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Bei der elektrischen Bremsung von Maschinen, insbesondere Synchronmaschinen, wird der Anker derselben in an sich bekannter Weise direkt oder über einen Widerstand kurzgeschlossen und die Maschine von einer meist von der sich vermindernden Drehzahl unabhängigen Spannungsquelle versorgt, s. österr. Patentschrift Nr. 240485 und Nr. 249183. Dabei nimmt die in der Maschine induzierte Spannung zwar mit der Drehzahl ab, jedoch besitzt der Ankerstrom eine zur Stillsetzung ausreichende Höhe, da die ihn führende Kurzschlussbahn weitgehend mit induktiven Widerständen behaftet ist, deren Wert, da frequenzabhängig, ebenfalls mit kleiner werdender Drehzahl abnimmt.
Gegenstand der Erfindung ist eine elektrische Bremsanordnung für einen gegebenenfalls statorseitig mit einem Blocktransformator verbundenen Generator, insbesondere Synchronmaschine, mit einer zu seiner
Stillsetzung gespeisten Erregerwicklung und mit einer gegebenenfalls über einen Belastungswiderstand kurzschliessbaren Ankerwicklung. Die vorstehende elektrische Bremsanordnung ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass zur Stillsetzungserregung der Erregergleichrichter entweder direkt oder über eine
Bremsstrom-Regeleinrichtung an den festen Belastungswiderstand bzw. an einen Leistungstransformator, insbesondere Blocktransformator, angeschlossen ist, oder der Erregergleichrichter mit dem zumindest teilweise als
Stellglied der Bremsstrom-Regeleinrichtung ausgebildeten Belastungswiderstand verbunden ist.
Der Vorteil der Erfindung liegt in einem von äusserer Versorgung (Spannungsquelle) unabhängigen
Bremsablauf, der somit auch allen Anforderungen einer Gefahrenabstellung im Sinne der Schutztechnik solcher
Maschinensätze gerecht wird. Darüber hinaus wird, da die Erregerenergie dem Anker nach dem Prinzip der
Selbsterregung entnommen wird, der Energieumsatz des damit in sich geschlossenen, an der Bremsung beteiligten
Systems erhöht und damit auch eine raschere Stillsetzung bewirkt. Auch der in den Ankerkreis der Maschine geschaltete insbesondere ohmsche Widerstand, dessen man sich für die Gewinnung der vorerwähnten, weitgehend konstanten Spannung bedient, bewirkt einen verbesserten Energieumsatz im Sinne einer stärkeren Abbremsung.
Der sich früher als Nachteil ausweisende Umstand, dass bei der Schaltung auf einen Widerstand an Stelle eines satten Kurzschlusses an den Klemmen der Maschine noch eine, wenn auch meist gering zu haltende
Spannung verbleibt, verliert in Anbetracht des heutigen Standes der Isolationstechnik bei grossen Maschinen, mit mit Kunstharz vergossenen bzw. vollgetränkten Wicldungen dabei an Gewicht, da man für die Beurteilung der
Frage einer vorzunehmenden Bremsung, z. B. auch bei inneren Schäden der Maschine, gegenüber früher bei nunmehr verbesserter Bremswirkung wohl kein zusätzliches Risiko einzugehen braucht.
Der Tedenz einer unerwünscht hohen Auferregung der Maschine zufolge gegenseitiger Einflussnahme von Anker- und Erregerstrom (Selbsterregung) wird auf längere Sicht durch die erfindungsgemässe Anordnung von selbst vorgebeugt, da ein erhöhter Ankerstrom eine verstärkte Verzögerung bewirkt, womit die Maschine auf raschem Wege immer mehr in den Bereich niederer Drehzahl und damit kleiner Frequenzen gelangt. Auf diese Weise tritt der konstant bleibende Wirk- gegenüber dem abnehmenden Blindwiderstand immer massgeblicher in Erscheinung und damit wird die Zuordnung von Anker- zu Erregerstrom in Richtung auf einen Abbau der unerwünscht hohen Selbsterregung beeinflusst.
Darüber hinaus können vorteilhafterweise Zusatzeinrichtungen vorgesehen sein, welche die Zuordnung Anker- zu Erregerstrom über Regeleinrichtung beeinflussen, sodass jede gewünschte Abhängigkeit über den Drehzahlverlauf hergestellt werden kann.
Eine einfache Möglichkeit besteht in der Ausbildung des Bremswiderstandes als Regelwiderstand, z. B.
Flüssigkeitswiderstand oder vorgeschalteter Regeltransformator, welcher in Abhängigkeit von Brems-, Erregerstrom, od. dgl. ausgesteuert wird.
