DE2127497A1 - Arrangement for the quick de-excitation of brushless synchronous machines, which are excited by rotating uncontrolled rectifiers - Google Patents
Arrangement for the quick de-excitation of brushless synchronous machines, which are excited by rotating uncontrolled rectifiersInfo
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Description
Anordnung zur Schnellentregung von bürstenlosen Synchronmaschinen, die über umlaufende ungesteuerte Gleichrichter erregt werden erregt werden In zunehmendem Maß werden Synchronmaschinen, insbesondere Generatoren über umlaufende Gleichrichter bürstenlos erregt.Arrangement for quick de-excitation of brushless synchronous machines, which are excited via rotating uncontrolled rectifiers are excited In increasing Synchronous machines, in particular generators via rotating rectifiers, are measured brushless excited.
Die Gleichrichter sind dabei an die Läuferwicklung einer Drehstromerregermaschine synchroner oder asynchroner Bauart angeschlossen, deren Ständerwicklung mit Gleichstrom oder Drehstrom mit oder ohne einen lastabhängigen Erregerstromanteil gespeist wird. Auch umlaufende Umspannersind schon dafür verwendet worden (vergl. W.Böning: "Selbsterregte Synchrongeneratoren mit S-törgrößenauf schaltung" Siemens-Zeitschrift Nr. 43 (1969), S. 465/472). Man kann mit solchen ungesteuerten, umlaufenden Gleichrichtern das Feld der Synchronmaschine sehr schnell aufbauen, weil die gleichgerichtete Erregerspannung in voller Höhe an der Erregerwicklung (Haupterregerwicklung) auftritt Bei der Entregung kann man dagegen mit ungesteuerten Gleichrichtern keine negativen Spannungen an die Erregerwicklung anlegen, so daß das Feld nur langsam nach der verhältnismäßig großen Leerlaufzeitkonstanten der Haupterregerwicklung abklingt. Man kann zwar eine schnelle Entregung dadurch erreichen, daß man die umlaufenden Gleichrichter als Thyristoren ausführt, die man für die Entregung in den negativen Spannungsbereich steuert. Doch erfordert dies einen beträchtlichen Aufwand, weil alle Zweige der Gleichrichterbrücke mit Thyristoren bestückt und auch die Steuerimpulse auf den umlaufenden Teil übertragen werden müssen.The rectifiers are connected to the rotor winding of a three-phase exciter synchronous or asynchronous design connected, the stator winding with direct current or three-phase current is fed with or without a load-dependent excitation current component. Circumferential Umspanners have also been used for this (see W.Böning: "Selbsterregte Synchronous generators with S-törvariantenauf circuit "Siemens-Zeitschrift Nr. 43 (1969), P. 465/472). You can do that with such uncontrolled, rotating rectifiers Build up the field of the synchronous machine very quickly because of the rectified excitation voltage occurs in full on the excitation winding (main excitation winding) during de-excitation On the other hand, you cannot apply negative voltages with uncontrolled rectifiers apply the excitation winding, so that the field only slowly after the relatively large idle time constants of the main excitation winding decays. You can do one achieve rapid de-excitation by using the rotating rectifier as a Executes thyristors, which are used for de-excitation in the negative voltage range controls. However, this requires considerable effort because all branches of the Rectifier bridge equipped with thyristors and also the control pulses on the circumferential part must be transferred.
