DE1763299A1 - Entregungsschaltung fuer buerstenlos ueber rotierende Dioden erregte Synchronmaschinen - Google Patents

Description

• Entregungsechaltung für bürstenlos über rotierende Dioden erregte Synchronmaschinen

  Die Erfindung betrifft eine Entregungseclialtung einer bürstenlos

  von einer Erregermaschine Über rotierende Dioden erregten Syn-

  chronmaschine mit einem durch einen überbrückungethyristor

  3m Synahronbetrieb überbrückten Widerstand im Feldkreis.

  Um eine derartige Synchronmaschine In StÖrungsfällen, z. B."

  im Kurzachlußfall, vor schwerwiegenden Schäden zu bewahren,

  ist eine Entregungsachaltung erforderlich, die einen schnellen

  Abbau der vorhändenen Feldenergie gewährleistet.

  2.M epn@i fthlad , imbeemlem von bürstmüm ulxgten G#yn ä-

  masehinen, ist es bekannt, einen Anlaufwiderstand in dem Peld-

  kreis vorzusehen, der im Synchronbetrieb durch einen Über--

  brückungathyristor überbrückt ist. DieFen Anlautwideretend

  nun als Entreguwgsxiderstand rum schnellen Abbau der Feld-

  energie in einer Entregungsschaltung nutzbar zu machen, ist

  ein Zweck der Erfindung.

  Bisher ist es nur unter großem Aufwand denkbar, den geaündeten

  Uberbrüokungsthyristor im Stbrungstall zu löschen und damit

  den Anlaufwiderstand dann als Entregungswideratand zur Wirkung

  zu bringen. Bekannt ist es, bei stationären Anordnungen einem

  Hauptthyristor einen ßeheltthyristor parallelzuschalten, der

  über Kondensatoren und weitere Schaltelemente dem durch den

  Hauptthyristor fließenden Strom einen entgegengesetzt fließen-

  den Strom überlagert und damit den Hauptthlristor zumindest

  für dessen Proiwerdezeit stromlos macht und diesen somit

  Nacht. Eine@solche Löschschaltung ist jedoch als rotierende

  Anordnung sehr aufwendig.

  Auch über mechanische Schalter, die mitumlauten müßten, den

  Entregungc3wideri3tand einzuschalten, verbietet sich wegen der

  laufend6n- Wartung, die dem hohe Gleichstromleistungen scha.tan-

  den Chelter zuteil. worden muß.

  Denkbar ist auch die Anordnung eineu mitrotierenden Usch-

  thyrä.ators, der mit der ebeniallo rotierenden Sekundärricklung

  eines Leistungsübertragers in Reihe geschaltet ist. Der Lbech-

  thyrictcr ual dis Gckundärw chlung des Le iatungaübertragers

  sind holde parallel 2a dem als Entregungawideretand 2u verwen-

  denden Anlaufwida^atand, also auchperallel zum Üborbrücitungs-

  tliVristor, geochaltat. Wenn. vom Feststehenden Teil des heistung8-

  übertragers in die rotierende Seltundärwicklung eine Wechaelgpan-

  nung :induziert wird, dann kann durch einfache Schaltmittel

  erreicht werden, daß der heschthyristpr stromführend wird.

  Damit wird dann gemäß dem bekannten Prinzip ein Strom durch den

  überbrückungst3@pristor getrieben, der den vorher dort fließen-

  den Strom enwgegenUese uzt ist und diesen zu Null macht; der

  Überbrüch-ungsthyaistor wird dadurch gelöocht. In der anderen

  Halbzelle der induzierten Spannung wird der löschthyristor

  selbst gelöscht,. indem eine derart hohe Spannung an ihm anliegt,

  daß der Strom durch ihn, zumindest für seine Freiwerdezeitt zu

  Null wird. Miese Anordnung hat den Nachteil, daß eine beträcht-

  liehe Leistung durch den Leistung$übertrager übertragen werden

  mu8. Die Höhe des aufzubringenden Stromes liegt dabei .. wegen

  eventueller Scheütspitzen - noch über der Höhe.ftes Feldstromes,

  die Spa'unuua muB zumindest dem Spannungsabfall des Feldstromes

  im Entregiüagewiderstand gleich sein. Es zeigt sich also, da8

  diese Schaltungsmöglichkeit wegen der erheblichen DimOxuion

  des Leistungsübertragers und des damit verbundenen Aufwandes

  wenig Wirtschaftlich ist.

