DE929859C - Anordnung an parallelarbeitenden Synchronmaschinen - Google Patents

Anordnung an parallelarbeitenden Synchronmaschinen

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DE929859C
DE929859C DES30487A DES0030487A DE929859C DE 929859 C DE929859 C DE 929859C DE S30487 A DES30487 A DE S30487A DE S0030487 A DES0030487 A DE S0030487A DE 929859 C DE929859 C DE 929859C
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DE
Germany
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circuit
generator
excitation
parallel
ohmic resistance
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Expired
Application number
DES30487A
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English (en)
Inventor
Hermann Dipl-Ing Dr-Ing Harz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K19/00Synchronous motors or generators
    • H02K19/16Synchronous generators
    • H02K19/26Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings
    • H02K19/30Synchronous generators characterised by the arrangement of exciting windings for compounding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Eletrric Generators (AREA)
  • Synchronous Machinery (AREA)

Description

  • Anordnung an parallelarbeitenden Synchronmaschinen Bei manchen Synchronmaschinen, insbesondere für kleine Leistung, ist der Ohmsche Spannungsabfall im Wechselstromkreis der Maschine gegenüber dem induktiven Streuspannungsabfall zu groß. Solche Maschinen haben schlechte Parallellaufeigenschaften, weil die synchronisierenden Kräfte der parallelarbeitenden Maschinen zu klein sind. An Hand der Vektordiagramme der Fig. 2 und 3 der Zeichnung ist dies näher erläutert, wobei es sich um das Parallelarbeiten eines an ein Netz angeschlossenes Synchrongenerators mit den übrigen Maschinen des Netzes handelt. U1 ist der Vektor der Netzspannung, U2 der Vektor der Generatorspannung. Bei einem Zurückbleiben des Generatorpolrades, beispielsweise bei plötzlichen Belastungsänderungen, entsteht zwischen den beiden Spannungsvektoren der Phasenwinkel y bzw. die vektorielle Differenzspannung d U. Diese vektorielle Differenzspannung entspricht dem Spannungsabfall des bei diesem Auseinandergehen der Netzspannungsvektoren entstehenden Ausgleichstromes. Hat nun der Wechselstromkreis des Generators vorwiegend induktiven Widerstand, dann schließt dieser Ausgleichstrom J mit d U einen Phasenwinkel von 9o° ein, d. h., er ist mit U2 annähernd in Phase und ergibt mit U2 ein motorisches Moment, durch das U2 bzw. das Generatorpolrad an die Phasenlage von U1 herangebracht wird, wodurch ein Außertrittfallen des parallelarbeitenden Generators verhindert wird. Wenn dagegen gemäß Fig. 3 der Zeichnung der Generatorwechselstromkreis vorwiegend Ohmschen Widerstand aufweist, dann ist der Ausgleichstrom J mit der Differenzspannung d U in Phase und schließt andererseits mit der Generatorspannung U2 einen Phasenwinkel von go° bzw. von mehr als go° ein. Ein synchronisierendes Moment wird also durch den Ausgleichstrom I nicht erzeugt, im Gegenteil, infolge des Phasenwinkels von mehr als 9o° wird die nacheilende Maschine sogar noch generatorisch arbeiten und den Phasenwinkel y zwischen den beiden Vektoren noch weiter vergrößern, bis die Maschine kippt. Man sieht also, daß zu großer Ohmscher Widerstand das Parallelarbeiten zwischen Netzvektor und Maschinenvektor unmöglich machen kann.
  • Es sind nun Synchronmaschinen bekannt, deren Gleichstromerregung in Abhängigkeit von dem Belastungsstrom der Maschine vorgenommen wird, was für die Spannungshaltung der Maschine oder für die Einhaltung eines konstanten Leistungsfaktors bei wechselnder Belastung von großem Vorteil ist. Bei diesen Maschinen ist der Gleichstromerregerkreis des Generators über Gleichrichter (z. B. Trockengleichrichter) und gegebenenfalls über einen Stromtransformator in den Wechselstromkreis des Generators eingeschaltet, so daß der Wechselstromkreis den Erregerstrom des Generators ganz oder zum Teil liefert. Bei dieser Anordnung ist also der Ohmsche Widerstand der Erregerwicklung der Synchronmaschine über den Gleichrichter in den Wechselstromkreis des Generators eingeschaltet, da ja ein gewisser, wenn auch kleiner Teil der Wechselspannung des Generators über den Stromtransformator und über den Gleichrichter der Erregerwicklung zugeführt wird, um hier den Erregerstrom zu erzeugen. Eine derartige Anordnung wird also gewisse Nachteile bezüglich des einwandfreien Parallelarbeitens der Synchronmaschine mit dem Netz bzw. mit anderen Maschinen zeigen, namentlich wenn es sich um Synchronmaschinen kleinerer Leistung handelt, bei denen der Ohmsche Spannungsabfall gegenüber dem induktiven. von vornherein stärker in den Vordergrund tritt.
  • Gemäß der Erfindung wird dieser Nachteil an parallelarbeitenden Synchronmaschinen, an denen für die Herstellung einer lastabhängigen Erregung der Gleichstromerregerkreis über Gleichrichter in den Wechselstromkreis des Generators eingeschaltet ist, dadurch beseitigt, daß das Verhältnis des unter Einschluß des Erregerstromkreises vorhandenen Ohmschen Widerstandes des Generatorwechselstromkreises zu seinem den Streuspannungsabfall hervorrufenden induktiven Blindwiderstand durch zusätzliche Maßnahmen verkleinert ist. Man kann also entweder den induktiven Blindwiderstand an derartigen Synchronmaschinen zusätzlich vergrößern oder umgekehrt den insgesamten Ohm= schen Widerstand des Generatorwechselstromkreises durch besondere Mittel verkleinern.
  • Im ersteren Falle besteht die einfachste Anordnung in der Einschaltung von Drosselspulen in den Generatorwechselstromkreis, wie dies Fig. I der Zeichnung an einem Beispiel veranschaulicht, in dem ein von einer Kraftmaschine 3 angetriebener Wechselstromgenerator 2 über den Schalter 9 auf ein Netz I arbeitet. Für die Erregung des Generators mit einer lastabhängigen und einer konstanten Erregerkomponente ist ein Stromtransformator 4 vorgesehen. Die drei Phasen seiner Primärwicklung sind etwa in der Mitte der Wicklung zu einem Sternpunkt vereinigt, und die oberen Teile der Sternpunktschaltung sind mit den drei Phasen der Ständerwicklung des Generators in Reihe geschaltet, während die unteren drei Phasen über eine Dreiphasendrosselspule 6 an die Netzspannung angeschlossen sind. Die Sekundärwicklung des Transformators 4 speist über die Trockengleichrichterschaltung 5 die Gleichstromerregerwicklung. Der Transformator 4 führt also der Erregerwicklung infolge der teilweisen Reihenschaltung mit der Ständerwicklung des Generators 2 eine der Belastung proportionale Erregerstromkomponente zu, infolge des Anschlusses der unteren Teile der Primärwicklung an die Netzspannung eine bei wechselnder Belastung konstant bleibende Erregerkomponente. Die Drosselspulen 6 dienen dazu, diese Speisung der unteren Primärwicklungsphasen mit konstantem Strom zu erzwingen. Ihre Leistung ist dazu gegenüber der Erregerleistung groß. Die Kondensatoren 7 dienen zur Kompensierung des Blindstromes im Stromkreis der Drosselspulen 6. Zur Verbesserung des Parallelarbeitens des Generators mit dem Netz I sind nun in den Ständerstromkreis noch die Drosselspulen 8 eingeschaltet, die die gesamte Induktivität des Ständerstromkreises auf einen Wert bringen, bei dem der durch die Erregerwicklung eingeführte Ohmsche Widerstand sich nicht mehr, wie geschildert, störend bemerkbar machen kann.
  • Eine ähnliche Verbesserung der Parallellaufeigenschaften erzielt man, wenn man den Ohmschen Widerstand des Erregerstromkreises durch Einschalten eines negativen Ohmschen Widerstandes verkleinert bzw. auf Null bringt. Dies kann bekanntlich dadurch erreicht werden, daß in den Gleichstromerregerkreis eine generatorisch wirkende Reihenschlußgleichstrommaschine eingeschaltet ist, so daß sie eine dem jeweiligen Erregerstrom proportionale und diesen Strom miterzeugende Spannung entwickelt und der Gleichrichter 5 nur noch eine geringfügige Restspannung zu liefern hat. Für den Gleichrichter und damit auch für den Generatorwechselstromkreis ist also der Ohmsche Widerstand des Erregerkreises auf einen geringen Bruchteil vermindert. Dies muß sich für das Parallelarbeiten des Generators im geschilderten Sinne günstig auswirken. Die Gleichstrommaschine kann mit der Synchronmaschine mechanisch gekuppelt sein:

Claims (4)

  1. PATENTANSPRÜCHE: z. Anordnung an parallelarbeitenden Synchronmaschinen, an der für die Herstellung einer lastabhängigen Erregung der Gleichstromerregerkreis über Gleichrichter in den Wechselstromkreis des Generators eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis des unter Einschluß des Erregerstromkreises vorhandenen Ohmschen Widerstandes des Generatorwechselstromkreises zu seinem den Streüspannungsabfall hervorrufenden induktiven Blindwiderstand durch zusätzliche Maßnahmen verkleinert ist.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der induktive Blindwiderstand durch Einschalten von Induktivitäten (insbesondere Drosselspulen) in den Wechselstromkreis des Generators vergrößert ist.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der gesamte Ohmsche Widerstand des Generatorwechselstromkreises durch Einschaltung negativer Ohmscher Widerstände verkleinert ist.
  4. 4. Anordnung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine generatorisch wirkende Reihenschlußgleichstrommaschine im Gleichstromerregerkreis des Generators, die für die speisende Spannung des Gleichrichters den Widerstand des Erregerkreises zum großenTeil aufhebt.
DES30487A 1952-10-01 1952-10-01 Anordnung an parallelarbeitenden Synchronmaschinen Expired DE929859C (de)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1158165B (de) * 1958-02-07 1963-11-28 Conz Elek Citaets Ges M B H Anordnung zur Parallelschaltung von selbsterregten Synchrongeneratoren
DE1228708B (de) * 1955-07-14 1966-11-17 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zur schnellen Entregung von Wechselstromgeneratoren fuer Schweissmaschinen

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1228708B (de) * 1955-07-14 1966-11-17 Siemens Ag Verfahren und Anordnung zur schnellen Entregung von Wechselstromgeneratoren fuer Schweissmaschinen
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