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.Anordnung zur Spannungsregelung bzw. lastabhängigen Spannungsregelung
von Drehstromgeneratoren Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Anordnung zur Spannungsregelung
bzw. lastabhängigen Spannungsregelung von Drehstromgeneratoren in allen drei Phasen
in Abhängigkeit von Spannung und Strom mit einer Regeleinrichtung, deren Meßwerk
über eine Kunstschaltung entsprechend dem »mitläufigen System« eine Spannung und
ein Strom zugeführt werden, in denen die Werte aller drei Phasen berücksichtigt
sind und deren Vektoren senkrecht aufeinander stehen. Es wird auf diese Weise durch
nur aus zwei Phasen entnommene Meßwerte eine überwachung aller denkbaren Betriebsverhältnisse
in allen drei Phasen ermöglicht.
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Die Erfindung betrifft eine Verbesserung der Anordnung gemäß dem Hauptpatent.
Dieser liegt folgende Überlegung zugrunde: Der vom Spannungsdrehfeldscheider durch
den Statikausgleicher fließende Strom verzweigt sich dort und fließt zum Teil auch
durch die Schaltung des Stromdrehfeldscheiders. Dies hat zur Folge, daß der Stromwert
des Stromdrehfeldscheiders gegen seinen Sollwert in Größe und Phase verändert wird.
Hieraus ergibt sich wiederum, @daß die Addition des Wertes aus dem Stromdrehfeldscheider
zum Wert des Spannungsdrehfeldscheiders im Regelmeßwerk nicht den gewollten Wert
ergibt. Bei der Anordnung gemäß dem Hauptpatent muß deshalb die Wandlerleistung
des Stromdrehfeldscheiders relativ groß gemacht werden, damit trotz der in den Stromkreis
des Stromdrehfeldscheiders eingeschalteten Widerstände zur Herabsetzung der sich
am Statikausgleicher verzweigenden Ströme des Spannungsdrehfeldscheiders genügend
Leistung zur Verfügung steht. Die Vergrößerung der Stromwandlerleistung verteuert
die Regelanordnung sehr.
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Gemäß der Erfindung wird zu diesem Zwecke bei einer Anordnung nach
dem Hauptpatent eine galvanische Trennung der Strom- und Spannungsmeßkreise durchgeführt,
derart, daß eine weitgehende rückwirkungsfreie Kopplung von dem die Stromkomponente
führenden Kreis auf den die Spannungskomponente führenden Kreis erreicht wird. Besonders
vorteilhaft ist es, nur den die Spannungskomponente führenden Stromkreis in den
Zug des Meßkreises zu legen und die Stromkomponente des Stromdrehfeldscheiders über
eine im Meßkreis liegende vormagnetisierbare Drossel einzuführen. Die vormagnetisierbare
Drossel wird vorteilhaft als gleichstromsättigbares Drosselpaar ausgebildet. Durch
diese Anordnungen wird erreicht, daß die Stromwandlerleistungen sehr klein gehalten
werden können, je nach der Auslegung der Sättigungsdrosseln. Die sinngemäße Einbringung
des Wertes aus dem Stromdrehfeldscheider erfolgt durch Zwischenschaltung eines gesteuerten
Trockenplattengleichrichters. Die Steuerung des Gleichrichters übernimmt eine durch
einen Spannungswandler aus dem Netz abgeleitete, über den Statikausgleicher in der
Phase einstellbare Spannung. Der gesteuerte Gleichrichter wirkt derart, daß bei
übereinstimmender Phasenlage von Strom und Spannung im Netz, in diesem Fall steht
die vom Stromdrehfeldscheider abgeleitete Spannung senkrecht auf der am Statikausgleicher
abgeleiteten Spannung, vom gesteuerten Gleichrichter über die Steuerwicklungen der
vormagnetisierten Drossel kein Strom fließt.
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An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel für die Regelanordnung
gemäß der Erfindung beschrieben und die Wirkungsweise erläutert.
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Die Figur zeigt den Gesamtaufbau der Regelanordnung gemäß der Erfindung.
Das zu regelnde, von einem nicht näher dargestellten Generator eingespeiste Drehstromnetz
ist mit RST bezeichnet. Aus den Phasen R und S werden über die Stromwandler 1 und
2 die Stromkomponenten des Stromdrehfeldscheiderkreises 3 abgenommen. Zur Einstellung
des Phasenwinkels dienen der Ohmsche Widerstand 4 und der induktive Widerstand 5.