  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Eatregua.gs-

  schaltung für eine bürstenlos über rotierende Dioden von einer

  Erregermachine erregten Synchronmaschine anzugeben. Mit disaer

  Ma@creguagc;schaltung soll ohns großen Aufwand die Zeitkonstante

  des feldla-eines der Synchronmaschine verringert werden. Somit

  stallt sich die Aufgabe, einen Widere Land als Entregunge-

  widerstand in den Feldkreis einzuschalten, indem der

  überbrüokungath'ristor auf einfache, wirtschaftlich vertretbare

  Weise gelöscht wird.

  lrfindungegemU ist daher eine Ankerwicklung der Erregermaschine

  parallel cum Überbrüokungath'ristor geschaltet und in dieser

  Parallelschaltung ein Lösehtl7ristor angeordnet. Die Anker-

  wicklung der Erregermaschine dient dabei zur Speisung des Wsch-

  thyristors.

  Bei einer Mittelpunktsschaltung der Dioden im Feldkreis kann

  eveckmäBigerveise eine Strangwicklung des Ankers der Erreger-

  maschine zur Speisung herangezogen werden, während bei einer

  dreiphasigen Gleichrichter-Brückenschaltung dazu besser eine

  zusätclicne Wicklung in Läufer der Erregermaschine angeordnet

  ist.

  Um ein Spezielles Kliterium zum Einschalten des hösch-

  thyristors zu haben, luan für diese zusätzliche Wicklung in

  Weiterbildung der Erfindung eine von der Polzahl der übrigen An-.

  kerwicklunZea der Erregermaschine abxeicherde Polzahl. vorgese-

  hen werden. Durch eine Umschaltung der Polzahl. der Erregerma-

  sch:Lne ist es daher möglich, zu dem geeigneten Zeitpunkt die

  Entregungsachaltung durch Zünden des LöschthyriatorA einzu-

  setzen.

  Die Zündimpulse für den l:öschthyristor und für den Ü'borbrückungs-

  thyristor können Eetrenn.t über jeweils einen Zünd.impulAüber-

  trager von einer ruhenden Anordnung, die Zündimpulse erzeugt,

  geliefert werden. Es ist aber auch vorteilhaft möglich, daB

  fÜr den Lösch- und den L'berbrüakungsthyriator von einer ruhen-

  den Anordncag Zündimpulee erzeugt werden, die von einem genein-

  samen Zündimpuisübertrager übertragen werden. Der ZUndimpuls--

  übertrager besteht dann aus einer ruhenden Primär- und zwei

  rotierenden SekundWicklungen, welche jeweils dem Lösch- bzw.

  dem Überbrückungsthyristor zugeordnet sind, Es .sei; dann nur

  sicherzustellen, daß die Undimpulse Für den .Lösch-- bzN. Über

  brückungethyrzstor sich hinreichohd, etwa z. E. durch die Pola-

  rität, unterscheiden.

  In vorteilhafter Ausbildung der Erfindung kann die zusätzliche

  Ankerwicklung der Erregermaschine auch znr Speisung Binar rotie-

  renden Anordnung vorgesehen werden, die der Erzeugung der Züad--

  fmpulsa NU- den Löschthyristor dient

  In der Zeichnung sind im Prinzip Ausführungsbeispiele der Erfin-

  dung dargestellt, die im folgenden näher beschrieben werden. Es

  Zeigen:

  Fig. 1 eine ZZschthyrietoredhaltung mit zusätzlicher Ankexwick-

  lung der Erregermaschine und einem gemO nsamon Zündimpuls-

  .

  übartra,er für Lösch- und Überbrückungsthyristor,

  Big. 2 eine @ösehthyristorschaltung, die vor. einer Strangwicklung

  der Err®germaschine gespeist wird,

  pig. 3 eine Löschthyristorsehaltung mit einer zusätzlichen Ankur-

  wi.cklung der Erregermaschine,-dia gleichzeitig eine Anord-

  nung zur Erzeugung der Zündimpulse für den Löschthlristor

  speist.

  Die Fig. 1 gibt die Schaltung einer büratenlou crragten Synchron-.

  masehlne 1 wieder. Deren ruhende Ankerwicklungen ?2 liegen am

  Netz RBT, während die rotierende Peldwicklung 'i 1 bürstenlos über

  eine DiodAschaltung 3 von den rotierenden Ankerwicklungen 21

  der Drehstromerregermaachine 2 gespeist wird. Die Drehstromorre-

  germeschine wird von der ruhenden Gleichstromwicklung 22 erregt.

  FürdieEhtmgang ist der Widerstand 4 vorgesehen, der bei eyachro-

  nem Betrieb mittels des überbrüokangsthyristors 5 Überbrückt

  wird. Dazu wird der Oberbrückungsti@yrIstor 5 über den Zündimpuls-.

  übertrager 7 gezündet. Für den fall, da8 eine schnelle Fastregung

  notwendig ist, muß der Widerstand 4 wieder in den Peldkrei@ dea

  eingeschaltet werden. Dazu ist der Über-

  brückungsth'ri®tor 5 mittels einer Löschschaltung zu löschen

  Srfindungsgeeirß ist dazu der Löschtbyri®tor 6 vorgesehen, d

  in Reihe mit der zusätzlichen, ihn speisenden Ankerwicklung 3

  und mit dieser parallel sum Überbrückungsthyristor 5 gesc et

  ist. 8o11 der iiberbrüakung®thyristor 5 gelöscht werden, wird

  über den Zündimpulßiibertrager 17 ein Zündimpuls auf den Tisch

  thyristor 6 gegeben: Dieser wird dann.etromtührend. Die in der

  innusierte ßp anxiung

  susätzlichengaker@ricklung 23J treibt nun einen Strom entgegengi-

  setzt zu dem Feldstrom Über den Überbrückungsthyristor 5, so daß

  zumindest für die Freiverdeseit kein Strom über den Uberbrüakuagn

  tbyristur 5 filoßt,@diescr also gelöscht wird.Während der anderen

  Halbperiode steht die in der :uekteliahen Ankerwicklung 23

  induzierte Spannung in negativer Durchlaßrichtung am

  Lösehthyristor 6 an, so des- auch dar Strom über d1 oscn zu N.11

  wird und der Löschthyristor 6 ebenfalls gesperrt vird.Demit

  kann der Feldstrom nur noch über den Widerstand 4 fließen, der

  als kntregungewidgrstand arbeitet

  Der Zündimpulsübertrager ? besteht hier vorteilhaft aus der

  ruhenden Primärwicklung 72 und den beiden Bekundkärwicklungen 7't

  für den iberbrückungs- und ?3 für den höschthyrIstor. He iat

  dafür Borge getragen, das der T#sah- 6 bzv.- der Überbrückun@-

  tIyrietor 5 jeweilä nur von Zündiapulsen einer Polarität ga$Un-

  det werden können. Denkbar ist es auch, zwei gotranats ZUM-

  impuleübertrager und zwei Impulserzeuger zu verwenden. Dann

  ist eine Unterscheidung der Zünd.impulee, z. B. hinsichtlich

  der Polarität, n::cht mehr erforderlich.

  In der Schaltung nach der Vig. 2 sind die Dioden 3 im Stern

  angeordnet. Bomi-: kann in einfacher Weise eine der drei Strang-

  wioklunSen der Erregermaschine (Ankerwicklungen 2'1) zur $peieung

  des Löschthyristors 6 verwendet werden. Eine galvanisch von den

  Ankerwicklungen ;'1 getrennte, zusätzliche Wicklung ist somit

  nicht erforderli@3h. Um eine genügend hohe Spannung zum

  Löschen für den :Mschthyrietor 6 zur Verfügung zu .

  haben, kann eine weitere Ankerwicklung 6, di,o jedoch

  nicht die D:.odon 3 spolat, in Leutcr der Errcgcrmaschüse 2 vor-

  gesehen werden. Die Zündimpulssehaltung und der Löschvorgang

  entsprechen den bereits mit der Fig. 1 besprochenen.

  In der Pig. 3 wird der höaehthyriator wie in Fig. 1 über die

  zusätzliche Ankerwicklung 25 gespeist. In Weiterbildung der Er-

  findung erweist es dich hier als zweckmäßig, für d=ie zusätzliche

  Aakerwiekluzg 25 eine andere Polzahl als für die Ankerwicklun-

  gen 2'! vorzL.seher,. Durch die entsprechend im Ständer der Erreger-

  maschine 2 geschfiltete Polzahl besitzt man, dann ein.Kriterium für

  die Einschaltung des Lösehthyrietors 6 im Palle der notwendigen

  Entregung. E;omit ist es möglich, ohne einen Ztindimpulsiibertrager

  zu benötigen, eire von der zusätzlichen Ankerwicklung 25 oben-

  falls gespeiste t otierende Anordnung 9 -vorzusehen, die im Falle

  einer Polumeahaltung (entsprechend dem Kriterium für eine not-

  trendige lbntregun6) einen Zündimpuls auf den Iöschthyrietor 6

  gibt und damit den oben beschriebenen Löschvorgemg einleitet.

