DE675835C - Arrangement for voltage regulation of synchronous machines - Google Patents

Description

Anordnung zur Spannungsregelung von Synchronmaschinen Das Hauptpatent 648 302 gibt eine Anordnung an zur Spannungsregelung von SynchrQnmaschin.en, bei der der Erregerstrom über Gleichrichter einer Stromtransformatorschaltung- entnommen wird. Der Erregerstrom wird dabei aus einem lastunabhängigen Grundanteil und einem lastabhängigen Anteil gebildet, die sich entsprechend der Art und Größe der Belastung überlagern und schon weitgehend den richtigen Erregerstrom ergeben. Man kann z. B. mit einer gewählten Übersetzung des Grundanteils und des Lastanteils erreichen, daß der Erregerstromverlauf gerade dem für einen bestimmten gleichbleibenden cos cp-W.ert geforderten Verlauf eptspricht. Mit gleichbleibender Einstellung würden sich dann bei anderem Leistungsfaktor kleine Abweichungen des durch die Schaltung gelieferten Erregerstromes von seinem Sollwert ergeben. Wie im Hauptpatent bereits angedeutet ist, müssen diese Änderungen auf irgendeine Weise ausgeregelt werden. Es ist auch bereits darauf hingewiesen, - daß diese Zusatzregelung am einfachsten durch Beeinflussung des die Grunderregung bestimmenden Scheinwiderstandes erfolgt. Die Erfindung zeigt nun eine besonders vorteilhafte Art der Regelung der Grunderregung bei Verwendung einer an das Wechselstromnetz angeschlossenen, gleichstromvormagnetisierten Drosselspule als belastungsunabhängiger Scheinwiderstand. Erfindungsgemäß wird der Vormagnetisierungsstrom der Drosselspule über Hilfsgleichrichter und eine weitere, ebenfalls von ihm vormagnetisierte Zwischenverstärkerdrosselspule dem Wechselstromnetz entnommen. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die auf Änderungen der Netzspannung ansprechenden Steuergeräte nur aus ruhenden Teilen bestehen und dur ch besondere Mittel (Zwischcnverst"ärkung und Rückkopplung) noch besonders klein gehalten werden.Arrangement for regulating the voltage of synchronous machines The main patent 648 302 specifies an arrangement for regulating the voltage of synchronous machines, in which the excitation current is drawn from a current transformer circuit via a rectifier. The excitation current is formed from a load-independent basic component and a load-dependent component, which are superimposed according to the type and size of the load and largely result in the correct excitation current. You can z. B. achieve with a selected translation of the basic component and the load component that the excitation current curve corresponds to the curve required for a certain constant cos cp value. With the same setting, with a different power factor, there would then be small deviations of the excitation current supplied by the circuit from its nominal value. As already indicated in the main patent, these changes must be compensated for in some way. It has also already been pointed out that this additional control is most simply carried out by influencing the impedance which determines the basic excitation. The invention now shows a particularly advantageous way of regulating the basic excitation when using a direct-current-biased choke coil connected to the alternating current network as a load-independent impedance. According to the invention, the bias current of the choke coil is taken from the alternating current network via an auxiliary rectifier and a further intermediate amplifier choke coil which is also biased by it. The advantage of this arrangement is that the control units responding to changes in the mains voltage consist only of stationary parts and are kept particularly small by special means (intermediate amplification and feedback).

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Abb. r dargestellt. Dort bezeichnet r die Synchronmaschine, die über den Gleichrichter a und dessen Transformator 3 von den Stromtransformatoren 4 und 5 gemäß dem Hauptpatent erregt wird. Die Drosselspule 6, deren Leistung wieder so groß sein soll, daß sie den Strom im Grunderregerkreis vorschreibt, wird von einem Gleichstrom vormagnetisiert, der erfindungsgemäß über den Hilfsgleichrichter 7 und die ebenfalls von ihm vormagnetisierte Drosselspule 8 aus dem Wechselstromnetz entnommen wird.- Da bei einer gleichstromvorerregten Drosselspule der primäre Wechselstrom dem sekundären Gleichstrom bei gleichbleibender Spannung nahezu verhältnisgleich ist, entspricht dieser auch annähernd dem Grunderrcgerstrom der Synchromnaschine. Die Drosselspule 8 dient lediglich als Zwischcnverstärku g. Auch hier besteht wieder Verhältnisgleichheit zwischen Primär- und Sekundärstrom. Besteht die sekundäre Durchflutung aus mehreren Teilen, wie im vorliegenden Falle, so ist natürlich unter dem Sekundärstrom die Summe aus diesen Teilen zu verstehen. Je größer man die Spannung an der Primärwicklung der Drossel 8 gegenüber der Spalinung am Gleichrichter macht, desto mehr bleibt jene unbeeinflußt von dieser konstant und desto mehr bleibt auch die Vcrliältnisgleicliheit zwischen Primärstrom und resultierendem Sekundärstrom gewahrt, während sie sonst mehr oder weniger gestört wird (vgl. Abb. z, wo die Abhängigkeit des primären WechselstromesJl von der Gleichstromvormagnetisierung J.> bei verschiedenen gleichbleibenden Spannungen angedeutet ist). Die Drossel 8 ist der Einfachheit wegen als Drcischenkeldrossel dargestellt. Auf den beiden iiul3ereii Schenkeln ist die Wechsclstroinwicklung angeordnet; auf dein mittleren Schenkel befind en sich drei Wicklungen. Die Wicklung ist mit der Cieichstromwicklung der Drossc16 in Reihe geschaltet und von dem über den Gleichrichter 7 umgeformten Vorma.gnetisierungsstrom der Drossel 8 durchflossen. Da Primär-und Sekundärsfrom bei gleicher Spannung einander verhältnisgleich sind, würde sich die Drossel im labilen Zustand befinden. Dieser wird gemäß einer weiteren Erfindung durch die Wicklungen ioa und ior, verhindert. Die Amperewindungen beider Wicklungen heben sich normalerweise auf. Der Strom der rechten Wicklung ioa ist der über den Gleichrichter i i gleichgerichtete Strom einer am Netz liegenden ungesättigten Drosselspule 12; der Strom der linken Wicklung Job entspricht dem über den Gleichrichter 13 gleichgerichteten Strom eines am Netz liegenden Kippkreises, bestehend aus der Reihenschaltung einer gesättigten Drossel 14 mit dem Kondensator 15. In. Abb. 3 zeigt I den Verlauf des Stromes in dem Kippkreis, II in der ungesättigten Drossel 12. Beim Sollwert der Spannung sind beide Ströme gleich groß; die beiden Wicklungen i oa und Job üben dann keine Wirkung aus. Ist die Netzspannung zu hoch, dann überwiegt der Strom cler ungesättigten Drossel 12 und bewirkt eine Schwächung der Gesamterregung auf dem mittleren Schenkel. Infolgedessen geht der Primärstrom und damit auch der Sekundärstrom der Drosselspule 8 zurück, und die Spannung sinkt. Das Umgekehrte ist der Fall bei Spannungsabsenkung. Da der Sekundärstrom der Drossel 6 dem Primärstrom verhältnisgleich ist, könnte man natürlich auch diesen gleichrichten und der Wicklung g zuführen.An embodiment of the invention is shown in Fig. R. There r denotes the synchronous machine, which is excited via the rectifier a and its transformer 3 by the current transformers 4 and 5 according to the main patent. The choke coil 6, whose power should again be so high that it prescribes the current in the basic excitation circuit, is pre-magnetized by a direct current which, according to the invention, is taken from the alternating current network via the auxiliary rectifier 7 and the choke coil 8 also pre-magnetized by it direct current pre-excited choke coil the primary alternating current is almost in proportion to the secondary direct current with constant voltage, this corresponds approximately to the basic exciter current of the synchronous machine. The choke coil 8 serves only as an intermediate amplifier. Here, too, there is an equality of relationship between the primary and secondary currents. If the secondary flow consists of several parts, as in the present case, the secondary flow is of course to be understood as the sum of these parts. The higher you make the voltage on the primary winding of the choke 8 compared to the winding on the rectifier, the more it remains unaffected by this constant and the more the relationship between the primary current and the resulting secondary current is maintained, while it is otherwise more or less disturbed (cf. Fig. Z, where the dependence of the primary alternating current J1 on the direct current bias J. > is indicated for various constant voltages). The throttle 8 is shown as a throttle throttle for the sake of simplicity. The alternating winding is arranged on the two outer legs; There are three coils on your middle thigh. The winding is connected in series with the DC winding of the choke 16 and the pre-magnetization current of the choke 8, which is converted by the rectifier 7, flows through it. Since the primary and secondary supply are proportional to one another at the same voltage, the choke would be in an unstable state. According to a further invention, this is prevented by the windings ioa and ior. The ampere turns of both windings usually cancel each other out. The current of the right winding ioa is the current rectified via the rectifier ii of an unsaturated choke coil 12 connected to the network; the current of the left winding Job corresponds to the current rectified via the rectifier 13 of a breakover circuit connected to the network, consisting of the series connection of a saturated choke 14 with the capacitor 15. In. Fig. 3 shows I the course of the current in the breakover circuit, II in the unsaturated choke 12. At the nominal value of the voltage, both currents are equal; the two windings i, oa and Job then have no effect. If the mains voltage is too high, then the current through the unsaturated choke 12 predominates and causes a weakening of the total excitation on the middle limb. As a result, the primary current and thus also the secondary current of the choke coil 8 decreases, and the voltage decreases. The reverse is the case when the voltage drops. Since the secondary current of the choke 6 is proportional to the primary current, this could of course also be rectified and fed to the winding g.

Statt einer Dreischenkeldrossel können auch zwei Zweischenkcldrosseln verwendet werden.Instead of a three-leg throttle, two two-leg throttles can also be used be used.

Claims (3)

PATENTANSI'RÜC1-I1:: i. PATENTANSI'RÜC1-I1 :: i. Anordnung zur Spannungsregelung von Synchronmaschinen mit Hilfe eines Gleichrichters, der die Erregerwicklung der Synchronmaschine aus dem Wechselstromnetz unmittelbar oder mittelbar speist, wobei der Transformator des Gleichrichters mit einem von der Belastung der Synchronmaschine unabhängigen veränderbaren Scheinwiderstand in Leihe geschaltet ist, dessen Leistung ein Vielfaches der über. ihn an den Glcichrichtcrtransformator gelieferten Leistung ist, nach Patent 648 302, unter Verwendung einer an dis Wechselstromnetz angeschlossenen, gleichstromvorinagnetisierten Drosselspule als von der Belastung der Synchronmaschine unabhängiger, veränderbarer Scheinwiderstand, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormagnetisierungsstrom der Drosselspule über Hilfsgleichrichter und eine weitere, ebenfalls von ihm vorinagnetisicrte Zwischenverstärkerdrosselspule dem Wecliselstronuietz entnommen wird. a- Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenverstärkerdrossel außer der vom Vormagnetisierungsstrom der Drosselspule bestimmten Erregung zwei weitere, einander entgegenwirkende Erregungen besitzt, von denen die eine mit der Netzspannung ansteigt und der erstgenannten Erregung entgegenwirkt, die andere von einem gewissen Wert der Netzspannung an nahezu gleichbleibt. Arrangement for the voltage regulation of synchronous machines with the help of a rectifier, which feeds the excitation winding of the synchronous machine directly or indirectly from the AC network, whereby the transformer of the rectifier is connected with a variable impedance independent of the load of the synchronous machine, the power of which is a multiple of the over. It is supplied to the rectifier transformer power, according to patent 648 302, using a direct current pre-magnetized choke coil connected to the AC network as a variable impedance independent of the load of the synchronous machine, characterized in that the bias current of the choke coil via auxiliary rectifier and another, also from it is taken from the Wecliselstronuietz pre-magnetized intermediate amplifier choke. a- Arrangement according to claim i, characterized in that the intermediate amplifier choke has, in addition to the excitation determined by the bias current of the choke coil, two further, opposing excitations, one of which increases with the mains voltage and counteracts the first-mentioned excitation, the other of a certain value of Mains voltage remains almost the same. 3. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Netzspannung ansteigende Erregung durch den Strom einer von der Netzspannung gespeisten ungesättigten Drosselspule, die von einer gewissen Spannung an gleichbleibende Erregung durch den Strom eines von der Netzspannung gespeisten Kippkreises (Reihenschaltung einer gesättigten Drosselspule mit einem Kondensator) be= stimmt wird.3. Arrangement according to claim z, characterized characterized in that the excitation, which increases with the mains voltage, is caused by the current an unsaturated choke coil fed by the mains voltage, which is controlled by a certain voltage to constant excitation by the current of one of the mains voltage fed breakover circuit (series connection of a saturated choke coil with a Capacitor) is determined.