DE2347655B2

DE2347655B2 - Erregereinrichtung fuer einen selbsterregten kompoundierten synchron-generator

Info

Publication number: DE2347655B2
Application number: DE19732347655
Authority: DE
Inventors: Josip Dipl.-Ing.; Saban Ivka Dipl.-Ing.; Zagreb Saban (Jugoslawien)
Original assignee: Rade Koncar, produzece za proizvodnju elektricni opreme projektiranja i montazu postrojenja, Zagreb (Jugoslawien)
Priority date: 1972-09-22
Filing date: 1973-09-21
Publication date: 1976-07-08
Also published as: YU39902B; YU240772A; CH565479A5; DE2347655A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist eine Erregereinrichtung für einen selbsterregten kompoundierten Synchron-Generator, mit einem Mehrwicklungs-Transformator, dessen Primärwicklung mit der Statorwicklung des Generators in Reihe liegt und dessen Sekundärwicklung einerseits an geeignete Klemmen des Generators und andererseits an einen Erreger-Gleichrichter sowie an einen auf wenigstens annähernde Resonanz mit der Induktivität des Transformators bei Nennfrequenz abgestimmten Kondensator angeschlossen ist.

Eine statische Erregeranordnung dieser Gattung ist bekannt (OE-PS 2 25 800 und 2 15 554).

Sie weist jedoch Mangel bezüglich der Einfachheit

oder der Anpassungsfähigkeit auf.

Es ist Aufgabe der Erfindung, Eigenschaften zu erhalten, die bei anderen bekannten Einrichtungen zur Selbsterregung und Kompoundierung erst durch Hinzufügen eines besonderen Transformators erreicht werden können.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angeführten Merkmale gelöst Wesentlich bei der Erfindung ist die Art der

ίο Verbindung der Elemente der Anordnung sowie das Auftreten der Resonanz zwischen der Induktivität des Dreiwicklungstransformators und der Kapazität der Kondensatoren-Batterie bei Nennfrequenz, wodurch man eine schnelle und genaue Steuerung des Erregerstromes auf den Wert, der zum Aufrechterhalten der Nennspannung benötigt wird, erzielt und die erwähnte Möglichkeit zur Einstellung der äußeren Kennlinie, und daß eine einfache Abstimmung der Erregungseinrichtung mit der zugehörigen Synchronmaschine ermöglicht

wird, weil auf einfache Art die äußere Kennlinie der Synchronmaschine (Spannung der Synchronmaschine als Funktion ihres Laststromes) ohne Anwendung zusätzlicher Elemente in Richtung der Ordinate parallel verschiebbar ist.

Die Ei-findung wird aufgrund der Zeichnungen eingehend erläutert Darin zeigt

F i g. 1 die grundsätzliche elektrische Schaltung der erfindungsgemäßen Anordnung.
F i g. 2 die elektrische Schaltung der Anordnung mit

Anzapfungen und einem Einstelltransformator, und

F i g. 3 die elektrische Schaltung der Anordnung mit zusätzlichen Windungen und Anzapfungen.

Gemäß F i g. 1 wird die Erregerwicklung 5 einer Synchronmaschine 1, 5 über einen Gleichrichter 4 aus einer Sekundärwicklung 3 des Mehr-(Drei-)Wicklungstransformators I gespeist. Die Primärwicklung 2 dieses Transformators wird vom Laststrom der Synchronmaschine durchflossen. Ein Ende der Sekundärwicklung 3 des Dreiwicklungstransformators ist mit den Klemmen U, V. W oder mit den entsprechenden Ausgängen der Statorwicklung 1 oder mit einer beliebigen Windung der Primärwicklung 2 des Dreiwicklungstransformators verbunden. Das andere Ende der Sekundärwicklung 3 des erwähnten Transformators hat je zwei Anschlüsse:

einer liegt an der Tertiärwicklung 6 desselben Transformators und der andere an zwei gegeneinander geschaltete Dioden des Gleichrichters 4, zwischen dessen Plus- und Minuspolen die Erregerwicklung 5 der Synchronmaschine liegt. An die anderen Enden der Tertiärwicklung 6 ist ein Kondensator 7 angeschlossen, der demgemäß in Reihe mit der Tertiärwicklung 6 des Dreiwicklungstransformators liegt. Das bedeutet, daß die Reihenschaltung der Tertiärwicklung 6 und des Kondensators zur Erregerwicklung parallel geschaltet ist.

Bei der Herstellung gleich großer Synchronmaschinen kann es im Rahmen zulässiger Toleranzen zu gewissen Abweichungen von den benötigten Nennwerten kommen. Um in einem solchen Fall die Feineinstellung des Erregerstromes auf den benötigten Wert zu ermöglichen, kann man den Dreiwicklungstransformator mit Anzapfungen (z. B. 10,11,12) ausführen. Anstatt der Anzapfungen der Primärwicklungen des Dreiwicklungstransformators kann man nach Bedarf einen besonderen Einstelltransformator vorsehen, der ein zusätzliches Einstellen des Erregerstromes ermöglicht (s.F i g. 2). Dabei liegen in Reihe mit den Primärwicklungen 2 des Dreiwicklungstransformators die Primärwick-

lungen 8 des EinsteUtransfonnators 11, dessen Sekundärwicklungen 9 an die Anzapfungen der Sekundärwicklungen 3 des Dreiwicklungstransformators 1 angeschlossen sind. Die Anzahl der benötigten Anzapfungen ist kleiner, wenn der Dreiwicklungstransformator I mit zusätzlichen Windungen und Anzapfungen 3' der Sekundärwicklung 3 versehen ist, so daG diese zusätzlichen Windungen gleich- oder gegensinnig mit der Sekundärwicklung 3 verbunden werden (s. Fig.3). In derselben Weise wird auch die notwendige Anzahl der Anzapfungen der Tertiärwicklung 6 verringert Ein Teil der Windungen zwischen den Anzapfungen 11 kann zur Sekundärwicklung 3 und ein Teil zur Tertiärwicklung 6 gehören, je nachdem, aus welchem Punkt die Gleichrichter gespeist werden. Selbstverständlich können auch diese zusätzlichen Windungen so eingerichtet werden, daß man sie in Reihe oder Gegenreihe mit der Sekundärwicklung 3 verbinden kann. Im Sinne des Grundgedankens der Erfindung sind verschiedene Kombinationen in der Gruppierung und Reihenfolge der einzelnen Wicklungen möglich.

