CH406403A - Elektrische Maschine, deren Erregerwicklung an Gleichrichter angeschlossen ist - Google Patents

Description

  Elektrische Maschine, deren Erregerwicklung an Gleichrichter angeschlossen ist    Normalerweise finden Gleichstrommaschinen zur  Erregung von     Wechselstrommaschinen    Verwendung.  Der Gleichstromerreger speist hierbei die Feldwick  lung der     Wechselstrommaschine,    und die Höhe des  Erregerstromes wird mit Hilfe eines Widerstandes im       Nebenschlusskreis    des Erregers eingestellt. Bei     grös-          seren    Maschineneinheiten tritt zur     Haupterregerma-          schine    eine     Hilfserregermaschine    hinzu.

   Diese liefert  über einen     Stellwiderstand        den    Erregerstrom für die       Haupterregermaschine,    und Regeleinrichtungen betä  tigen den     Stellwiderstand    in Abhängigkeit von der  Spannung der     Wechselstrommaschine.    Die Mängel  des Bekannten bestehen darin, dass     Kollektormaschi-          nen    einen beträchtlichen Unterhalt erfordern und  mitunter Radiostörungen verursachen.  



  Die ebenfalls zum Stand der Technik gehörenden       selbsterregten    Wechsel- bzw.     Drehstrommaschinen     schaffen hier Abhilfe. In einem Erregertransformator  wird eine spannungsproportionale Komponente zu  einer stromproportionalen Komponente geometrisch  addiert, und die Sekundärwicklung des Erregertrans  formators speist über Gleichrichter die Erregerwick  lung der     Wechselstrommaschine.    Von Nachteil ist die  Tatsache, dass der Apparateaufwand, insbesondere  für Hochspannungsmaschinen und Maschinen     grös-          serer    Leistung, erheblich wird.  



  Die Unzulänglichkeiten des Bekannten. lassen  sich vermeiden, wenn bei einer elektrischen Maschi  ne, deren Erregerwicklung an Gleichrichter ange  schlossen ist, erfindungsgemäss die mit der Erreger  wicklung verbundenen Gleichrichter von einem selbst  erregten     Wechselstromerreger    gespeist sind, dessen  Frequenz über der Normalfrequenz von 50-60 Hz       liegt    und dessen Erregerstrom unter dem     Einfluss       eines Reglers steht, der an den Phasen der Hauptma  schine liegt.  



  Der     Wechselstromerreger    wird zweckmässig als       Niederspannungsgenerator    ausgeführt, und seine  Frequenz ist möglichst hoch zu wählen, da hierdurch  die Grösse der Apparate mit induktivem Verhalten,  d. h. der Transformatoren,     Drosseln,        Transduktoren     usw. beträchtlich abnimmt.  



  Die Zeichnung gibt Ausführungsbeispiele des Er  findungsgegenstandes schematisch wieder.  



       Fig.    1 und     Fig.    2 beziehen sich auf Anordnungen  mit Erregertransformator,     Fig.3    bis     Fig.5    stellen       Nebenschlusschaltungen    dar.  



  In     Fig.    1 ist mit 1 ein Drehstromgenerator, mit 2  dessen     Erregerwidklung    und mit 3 die zugehörige       Gleichrichterbrücke    bezeichnet. Letztere wird von  einem selbsterregten     Wechselstromerreger    4 gespeist.  Die Selbsterregung geschieht in     bekannter    Weise mit       Hilfe    eines Erregertransformators 5. Dieser weist je  Phase eine erste Primärwicklung 5a auf, welche den  Ankerstrom des Erregers 4 führt, sowie eine zweite  Primärwicklung 5b, die über einen Scheinwiderstand  6 an die     Ankerspannung    .des Erregers angeschlossen  ist.

   Die Sekundärwicklung 5c des Erregertransforma  tors steht mit einer     Gleichrichteranordnung    7 in Ver  bindung, die wiederum zur Speisung der Erreger  wicklung 8 des     Wechselstromerregers    4 dient. An den  Klemmen<I>S</I> und<I>T</I> der Hauptmaschine 1 liegt ein  Spannungswandler 9, der mit einem Regler 10 ver  bunden ist, welcher die Steuerwicklung 11 eines       Transduktors    12 erregt, dessen Lastwicklungen 13       mit    Sättigungsgleichrichtern 14 in Reihe liegen und in  Dreieck geschaltet sind.  



  Die Wirkungsweise der Anordnung gemäss     Fig.    1  ist folgende:      Der Erregerstrom einer Synchronmaschine setzt  sich bekanntlich aus dem     Leerlauferregerstrom    und  dem     Ankerrückwirkungsstrom    zusammen. Die Wick  lung 5b des Erregertransformators 5 bildet den Leer  lauferregerstrom nach, denn dieser ist     näherungswei-          se    der Spannung proportional und ihr gegenüber um  90  phasenverschoben. Die Phasendrehung geschieht       mit    Hilfe der Drossel 6. Den     Ankerrüdkwirkungs-          strom    erfasst die Primärwicklung 5a.

   Die Sekundär  wicklung 5c führt dann die geometrische Summe aus       Leerlauferregerstrom    und     Ankerrückwirkungsstrom,     d. h. den tatsächlich erforderlichen Gesamterreger  strom, welcher über die     Gleichrichteranordnung    7  der Erregerwicklung 8 des     Wechselstromerregers    4  zufliesst. Die Drossel 6 wird derart dimensioniert,  dass sie einen grösseren Strom liefert als für die       Leerlauferregung    notwendig ist. Einen Teil des Stro  mes nimmt der     Transduktor    12 auf, der wiederum  unter dem     Einfluss    des Reglers 10 steht.

