DE1000503B

DE1000503B - Anordnung zur Spannungsregelung, insbesondere zur Konstanthaltung der Spannung von Synchronmaschinen

Info

Publication number: DE1000503B
Application number: DES34427A
Authority: DE
Inventors: Dr Ernst Scharstein; Dipl-Ing Dr Erich Schwab; Dipl-Ing Karlheinz Lutz
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1953-07-21
Filing date: 1953-07-21
Publication date: 1957-01-10

Description

Anordnung zur Spannungsregelung, insbesondere zur Konstanthaltung der Spannung von Synchronmaschinen Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Spannungsregelung, insbesondere zur Konstanthaltung der Spannung von Synchronmaschinen mittels eines Gleichrichters, der die Erregerwicklung aus dem Wechselstromnetz speist, wobei der Gleichrichterumspanner einerseits vom Belastungsstrom der Synchronmaschine beeinflußt wird und andererseits mit von der Belastung der Synchronmaschine unabhängigen Scheinwiderständen in Reihe geschaltet ist.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, durch geeignete Bemessung und Schaltung des Zubehörs die Klemmenspannung für drei beliebige Betriebszustände der Maschine genau konstant zu halten oder für einen beliebigen Strom und zwei frei wählbare Leistungsfaktoren eine genau gleiche Klemmenspannung zu erzielen, die um einen frei wählbaren Betrag größer oder kleiner ist als die Leerlaufspannung. Mit den bekannten Einrichtungen kann eine genau gleiche Klemmenspannung bei verschiedenen Leistungsfaktoren nicht erreicht werden.
Erfindungsgemäß sind die Scheinwiderstände so bemessen und geschaltet, daß die von diesen im Gleichrichterumspanner hervorgerufenen Erregeramperewindungen gegenüber der Klemmenspannung vektoriell nicht genau um go° nacheilen, sondern unter einem solchen Winkel den lastunabhängigen Amperewindungen im Gleichrichterumspanner überlagert werden, daß der Summenerregerstrom möglichst genau den Sollwerten des Erregerstromes zwischen zwei oder mehr Werten des Leistungsfaktors entspricht.
Die Erfindung soll an Hand der in den Fig. i bis 3 der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Wird beispielsweise bei synchroner Drehzahl sowohl für Leerlauf als auch für Nennstrom und cos p = i,o und für Nennstrom und cos T: = o,8 genau gleiche Klemmenspannung verlangt, dann sind zunächst die diesen Betriebszuständen entsprechenden Erregerströme (iL, i"", i",) zu ermitteln, wobei die Rückwirkung des Erregerzubebörs zu berücksichtigen ist. Dann werden geeignete, vom Belastungsstrom im Gleichrichtertransformator erzeugte Amperewindungen gewählt. Beim Übergang von dem Leistungsfaktor cos (p = i,o auf cos 99 = o,8 drehen sich diese Amperewindungen um einen bestimmten Winkel wie in Fig. i, in der die Länge der Geraden -ä und 1-3 den gewählten Amperewindungen entspricht, dargestellt ist. Ausgehend von der Bedingung wird dann der Punkt q. ermittelt.
Die Größe der Strecke 1q gibt im Amperewindungsmaßstab unmittelbar die erforderlichen lastunabhängigen Amperewindungen, der Winkel a zwischen 12 und 1-q. den erforderlichen Phasenverschiebungswinkel der lastunabhängigen Amperewindungen gegen die Klemmenspannung an. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist dieser Winkel a um einen geringen Betrag größer als go°. Um diesen Phasenverschiebungswinkel zu erreichen, werden als Scheinwiderstände Drosseln in Sternschaltung und Ohmsche Widerstände verwendet.
In manchen Fällen wird es vorkommen, daß der Phasenverschiebungswinkel größer oder kleiner als go° ist. Beträgt der Winkel etwa 6o°, dann werden die Scheinwiderstände nach Fig. 2 geschaltet. 5 ist der Syrfhrongenerator, dessen Spannung bei verschiedenen Leistungsfaktoren genau gleich gehalten werden soll. Die Erregerwicklung 6 wird über den Gleichrichter 7 von dem Gleichrichtertransformator 8 gespeist. Die Primärwicklungen g des Transformators liegen mit Drosseln io in Reihe, die über ebenfalls in Reihe liegende Ohmsche Widerstände ii in Dreieck geschaltet sind. Die Drosseln liegen an verketteten Spannungen, die je nach Schaltung den entsprechenden Phasenspannungen um 30° vor- oder nacheilen. Damit drehen sich gegenüber der Sternschaltung auch die lastunabhängigen Amperewindungen. Der genaue Winkel a wird durch entsprechende Bemessung der widerstände erreicht.
Ist ein Phasenverschiebungswinkel a erforderlich, der um einen geringen Betrag kleiner als go° ist, dann wird eine Schaltung nach Fig. 3 gewählt. Hier sind Kondensatoren 12 in Sternschaltung mit zu den Kondensatoren parallelgeschalteten hochohmigen Widerständen 13 verwendet. Diese Schaltung ist günstig, wenn die Maschine

Claims

PATENTANSPRÜCHE-i. Anordnung zur Spannungsregelung, insbesondere zur Konstanthaltung der Spannung von Synchronmaschinen mittels eines Gleichrichters, der die Erregerwicklung aus dem Wechselstromnetz speist, wobei der Gleichrichterumspanner einerseits vom Belastungsstrom der Synchronmaschine beeinflußt wird und andererseits mit von der Belastung der Synchronmaschine unabhängigen Scheinwiderständen in Reihe geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheinwiderstände so bemessen und geschaltet sind, daß die von diesen im Gleichrichterumspanner hervorgerufenen Erregeramperewindungen gegenüber der Klemmenspannung vektoriell nicht genau um go' nacheilen, sondern unter einem solchen Winkel den lastabhängigen Amperewindungen im Gleichrichterumspanner überlagert werden, daß der Summenerregerstrom möglichst genau den Sollwerten des Erregerstromes zwischen zwei oder mehr Werten des Leistungsfaktors entspricht.
2. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Phasenverschiebungswinkel a (Winkel zwischen Leerlaufamperewindungen und Lastamperewindungen bei cos T = i), der um einen geringen Betrag größer ist als go', als Scheinwiderstände Drosseln in Sternschaltung und Ohmsche Widerstände verwendet sind.
3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Phasenverschiebungswinkel a (Winkel zwischen Leerlaufamperewindungen und Lastamperewindungen bei cos (p = i) von etwa 6o' oder etwa i2o' als Scheinwiderstände Drosseln oder Kondensatoren in Dreieckschaltung und Ohmsche Widerstände verwendet sind. q.. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Phasenverschiebungswinkel a (Winkel zwischen Leerlaufamperewindungen und Lastamperewindungen bei cos (p = i), der um einen geringen Betrag kleiner als go' ist als Scheinwiderstände Kondensatoren in Sternschaltung mit Ohmschen Widerständen in Reihen- oder Parallelschaltung verwendet wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 730 717, 675 835, 835 626: bei kleinem induktivem Leistungsfaktor betrieben wird, da in diesem Falle der Maschinenleistungsfaktor durch die Kondensatoren etwas verbessert und die Erregerleistung etwas verringert wird.