Für die Arbeitsweise der Anordnung ist folgendes wesentlich. Der Dreiwicklungstransformator I ist so ausgelegt, daß im Leerlauf die Erregerwicklung 5 der Synchronmaschine 1, 5 von einem solchen Stromwert durchflossen wird, daß die Synchronmaschine annähernd mit Nennspannung erregt wird. Unter Belastung fließt der Laststrom durch die Primärwicklungen 2 des Dreiwicklungstransformators I, wodurch sich der Erregerstrom so ändert, daß die Klemmenspannung der Synchronmaschine bzw. die Sammelschienenspannung des gespeisten Netzes bei allen Belastungen praktisch konstant und vom Leistungsfaktor unabhängig bleibt. Man kann sich vorstellen, daß sich der Erregerstrom in der Erregeranordnung eigentlich aus zwei Grundkomponenten zusammensetzt: eine ist von der Klemmenspannung der Synchronmaschine, die andere von ihrem Laststrom abhängig. Um die erste Komponente zu erhalten, benötigt man eine bestimmte Induktivität des Transformators und damit in Verbindung eine bestimmte Kapazität der Kondensatoren, während man die zweite Komponente eigentlich durch eine geeignete transformatorische Abbildung des Laststromes der Synchronmaschine, nach dem Grundsatz der Gewinnung des Sekundärstromes, im Stromtransformator erhält

Eine wichtige Eigenschaft die durch diese Schaltung bewirkt wird — nämlich die Möglichkeit einer einfachen Parallelverschiebung der äußeren Kennlinie — wird dadurch erreicht, daß der Mehrwicklungstransformator I eine Tertiärwicklung 6 aufweist die zwischen den Anschlüssen des Gleichrichters 4 an der Sekundärwicklung 3 und des Kondensators 7 liegt und die so bemessen ist daß sie eine durch Verstellen von Anzapf punkten an der Sekundärwicklung 3 hervorgerufene Neigung der Spannungs-Stromkennlinie des Generators kompensiert

Die Kapazität des Kondensators jeder Phase wird nach Bedarf bei Nennfrequenz wenigstens annähernd auf Resonanz mit der Induktivität der Phasenwicklungen des Dreiwicklungstransformators eingestellt Bei genauer Resonanz wird der Erregerstrom völlig unabhängig von den Änderungen des Arbeitswiderstandes der Erregerwicklung, die z. B. durch Änderung ihrer Temperatur verursacht werden. Durch die Resonanz werden auch die dynamischen Eigenschaften der Erregung verbessert.

Die Erregeranordnung für Ein- und Mehrphasen-Synchronmaschinen ist grundsätzlich der eben beschriebenen Erregeranordnung für Dreiphasen-Synchronmaschinen gleich.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I- Erregereinrichtung "für einen selbsterregten kompoundierten Synchron-Generator, mit einem Mehrwicklungstransformator, dessen Primärwicklung nut der Statorwicklung des Generators in Reihe liegt und dessen Sekundärwicklung einerseits an geeignete Klemmen des Generators und andererseits an einen Erreger-Gleichrichter sowie an einen auf wenigstens annähernde Resonanz mit der Induktivität des Transformators bei Nennfrequenz abgestimmten Kondensator angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrwicklungs-Transformator (I) eine Tertiärwicklong (6) aufwebt, die zwischen den Anschlüssen des Gleichrichters (4) an der Sekundärwicklung (3) und des Kondensators (7) liegt und die so bemessen ist, daß sie eine durch Verstellen von Anzapfpunkten an der Sekundärwicklung (3) hervorgerufene Neigung der Spannungs/Stromkennlinie des Generators (1, 5) kompensiert
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Wicklungen (2, 3, 6) des Mehrwicklungs-Transformators (I) mit Anzapfungen (10,11,12) oder mit zusätzlichen Windungen mit Anzapfungen versehen sind, wobei diese zusätzlichen Windungen in Reihe, gleich- oder gegensinnig mit den Wicklungen (2,3,6) schaltbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe mit der Primärwicklung (2) des Mehrwicklungs-Transformators (1) die Primärwicklung (8) eines Einstelltransformators (II) geschaltet ist. dessen Sekundärwicklung (9) an Anzapfungen der Sekundärwicklung (3) angeschlossen ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wicklungen (8,9) des Einstelltransformators (II) mit Anzapfungen und/oder mit zusätzlichen Windungen mit Anzapfungen versehen sind, wobei diese zusätzlichen Windungen in Reihe, gleich- oder gegensinnig zu den Wicklungen (8, 9) schaltbar sind.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (3) beziehungsweise die Anzapfungen (10) des Mehrwicklungs-Transformators (I) und die Sekundärwicklung (9) des Einstelltransformators (II) mit einer besonderen, neben der Statorwicklung (1) auf denselben Kern gewickelten Statorwicklung des Generators oder mit einem zusätzlichen vom Generator gespeisten Spannungstransformator verbunden sind.