DE657424C - Anordnung zur Kompoundierung von Drehstromregelsaetzen mit Kommutatorhintermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Kompoundierung von Drehstromregelsätzen, bei denen in dem Sekundärstromkreis der Asynchronmaschine eine Kommutatorhintermaschine liegt, welche die Regelspannungen von 'Schlupffrequenz liefert. Für die Erregung dieser Koimmutatorhintermaschinen sind zwei grundsätzlich verschiedene Verfahren in Gebrauch, nämlich die sogenannte Spannungserregung und die sogenannte Stromerregung. Bei der Spannungserregung wird lediglich die den Erregerklemmen bzw. den Erregerschleifringen der Hintermaschine zugeführte Spannung festgelegt und geregelt.

Da die Induktivität des Er reger Stromkreises der Hintermaschine Schwankungen unterworfen ist, ergibt sich in vielen Fällen bei der Spannungserregung keine eindeutige Festlegung des Erregerstromes, der ja doch für die von der Hintermaschine gelieferte Spannung maßgebend ist. Die Stromerregung vermeidet diesen Nachteil dadurch, daß die Erregerwicklung der Hintermaschine in einen Stromkreis eingeschaltet wird, in dem die Schwankungen ihrer Induktivität gegenüber der Gesamtinduktivität vernachlässigbar klein sind, so daß also der Erregerstrom durch die außerhalb der Hintermaschine liegenden Induktivitäten des Erregerstromkreises festgelegt wird.

Soll nun der Regelsatz, beispielsweise in Abhängigkeit von dem Ständerstrom der Asynchronmaschine, kompoundiert werden, so muß bei Anwendung der Spannungserregung ein Kompoundtransformator benutzt werden, dessen Sekundärspannung stets proportional dem in seiner Primärwicklung fließenden Strom ist. Der Kompoundtransformator muß also in diesem Fall als rückwirkungsloser Transformator ausgeführt werden, was einen verhältnismäßig großen Luftspalt in dem Magnetkreis und damit einen erheblichen Aufwand an Wicklungskupfer bedingt. Bei der Stromerregung ist es dagegen erforderlich, den Kompoundtransformator als reinen Stromwandler auszugestalten, dessen Sekundärstrom dann aber in der Größenordnung des vollen Erregerstromes der Hintermaschine liegt, der bei größeren Regelsätzen beträchtliche Werte annehmen kann. Auch hier' ergibt sich also ein erheblicher Aufwand für den Kompoundtransformator.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgemäß in einer Herabsetzung des Aufwandes für den Kompoundtransformator. Dabei wird eine Erregersohalturag zugrunde gelegt, bei der die Erregung der Hintermaschine aus zwei je für sich regelbaren, um 9o° in der Phase gegeneinander verschobenen Komponenten besteht. Die eine Erregerkomponente dient dann zur Regelung der Wirkleistung, die andere zur Regelung der Blindleistung. An Stelle der bisher für die Regelung dieser Erregerkomponenten verwendeten Doppeldrehtransformatoren kann man auch gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen verwen-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Werner Görlacher in Berlin-Charlottenburg.

den, die wesentlich billiger und vor allem ohne Aufwendung größerer mechanischer Verstellkräfte regelbar sind. Gemäß der Erfindung wird nun bei einer derart ausgestalteter^ Erregerschaltung der für dieKompoundierurig" maßgebende Strom, beispielsweise der Stan-, derstrom der Asynchronmaschine des Regel satzes, zusätzlich auf die Drosselspulemoimagnetisierung zur Einwirkung gebracht, ίο Da die Vormagnetisierungsleistung der Drosselspulen nur sehr gering ist, braucht auGh der Kompoundtransformator, der hier als Stromwandler ausgebildet werden kann, nur sehr gering bemessen zu sein. ZurUmformung des von dem Kompoundtransformator gelieferten Wechselstromes in den Vormagnetisierungsgleichstrom kann irgendeine Ventilanordnung, z. B. ein Trockengleichrichter, benutzt werden. Außer der Herabsetzung der Kompoundtransformatorbemessung ergibt sich bei der erfindungsgemäßen Schaltung noch durch die Aufteilung des Erregerstromes in zwei um 90⁰ gegeneinander verschobene Komponenten ein weiterer, insbesondere für den Betrieb wichtiger Vorteil. Im allgemeinen wird nämlich verlangt, daß durch die Kompoundierung eine bestimmte Neigung der Wirkleistungskennlinie des Regelsatzes erzeugt werden soll. Dann ist es aber außerordentlich störend, wenn, wie das bei den bisherigen Kompoundierungseinrichtungen der Fall war, auch der Blindstrom einen Einfluß j auf die Kompoundierung ausübt. Wird nun der Erregerstrom in der'angegebenen Weise in zwei Komponenten aufgeteilt, von denen die eine lediglich für den Wirkstrom, die andere für den Blindstrom maßgebend ist, so wird es immer möglich sein, durch Regelung der letztgenannten Komponente mittels eines vom Leistungsfaktor abhängigen selbsttätigen Reglers auf der Primärseite der Asynchronmaschine den Leistungsfaktor 1 aufrechtzuerhalten. Der Ständerstrom der Asynchronmaschine ist dann also ein reiner Wirkstrom, und wenn man ihn auf die für die Wirkleistung maßgebende Erregerströmkomponente einwirken läßt, so erhält man eine rein wirkleistungsabhängige Kompoundierung. Bei Netzkupplungsumformern ist es auf diese Weise z. B. möglich, wenn der Grad der Kompoundierung einmal fest eingestellt worden ist, lediglich mit einem selbsttätigen Blindleistungsregler zu arbeiten und die Wirkleistungsregelung vollständig der Kompoundierung zu überlassen. Im übrigen bietet die ernndungsgeinäße Kompoundierungsschaltung in dieser Form gleichzeitig einen sicheren Schutz gegen Überlastungen der Asynchronmaschine durch Blindleistungssteigerungen, die der Leistungsfaktorregler nicht mehr auszuregeln vermag.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Mit der an das Drehstromnetz 17 angeschlossenen Asynchronmaschine ι ist zum Zwecke der Regelung dt*; Kommutatorhintermaschine 2 gekuppelt. Dei Erregerstrom der Hintermaschine wird ihrem Läufer über Schleifringe zugeführt.: Er setzt sich zusammen aus zwei um 90° in der Phase gegeneinander verschobenen Komponenten, die von den entsprechend geschalteten Transformatoren 3 und 4 geliefert werden. Bei dem Transformator 3 ist sowohl die Primärwicklung 9 als auch die Sekundärwicklung 10 in Stern geschaltet, während bei dem Transformator 4 die Primärwicklung 11 in Dreieck, die Sekundärwicklung 12 dagegen in Stern geschaltet ist. Zur Regelung der von den beiden Transformatoren 3 und 4 gelieferten Erregerstromkomponenten dienen die regelbaren Drosselspulen 5 und 6 mit den Arbeitswicklungen 13 bzw. 15.. Die Drosselspule 5 möge dabei zur Wirkleistungsregelung, die Drosselspule 6 dagegen zur Blindleistungsregelung benutzt werden. Zu diesem Zweck ist die Vormagnetisierungswicklung 14 der Drosselspule 5 über einen Wirkleistungsregler 7, die Vormagnetisierungswicklung 16 der Drossel 6 über einen Blindleistungsregler 8 an je eine Gleichspannungsquelle 23 angeschlossen. Der Wirkleistungsregler 7 liegt mit seiner Stromspule an einem Stromwandler in der Drehstromleitung 17, mit seiner Spannungsspule in bekannter Weise unter Zuhilfenahme einer Widerstandskombination 22, die einen künstlichen Sternpunkt schafft, an der Phasenspannung.

Die Regler 7 und 8 können in beliebiger Weise ausgeführt sein; besonders zweckmäßig ist die Verwendung von Kohledruckreglern, wenn eine besondere Gleichstromquelle zur Lieferung des Vormagnetisierungsstromes zur Verfügung steht. Beim Fehlen einer geeigneten Gleichstromquelle kann man aber den Vormagnetisierungsstrom auch über gittergesteuerte Gleichrichter dem Drehstromnetz entnehmen, wobei dann seine Regelung durch Beeinflussung der Gittersteuerung durch Gleichrichter erfolgen kann.

Außer der an den Wirkleistungsregler an- no geschlossenen Vörmagnetisierungswicklung 14 besitzt nun die Drosselspule 5 noch die Vörmagnetisierungswicklung 18, die der Kompoundierung dient. Diese Wicklung wird von einem Gleichstrom durchflossen, der von dem in die Ständerzuleitung der Asynchronmaschine eingeschalteten Kompoundtransformator 19 über einen Gleichrichter 21 geliefert wird. Zur Einstellung des Kompoundierungsgrades ist in diesen Stromkreis noch ein Regelwiderstand 20 eingeschaltet. Die Anwendung des Erfindungsgedankens ist nicht auf

die in dem Ausführungsbeispiel dargestellte läufererregte Kommutatorhintermaschine beschränkt, sondern ist auch bei andersartig aufgebauten Regelsätzen mit Kommutatorhintermaschinen möglich.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zur Kompoundierung von ίο Drehstromregelsätzen mit Kommutatorhintermaschine, deren Erregung aus zwei je für sich mittels gleichstromvormagnetisierter Drosselspulen regelbaren, um 90⁰ in der Phase gegeneinander verschobenen Komponenten besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der für die Kompoundierung maßgebende Strom, beispielsweise der Ständerstrom der Asynchronmaschine, zusätzlich auf die Drosselspulenvormagnetisierung einwirkt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen