CH492336A

CH492336A - Verfahren zur elektrischen Bremsung einer Synchronmaschine

Info

Publication number: CH492336A
Application number: CH1152568A
Authority: CH
Inventors: Wilhelm Dipl Ing Kmenta; Karl Dr Radnitzky
Original assignee: Elin Union Ag
Priority date: 1967-07-28
Filing date: 1968-07-26
Publication date: 1970-06-15
Also published as: SE356857B; AT294257B

Description

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Verfahren zur elektrischen Bremsung einer Synchronmaschine Beim elektrischen Bremsen einer Synchronmaschine kann die Erregerwicklung z. B. aus einer Batterie oder nach einem anderen Vorschlag aus dem Netz über einen Gleichrichter gespeist werden. Im ersten Fall ist eine Batterie beträchtlicher Kapazität mit geeigneter Spannung erforderlich, im zweiten Fall ist die Bremsun- nur bei Vorhandensein der Netzspannung möglich. Im Falle von auftretenden Gefährdungen, Kurzschlüssen oder dgl., die u. a. Anlass für das Bremsen sein können, ist aber gerade mit dem Vorhandensein der Netzspannung nicht sicher zu rechnen, während die vorhandene Batterie z.

B. durch Schalterauslösungen beansprucht ist, so dass sie nicht anderweitig vorbelastet sein soll, um stärkere Spannungseinbrüche zu vermeiden.

Nach dem Verfahren nach der Erfindung wird zur Vermeidung der genannten Nachteile die Erregerwicklung beim Bremsen aus dem vom Netz abgetrennten Anker der Maschine selbst über Gleichrichter gespeist, und zwar aus der Hauptwicklung oder einer Hilfswicklung. Auf diese Weise kann die Bremsung von anderen Stromquellen unabhängig gemacht werden.

Wird der Anker für das Bremsen kurzgeschlossen, so kann die Speisung der Erregerwicklung bzw. des Gleichrichters über einen primärseitig vom Ankerkurz- schlussstrom durchflossenen Stromtransformator erfolgen. Wird die Maschine jedoch auf Bremswiderstände geschaltet, so kann man auch ihre Klemmenspannung zur Speisung des Erregergleichrichters verwenden.

Bei entsprechender Bemessung der Erregerwicklung, die mit der im Betrieb verwendeten zur Gänze, teilweise oder überhaupt nicht identisch sein kann, kann der Erregergleichrichter aus dem Anker auch transformatorlos gespeist werden, was hier, abgesehen vom geringeren Aufwand, deshalb von besonderer Bedeutung ist, weil ein Transformator um so ungünstiger arbeitet, je mehr die Frequenz infolge der Bremsung absinkt. Statt die Erregerwicklung der Ankerwicklung anzupassen, kann man auch eine zur Erregung verwendete Ankerhilfswick- lung der Erregerwicklung anpassen.

Bei Verwendung einer Hilfswicklung zur Speisung des (ohne oder mit Transformator arbeitenden) Erregergleichrichters kann man gleichzeitig die Hauptwicklung des Ankers auf Breniswiderst:inde schalten, oder auch kurzschliessen, wobei im letzteren Fall die Hilfswicklung so ausgebildet bzw. an-eordnet sein kann. dass sie nicht ebenfalls praktisch spannungslos wird. Haupt- und Hilfswicklung können ihre Rollen ge,-jebenenfalls auch tauschen.

Die Anwendun; der Erfindung empfiehlt sich besonders bei elektrisch zu bremsenden Synchronmaschinen, die auch im Betrieb mit einer statischen Erregereinrichtung arbeiten, z. B. mit einer solchen, bei der ein spannungsabhängiger und ein stromabhiin,-,i#-,er Erregungsanteil in Form je eines Wechselstromes oder je einer Wechselspannung vor der Gleichrichtung vektoriell addiert werden. Es kann dann nämlich im allgemeinen für die Bremserregung ein schon vorhandener Gleichrichter bzw. auch Transformator benützt erden.

Dem letzterwähnten Fall entspricht das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung.

Es bedeutet 1 die Synchronmaschine, 2 ihre Erregerwicklung (z. B. P@:lr.:d icklun@). 3 einen Stromtransformator zur Lieferun,-, eines lastabliänvi@,eii Erregungsanteiles, 4 einen Spannungstransformator zur Lieferung eines spannungsabhängigen Erregungsanteiles und 5 den Erregergleichrichter.

