossen.
Wenn die gesamte Gleichspannung, die der Brücke zugeführt wird, den richtigen Wert hat, der dem Wert der aufrechtzuerhaltenden Wechselspannung entspricht, so ist die Ausgangsspannung der Brücke Null oder. ein vorbestimmter Wert. Wenn die Wechselspannung den vorgeschriebenen Wert über-oder unterschreitet, der der Abstimmung bzw. einer vorbestimmten Verstimmung entspricht, erhält man eine Ausgangsspannung, die entweder positiv oder negativ in bezug auf die an die Brücke angelegte Gleichspannung ist und davon unabhängig ist, ob die angelegte Spannung zu hoch oder niedrig ist. Die Grösse dieser Ausgangsspannung ist
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dem abgestimmten Wert entspricht.
Die Ausgangsspannung der Brücke wird dem Gitter des Entladungsgefässes 47 zugeführt, dessen Arbeitsweise in dem Regelkreis nunmehr erläutert werden soll.
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dargestellt ist. Die horizontale Linie N gibt die Erregung an, die bei Leerlauf erforderlich ist, die Linie H die Erregung für Halblast und die Linie F die Erregung für Vollast. Je grösser die Empfindlichkeit des Steuerkreises ist oder je mehr die dargestellte Linie die Vertikale erreicht, desto kleiner wird die Änderung der geregelten Spannung sein.
Die Änderung der geregelten Spannung in Abhängigkeit von der Last ist in Fig. 5 veranschaulicht, in der die typischen Spannungskurven des Generators für Leerlauf Et, und Vollast Er bei Leistungsfaktor 1 in Abhängigkeit vom Erregerstrom Je dargestellt sind. Eine weitere Spannungskurve-E,, ist angegeben. Diese ist in Abhängigkeit vom Mittelwert des Stromes der Gefässe 17, 18 und 19 aufgetragen. Das Zusammenwirken von E,. mit den andern Spannungskurven ermöglicht nun eine Regelung der Spannung für jede Belastung und jeden Leistungsfaktor. Die grösste Abweichung vom Leerlauf wird bei Vollast und dem kleinsten Leistungsfaktor auftreten.
Durch Erhöhen der Empfindlichkeit des Regelkreises wird es ermöglicht, den Verlauf der Kurve Er nahezu horizontal zu machen und dadurch die Abweichung zwischen Leerlauf und Vollast zu verringern.
Für die Erläuterung der Wirkungsweise der Rückführglieder, die das Überregeln verhüten, nehmen wir zunächst an, dass die Belastung des Generators Null ist und dass die geregelte Spannung gleich der normalen Leerlaufspannung ist. Wird plötzlich Last eingeschaltet, so tritt eine Verminderung der der Brücke zugeführten Spannung ein, und infolgedessen ändert sich die dem Gitterkreis des Entladungsgefässes 47 zugeführte Spannung. Eine kleine Änderung wird unmittelbar mittels Kondensators 60 in den Gitterkreis des Gefässes eingefügt und versucht, durch Vergrösserung der Gitterspannung der Gefässe die Felderregung zu vergrössern. Im selben Augenblick wird der Strom durch den Widerstand 58 zu fliessen beginnen und der Kondensator 59 versuchen, die Gitterspannung des Entladungsgefässes in der richtigen Richtung zu ändern.
Die Konstanten dieser Widerstände und Kondensatoren werden so gewählt und eingestellt. dass eine Zeitverzögerung besteht, bevor die Spannung am Gitter des Entladungsgefässes sich zu einer nennenswerten Grösse aufbaut. Vorzugsweise soll die Zeitkonstante dieses Steuerkreises näherungsweise gleich der Zeitkonstanten des Erregerkreises sein.
