DE755225C

DE755225C - Wechselstromgenerator fuer Windkraftanlagen

Info

Publication number: DE755225C
Application number: DES149641D
Authority: DE
Inventors: Jaroslaw Dipl-Ing Kozisek
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1942-03-28
Filing date: 1942-03-28
Publication date: 1952-10-13

Description

Wechselstromgenerator für Windkraftanlagen Bekanntlich besteht bei elektrischen Generatoren, die durch Windkraftmotoren angetrieben werden, die Schwierigkeit, daß die stark schwankende Stärke des Windas den Betrieb des Generators sehr ungünstig beeinflußt. Vom Standpunkt eines gutem Wirkungsgrades des Windkraftmotors ist es- erwünscht, daß die Drehzahl der Windkraftanlage immer in einem annähernd konstanten Verhältnis zur Geschwindigkeit des Windes steht, also entsprechend schwankt. Diese stark schwankende Drehzahl ist aber für den Betrieb des Generators sehr- unerwünscht, da seine Spannung sich dann stark ändert und bei Verwendung von Wechsel.stromgenerato,-ren auch, seine Frequenz. Es ist also nicht möglich, den Generator mit anderem, Generatoren, deren Drehzahl konstant bleibt oder nicht denselben Schwankungen., unterworfen ist, parallel arbeiten zu lassen bzw. den Wechselstromgenerator an ein auch anderweitig gespeistes Wechselstromnetz anzuschließen.
Dien Erfindung betrifft einen von einem Windkraftmotor angetriebenen Wechselstromgenerator, der die, geschilderten Nachteile nicht aufweist. Der Generator ändert entsprechend der Stärke des Windes seine Drehzahl undentwickelt eine gleichbleibende Spannung Lind eine gleichbleibende Wech,selstro.mfrequenz, er kann also mit anderen andeirweitig angetriebenen Dre stromgenerato-ren parallel arbeiten bzw. er kann. seine Leistung an ein: gewähnliches Drehstrom- oder Wechselstroinnetz abgeben. Erfindungsgemäß weist d:r Generator die Schaltung und Bauart eineis ständer- oder läufergespeisten Drehstromnebenschlußmotors auf, und der über den Kommutator- fließende Belastungsstrom des Generators verstellt das Dreihzahlregelorgan (Bürstenverstellung bei läufergespeisten Generatoren, Verstellung des Drehreglers oder Transformators bei ständergespeisten. Generatoren) im Sinn einer Konatanthaltung des Belastungsstromos bei veränderlicher Drehzahl der Windkraftanlage.
Die, Zeichnung veranschaulicht die neue Anordnung an einem Beispiel.
i soll das Windrad eines 'Vindkraftmotors darstellen. Dieses treibt die Wale des #,i'echs.elstromgeneratars 2 an, der die Bauart und Schaltung eins läufergespeisten Drehatromne,I"enächlußmotors besitzt. Die mit der Läuferwicklung verbundenen Schleifringe 3 des Generators sind an .ein Dr° ,stromnetz d. angeschlossen, das gleichzeitig die, von dem Generator abg egebne Frequenz vorschreibt, also takthaltend wirkt. Die Bürstenstellung d; s Kommutatorgenerators wird nun mit Hilfe des Bürstenverstellmotors 5 in Abhängigkeit von dem in der Ständerwicklung 6 djs Generators fließenden Strom gesteuert. Zu diesem Zeck ist in den Ständerstromkreis ein Stromtransformator 7 eingeschaltet, dessen Sekundärstrom über ein Relais 8 auf die, Bürstenverstelleinrichtung derart einwirkt, daß die: Bürsten verstellt w°rdeti, wenn der Strom in der Ständerwicklung des Generators von dem Sollwert abiveicht: Wenn also beidie Windstärke steigt, so wird die Drehzahl des Windmotors i ebenfalls ansteig n. Dies hat zunächst zur Folge, daß der Generator einen stärkeren Strom an das Netz .i abzugeben sucht. Dieser stärkere Strom bewirkt auch ein Ansteigen des Sekundärstromes im Stromtransformator 7, so daß der Bürstemverstellmotor 5 mit Hilfe des Relais 8 zum Anlaufen kommt. Der Bürstenverstellmotor verstellt dabei die Bürsten in einem derartigen Sinn, d@aß die Leerlaufd-re:hzahl des Generators bei gleichbleibender Frequenz des Netzes d. entsprechend der gestiegenen Drehzahl des Motors i ebenfalls steigt. Damit ist aber der Anlaß für das Ansteigen de,s Stromes in der Wicklung 6 beseitigt, und dieser Strom geht wieder auf seinen Normalwert zurück. Die Anordnung nach der Erfindung hat also den Vorteil, daß einerseits die, Drehzahl des Windkraftmoto.rs i weitestgehend der Windstärke angepaßt werden kann, da man hel;anntlich bei Drehstroninebenschlußmaschinen die Drdtzah1 mindestens im Verhältnis 1:3 regeln kann. Andererseits ist aber der Generator bei alleri Drehzahlen gleich gut ausgenutzt, da sein Kommutatorstrom dabei konstant bleibt.
In dem Ausführungsbeispiel arbeitet der elektrische Generator auf ein Drehstromnetz. Man könnte ihn aber auch auf ein einphasiges We@chselstramnetz arbeiten lassen. Der Generator ist dann nur bezüglich seines an dieses Einphasennetz angeschlossenen Teiles einphasig ausgeführt, während die übrigen Teile eine me rphasige, bzw. eine Drehstromschaltung aufw,isen. Es ist-auch nichterforderlich, daß der Generator auf ein takthaltendes Netz geschaltet ist. Er kann auch für sich allein ein Verbrauchern°tz speisen, wenn man durch an sich bekannte Mittel für eine Selbsterregung des Generators sorgt.

Claims

PATEN TANSPP,GCII: Wechselstromgenerator für Windkraftanlagen, dadurch gelkenuzeichnet, daß der Generator di.e Schaltung und Bauart eines ständer- oder läuferg#sp; ixten Drehstromaufweist, und daß der über den Kommutator fließende Belastungsstrom des Generators (las Drehzahlreg,lorgan (Bürstenverstellung bei läufergespeisten Generatoren, Verstellung des Drehreglers oder Transformators bei ständergespeisten Generatoren) im Sinn c,inr Korlstanthaltung des Belastungsstromes 1>-i veränderlicher Drehzahl der Windkraftanlage verstellt.