Zur Verhinderung, dass der Wert der abgegriffenen Spannung dabei in ungewünschtem Sinne mit beeinflusst wird, kann der Widerstand geteilt sein in einen für die Ausregelung des Stromes dienenden, variierbaren und einen davon unabhängigen Teil für den Spannungsabgriff für die Versorgung der Erregung der Maschine.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 und 2 die Bremsschaltung der erfindungsgemässen Art, ohne im Detail dargelegte Regeleinrichtung, Fig. 3, 4 und 5 hingegen eine solche mit zusätzlicher Regelmöglichkeit, welche bei Fig. 3 und 4 unmittelbar im Ankerkreis geschaltet, bei Fig. 5 ausschliesslich im Polradkreis liegend eingetragen ist.
In Fig. 1 wird die Ankerwicklung--l--über den allenfalls schon für andere Zwecke vorhandenen Blocktransformator--2--unmittelbar oder über den Widerstand--3-- (strichliert eingezeichnet) kurzgeschlossen. Hiebei sind zwei zusätzliche Schaltelemente, insbesondere Trenner, erforderlich, und zwar eines, --4--, im Ankerkreis und eines,--5--, im Erregerkreis--6--.
In Fig. 2 wird der Spannungsabgriff direkt am Bremswiderstand--3--vorgenommen, so dass hier ein zusätzliches Schaltelement --4-- im Ankerkreis genügt, das die Abschaltung des Erreger- und Ankerkreises - -6, 1-- gemeinsam vornimmt.
In Fig. 3 ist eine Schaltanordnung mit im Ankerkreis bzw. in der Kurzschlussbahn arbeitenden Stellglied --7-- des Reglers--R--dargestellt, wobei mittels Messung des Ankerstromes über den festen Widerstand --3-- (shunt-Anordnung) eine Verstellung des stellbaren Widerstandes--8--vorgenommen wird, so dass Ohm-Wert der Kurzschlussbahn und Abgriff der Erregung gemeinsam, gleichzeitig und im gleichen Sinn wirkend, verändert werden können.
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Fig. 4 zeigt eine Schaltanordnung, bei der die Einstellung der Erregerspannung über den Abgriff --9-- am im Ankerkreis --1-- liegenden Bremswiderstand --10-- vorgenommen wird, wobei die Regelung über Veränderung dieses Abgriffes erfolgt, entweder in Serien- oder Parallelschaltung.
Fig. 5 zeigt eine Schaltanordnung ähnlich der nach Fig. 3, wobei jedoch das Stellglied --7-- des Reglers --R-- nicht im Anker-sondern ausschliesslich im Polradkreis der abzubremsenden Synchronmaschine arbeitet.
Je nach der Schaltung des Reglers oder des Messgliedes kann die jeweils vorgesehene Regelung in Richtung auf den Verlauf des Ankerstromes, Erregerstromes oder einer sonstigen massgeblichen Grösse vorgenommen werden.
In sämtlichen Figuren der Zeichnungen sind jene Bauelemente (Schaltglieder), die zusätzlich vorhanden sein können, jedoch bei der betreffenden Schaltung nicht unbedingt nötig sind, mit unterbrochenen Linien eingezeichnet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Elektrische Bremsanordnung für einen gegebenenfalls statorseitig mit einem Blocktransformator verbundenen Generator, insbesondere Synchronmaschine, mit einer zu seiner Stillsetzung gespeisten Erregerwicklung und mit einer gegebenenfalls über einen Belastungswiderstand kurzschliessbaren Ankerwicklung,
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Leistungstransformator (2), insbesondere Blocktransformator, angeschlossen ist, oder der Erregergleichrichter (11) mit dem zumindest teilweise als Stellglied der Bremsstrom-Regeleinrichtung (R) ausgebildeten Belastungswiderstand (8, 10, 12) verbunden ist.
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In the case of electrical braking of machines, in particular synchronous machines, the armature of the same is short-circuited in a manner known per se, either directly or via a resistor, and the machine is supplied by a voltage source that is usually independent of the decreasing speed, s. Austrian patent specification no. 240485 and no. 249183. The voltage induced in the machine decreases with speed, but the armature current has a sufficient level to stop it because the short-circuit path leading it is largely subject to inductive resistances, the value of which since it is frequency-dependent, it also decreases with decreasing speed.