Sobald die Spannung der Erregermaschine 4 zu wachsen beginnt, wird eine Spannung an dem Widerstand 56 erzeugt, deren Polarität derart ist, dass sie den Anodenstrom des Gefässes 47 zu verringern sucht und infolgedessen auch die Erregung der Erregermaschine 4, sobald sie den erforderlichen
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Spannung am Widerstand 56 sich exponentiell in bezug auf die Zeit ändert, wenn Widerstand 56 und Kondensator 57 richtig gewählt werden, so wird die Spannung zum Verhüten des Überregelns verschwinden, sobald die Erregung ihren richtigen Wert erreicht hat. Diese Eigenart ermöglicht es, dass der Regler plötzliche Zunahmen oder Abnahmen der Belastung ausgleicht und ist sehr wichtig, wenn der Generator oberhalb seiner statischen Grenzleistung arbeitet.
Der Kondensator 57 hat eine sehr wertvolle Funktion, da er eine praktisch momentane Änderung der Gitterspannung des Entladungsgefässes ermöglicht und dadurch die Verringerung der Generatorspannung infolge der Ankerreaktanz kompensiert.
Wenn das Generatorfeld unmittelbar gesteuert wird ohne die übliche Erregermaschine, entspricht die Anordnung im wesentlichen der nach Fig. 1 mit Ausnahme kleiner Änderungen.
Die dämpfenden und schnell ansprechenden Elemente, insbesondere Widerstand 58, Kondensator 59 und Kondensator 60. sind nicht mehr erforderlich, da die Zeitkonstante der Erregermaschine in Fortfall gekommen ist. Die Wirkung der Ankerreaktanz besteht jedoch, und es muss dafür Sorge getragen werden, dass sie kompensiert wird. Da die Ankerreaktanz belastungsabhängig ist, kann man die Kompensation dadurch erreichen, dass man einen Strom, der proportional dem Belastungsstrom ist, gleichrichtet und diese Spannung dem Kreis zur Verhütung des Überregelns einfügt. Wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. l ist hiefiir ein Stromwandler 67 vorgesehen, der in eine der Phasenleitungen 2 eingefügt ist und einen Zwischentransformator 68 erregt.
Ein einstellbarer Widerstand 69 liegt parallel zu der Primär-
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Eingangsklemmen eines Gleichrichters 70, beispielsweise eines Trockengleichrichters ähnlich den Gleichrichtern 58, 39 und 40. Die Gleichspannung des Gleichrichters liegt in Abweichung von Fig. 1 über einen Widerstand an einem Kondensator, genau wie die Spannung der Erregermaschine 4 nach Fig. 1 über einen Widerstand 56 am Kondensator 57 lag, Parallel zu den Gleichstromklemmen des Gleichrichters liegt ein Kondensator, um die Oberwellen der Gleichspannung des Gleichrichters zu verringern.
In diesem Fall ist jedoch die Polarität der gleichgerichteten Spannung, wenn sie dem aus Widerstand 56 und Kondensator 57 entsprechend Fig. l bestehenden Rückführkreis zugeführt wird, umgekehrt, so dass bei zunehmender Belastung der Mittelwert des Ausgangsstromes der Gefässe 17.
18 und/9 ver grössert wird, wodurch jede Änderung der Generatorspannung infolge der Ankerreaktanz
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notwendig zur Erzielung der richtigen Kompensation ist, muss einen bestimmten Wert haben.
Bei den meisten Arbeitsbedingungen ist eine rohe Einstellung der Grösse der eingefügten
Spannung und der Konstanten von Widerstand 56 und Kondensator 57 ausreichend, aber in den Fällen, in denen der Generator oberhalb der statischen Belastungsgrenze arbeitet, kann es notwendig sein, alle diese Werte für die betreffende Maschine genau einzuregeln.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Regelung von Betriebsgrössen einer elektrischen Maschine mittels gittergesteuerter Dampf-oder Gasentladungsgefässe, deren Steuerelektroden eine aus einer Wechselspannungs-und einer Gleichspannungskomponente bestehende Steuerspannung zugeführt wird nach Patent 122390, dadurch gekennzeichnet, dass die Gitterwechselspannung um vor- zugsweise 90 der zugehörigen Anodenwechselspannung nacheilt.