Die vorliegende Erfindung zeigt nun, wie man trotz Beibehaltung des ungesteuerten Erregergleichrichters eine schnelle Entregung erreicht, ohne daß Steuerimpulse auf den umlaufenden Teil übertragen werden müssen. Dazu ist eine Anordnung zur Schnellentregun ion bürstenlosen Synchronmaschinen, die über umlaufende ungesteuerte Gleichrichter und die Läuferwicklung einer mit der Synchronmaschine gekuppelten und im Ständer erregten Drehstromerregermaschine synchroner oder asynchroner Bauart erregt werden, gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß mit der Erregerwicklung der Synchronmaschine ein ebenfalls umlaufender Widerstand in Reihe geschaltet ist, der jedoch bei normalem Betrieb der Synchronmaschine durch mindestens einen ebenfalls umlauf enden Thyristor kurzgeschloseen wird, der mit der Läuferwicklung einer zweiten mit der Synchronmaschine gekuppelten Drehstromerregermaschine von gleicher Bauart wie die erste in Reihe liegt und durch Erregung dieser zweiten Erregermaschine nach Entregungder ersten Erregermaschine gelöscht werden kann, so daß der Erregerstrom der Synchronmaschine über den Widerstand fließen muß.The present invention now shows how, despite maintaining the uncontrolled excitation rectifier achieves rapid de-excitation without control pulses on the circulating Part must be transferred. There is also a Arrangement for quick de-energization of brushless synchronous machines, which have a rotating uncontrolled rectifier and the rotor winding one with the synchronous machine coupled and excited in the stator three-phase exciter synchronous or asynchronous Design are excited, designed according to the invention so that with the excitation winding the synchronous machine is also connected in series with a circulating resistor, However, during normal operation of the synchronous machine by at least one also rotating thyristor is short-circuited, which is connected to the rotor winding of a second Three-phase exciter of the same design coupled with the synchronous machine how the first is in series and by excitation of this second exciter De-excitation of the first exciter machine can be deleted, so that the excitation current the synchronous machine must flow through the resistor.
Zur Erregerwicklung der Synchronmaschine ist also ein Ohm'scher Widerstand in Reihe geschaltet, der bei normalem Betrieb durch einen oder mehrere Thyristoren überbrückt ist.There is therefore an ohmic resistance to the excitation winding of the synchronous machine connected in series, the normal operation by one or more thyristors is bridged.
Jeder Thyristor ist hierbei jedoch mit der Läuferwicklung (oder deren Teilen) einer zweiten ebenfalls mit der Synchronmaschine ge-kuppelten Drehstromerregermaschine in Reihe geschaltet, wobei jedoch dafür gesorgt ist, daß die Durchflutungen dieser Wicklung normalerweise kein Feld in der Drehstromerregermaschine erzeugen. Die innerhalb der Maschine vorhandenen Durchflutungen können sich vielmehr schon in der Läuferwicklung oder in der kurzgeschlossenen Ständerwicklung aufheben. Soll die Synchronmaschine schnell entregt werden, so wird bei der ersten Drehstromerregermaschine über ihre Ständererregerwicklung ein Entregungsvorgang und gleichzeitig bei der zweiten Drehstromerregermaschine über deren Ständererregerwicklung in Erregungsvorgang schnell durchgeführt. Dadurch wird in der Läuferwicklung dieser zweiten Erregermaschine Wechselstrom erzeugt, durch den die den Strom der Haupterregerwicklung führenden Thyristoren gelöscht werden und auch gelöscht bleiben, weil kein neuer Zündbefehl kommt. Der Strom der Haupterregerwicklung muß daher über den Reihenwiderstand fließen. Die Zeitkonstante der Haupterregerwicklung ist dadurch schon erheblich kleiner geworden.However, each thyristor is connected to the rotor winding (or its Sharing) a second three-phase exciter, which is also coupled to the synchronous machine connected in series, but it is ensured that the flooding of this Winding normally do not generate a field in the three-phase exciter. The inside Flooding present in the machine can rather be in the rotor winding or cancel in the short-circuited stator winding. Should the synchronous machine are de-energized quickly, so is the first three-phase exciter via their Stator excitation winding a de-excitation process and at the same time for the second three-phase exciter quickly carried out in the excitation process via their stator excitation winding. Through this alternating current is generated in the rotor winding of this second exciter, through the thyristors carrying the current of the main excitation winding turned off and remain deleted because there is no new ignition command. The stream of The main excitation winding must therefore flow through the series resistor. The time constant the main excitation winding has become considerably smaller as a result.
Man erreicht ein noch schnelleres Abklingen des Haupterregerstromes, wenn man Dioden gegenparallel zu den Thyristoren vorsieht, über die der in der Läuferwicklung der zweiten Erregermaschine erzeugte Wechselstrom gleichgerichtet wird.An even faster decay of the main excitation current is achieved, if diodes are provided opposite parallel to the thyristors, via those in the rotor winding the alternating current generated by the second exciter is rectified.