The invention relates to an electrical brake arrangement for a generator, in particular a synchronous machine, connected to a block transformer, if appropriate on the stator side, with a generator connected to it
Shutdown fed exciter winding and with an armature winding that can be short-circuited via a load resistor. According to the invention, the above electrical brake arrangement is characterized in that the exciter rectifier either directly or via a shutdown excitation
Braking current control device is connected to the fixed load resistor or to a power transformer, in particular block transformer, or the exciter rectifier with the at least partially as
Actuator of the braking current control device trained load resistor is connected.
The advantage of the invention is that it is independent of the external supply (voltage source)
Braking process, which therefore also meets all the requirements of a hazard cut-off in terms of protective technology
Machine sets. In addition, since the excitation energy is the anchor according to the principle of
Self-excitation is taken, the energy conversion of the self-contained, involved in the braking
System increased and thus also causes a faster shutdown. The ohmic resistance, in particular, connected to the armature circuit of the machine, which is used to obtain the aforementioned, largely constant voltage, results in an improved energy conversion in the sense of stronger braking.
The fact that earlier proved to be a disadvantage that when switching to a resistor, instead of a full short circuit at the terminals of the machine, there is another one, albeit one that can usually be kept low
Tension remains, loses weight in view of the current state of insulation technology in large machines with coils encapsulated with synthetic resin or fully impregnated, since one for the assessment of the
Question of a braking to be carried out, e.g. B. even with internal damage to the machine, compared to earlier with now improved braking effect probably no additional risk needs to be taken.
The tendency of an undesirably high level of excitation of the machine due to the mutual influence of armature and excitation current (self-excitation) is prevented in the long term by the arrangement according to the invention, since an increased armature current causes an increased delay, which means that the machine more and more quickly Range of low speed and thus low frequencies. In this way, the effective resistance, which remains constant, becomes more and more important compared to the decreasing reactance, and the assignment of armature to excitation current is influenced in the direction of reducing the undesirably high self-excitation.
In addition, additional devices can advantageously be provided which influence the assignment of armature to excitation current via a control device, so that any desired dependency can be established over the speed curve.
A simple option is to design the braking resistor as a control resistor, e.g. B.
Fluid resistance or upstream control transformer, which is controlled as a function of braking, excitation current or the like.
To prevent the value of the tapped voltage from being influenced in an undesired way, the resistor can be divided into a variable part that is used to regulate the current and a part that is independent of it for the voltage tap for supplying the excitation of the machine.
Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings.
1 and 2 show the braking circuit of the type according to the invention, without the control device presented in detail, while FIGS. 3, 4 and 5 show one with an additional control option, which in FIGS. 3 and 4 is switched directly in the armature circuit, and exclusively in FIG is entered lying in the pole wheel circle.
In Fig. 1, the armature winding - 1 - is short-circuited directly via the block transformer - 2, which may already be present for other purposes, or via the resistor - 3 - (shown in dashed lines). Two additional switching elements, in particular isolators, are required, namely one, --4--, in the armature circuit and one, - 5--, in the exciter circuit - 6--.
In Fig. 2, the voltage is picked up directly at the braking resistor - 3 - so that an additional switching element --4-- in the armature circuit is sufficient, which switches off the exciter and armature circuit - -6, 1-- together.
In Fig. 3 a switching arrangement is shown with the actuator --7-- of the regulator - R - operating in the armature circuit or in the short-circuit path, whereby by measuring the armature current via the fixed resistor --3-- (shunt arrangement) an adjustment of the adjustable resistance - 8 - is made so that the ohm value of the short-circuit path and the pick-up of the excitation can be changed together, acting simultaneously and in the same sense.
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Fig. 4 shows a switching arrangement in which the setting of the excitation voltage is made via the tap --9-- on the braking resistor --10-- located in the armature circuit --1--, the regulation being carried out by changing this tap, either in Series or parallel connection.
Fig. 5 shows a switching arrangement similar to that of Fig. 3, but the actuator --7-- of the controller --R-- does not work in the armature but exclusively in the pole wheel circuit of the synchronous machine to be braked.
Depending on the circuit of the regulator or the measuring element, the regulation provided in each case can be carried out in the direction of the course of the armature current, excitation current or some other relevant variable.
In all the figures of the drawings, those components (switching elements) which may also be present, but are not absolutely necessary for the circuit in question, are shown in broken lines.
PATENT CLAIMS:
1. Electrical braking arrangement for a generator, in particular a synchronous machine, possibly connected to a block transformer on the stator side, with an exciter winding fed to shut it down and with an armature winding that can be short-circuited via a load resistor,
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Power transformer (2), in particular block transformer, is connected, or the exciter rectifier (11) is connected to the load resistor (8, 10, 12), which is at least partially designed as an actuator of the braking current control device (R).
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