DE566167C

DE566167C - Aggregat fuer die Erregung von Kommutatorhintermaschinen mit Netzfrequenz

Info

Publication number: DE566167C
Application number: DES75106D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Jaroslav Kozisek; Dr-Ing E H Moritz Schenkel
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1926-06-29
Filing date: 1926-06-29
Publication date: 1932-12-10

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
10. DEZEMBER 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d² GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Juni 10,26 ab

Für die Erregung der Kommutatorhintermaschine von Drehstromregelsätzen verwendet man, falls die Kommutatorhintermaschine mit Netzfrequenz erregt wird, ein Aggregat, das aus einem Synchronmotor und einem Synchrongenerator besteht. Die Erregung der Kommutatorhintermaschine und damit auch die Phasenkompensierung bzw. die Drehzahländerung der Hauptmaschine wird durch Änderung an der

ίο Gleichstromerregung des Synchrongenerators beeinflußt. Derartige synchrone Erregeraggregate neigen aber, namentlich bei stark schwankender Netzspannung bzw. Netzfrequenz, zu Pendelungen. Diese Pendelungen können unter Umständen zu Störungen des gesamten Betriebes des Regelsatzes Veranlassung geben.

Die Erfindung betrifft ein Aggregat für die Erregung von Kommutatorhintermaschinen mit Netzfrequenz, das asynchron ausgebildet ist, so daß Pendelungen nicht auftreten. Das Erregeraggregat besteht erfindungsgemäß aus einem Asynchronmotor, einem von diesem angetriebenen Asynchrongenerator, der die Erregung der Kommutatorhintermaschine liefert und mit einer im Läufer vom Netz aus erregten und mit dem Asynchrongenerator mechanisch gekuppelten Hiifskommutatormaschine ausgerüstet ist. Die Regelung der Hauptmaschine geschieht also durch Änderung der Erregung an der Hiifskommutatormaschine im Sekundärstromkreis des Asynchrongenerators.

Das neue Erregeraggregat ist in Abb. 1 der Zeichnung an einem Beispiel veranschaulicht, ι ist die asynchrone Hauptmaschine, 2 die mit dieser mechanisch gekuppelte Kommutatorhintermaschine. Die Kommutatorhintermaschine besitzt im Ständer eine Kompensationswicklung 3 und wird im Läufer über Schleifringe mit Netzfrequenz erregt. Das Aggregat für die Erregung der Hintermaschine besteht aus dem Asynchrongenerator 4, der mit diesem mechanisch gekuppelten Hiifskommutatormaschine 5 im Sekundärstromkreis des Asynchrongenerators und dem asynchronen Antriebsmotor 6. Da die Hilfskommutatormaschine des Asynchrongenerators über einen Regeltransformator 7 im Läufer mit Netzfrequenz, erregt wird, so liefert auch der Asynchrongenerator 4 die für die Erregung der Hintermaschine 2 erforderliche Netzfrequenz. Die Größe und die Phase der Erregung an der Hintermaschine 2 kann durch Einstellung am Regeltransformator 7 in dem gewünschten Sinne beeinflußt werden. Die Anordnung hat noch den Vorteil, daß die am Regeltransformator zu steuernde Leistung eine sehr geringe ist, namentlich wenn die Kommutatorhintermaschine 5 ebenfalls mit einer Kompensationswicklung 8 ausgerüstet ist, so daß der Transformator 7 nur die Erregerleistung der Hilfskommutatormaschine 5 zu liefern braucht. Die Erregerleistung der Hauptkommutatormaschine 2 be-

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. e. h. Morits Schenkel und Dipl.-Ing. Jaroslav Kosisek in Berlin-Charlottenburg.

trägt etwa 30% der gesamten Leistung der Maschine 2. Ebenso beträgt die Leistung der Hilfskommutatorhintermaschine 5 etwa 30% der Leistung des Generators 4, also etwa io°/₀ der Leistung der Hintermaschine 2. Die vom Transformator 7 zu liefernde Leistung beträgt nun nur noch 30% der Leistung der Hilfsmaschine 5 bzw. 3% der Leistung der Maschine 2. Führt man die Kommutatormaschine 5 ohne Kompensationswicklung als gewöhnlichen Frequenzwandler aus, dann wird allerdings die Leistung an dem Transformator 7 erhöht, sie ist aber immer noch sehr gering. Der Regelsatz nach Abb. 1 der Zeichnung besitzt noch eine Kompoundierungsvorrichtung, um die Drehzahl der Hauptmaschine 1 in einem gewünschten Sinne zu beeinflussen, z. B. zu senken, um dadurch mit der Maschine 1 gekuppelte Schwungmassen zum Ansprechen zu bringen. Um dies zu erreichen, ist in den Sekundärstromkreis des Regeltransformators 7 noch ein Stromtransformator 18 eingeschaltet, der von einem Stromtransformator 9 im Primärstromkreis der Maschine 1 gespeist wird. Die Kompoundierungsvorrichtung ist also im vorliegenden Fall besonders einfach und sicher wirkend. Gegenüber einer Anordnung, bei der der zweite Stromtransformator 18 im Erregerstromkreis der Hauptkommutatorhintermaschine 2 eingeschaltet ist, besitzt die vorliegende Anordnung den Vorzug, daß die beiden Stromtransformatoren 18 und 9 wesentlich kleiner ausgeführt werden können, da die bei der Kompoundierung zwischen den Transformatoren 18 und 9 zu übertragende Leistung sich in demselben Maße vermindert, wie dies für die Leistung an dem Regeltransformator 7 oben geschildert ist.

