DE692970C - Anordnung zum spannungslosen Schalten der elektrischen Maschinen eines elektrischen Antriebes mit einem oder mehreren Wechselstrommotoren und parallel arbeitenden Synchrongeneratoren unter Aufrechterhalten des synchronen Laufes der Generatoren - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
29.JUNU940

' REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d 2 GRUPPE

A 80476 VIIIdj2id²

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin

Patentiert im Deutschen Reiche vom ι I.September 1936 ab Patenterteilung bekanntgemacht am 6. Juni 1940

Die Erfindung betrifft elektrische Kraftanlagen mit mehreren Wechsielstromgeneratoren, die (getrennt von je einer p£raftmasclii|nie, beispielsweise einer Dieselmaschine, angetrieben werden und einen oder mehrere Motoren mit elektrischer Energie versorgen, insbesondere !elektrische ScMffsantriebsanlagen mit einem oder mehreren Antriebsorganen. In derartigen Anlagen werden 'die Generatoren im allgemeinen parallel geschaltet. Die Drehzahlregelung des oder der Motoren erfolgt in an sich bekannter Weise gemeinsam durch Regelung der Kraftmaschinendrehzahl. Eine derartige Drehzahlregelung wird auch in der erfindungsgemäßen Anordnung vorgenommen. Es ist bereits eine Anlage mit mehreren parallel geschalteten Wechselstromgeneratoreinheiten bekannt, von deinen jede aus zwei Teilgeneratoren besteht, 'die auf derselben Welle angeordnet sind und von 'ein oder zwei Kraftmaschinen angetrieben werden. Die

. Erregung jedes Teilgeneprators wird derart getrennt geregelt, daß die Spannungen beider Maschinen gleichsinnig oder gegeneinander gerichtet sind. Die gleichphasigen induzierten Wicklungen jeder Genieratordnhieit Hegen in Reihe an den Hauptsammeischienen, während die 'einzelnen Generatoreiinheiten durch die Synchronisiersammelschienen, an denen sie in Parallelschaltung liegen, in Synchronismus gehalten werden. Mit einer derartigen Einrichtung können der oder die von den Generatoreiriheiten gespeisten Motoren mit spannungslos betätigten Schaltern gesteuert oder umgesteuert werden.

Nach der Erfindung wird nun diese bekannte Einrichtung dadurch verbessert, daß die beiden einander zugeordneten Wicklungsteile jeder Phase derart über ein gemeinsames Blechpaket verteilt sind, daß auf eine Spule des einen Wicklungsteiles eine Spule des anderen Wicklungs'teiles gleicher' Phase folgt, und daß 'die Erregerwicklung ebenfalls aus zwei Teilwickungen besteht, von denen die eine auf gegenüber der anderen Teilwicklung 'um eine Polpaarteilung "versetzten Polen des gemeinsamen. Polrades angeordnete Teilwicklung in ihrer Polarität umzupolen ist.

Die Größe der Wechselstromgeneratoren kann beliebig sein. Die Anordnung nach der Erfindung kann bei jeder Mehrphasenwechselstromanlage, die bei irgendeiner konstanten oder bei veränderlicher Frequenz arbeitet, angewendet werden, ist. aber besonders dazu

geeignet, die in einer elektrischen Schiffsantriebsanläge mit mehreren Kraftmaschinen erforderlichen Manövrierbedingungen zu erfüllen.

Die Anordnung nach der Erfindung hat gegenüber der bekannten Anlage dan bemerkenswerten Vorteil, daß nicht zwei miteinander gekuppelte Teilgeneratoren mit getrennten 'Läufern und Ständern erforderlich sind, ίο sondern nur ein einziger Generator die gewünschte Wirkung, d. h. Wechselstromrnaschinen unter Aufrechterhaltung des synchronen Laufes der Generatoren spannungslos schalten zu können, erzielt. Die gewünschte Wirkung wird demnach mit einem geringeren Aufwand erreicht. Außerdem benötigt die Anlage nicht mehr so viel Raum, was für den elektrischen Schiffsantrieb von sehr wesentlicher Bedeutung ist. ■ An sich ist es bekannt, in einem Motor die Wicklung in Teilwicklungen zu unterteilen, um durch entsprechendes Schalten der Wicklungen an 'einzelne Generatoren und durch deren Erregung in dem 'einen oder anderen Sinn die Polzahl des Motors zu ändern, ohne daß man Umschaltungen in Starkstromkreisen vorzunehmen braucht. Diese Anordnung hat aber mit dem spannungslosen Schalten der elektrischen Maschine nach der Erfindung, bei der ein Synchronlauf der Ganeratoren auch bei spannungslosen Hauptsammeischienen noch möglich ist, nichts gemeinsam.

Die Erfindung ist in der Zeichnung in einem Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Abb. ι zeigt einen achtpoligen Drehstrom* generator mit der erfindungsgemäß angeordneten induzierten Wicklung. Die Erregerpole des Läufers sind zu der Zeit, während die Leistung abgegeben wird, in normaler Weise erregt.

Abb. 2 zeigt eine Schaltung der die innere Wicklung 1 bildenden Spulen. Die mittleren und äußeren Phasenwicklungen 2 und 3 sind ähnlich geschaltet, zur Vereinfachung des Schaltbildes sind jedoch ihre S ehalt verbindungen nicht dargestellt. Die drei Phasenwicklungen sind, wenn Generatoren in Sternschaltung verwendet werden, im Nullpunkt 4 zusammenges ehaltet. Es können natürlich auch in Dreieck geschaltete Generatoren verwendet werden. .

Abb. 3 zeigt die Erregerpole, die in dem dargestellten Schaltzustande derart erregt sind, daß an den Außenklemmen des Generators keine Spannung 'und an den Synchronisierklemmen annähernd die halbe Betriebsspannung vorhanden ist.

Abb. 4, 5 und 6 zeigen die Schaltungen der induzierten Spulen. Zur Vereinfachung des Schaltbildes ist nur eine Phase der Ständerwicklungen dargestellt. Es kann selbstverständlich jede Phasenzahl verwendet werden, ohne daß das Prinzip des Zu- und Gegenschaltungsgenerators geändert wird.

Abb. 4 zeigt die bekannte Reihenschaltung der Ständerwicklungen eines . Wechselstromgenerators. Das Erregersy'stem ist in normaler Weise erregt, wobei die Pfeile die Stromrichtung in den Ständerspulen angeben.

Abb. 5 zeigt eine erfindungsgemäße Schaltung der Ständerwicklungen eines Zu- und Gegenschaltungsgenerators. An die Klemme 6 •wird eine der Synchronisiersammeis chienen angeschlossen. Das Erregersystem ist in normaler Weise erregt. Obwohl die Ständerwicklungen in verschiedener Folge miteinander verbunden sind, ergibt 'die Anordnung gemäß Abb. 5 dieselben Ergebnisse wie die Anordnung nach Abb. 4.

Die Anordnung gemäß Abb. 6 unterscheidet sich von derjenigen nach Abb. 5 dadurch, daß'jedes einem hinsichtlich seiner Polarität unverändert bleibenden Polpaar benachbarte Polpaar seine Polarität gewechselt hat. Wie die .die Stromrichtung in den Ständerwicklungen angebenden Pfeile zeigen, ist die zwischen 'dem Nullpunkt 4 und der Synchronisierklemme 6 auftretende Spannung der zwischen der Klemme 6 und der Klemme 5 auftretenden gleich großen Spannung entgegengesetzt gerichtet.

Die Generatorfrequenz ist bei der Anordnung gemäß Abb. 6 bei gleicher Drehzahl des Polrades nur halb so groß wie diejenige der Anordnung nach Abb. 5.

Die Generatoren sind mit ihren Klemmen 6 an die Synchronisiersammelschienen und mit ihren Maschinenklernmen 5 an die Hauptsammelschienen angeschlossen, auf welche der oder die zu speisenden Motoren geschaltet sind. Sind .die beiden Erregerwicklungsgruppen jedes Generators nach Abb. 5 geschaltet, so arbeitet die Anlage in normaler Weise und gibt elektrische Leistung an die Verbraueher ab. Sind jedoch die Erregerwicklungsgruppen gemäß Abb. 6 geschaltet, so ist die Spannung an den Maschinenklemmen gleich Null. Die Hauptschalter des oder der von der Kraftanlage gesp^eisten Motoren können also, wenn diese gestoppt oder umgesteuert werden sollen, spannungslos geschaltet wer- ■ den, während die Generatoren durch die Verbindung der Klemmen 6 mit den Synchronisiersammelschienen in Synchronismus gehal- ten werden.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Anordnung zum spannungslosen Schal- ' ten der !elektrischen Maschinen eines Antriebes mit einem oder mehreren Wechselstrommotoren und parallel arbeitenden

   Synchrongeneratoren unter Aufrechterhaltung des synchronen Laufes der Generatoren, bei der in zwei 'einander zugeordneten, in Reibe geschalteten Wicklungsteilen gleicher Phase 'einer Generatoreinheit von zwei Err>egerpolgruppen Spannungen gleicher Größe induziert werden, die im gleichen oder nach Umpolen 'der einen Erregerpolgruppe im entgegengesetztein Sinne wirken, und bei der die gemeinsamen Verbindungspunkte .der einander zugeordneten Wicklungsteile gleichphasiger Wicklungen der synchron zu haltenden Generatoreinheiten zumindest während des Schaltens über ständig spannungführende Leitungen miteinander verbunden sind, insbesondere für elektrische Schiffsantriebe mit von Dieselmaschinen angetriebenen Drehstromgeneratoren, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden einander zugeordneten Wicklungsteile jeder Phase derart über ein gemeinsames Blechpaket verteilt sind, daß auf eine Spule des einen- Wicklungsteiles eine Spule des ,anderen Wicklungsteiles gleicher Phase folgt, und daß .die Erregerwicklung ebenfalls aus zwei Teilwicklungen besteht, von denen die eine auf gegenüber der anderen Teilwicklung um eine Polpaarteilung versetzten Polen des gemeinsamen Polrades augeordnete Teilwicklung in ihrer Polarität umzupolen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen