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Erregerumformer für Synchrongeneratoren Das Patent 824 368 hat einen
Erregerumformer für Synchrongeneratoren zum Gegenstand, dessen Antriebsmotoren sowohl
spannungs- als auch stromabhängig gespeist werden. Gemäß der Erfindung des Hauptpatents
sind mit der Welle der Erregermaschine mindestens zwei Einphasenmotoren gekuppelt,
wobei die Leistungsabgabe des einen Motors von der Spannung, diejenige des oder
der anderen Motoren von der Höhe des Generatorstromes abhängig sind. Die Speisung
der Antriebsmotoren des Umformers erfolgt dabei über Transformatoren. Die Schaltung
kann immer zur Anwendung kommen, gleichgültig, ob der Generator in Stern oder in
Dreieck geschaltet ist. Bei Sternschaltung des Generators wird gemäß dem Ausführungsbeispiel
des Hauptpatents der spannungsabhängige Motor zweckmäßig zwischen den Nullpunkt
und eine Netzklemme, der stromabhängige Motor an die gleiche Phase transformatorisch
geschaltet.
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Während die Einrichtung nach dem Hauptpatent in vielen Fällen vollständig
den an sie gestellten Anforderungen genügt, kann es bei manchen Generatoren, insbesondere
bei Phasenkurzschluß, vorkommen, daß die Antriebsleistung des Erregerumformers nicht
ausreichend ist. Dies wird besonders deutlich, wenn man sich nochmals entsprechend
dem Hauptpatent die möglichen Kurzschlußverhältnisse vergegenwärtigt: Die Phasen
des in Stern geschalteten Generators werden wieder mit R, S, T bezeichnet. Wird
nun der Strommotor z. B. an die Phase R angeschlossen, so wird dieser bei Kurzschluß
zwischen
den Phasen R, S oder den Phasen R, 7' durch den Kurzschlußstrom der Phase R über
den Stromtransformator gespeist. Tritt jedoch ein Kurzschluß zwischen den Phasen
S, T auf, so erhält der Spannungsmotor nur die zwischen dem N ullpunkt und Phase
R verbleibende Restspannung. Der Strommotor erhält im ungünstigsten Falle, (I. h.
im Leerlaufbetrieb, keinen Strom. Der prozentuaje Wert der Restspannung ist je nach
der Bauart der Synchronmaschine verschieden groß. Bei Maschinen mit ausgeprägten
Polen genügt im allgemeinen die Restspannung, um den Betrieb des Spannungsmotors
aufrechtzuerhalten, weil bei Leerlauferregung die von der Erregermaschine abgegebene
Leistung stark herabgesetzt ist. Bei Volllasterregung liegt die Restspannung in
der dritten Phase bei einphasigem Kurzschluß höher. so daß auch in diesem Falle
der Motor zumindest kurzzeitig in Betrieb gehalten werden kann. Ungünstiger liegen
die Verhältnisse bei Maschinen mit Vollpolen, z. B. Turbogeneratoren. Hier wird
die Restspannung bei einphasigem Kurzschluß vielfach nicht ausreichen. Für diese
Fälle empfiehlt das Hauptpatent die Verwendung eines dritten Antriebsinotors, der
als stromabhängiger Motor arbeitet und z. B. von einer der Phasen S oder T gespeist
wird. Bei einphasigem Kurzschluß 'zwischen den Phasen .5', T wird dann der Spannungsmotor
durch den zweiten Strommotor'unterstützt.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Schaltung auf einfachere
Weise bei einphasigem Kurzschluß unabhängig von der Restspannung der dritten Phase
zu machen, d. h. ohne daß zu dem umständlichen Mittel eines dritten Antriebsmotors
gegriffen werden muß.
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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, ciaß der Strommotor
von der vektoriellen Differenz der Ströme zweier Generatorphasen gespeist wird,
indem die erforderlichen Stromtransformatoren in Differenzschaltung verbunden sind,
während die Speisung des Spannungsmotors über einen an die Phasenspannung oder eine
verkettete Spannung angeschlossenen Spannungstransformator erfolgt. Infolge einer
derartigen Anwendung zweier Stromtransformatoren braucht der Spannungstransformator
nicht unbedingt an eine Phasenspannung angeschaltet zu werden, sondern kann ohne
Beeinträchtigung der Eigenschaften der Schaltung an die verkettete Spannung angeschlossen
werden, so daß dadurch eine weitgehende Freizügigkeit hinsichtlich des Anschlusses
des Spannungstransformators gegeben ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäß geschalteten
Erregerumformers dargestellt. Der Generator G liegt mit den in Stern geschalteten
Phasen R, .5', T ;in dem nicht dargestellten Netz. Mit F_ ist die Erregerwicklung
des Generators bezeichnet, die in üblicher Weise von einem Hilfsgenerator H gespeist
wird. Mit der Welle 1W des Hilfsgenerators H sind die beiden .Motoren -,Il; und
J1" gekuppelt, die zusammen mit (lern Hilfsgenerator Il den Erregerumformer bilden.
Der spannungsabhängige Motor 11e ist über den Transformator T,, an die Pliase R
angeschlossen. Der stromabhängige Motor M; wird erfindungsgemäß von zwei Generatorphasen,
hei dem gezeigten :@usführungsbeispiel von den Phasen S, T, über die Stromtransformatoren
T;1 und 7';2, gespeist, deren Sekundärwicklungen in Differenzschaltung miteinander
verbunden sind.
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Die Vorteile der Erfindung treten klar zutage, wenn man wiederum die
möglichen Kurzschlußverhältnisse betrachtet. Tritt z. B. ein Kurzschluß zwischen
den Phasen R, S ein, so wird der Strommotor M; durch den Kurzschlußstrom der Phase
S und den Phasenstrom der Phase T gespeist, wobei die Größe des letzteren von der
dem Kurzschluß vorausgegangenen Belastung abhängig ist. Bei einem Kurzschluß zwischen
den Phasen S, 7' wird zwar der Spannungsmotor 11e durch die verbleibende Restspannung
zwischen dem Nullpunkt und der Phase R gespeist, die Antriebsleistung der Erregermaschine
wird aber wesentlich erhöht, da durch die Differenzschaltung der Stromtransformatoren
T;1 und Ti, der'Strommotor 11T; die vektorielle Differenz der Kurzschlußströme der
Phasen S und T erhält. Durch diese schaltungstechnische Maßnahme wird also dasselbe
erreicht, was nach dem Hauptpatent nur durch einen zusätzlichen Strommotor bewirkt
werden konnte.