Die Anordnung nach Abb. 1 der Zeichnung kann man sowohl zur Phasenkompensierung der Hauptmaschine als auch zur Drehzahlregelung im unter- und übersynchronen Bereich benutzen. Bei der Drehzahlregelung wird die Erregung an der Maschine 2 von einem Höchstwerte bis auf Null herab geändert und außerdem bei der Durchschreitung des Synchronismus in der Richtung umgekehrt. Dementsprechend ändert sich auch das Feld des Asynchrongenerators 4 in sehr starkem Maße. Eine derartig starke Änderung der Erregung der Hintermaschine ist nun in vielen Fällen nicht erforderlich.

Bei Asynchronmaschinen, die im wesentlichen nur als Blindleistungsmaschinen dienen und deren Drehzahl nicht geregelt wird, ändert sich die Erregung an der Hintermaschine 2 nur in geringem Maße. In diesem Fall kann das Erregeraggregat nach Abb. 1 der Zeichnung vereinfacht werden, indem man den Asynchrongenerator 4 und den Antriebsmotor 6 zu einer Maschine zusammenfaßt. Da aber der Antriebsmotor 6 vom Netz aus mit einer konstanten Spannung gespeist wird, so müssen in diesem Fall besondere Vorkehrungen getroffen werden, um eine gewisse Regelung der vom Generator 4 abgegebenen Spannung zu ermöglichen. Dies ist bei der Anordnung nach Abb. 2 der Zeichnung dadurch erreicht, daß in dem vom Netz gespeisten Teil der durch die Vereinigung des Antriebsmotors 6 und des Generators 4 entstandenen Maschine 10 (in dem primären Motorstromkreis) Drosselspulen 11 eingeschaltet sind. Für die Speisung der Erregung der Hintermaschine 2 ist im Ständer der Maschine 10 noch eine Wicklung 12 vorgesehen. Die Spannungsregelung an der Wicklung 12 vollzieht sich nun in ähnlicher Weise wie bei der Regelung der einem Einankerumformer zugeführten Spannung, wenn dem Einankerumformer auf der Wechselstromseite Drosselspulen vorgeschaltet werden und seine Gleichstromerregung geändert wird. - Durch die Änderung des Erregerstromes im Sekundärteil der Maschine 10 mittels der Hilfskommutatormaschine 5 wird die Blindleistungsaufnahme der Maschine 10 vom Netz aus beeinflußt. Dementsprechend ändert sich auch die durch die Drosselspulen 11 abgedrosselte Spannung und damit die Spannung an der Wicklung 12 bzw. an den Schleifringen der Hintermaschine 2.

Man kann die Anordnung nach Abb. 1 der Zeichnung noch vereinfachen, wenn man das Erregeraggregat mit der asynchronen Hauptmaschine ι mechanisch kuppelt. Ein eigener Antriebsmotor 6 für den Asynchrongenerator 4 ist dann nicht mehr erforderlich. Eine derartige Anordnung wird sich in vielen Fällen, namentlich wenn die asynchrone Hauptmaschine eine verhältnismäßig rasch laufende Maschine ist und wenn genügend Platz für die unmittelbare Kupplung des Erregeraggregates mit der Hauptmaschine vorhanden ist, als zweckmäßig erweisen.

Selbstverständlich kann man das neue Erregeraggregat auch noch in Kombination mit einer unmittelbaren Speisung der Erregung der Hintermaschine 2 vom Netz aus, z. B. über einen Transformator, verwenden. In diesem Fall ist es zweckmäßig, die konstante Erregung der Hintermaschine 2, die z. B. für die Phasenkompensierung erforderlich ist, unmittelbar vom Netz aus durchzuführen und das neue Erregeraggregat nur für die veränderliche Erregung zu benutzen. Dadurch ergibt sich eine weitere Verminderung der Größe des Erregeraggregates. ■

Claims

Patentansprüche:

i. Aggregat für die Erregung von Kornmutatorhintermaschinen für Regelsätze mit Netzfrequenz, gekennzeichnet durch einen

Asynchronmotor, einen von diesem angetriebenen und die Erregung liefernden Asynchrongenerator und einer im Läufer vom Netz erregten und mit dem Asynchrongenerator mechanisch gekuppelten Hilfskommutatormaschine.
2. Erregeraggregat nach Anspruch ι mit geringem Regelbereich, dadurch gekennzeichnet, daß der Asynchronmotor und der Asynchrongenerator eine Maschine mit zwei Ständerwicklungen und einer Läuferwicklung bilden, in deren Primärstromkreis Drosselspulen eingeschaltet sind.
3. Erregeraggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Asynchrongenerator und die Hilfskommutatormaschine unter Fortfall des besonderen asynchronen Antriebsmotors mit der asynchronen Hauptmaschine mechanisch gekuppelt sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Erregeraggregat nur für die veränderliche Erregung der Kommutatorhintermaschine dient, während die konstante Erregung unmittelbar oder über einen Transformator vom Netz aus erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen