DE1162941B

DE1162941B - Kompoundierte Synchronmaschine

Info

Publication number: DE1162941B
Application number: DEL39258A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Werner Droste
Original assignee: Lloyd Dynamowerke GmbH
Current assignee: Lloyd Dynamowerke GmbH
Priority date: 1961-06-16
Filing date: 1961-06-16
Publication date: 1964-02-13

Description

Kompoundierte Synchronmaschine Die Erfindung betrifft eine kompoundierte Synchronmaschine, deren Erregerstrom durch die geometrische Addition einer spannungs- und einer lastabhängigen Komponente gebildet wird.
Es ist bekannt, den Erregergleichstrom während des Betriebes veränderlich zu machen, jedoch entsteht dadurch der Nachteil, daß beide Erregerstromkomponenten gemeinsam verändert werden müssen und sich außerdem das Zeitverhalten der Maschine verschlechtert.
Es ist ferner bekannt, die Erregung wechselstromseitig mit Hilfe besonderer Schaltungsmaßnahmen zur Phasenverschiebung zu ändern, doch dies kann nur in ausgeschaltetem Zustand erfolgen. Während des Betriebes ist eine Veränderung der Gesamterregung oder auch nur der lastabhängigen Erregerkomponente bisher allein mit Hilfe von Drehstromtransformatoren möglich. Diese Drehstromtransformatoren bilden meistens ein zusätzliches Bauteil, abgesehen davon, daß sie die Gesamtanlage sehr verteuern.
Die Erfindung schlägt zur Lösung der beschriebenen Probleme eine wesentlich einfachere Möglichkeit zur Veränderung der lastabhängigen Erregerkomponente vor, die im wesentlichen darin besteht, daß in dem zur Erzeugung dieser Komponente dienenden magnetischen Kreis die Durchflutungsänderung mittels einer zusätzlichen Durchflutung erfolgt, die proportional der Differenz zweier Ströme ist, wobei die Summe dieser Ströme proportional dem Ankerstrom und das Verhältnis dieser Ströme während des Betriebes beliebig einstellbar ist.
Zur Erzeugung der zusätzlichen Durchflutung werden zweckmäßig zwei Wicklungen vorgesehen, die von den diese Durchflutung erzeugenden Strömen gegensinnig durchflossen werden und die vorteilhaft mit dem zur Gewinnung der lastabhängigen Komponente dienenden magnetischen Kreis gekoppelt sind.
Es wird vorgeschlagen, zur beliebigen Einstellung des Verhältnisses der beiden Ströme einen Spartransformator mit veränderlichem Abgriff anzuordnen.
Die Erfindung schafft den Vorteil, daß die Haupt-Bauelemente der Erreger-Einrichtung nur mit zusätzlichen Wicklungen zu versehen werden brauchen, während die weiteren Bauelemente für relativ geringe Leistungen ausgelegt sein können. An Stelle der aufwendigen Drehstromtransformatoren ist jetzt die Anwendung eines einfachen Spartransformators möglich, was ohne die der Erfindung zugrunde liegende Lehre nicht ohne weiteres möglich wäre, denn es ist sehr schwierig, einen solchen Spartransformator für relativ große Ströme bei kleinen Spannungen zu bauen, da infolge der auftretenden großen Ströme Kontaktschwierigkeiten an dem veränderlichen Abgriff entstehen und infolge der durch die kleine Spannung bedingten niedrigen Windungszahl nur eine sehr grobe Stufung möglich ist.
Zweckmäßig werden die zur Erzeugung der zusätzlichen Durchflutung dienenden Wicklungen und der Spartransformator so geschaltet, daß zwei Strompfade entstehen, wovon der eine Strompfad durch die eine Wicklung und eine Teilwicklung des Spartransformators und der andere Strompfad durch die andere Wicklung und die andere Teilwicklung des Spartransformators gebildet werden, wobei das Verhältnis der in diesen Strompfaden fließenden Ströme durch den veränderlichen Abgriff des Spartransformators beliebig einstellbar ist.
Es wird außerdem vorgeschlagen, einen Transformator vorzusehen, dem die Summe der beiden zur Erzeugung der zusätzlichen Durchflutung dienenden Ströme entnommen und dessen Primärwicklung vom Ankerstrom oder einem dem Ankerstrom proportionalen Strom durchflossen wird.
Beim Betrieb der Synchronmaschine mit einer zusätzlichen Spannungsregelung ist es in vielen Fällen vorteilhaft, den mit dem veränderlichen Abgriff versehenen Spartransformator mit dem Sollwertgeber dieser Spannungsregelung zu koppeln. Falls eine zusätzliche Spannungseinstellvorrichtung vorhanden ist, kann auch diese mit dem mit dem veränderlichen Abgriff versehenen Spartransformator gekoppelt werden.
In F i g. 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Darin ist eine Synchronmaschine 10 an ein Netz 11 angeschlossen. Zur Gewinnung der spannungsabhängigen Komponente des Erregerstroms ist eine Drossel 12 vorgesehen. Der Gleichstrom zur Speisung der Erregerwicklung 13 der Synchronmaschine 10 wird über einen Gleichrichter 14 erzeugt.
Zur Gewinnung der lastabhängigen Komponente des Erregerstroms wird erfindungsgemäß folgende Anordnung vorgeschlagen: Ein Transformator 15 enthält eine Primärwicklung 16 und eine Sekundärwicklung 17. Außerdem ist eine weitere Wicklung vorgesehen, die aus den Teilen 18 und 19 besteht. Diesen beiden Wicklungsteilen 18 und 19 ist der mit dem veränderlichen Abgriff versehene Spartransformator 20 nachgeschaltet. Die Summe der zur Erzeugung der zusätzlichen veränderlichen Durchflutung dienenden Ströme wird über einen Transformator 22 entnommen, dessen Primärwicklung 23 von einem dem Ankerstrom proportionalen Strom durchflossen wird. Die Arbeitsweise der Schaltung ist folgende: Im Transformator 22 fließt ein dem Laststrom proportionaler Strom, wobei die Proportionalität durch die Kopplung dieses Transformators 22 über den Transformator 15 mit dem Ankerstrom der Maschine gegeben ist.
Der der Sekundärwicklung 24 des Transformators 22 entnommene Strom teilt sich im Knotenpunkt 25 in zwei Teilströme auf, von denen der eine die Wicklung 19 und der andere die Wicklung 18 durchfließt.
Dabei wird in jeder Wicklung eine Durchflutung erzeugt, die dem jeweilig durchflutenden Strom proportional ist. Die resultierende Durchflutung beider Wicklungen ist proportional der Differenz der beiden Teilströme. Diese addieren sich am verstellbaren Abgriff des Spartransformators 20. Durch die Stellung dieses Abgriffs ist das Verhältnis der Teilströme festgelegt, die sich umgekehrt proportional der Windungszahl der Teilwicklungen des Spartransformators 20 verhalten.
In F i g. 2 ist eine andere Art der Kompoundierung dargestellt, die mit den gleichen Mitteln zur Einstellung der lastabhängigen Komponente des Erregerstroms arbeitet. Die Kompoundierung erfolgt im Gegensatz zu der in F i g. 1 dargestellten Zeichnung durch Addition zweier Spannungen. Dabei ist die spannungsabhängige Komponente des Erregerstroms die Sekundärspannung des Transformators 26 und die lastabhängige Komponente die Sekundärwicklung der Gegeninduktivität 27. Die Sekundärspannung dieser Induktivität ist annähernd proportional der Durchflutung der Primärwicklung. Die Primärdurchflutung wird gebildet durch den Ankerstrom der Synchronmaschine 10 in der Wicklung 28 und die zusätzliche resultierende Durchflutung in der Wicklung 29.
Im übrigen stimmt die Arbeitsweise dieser Schaltung mit der Arbeitsweise der in F i g. 1 dargestellten Schaltung überein.

