Schaltang zur Einstellung der Spannungsphase beim Parallelschalten gekuppelter Synchronmaschinen. Wenn zwei Synchronmaschinen, die direkt oder indirekt miteinander mechanisch ge kuppelt sind, zueinander elektrisch parallel geschaltet werden sollen, so müssen bekannt lich die Polräder beider Maschinen in ganz bestimmter gegenseitiger Lage auf die Welle aufgekeilt sein, damit die Spannungen bei der Maschinen phasengleich sind. Stimmt die Stellung der Polräder nicht genau, so treten Ausgleichströme auf, und es läuft die eine der beiden Maschinen mit motorischer, die andere mit generatorischer Belastung.
Um dies zu vermeiden, ist es notwendig, die Richtung des magnetischen Feldes (das heisst die Lage der Polmitte) wenigstens an einer der beiden Maschinen um kleine Beträge än dern zu können. Dieselbe .Notwendigkeit liegt dann vor, wenn die gekuppelten und parallel geschalteten Maschinen so belastet werden sollen, dass die eine als Motor, die andere als Generator läuft, oder wenn eine gegebene Gesamtbelastung in willkürlicher Weise auf die beiden parallel arbeitenden Maschinen verteilt werden soll.
Die Einstellung der Richtung des mag netischen Feldes und damit der Phase der Spannung kann erfindungsgemäss in beson ders einfacher Weise dadurch erreicht wer den, dass die Erregerwicklung einer der Synchronmaschinen aus mindestens zwei un- gleichachsigen Teilen besteht und dass das Verhältnis der Erregerstromstärken in diesen beiden Teilen durch einen regelbaren Wider stand geändert werden kann.
Die Wirkung einer solchen Einrichtung möge anhand der Fig. 1 und 2 erläutert wer den. In beiden Figuren bedeutet: a und b die magnetischen Felder, welche durch die zwei ungleichaohsigen Teile der Erreger wicklung erzeugt werden, oder auch die durch diese magnetischen Felder im Anker der Synchronmaschine induzierten Spannun gen, o das resultierende Feld, bezw. die resultierende Spannung. Sind die beiden Felder a und b gleichgross, so hat das resul tierende Feld die in Fig. 1 gezeichnete Lage.
Ist dagegen b grösser als a, wie in Fig. 2, #i"o ist das resultierende Feld c nach rcelit" in Richtung gegen das Feld b, verschoben.
Der regelbare Widerstand, durch den das Verhältnis der Erregerstromstärken in den beiden Teilen der Erregerwicklung geändert wird, -kann parallel zu einem von zwei in Reihe geschalteten, ungleichachsigen Teilen der Erregerwicklung liegen. Er kann aber auch in Reihe mit einem von zwei parallel geschalteten, ungleichachsigen Teilen der Er regerwicklung liegen. Beispiele hierfür zei gen die Fig. 3 und 4. In Fig. 3 sind d und e zwei in Reihe geschaltete ungleichachsige Teile der Erregerwicklung. Der Widerstand g ist zu e parallel geschaltet.
In Fig. 4 sind d und e zwei parallel geschaltete, un- gleichachsige Teile der Erregerwicklung. Der Widerstand g ist mit e in Reihe geschaltet.
Die Erregerwicklung kann natürlich ausser den in den bisherigen Beispielen vor handenen zwei ungleichachsigen Teilen noch weitere Teile enthalten; sie kann zum Bei spiel eine vollständige Dreiphasenwicklung sein, wie in Fig. 5 und 6 gezeichnet. In beiden Figuren sind d, e und<I>f</I> die drei Phasen der Erregerwicklung, und g der regelbare Widerstand. In Fig. 5 ist die Er regerwicklung in Dreieck geschaltet. Der regelbare Widerstand g liegt parallel zu der Wicklungsphase<I>e,</I> die mit<I>d</I> in Reihe ge schaltet ist. In Fig. 6 ist clie Wicklung in Stern geschaltet.
Der regelbare Widerstand liegt in Reihe mit der Wicklungsphase e, die zu d parallel geschaltet ist.
Die Erfindung ist von Bedeutung zum Beispiel für Synchron-Induktionsmotoren, die als Anwurfmotoren für grössere Synchron maschinen verwendet werden; denn hier muss die Hauptmaschine mit dem synchronisierten Induktionsmotor, mit dem sie mechanisch gekuppelt ist, nach dem Anlassen parallel geschaltet werden. In diesem Falle ist das angegebene Mittel zur Einstellung der Feld richtung besonders einfach anzuwenden, weil die Erregerwicklung eines Synchron-Induk- tionsmotors ohnehin im allgemeinen als Mehrphasenwieklung ausgeführt ist.
Switching for setting the voltage phase when connected synchronous machines are connected in parallel. If two synchronous machines that are mechanically coupled directly or indirectly with each other are to be connected electrically in parallel, the pole wheels of both machines must be keyed onto the shaft in a very specific mutual position so that the voltages in the machines are in phase. If the position of the pole wheels is not exactly correct, equalizing currents occur and one of the two machines runs with a motor, the other with a generator.
To avoid this, it is necessary to be able to change the direction of the magnetic field (i.e. the position of the pole center) by small amounts on at least one of the two machines. The same need exists if the coupled and parallel machines are to be loaded in such a way that one runs as a motor, the other as a generator, or if a given total load is to be distributed arbitrarily between the two machines working in parallel.
The setting of the direction of the magnetic field and thus the phase of the voltage can be achieved according to the invention in a particularly simple manner in that the excitation winding of one of the synchronous machines consists of at least two non-coaxial parts and that the ratio of the excitation currents in these two parts can be changed by an adjustable resistance.
The effect of such a device may be explained with reference to FIGS. 1 and 2 who the. In both figures means: a and b the magnetic fields which are generated by the two unequal parts of the exciter winding, or the voltages induced by these magnetic fields in the armature of the synchronous machine, o the resulting field, respectively. the resulting stress. If the two fields a and b are the same size, the resulting field has the position shown in FIG.
If, on the other hand, b is greater than a, as in FIG. 2, #i "o the resulting field c is shifted to rcelit" in the direction towards field b.
The adjustable resistor, by means of which the ratio of the excitation currents in the two parts of the excitation winding is changed, -can be parallel to one of two non-equiaxed parts of the excitation winding connected in series. But it can also be in series with one of two parallel-connected, non-equiaxed parts of the excitation winding. Examples of this show FIGS. 3 and 4. In FIG. 3, d and e are two non-equiaxed parts of the excitation winding connected in series. The resistor g is connected in parallel to e.
In FIG. 4, d and e are two parallel-connected, non-coaxial parts of the field winding. The resistor g is connected in series with e.
The excitation winding can of course contain other parts in addition to the two non-equiaxed parts present in the previous examples; it can for example be a complete three-phase winding, as shown in FIGS. 5 and 6. In both figures, d, e and <I> f </I> are the three phases of the excitation winding, and g is the adjustable resistor. In Fig. 5, the He excitation winding is connected in delta. The controllable resistor g is parallel to the winding phase <I> e </I> which is connected in series with <I> d </I>. In Fig. 6, the winding is connected in star.
The adjustable resistor is in series with the winding phase e, which is connected in parallel to d.
The invention is important, for example, for synchronous induction motors that are used as starting motors for larger synchronous machines; because here the main engine with the synchronized induction motor, with which it is mechanically coupled, has to be connected in parallel after starting. In this case, the specified means for setting the field direction is particularly easy to use because the field winding of a synchronous induction motor is generally designed as a polyphase oscillation anyway.