Die an den Widerständen 4 und 5 abgeleitete Spannung wird über den Transformator
6 einem regelbaren Gleichrichterkreis 7 zugeführt. In . den regelbaren Gleichrichterkreis
7 wird außerdem über die Transformatoren 8 eine über den Spannungswandler 9 und
den Statikausgleicher 10, bestehend aus dem OhmschenWiderstand 11 und der regelbaren
Drossel 12, abgeleitete Spannung zugeführt. Mit Hilfe der regelbaren Drossel 12
wird der
cos g.,. auf dem der Generator arbeiten soll, eingestellt.
Die Gleichrichter 13 und 14 geben je nach der Phasenlage der Speisespannungen an
den Transformatoren 8 einen Strom über die Leitungen 15 und 16 an die Drosseln 17
und 18 ab. Der Strom wird zu Null, wenn die - Phase des Stromes im wetz mit der
Phase der Spannung im Netz übereinstimmt. Die gleichstromgesteuerten Drosseln 17
und 18 sind in Parallelschaltungen angeordnet, womit eine Rücktransformierung einer
Wechselkomponente aus dem Spannungsdrehfeldscheiderkreis bzw. dem Meßkreis in den
steuernden Gleichrichterkreis sicher vermieden ist.
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Der Spannungsdrehfeldscheiderkreis wird über die Spannungswandler
19 und 20 aus dem Netz eingespeist. Der Ohmsche Widerstand 21 und der induktive
Widerstand 22 sorgen für die entsprechende richtige Phasenlage. Die an den Punkten
23 und 24 abgegebene Spannung wird über die Drosseln 17 und 18 dem Meßwerk 25 des
Regelgerätes, das durch eine Induktivität und einen Ohmschen Widerstand angedeutet
ist, zugeführt. Um die Drosseln 17, 18 ohmisch an den Stromdrehfeldscheider anzupassen,
ist parallel zu diesen der Kondensator 26 und der Widerstand 27 in an sich bekannter
Dimensionierung geschaltet.
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Die Wirkungsweise ergibt sich wie folgt: Am Statikausgleicher 10 wird
mit Hilfe der regelbaren Drossel 12 der cos T, mit dem der Generator arbeiten soll,
eingestellt. Bei Einstellung des Statikausgleichers auf col p = 1 ist die Drossel
12 vollständig abgeschaltet. Die verkettete Spannung RS liegt in Phase mit der Ausgangsspannung,
also mit der an den Punkten 23 und 24 liegenden Spannung des Spannungsdrehfeldscheiders.
Zu dieser Spannung senkrecht steht die im Stromdrehfeldscheiderkreis abgeleitete
Stromkomponente, wenn der Generator mit cos p = 1 arbeitet. Gleiche Verhältnisse
ergeben sich auch dann, wenn der Statikausgleicher auf einen anderen cos
99
eingestellt ist und der Generator mit diesem eingestellten cos 99 arbeitet.
Das gezeichnete Ausführungsbeispiel des gesteuerten Gleichrichters zeigt eine vollweggleichrichtende
Ausführung mit transformatorischer Einbringung der Strom- und Spannungswerte. Die
vom Statikausgleicher 10 abgeleitete Spannung bewirkt über die Transformatoren .8
zusammen mit der über den Transformator 6 als Stromkomponente eingeführten Spannung,
daß der Gleichrichter 13 von Null bis 2 und der Gleichrichter 14 von -z bis 2 n
durchläßt.
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Ist der Phasenwinkel zwischen steuernder Größe und gesteuertem Wert
größer oder kleiner als 90°, so fließt am Ausgang des gesteuerten Gleichrichters
ein positiver oder negativer Gleichstrom, der das Drosselpaar sättigen kann. Der
positive oder negative Gleichstrom muß aber bewirken, daß der Wechselstrom im Meßkreis
größer oder kleiner als sein Nennwert ist. Das bedingt, daß das Drosselpaar seinen
Arbeitspunkt in der Mitte der Kennlinie hat.
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Die Erfindung ist nicht auf das gezeichnete Ausführungsbeispiel beschränkt.
Vielmehr lassen sich sowohl in der Trennung der beiden Kreise wie auch im Aufbau
der Steuerung des Gleichrichters u. dgl. mannigfache Schaltungsänderungen vornehmen,
ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.