Claims

Patentansprüche: 1. Kompoundierte Synchronmaschine, deren Erregerstrom durch die geometrische Addition einer spannungs- und einer lastabhängigen Komponente gebildet wird und deren Ankerstrom einen zur Gewinnung der lastabhängigen Komponente dienenden, magnetischen Kreis durchflutet, dessen Durchflutung zur Beeinflussung der dieser Durchflutung zumindest annähernd proportionalen, lastabhängigen Komponente veränderlich ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchflutungsänderung mittels einer zusätzlichen Durchflutung erfolgt, die proportional der Differenz zweier Ströme ist, wobei die Summe dieser Ströme proportional dem Ankerstrom und das Verhältnis dieser Ströme während des Betriebes beliebig einstellbar ist.
2. Kompoundierte Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der zusätzlichen Durchflutung zwei Wicklungen (18, 19) vorgesehen sind, die von den diese Durchflutung erzeugenden Strömen gegensinnig durchflossen werden.
3. Kompoundierte Synchronmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden zur Erzeugung der zusätzlichen Durchflutung dienenden Wicklungen (18, 19) mit dem zur Gewinnung der lastabhängigen Komponente dienenden magnetischen Kreis gekoppelt sind.
4. Kompoundierte Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur beliebigen Einstellung des Verhältnisses der beiden Ströme ein Spartransformator (20) mit veränderlichem Abgriff angeordnet ist.
5. Kompoundierte Synchronmaschine nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Erzeugung der zusätzlichen Durchflutung dienenden Wicklungen (18, 19) und der Spartransformator (20) so geschaltet sind, daß zwei Strompfade entstehen, wovon der eine Strompfad durch die eine Wicklung (18) und eine Teilwicklung des Spartransformators (20) und der andere Strompfad durch die andere Wicklung (19) und die andere Teilwicklung des Spartransformators (20) gebildet werden, wobei das Verhältnis der in diesen Strompfaden fließenden Ströme durch den veränderlichen Abgriff des Spartransformators (20) beliebig einstellbar ist.
6. Kompoundierte Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Transformator (22) vorgesehen ist, dem die Summe der beiden zur Erzeugung der zusätzlichen Durchflutung dienenden Ströme entnommen und dessen Primärwicklung (23) vom Ankerstrom oder einem dem Ankerstrom proportionalen Strom durchflossen wird.
7. Kompoundierte Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb der Synchronmaschine mit einer zusätzlichen Spannungsregelung der mit dem veränderlichen Abgriff versehene Spartransformator (20) mit dem Sollwertgeber dieser Spannungsregelung in einer vorgegebenen Abhängigkeit gekoppelt ist. B. Kompoundierte Synchronmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Betrieb der Synchronmaschine mit einer zusätzlichen Spannungseinstellvorrichtung der mit dem veränderlichen Abgriff versehene Spartransformator (20) mit der Spannungseinstellvorrichtung in einer vorgegebenen Abhängigkeit gekoppelt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 967 801, 956143; deutsche Auslegeschrift Nr. 1038175.