   In letzterem  findet ein Vergleich zwischen     einem    vorgegebenen  Sollwert und dem über den Spannungswandler 9 ge  messenen     Istwert    statt. Die Regelabweichung steuert  den     Transduktor,    wodurch eine Änderung des in der  Wicklung 5b und damit in der Wicklung 5c bzw. 8  fliessenden Stromes eintritt. Es lässt sich auf solche  Weise eine recht genaue Spannungsregelung erzielen.  



  Im Hinblick auf die Tatsache, dass der Wechsel  stromerreger 4 praktisch durch eine konstante Impe  danz belastet ist, kann man den     Leerlauferregerstrom     durch eine entsprechende Erhöhung der     Ankerrück-          wirkungskomponente        berücksichtigen.    Dies geschieht  in der Anordnung nach     Fig.    2, wo gleiche Teile mit  denselben Bezugszeichen versehen sind wie in     Fig.    1.  Der Erregertransformator 5' weist jetzt nur noch die  stromführende Primärwicklung 5a sowie die Sekun  därwicklung 5c auf, an welche der     Transduktor    12  angeschlossen ist.

   Durch entsprechende Aussteue  rung des     Transduktors    wird der die Wicklung 8  durchfliessende Strom geändert.  



  Statt des     Ankerstromes    kann man auch die An  kerspannung zur Selbsterregung des Wechselstromer  regers 4 benützen. Eine solche Schaltung zeigt     Fig.    3.  Nun dient der     Transduktor    12 direkt zur Spei  sung der Wicklung B. Seine Steuerwicklungen 11 ste  hen unter dem Einfluss des Reglers 10.  



  Eine weitere Schaltungsvariante ist in     Fig.    4 dar  gestellt. Die     Gleichrichteranordnung    7 liegt über eine  Drossel 6' an der Spannung des     Wechselstromerre-          gers    4. Falls dessen Drehzahl steigt, wächst infolge  der erhöhten Frequenz auch der Widerstand der  Drossel 6', so dass der die Wicklung 8     durchfliessen-          de    Erregerstrom bei Vernachlässigung der Wirkung  des     Transduktors    12 etwa konstant bliebe.

   Die Span  nungsregelung der Hauptmaschine 1     erfolgt    wiede  rum mit Hilfe des Reglers 10 und des     Transduktors     12, der einen Teil des Erregerstromes für den     Wech-          selstromerreger    4 abzweigt.  



  Schliesslich ist auch eine Anordnung gemäss       Fig.    5 in vorteilhafter Weise anwendbar. Dort speist  die     Gleichrichterbrücke    3 sowohl die Erregerwick-         lung    2 der Hauptmaschine 1 als auch die Erreger  wicklung 8 des     Wechselstromerregers    4. Der Regler  10 beeinflusst den     Transduktor    12, welcher     eingangs-          seitig    an einen Transformator 15 angeschlossen ist  und mit seinem Ausgang an einem Widerstand 16  liegt. Über diesen fliesst ein vom     Transduktor    er  zeugter Zusatzstrom.

   Durch Veränderung des Zu  satzstromes wird auch der Spannungsabfall am Wi  derstand 16 variiert, was eine entsprechende Ände  rung der Spannung an der Erregerwicklung 8 und  damit des zugehörigen Erregerstromes für den     Wech-          selstromerreger    4 zur Folge hat.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Elektrische Maschine, deren Erregerwicklung an Gleichrichter angeschlossen ist, dadurch gekenn zeichnet, dass die mit der Erregerwicklung (2) ver bundenen Gleichrichter (3) von einem selbsterregten Wechselstromerreger (4) gespeist sind, dessen Fre quenz über der Normalfrequenz von 50-60 Hz liegt und dessen Erregerstrom unter dem Einfluss eines Reglers (10) steht, der an den. Phasen (S,T) der Hauptmaschine (1) liegt. UNTERANSPRÜCHE 1.

   Elektrische Maschine nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Regler (10) zur Steuerung eines Transduktors (12) dient, der an eine zu einem Erregertransformator (5) gehörende Pri märwicklung (5b) angeschlossen ist, welche über eine Drossel (6) mit den Ankerklemmen des Wechsel stromerregers (4) in Verbindung steht. 2.

   Elektrische Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (10) zur Steuerung eines Transduktors (12) dient, der an eine zu einem Erregertransformator (5') gehörende Se kundärwicklung (5c) angeschlossen ist, welche über eine Gleichrichteranordnung (7) mit der Erregerwick- lung (8) des Wechselstromerregers (4) in Verbindung steht. 3.

   Elektrische Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (10) zur Steuerung eines Transduktors (12) dient, der mit sei ner Lastwicklung (13) an die Erregerwicklung (8) des Wechselstromerregers (4) angeschlossen ist, dessen Ausgangsspannung am Eingang des Transduktors liegt. 4. Elektrische Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (10) zur Steuerung eines Transduktors (12) dient, der am Ein gang einer Gleichrichteranordnung (7) liegt, welche mit der Erregerwicklung (8) des Wechselstromerre- gers (4) verbunden ist und über eine Drossel (6') an dessen Spannung liegt. 5.

   Elektrische Maschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (10) zur Steuerung eines Transduktors (12) dient, der ein- gangsseitig über einen Transformator (15) an die Phasen des Wechselstromerregers (4) angeschlossen ist und ausgangseitig an einem Widerstand (16) liegt, welcher mit der zum Wechselstromerreger (4) gehö renden Erregerwicklung (8) in Verbindung steht, die ausserdem zur Erregungsgleichrichterbrücke (3) der Hauptmaschine (1) führt.