Für die elektrische Bremsung wird die mittels des Schalters 6 vom Netz abgetrennte und mittels einer nicht dargestellten Einrichtung entregte Maschine über den Stromtransformator 3 durch Schlies- sen des Schalters 7 kurzgeschlossen oder auf (strichliert gezeichnete) Bremswiderstände geschaltet. Im letzteren Fall ist auch der Spannungstransformator 4 an der Erzeugung der Bremserregung aktiv betei112t.

Wenn die aus dem Anker der Maschine selbst gewonnene Bremserregung wegen ihrer mit der Drehzahlabnahme eintretenden Abschwächung nicht eine Bremsung auf eine ausreichend niedrige Drehzahl zulässt, kann wenigstens für die letzte Phase der Bremsung eine Batterie (oder eine andere Stromquelle) mit herange-

zogen werden, welche aber nunmehr wesentlich weniger beansprucht wird bzw. viel kleiner sein kann, als bei ihrer unbeschränkten Verwendung zur Erregung beim Bremsen.

Auch der Selbsterregun_svorgang bei der Einleitung der Bremsung kann durchyVerwendung vorzugsweise derselben Stromquelle zur Auferregung bzw. an- fän#ilichen Erregung der entre\;ten Maschine gesichert werden. Auch andere bekannte Mittel zur Sicherung der Aufcrre#-,iin,-7, wie z. B. die teilweise Verwendung permanentmagnetischen Materials, können herangezogen werden.

Dem Erregergleichrichter oder einem diesen speisenden Transformator können Widerstände (Bremswiderstände) parallel- oder vorgeschaltet sein. die während des Bremsens, ge"ebenenfalls stufenweise oder stetig, abgeschaltet werden, um den Erregerstrom bzw. Bremsstrom bei sinkender Drehzahl weniger oder überhaupt nicht absinken zu lassen. Diese Widerstände können auch bei Beginn des Bremsens abgeschaltet sein. wenn sich die zunächst entregte Maschine selbst hocherregen soll.

Aus analogen Gründen kann bei Speisung des Erregergleichrichters über einen Transformator (insbesondere einen Abwärtstransformator) dieser bei Beginn des Bremsens bzw. während des Bremsens ab einer bestimmten Drehzahl abgeschaltet bzw. überbrückt werden. Auch eine stufenweise oder stetige, selbsttätig oder von Hand erfolgende Nachregelung mittels Stufentransformator, Drehtransformator, Stufendrossel, Transduk- tor oder d21. ist möglich.

Ein unzulässig starkes bzw. zu frühes Absinken des Erregerstromes während des Bremsens lässt sich dadurch vermeiden, dass man den Erregergleichrichter aus dem Anker über eine oder mehrere Induktivitäten (Drosselspulen) speist, die bei Verwendung eines dem Gleichrichter vorgeschalteten Transformators auch auf dessen Sekundärseite liegen können. Zufolge ihres mit sinkender Frequenz abnehmenden Scheinwiderstandes verhindern diese Induktivitäten wenigstens zum Teil die sonst beim Bremsen mit dem Rückgang der Ankerspannung eintretende Verminderung des Erregerstromes. Verzweigt sich der Ankerstrom in einen etwa Bremswiderständen zufliessenden und einen dem Erregergleichrichter bzw.

Erregertransformator zufliessenden Stromzweig, so können die zusätzlichen Induktivitäten gegebenenfalls nur in den letzteren Stromzweig geschaltet werden, so dass sie nicht für den gesamten Ankerstrom zu bemessen sind. Es kann jedoch auch vorteilhaft sein, in den Ankerkreis bzw. Bremswiderstandskreis zusätzliche Induktivitäten einzuschalten, um auch dem Rückgang des Ankerstromes bzw. Bremsstromes, soweit er mit dem Erregerstrom nicht identisch ist, entgegenzuwirken.

Es stellt einen besonderen Vorteil der Erfindung dar, dass der Energiebedarf des Erregerkreises aus der kinetischen Energie der iNlaschine gedeckt wird und so zur Bremsung beiträgt.

Es ist schliesslich auch möglich, beim Bremsen dem von der Maschine selbst erzeugten Erregungsanteil etwa zur Erhöhung der Betriebssicherheit der elektrischen Bremse einen aus einer anderen Spannungsquelle, z. B. aus dem von der Maschine abgetrennten Netz stammenden Erregungsanteil hinzuzufügen. Der Frequenzverschiedenheit dieser beiden Erregungsanteile kann durch Verwendung getrennter Gleichrichter, die gleich- stromseitig in Serie oder parallel geschaltet sind oder getrennte Erregerwicklungen speisen, Rechnung getra- gen werden. Es kann aber auch das Frequenzgemisch selbst gleichgerichtet werden.

