DE1162941B

DE1162941B - Compounded synchronous machine

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.Compounded Synchronous Machine The invention relates to a compounded synchronous machine Synchronous machine, the excitation current of which is generated by the geometric addition of a voltage and a load-dependent component is formed.

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.It is known that the direct excitation current can be varied during operation to make, however, there arises the disadvantage that both excitation current components must be changed together and also the time behavior of the machine worsened.

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.It is also known that the excitation on the AC side with the help of special Switching measures to change the phase shift, but this can only be done when switched off State. There is a change in the overall excitation during operation or even only the load-dependent exciter component so far only with the help of three-phase transformers possible. These three-phase transformers usually form an additional component, apart from the fact that they make the entire system very expensive.

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.The invention proposes one essential aspect of solving the problems described easier way to change the load-dependent excitation component, which essentially consists in the fact that in the serving to produce this component magnetic circuit, the change in flow by means of an additional flow occurs, which is proportional to the difference between two currents, the sum of these Currents proportional to the armature current and the ratio of these currents during the Operation is freely adjustable.

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.To generate the additional flow, it is advisable to use two Windings are provided which are in opposite directions from the currents generating this flow are traversed and the advantageous with the to gain the load-dependent Component serving magnetic circuit are coupled.

Es wird vorgeschlagen, zur beliebigen Einstellung des Verhältnisses der beiden Ströme einen Spartransformator mit veränderlichem Abgriff anzuordnen.It is suggested to set the ratio at will of the two currents to arrange an autotransformer with a variable tap.

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.The invention provides the advantage that the main components of the excitation device only need to be provided with additional windings, while the others Components can be designed for relatively low power. Instead of complex three-phase transformers is now the application of a simple autotransformer possible, which is not readily possible without the teaching on which the invention is based would be possible because it is very difficult to make such an autotransformer for relatively to build large currents with small voltages, as a result of the large ones that occur Currents contact difficulties at the variable tap arise and as a result the low number of turns caused by the low voltage is only a very rough one Gradation is possible.

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.Those for generating the additional flow are expedient Serving windings and the autotransformer switched so that two current paths arise, one of which is a current path through one winding and one partial winding of the autotransformer and the other current path through the other winding and the other partial winding of the autotransformer are formed, with the ratio of the currents flowing in these current paths through the variable tap of the Autotransformer is arbitrarily adjustable.

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.It is also proposed to provide a transformer that the sum of the two currents used to generate the additional flow taken and its primary winding from the armature current or one proportional to the armature current Electricity flows through it.

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.When operating the synchronous machine with an additional voltage control In many cases it is advantageous to use the one provided with the variable tap To couple the autotransformer with the setpoint generator of this voltage control. If an additional tension adjustment device is available, this can also be used coupled to the autotransformer provided with the variable tap.

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.In Fig. 1 shows an embodiment of the invention. A synchronous machine 10 is connected to a network 11 therein. To obtain the A throttle 12 is provided as a voltage-dependent component of the excitation current. The direct current for feeding the field winding 13 of the synchronous machine 10 is Generated via a rectifier 14.

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.To obtain the load-dependent component of the excitation current is according to the invention the following Proposed arrangement: a transformer 15 includes a primary winding 16 and a secondary winding 17. There is also one further winding is provided, which consists of parts 18 and 19. These two Winding parts 18 and 19 is the autotransformer provided with the variable tap 20 downstream. The sum of the additional variable flow to generate Serving currents is taken through a transformer 22, whose primary winding 23 is traversed by a current proportional to the armature current. The way of working the circuit is as follows: In the transformer 22 flows a proportional to the load current Current, the proportionality being achieved by coupling this transformer 22 over the transformer 15 is given with the armature current of the machine.

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.The current drawn from the secondary winding 24 of the transformer 22 is divided into two partial currents at the node 25, one of which flows through the winding 19 and the other through the winding 18.

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 doing so, a flow is generated in each winding that is proportional to the current flowing through it. The resulting flow through both windings is proportional to the difference between the two partial currents. These add up at the adjustable tap of the autotransformer 20. The position of this tap defines the ratio of the partial currents, which are inversely proportional to the number of turns of the partial windings of the autotransformer 20 .

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.In Fig. 2 shows another type of compounding that with the same means for setting the load-dependent component of the excitation current is working. The compounding takes place in contrast to that in FIG. 1 shown Drawing by adding two voltages. Where is the voltage-dependent component of the excitation current, the secondary voltage of the transformer 26 and the load-dependent Component the secondary winding of the mutual inductance 27. The secondary voltage of this Inductance is approximately proportional to the flow through the primary winding. the Primary flow is formed by the armature current of the synchronous machine 10 in of the winding 28 and the additional resulting flux in the winding 29.

Im übrigen stimmt die Arbeitsweise dieser Schaltung mit der Arbeitsweise der in F i g. 1 dargestellten Schaltung überein.Otherwise, the operation of this circuit agrees with the operation the in F i g. 1 correspond to the circuit shown.

Claims

Claims: 1. Compounded synchronous machine, its excitation current through the geometric addition of a stress-dependent and a load-dependent component is formed and whose armature current is used to obtain the load-dependent component serving, magnetic circuit flooded, its flow to influence the load-dependent component that is at least approximately proportional to this flow is variable, characterized in that the flow change by means of an additional flow occurs, which is proportional to the difference between two currents where the sum of these currents is proportional to the armature current and the ratio these currents can be adjusted as required during operation.

2. Compounded synchronous machine according to claim 1, characterized in that for generating the additional throughflow two windings (18, 19) are provided, which generate this flow through the Currents are traversed in opposite directions.

3. Compounded synchronous machine according to Claim 2, characterized in that the two to generate the additional The windings (18, 19) used for the flow-through with the one for obtaining the load-dependent Component serving magnetic circuit are coupled.

4. Compounded synchronous machine according to claim 1, characterized in that for any setting of the ratio of the two currents, an autotransformer (20) with a variable tap is arranged is.

5. Compounded synchronous machine according to claim 3 and 4, characterized in that the windings (18, 19) serving to generate the additional flow and the autotransformer (20) are connected so that two current paths arise, one of which is a current path through the one winding (18) and a partial winding of the autotransformer (20) and the other current path are formed by the other winding (19) and the other partial winding of the autotransformer (20), the ratio of the currents flowing in these current paths being determined by the variable tap of the autotransformer ( 20) is freely adjustable.

6. Compounded Synchronous machine according to Claim 1, characterized in that a transformer (22) is provided, which is the sum of the two to generate the additional flow serving currents removed and its primary winding (23) from the armature current or a a current proportional to the armature current flows through it.

7. Compounded synchronous machine according to claim 1, characterized in that when the synchronous machine is in operation an additional voltage control provided with the variable tap Autotransformer (20) with the setpoint generator of this voltage control in a predetermined Dependency is coupled. B. Compounded synchronous machine according to claim 1, characterized characterized in that during operation of the synchronous machine with an additional voltage setting device the autotransformer (20) provided with the variable tap with the voltage setting device is coupled in a predetermined dependency. Considered publications: German Patent Nos. 967 801, 956143; German interpretative document No. 1038175.