Anordnung an Synchronmaschinen oder synchronisierten Asynchronmotoren
Für die lastabhängige Erregung von Synchronmaschinen oder von synchronisierten -Asynchronmotoren
verwendet man eine Schaltung, bei der der Gleichstromerregerkreis der Maschine über
Gleichrichter mit dem Wechselstromkreis der Maschine in Reihe geschaltet ist, so
daß der Laststrom der Synchronmaschine einen verhältnisgleichen Gleichstrom durch
die Erregerwicklung drückt. Diese Schaltung bietet den Vorteil, daß man große Anfahrmomente
bei kleinen Anfahrströmen und große Überlastbarkeit bei gutem Leistungsfaktor bei
Betrieb erhält. Gewisse Schwierigkeiten bietet der Anlauf dieser Maschinen. Da sich
Synchronmotoren selbst synchronisieren müssen, besteht die Gefahr, daß der Gleichrichter;
insbesondere wenn es sich um Trockengleichrichter handelt, durch Überspannung gefährdet
wird, wenn beim Zuschalten des Gleichrichters Läuferschlupfspannung und Gleichrichterspannung
in Gegenphase sind. Der Läuferstrom kann sich in diesem Falle nicht über den Gleichrichter
schließen. Ähnliches gilt für den Ständerstrom, der sich infolge der Stromschaltung
über den Gleichrichter und über den Erregerkreis ebenfalls nicht richtig schließen
kann. Es treten dann beträchtliche Überspannungen am Gleichrichter auf. Das gleiche
kann eintreten, wenn der Motor bei unzulässiger Überlast kippt.Arrangement on synchronous machines or synchronized asynchronous motors
For the load-dependent excitation of synchronous machines or synchronized asynchronous motors
one uses a circuit in which the DC exciter circuit of the machine is over
Rectifier is connected in series with the AC circuit of the machine, so
that the load current of the synchronous machine through a comparatively equal direct current
the excitation winding presses. This circuit has the advantage that you get large starting torques
with low starting currents and high overload capacity with a good power factor
Operation receives. The start-up of these machines presents certain difficulties. That I
Synchronous motors have to synchronize themselves, there is a risk that the rectifier;
especially when it comes to dry rectifiers, endangered by overvoltage
when the rotor slip voltage and the rectifier voltage are connected when the rectifier is switched on
are in antiphase. In this case, the rotor current cannot pass through the rectifier
conclude. The same applies to the stator current, which results from the current switching
also do not close properly via the rectifier and via the excitation circuit
can. Considerable overvoltages then occur on the rectifier. The same
can occur if the motor stalls due to an impermissible overload.
Die Erfindung betrifft eine Anordnung an derartigen lastabhängig -
erregten Synchronmaschinen bzw. an synchronisierten Asynchronmotoren, deren Erregerwicklung
über. Gleichrichter; insbesondere über Trockengleichrichter, mit der Wechselstromwicklung-der
Maschine iri Reihe geschaltet ist. Erfindungsgemäß; sind zum" Schutze der Gleichrichter
gegen die beim Anlauf der Maschine auftretenden Überspannungen auf der Gleich- oder
Wechsel-
Stromseite der Erregerschaltung spannungsbegrenzende Mittel
vorgesehen.The invention relates to an arrangement of such load-dependent -
excited synchronous machines or synchronized asynchronous motors, their excitation winding
above. Rectifier; especially via dry rectifier, with the alternating current winding-the
Machine is connected in series. According to the invention; are to "protect the rectifier
against the overvoltages occurring when the machine starts up on the DC or
Bill of exchange
Current side of the excitation circuit voltage-limiting means
intended.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand zweier Ausführungsbeispiele
für solche spannungsbegrenzende Mittel näher erläutert.The invention is based on two exemplary embodiments
explained in more detail for such voltage-limiting agents.
In Fig. I ist I ein synchronisierter Asynchronmotor, dessen dreiphasige
Sekundärwicklung beim synchronen Betrieb in Parallelschaltung zweier Phasen und
Reihenschaltung mit der dritten über den Trockengleichrichter 4 vom Ständerstrom
des Motors über den Stromtransformator 5 mit Gleichstrom erregt wird. Der Anlauf
vollzieht sich in der bei Asynchronmotoren üblichen Weise über die dreiphasigen
Anlaßwiderstände 2. Der Schalter 3 ist dann geschlossen, so daß der Gleichrichter
4 auf der Gleichstromseite kurzgeschlossen ist und dem-. entsprechend auch der Stromtransformator
5 auf seiner Sekundärseite. Nach dem Anlauf, bei dem die Widerstände 2 allmählich
ausgeschaltet werden, wird durch Öffnen des Schalters 3 die Gleichstromerregung
eingeschaltet. Um nun bei dem möglichen Phasenfehlwinkel im Augenblick des Öffnens
des Schalters 3 Überspannungen am Gleichrichter zu vermeiden, sind parallel zur
Sekundärwicklung des Stromtransformators 5 Drosselspulen 8 eingeschaltet, deren
Eisensättigung in an sich bekannter
Weise bei Überspannungen das Anwachsen
dieser Überspannung begrenzt, da die Drosselspulen dann so viel Erregerstrom aufnehmen,
daß sie für die Sekundärwicklung des Stromtransformators 5 wie ein Kurzschluß wirken.
An der Primärwicklung des Stromtransformators 5 sind die einzelnen Phasen in der
Mitte der Wicklung zu einem Sternpunkt vereinigt. Während die Wicklungsteile in
Fig. I oberhalb des Sternpunktes mit der Ständerwicklung der Maschine I in Reihe
geschaltet sind, sind die Wicklungsteile unterhalb des Sternpunktes über die Drosselspule
6 an die Netzspannung angeschlossen. Dadurch wird außer dem lastabhängigen Erregerstromanteil
an der Maschine I auch ein von der Belastung unabhängiger Erregeratromanteil erzielt.
Die Drosselspule 6 ist derart bemessen, daß sie den Strom im unteren Dreiphasensystem
der Primär-Wicklung von 5 vorschreibt.In Fig. I, I is a synchronized asynchronous motor, the three-phase secondary winding of which is excited by the stator current of the motor via the current transformer 5 with direct current during synchronous operation in parallel connection of two phases and series connection with the third via the dry rectifier 4. The start takes place in the usual way with asynchronous motors via the three-phase starting resistors 2. The switch 3 is then closed, so that the rectifier 4 is short-circuited on the direct current side and so. accordingly also the current transformer 5 on its secondary side. After the start-up, in which the resistors 2 are gradually switched off, the direct current excitation is switched on by opening the switch 3. In order to avoid overvoltages on the rectifier at the possible phase error angle at the moment of opening the switch 3, inductor coils 8 are switched on parallel to the secondary winding of the current transformer 5, whose iron saturation limits the increase in this overvoltage in the event of overvoltages, since the inductors then so absorb a lot of excitation current that they act like a short circuit for the secondary winding of the current transformer 5. On the primary winding of the current transformer 5, the individual phases are combined in the middle of the winding to form a star point. While the winding parts in Fig. I are connected in series with the stator winding of the machine I above the star point, the winding parts below the star point are connected to the mains voltage via the choke coil 6. As a result, in addition to the load-dependent excitation current component on machine I, an excitation current component that is independent of the load is achieved. The choke coil 6 is dimensioned such that it dictates the current in the lower three-phase system of the primary winding of FIG.
Fig. 2 zeigt eine Schaltung, bei der zur Begrenzung der Überspannungen
am Trockengleichrichter 4 auf der Gleichstromseite des Gleichrichters eine Batterie
9 unter Vorschaltung einer Sperrzelle Io parallel geschaltet ist. Die Sperrrichtung
der Sperrzelle Io (z. B. ebenfalls ein Trockengleichrichter) ist derart gewählt,
daß sie zwar eine Abgabe von Strom der Batterie 9 an die Erregerwicklung bzw. an
den Gleichrichter verhindert, daß aber bei Überspannungen bzw. beim Anwachsen der
Gleichspannung des Gleichrichters 4 über die Größe der Batteriespannung hinaus die
Sperrzelle Io nunmehr Strom durchläßt, der die Batterie auflädt. Da die Batterie
kurzzeitig hohe Ströme aufnehmen kann, werden dadurch ebenfalls Überspannungen vom
Gleichrichter 4 ferngehalten.Fig. 2 shows a circuit in which to limit the overvoltages
a battery on the dry rectifier 4 on the direct current side of the rectifier
9 is connected in parallel with an upstream blocking cell Io. The blocking direction
the blocking cell Io (e.g. also a dry rectifier) is chosen in such a way that
that it is a delivery of current from the battery 9 to the field winding or to
prevents the rectifier, but in the event of overvoltages or when the
DC voltage of the rectifier 4 beyond the size of the battery voltage
Lock cell Io now lets through current, which charges the battery. As the battery
can absorb high currents for a short time, this also causes overvoltages
Rectifier 4 kept away.
Ein weiteres Mittel zur Spannungsbegrenzung bei der Anordnung der
Erfindung besteht darin, daß man an die Gleich- oder Wechselstromseite des Gleichrichters
in Parallelschaltung in an sich bekannter Weise zur Spannungsbegrenzung dienende
Ohmsche Widerstände anschließt. Insbesondere eignen sich dafür Widerstände, deren
Leitfähigkeit mit der angelegten Spannung zunimmt. Dafür eignen sich insbesondere
die als Siliziumkarbid-Widerstände bekannten Widerstandskörper, bei denen mit dem
Anwachsen der angelegten Spannung eine besonders starke Verminderung des Widerstandswertes
bzw. Vergrößerung des Leitwertes eintritt.Another means of voltage limitation in the arrangement of the invention consists in connecting ohmic resistors which are used to limit the voltage in a manner known per se to the direct or alternating current side of the rectifier in parallel. Resistors whose conductivity increases with the applied voltage are particularly suitable for this. Resistance bodies known as silicon carbide resistors are particularly suitable for this, in which the increase in the applied voltage results in a particularly strong reduction in the resistance value or an increase in the conductance value.