  Da der Löschthyristor 6 nur einmal zum Löschen gezündet werden

  auß, ist er nur sehr kurzzeitig in Betrieb, was sich: vortoil#-

  halt -au!- so* ine Dimensiönierung aus%iirkt. Dien Zündanordnung 9

  Lot entsprechend -so auszulegen, das nur ein Zündimpuls im ?alle

  einer Polumschaltung abgegebentwird. Auch ist es dann Vorteil-

  hafte für den Überbrüokungsthyristor 5 ebenfalls sui den Zünd-

  impulsübertrager ?.zu verzichten und ihn mittels einer bekann-

  ten rotierenden Zündanordnung 10 (z. H. einer Zenerdxode) bei

  Erreiohen des Synchronbetriebes über das Einschalten der Gleich-

  stromyioklung 22 der Erregermsechine 2 einzuschalten.

  Die Vorteils dir rotierenden LSachochaltung nach dar Erfindung

  liegen insbesondere in dem geringen Aufwand für die umlaufenden

  Teile.- Besonders vorteilhaft ist die Schaltung, in der die Zu-

  sätzliche Wicklung mit unterschiedlicher Polzahl gegenüber den

  Btrangwicklungen des Ankers der Erregermaschine ausgebildet ist,

  wodurch auch der Zündimpulsübertrager wegfällt. Der Löschthl-

  rietor kann wegen seiner geringen Betriebezait im Hinblick auf

  die Ströadauer und die Leistung sehr gering ausgelegt werden.

  *Oben dem eln>fnchen Aufbau erhält man ohne wartuugafreia Schal-

  tung, bei der im aufwendigsten fall steuerimpule, jeddoh to

  heidtbirtragen werden eüeeen: -

Claims (1)

1. F a t e n t e n a p r ü c h e 1. hbtregungsschaltung einer büratenlos von einer Erregermaschine über rotierende Dioden erregten Synchronmaschine mit einem durch einen Überbrückungethyrzstor im Synchronbetrieb Über- brÜakton Widerstand im Feldkreis, da.,3ciLrch gekwanzelchnet, da8 eine Ankerwicklung (23, 25) der Erregermaseh.ne (2) parallel zum überörückungsthyrietor (5) gescualteturxi in dieser Parallel. schaltung ein höschthlristor (6) angeordnet ist.. . Entregungegohaltung nach Anapruch 1, dadurch gekennzeichnet, da$ die mit dda.Löachthyristor (C) in Reihe geachaltƒte Anker- xieklu* als zusätzlich* Wicklung ;,23,25) 3-,.i Läufer der Brregor- maec3e (2) angeordnet ist* 3. Ehtregungaschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB für die zusitzliche Wicklung (25) und die Ubrigen Anker- wioklunzen (21) der Erregermaschine (2) unterschiedliche Polzahlen vorgesehen sind. 4. Entregu2geschaltung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der höschthyristor (6) und der Über- brückun3atvlriator (5) getrennt über jeweils einen Zünd-- impul3Ü)ertrager von einer ruhenden .Anordnung gesteuert sind. 5. Entregu_agasohaltung nach den AnsprÜLaen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der höechthyristor (6) und der Über- brückungsth7riator (5) von einer ruhenden Anordnung Über ein43n gameinsanen ZündimpulsilbertraF,er (7) gesteuert sind, welcher mit einer ruhenden Primär- (?21 und mit rotierenden Sekundärwicklungen (71, 73) versehen ist, welche jeweils- den Lös-oh- (6) bzv. den Üherbrürku.nE;stn3rrxa-hor (5) zugeordnet sind. 6. Entreguagasehaltung nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Ztindimpulse für den Lbscnthyristor (6) eine Anordnung (9) vorgesehen ist, welche von der zusätzli- chen Ankerwicklung (25) der ErregernaschinQ (2) gespeist ist.