Claims

PATENTANSPRUCH Verfahren zur elektrischen Bremsung einer Synchronmaschine, dadurch aekennzeichnet. dass die Erregerwicklung beim Bremsen aus dem vom hetz abgetrennten Ankcr, und zwar aus der Haupt- oder einer Hilfswicklung,. über Glcicltriclttergespeist wird. UNTERANSPRC CHE 1. Verfahren nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet, dass beim Bremsen der vorzu-sweise nach aussen kurz"eschlossene Anker (1) die Erregerwicklung (2) über einen Stromtransformator (3) und Gleichrichter (5) speist. '.Verfahren nach Patentanspruch. dadurch gekennzeichnet.

dass beim Bremsen der auf Bremswiderstände #;eschaitete Anker die Erre-erwicklun@, über einen Spannungstransformator (.1) und einen Gleichrichter (5) speist oder zusätzlich speist. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine #,-orzu@;

sw,eise mit der im Betrieb verwendeten, zur Gänze oder teilweise identische Erregerwicklung beim Bremsen transformatorlos über Gleichrichter aus der Haupt- oder einer Hilfswicklung des Ankers gespeist wird. ,I. Verfahren nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Erregerwicklung aus einer Hilfswicklung des Ankers gespeist wird, während dessen Hauptwicklung auf Bremswiderstände geschaltet oder kurzgeschlossen wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, dass beim Bremsen ein Gleichrichter bzw. Transformator verwendet wird, der einer im Betrieb verwendeten statischen Erre-ereinrichtuna an,-,ehört. 6.

Verfahren nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 3. dadurch gekonnzeichnet. dass beim Bremsen dem von der Maschine selbst erzeugten Erreguncsanteil ein aus einer anderen Spannungsquelle, z. B. aus dem von der Maschine aLi#-,etretiiiten Netz stammender Erregun;santeil hinzugefügt wird, wobei wegen der Frequenzverschiedenheit für diese beiden Erregungsanteile getrennte Gleichrichter, die gleich- stromseitig in Serie oder parallel geschaltet sind oder getrennte, nur je einem der beiden Erregungsanteile zugeordnete Erregerwicklungen speisen, verwendet werden oder das Frquenzaemisch@!eich@@c@i@litet 7.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine beim Bremsen, wenigstens ab einer niedrigen Drehzahl, aus einer Batterie erregt bzw. zusätzlich erregt wird. B. Verfahren nach Patentanspruch oder Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einleitung der Bremsung eine Auferregung mittels Batterie zur Anwendung gebracht wird. 9.

Verfahren nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 3. dadurch gekennzeichnet, dass dem Erregergleichrichter oder dem diesen speisenden Transformator Wirk- oder Scheinwiderstände parallelgeschaltet oder"und vorgeschaltet werden, die, vorzugsweise selbsttätig, während des Bremsens, gegebenenfalls stufenweise oder stetig, abschaltbar sein oder/und während des Selbsterregungsvorganges bei Beginn des Bremsens abgeschaltet sein können. <Desc/Clms Page number 3> 10.

Verfahren nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein den Erregergleichrichter speisender Strom- oder Spannungstransformator bei Beginn des Bremsens oderr' und während des Bremsens ab einer bestimmten Drehzahl selbsttätig oder von Hand abgeschaltet bzw. überbrückt oder stufenweise oder stetig nacheercgelt wird. 11. Verfahren nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch \;ekennzeichnct, dass in den Ankerkreis während des Bremsens Drosselspulen eingeschaltet werden, die einer Abnahme des Ankerstromes zufolge der bei Frequenzrückgang eintretenden Verminderung ihres Scheinwiderstandes entLe2emvirken. 12.

Verfahren nach Patentanspruch oder einem der Unteransprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest während des Bremsens der Erregergleichrichter aus dem Anker über eine oder mehrere Drosselspulen gespeist wird, die so bemessen sind, dass sie zufolge des durch den Frequenzrückgang bewirkten Abnehmens ihres Scheinwiderstandes einem zufolge der Span- nungsverminderune eintretenden Absinken des Erregerstromes entgegenwirken. 13 .

Verfahren nach Unteranspruch 12. dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselspulen auf der Sekundärseite eines den Erregergleichrichter speisenden Transforma:ors oder bei sich verzweigendem Ankerstrom in dem zum Erreger-Gleichricliter bzw. -Transformator führ; nden Stromkreis angeordnet werden.