Er muß sich nun ebenfalls über den Reihenwiderstand schließen, so daß für den Haupterregerstrom in diesem Widerstand nur noch ein kleinerer Querschnitt zur Verfügung steht. Dies wirkt sich so aus, als ob für den Haupterregerstrom der Widerstand größer geworden ist. Je nachdem, wie stark man die zweite Erregermaschine erregt, kann man den Spannungsabfall an dem Reihenwiderstand unabhängig vom Haupterregerstrom auf einem gewünschten Wert halten und dadurch das Feld der Haupterregerwicklung sehr schnell abbauen. Der Erregergleichrichter ist dabei spannungslos bis auf den kleinen Ohm'schen Spannungsabfall, den der abklingende Haupterregerstrom an ihm hervorruft.It must now also close via the series resistance, like this that only a smaller cross-section for the main excitation current in this resistor is available. This has the same effect as if for the main excitation current the Resistance has increased. Depending on how strong you get the second exciter excited, the voltage drop across the series resistor can be measured independently of the main excitation current hold at a desired value and thereby the field of the main excitation winding dismantle very quickly. The exciter rectifier is de-energized except for the small ohmic voltage drop that the decaying main excitation current across it evokes.
Wenn man den Zündbefehl fürgie Thyristoren von einem Widerstand parallel zum Erregergleichrichter herleitet, dann bleibt dieser Zündbefehl aus, wenn bei der Entregung die erste Erregermaschine und der Gleichrichter spannungslos geworden sind. Bei erneuter Auferregung der Synchronmaschine werden die beiden Erregermaschinen in umgekehrter Reihenfolge schnell entregt bzw. erregt, wobei auch die Thyristoren selbsttätig wieder gezündet und der Reihenwiderstand kurzgeschlossen werden. Man kann die beiden Erregermaschinen auch als Doppelfeldmaschine ausführen, wobei sich für den magnetischen Kreis sehr günstige Verhältnisse ergeben, weil die magnetischen Flüsse in den beiden Maschinen zeitlich nacheinander auftreten.When you get the firing command for the thyristors from a resistor in parallel derives to the exciter rectifier, then this ignition command remains off if at the de-excitation, the first exciter and the rectifier become de-energized are. When the synchronous machine is excited again, the two excitation machines are quickly de-energized or de-energized in reverse order, including the thyristors automatically re-ignited and the series resistor short-circuited. Man the two excitation machines can also run as a double field machine, whereby The conditions are very favorable for the magnetic circuit, because the magnetic Rivers in the two machines occur one after the other.
Im folgenden sei die Erfindung an Hand der in den Fig.1-4 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.In the following the invention is based on the one shown in FIGS Embodiments explained in more detail.
Fig. 1 zeigt eine Anordnung mit einer Synchronmaschine 1 mit der Drehstromständerwicklung 2 und der Läufererregerwicklung 3 (Haupterregerwicklung). Diese wird-von der Drehstromerregermaschine 4 synchroner Bauart mit der Ständererregerwicklung 5 und der Drehstromläuferwicklung 6 über den umlaufenden Erregergleichrichter 7 erregt. Weiterhin ist eine zweite Drehstromerregermaschine 8 ebenfalls synchroner Bauart mit der Ständererregerwicklung 9 und der Läuferwicklung 10 vor handen. Die Läuferwicklung 10 ist als einphasige Wechselstromwicklung mit einer Mittelanzapfung 11 ausgeführt. An jedes Wicklungsende ist je ein Thyristor 12,13 in der Durchlaßrichtung für den Strom der Haupterregerwicklung 3 angeschlossen, und gegenparallel zu jedem Thyristor liegt je eine Diode 14,15. Zwischen der Mittelanzapfung 11 und den Thyristoren 12,13 befindet sich der Reihenwiderstand 16. Die Steuerelektroden deübeiden Thyristoren 12,13 sind miteinander verbunden und gemeinsam an die Zener-Diode 17 angeschlossen, die über einen großen Widerstand 18 und eine Sperrzelle 19 parallel zum Erregergleichrichter 7 liegt. Die umlauf enden Teile, die keine leitenden Verbindungen mit den feststehenden Teilen aufweisen, sind in Fig. 1 durch das gestrichelte Rechteck 20 eingeschlossen. Es sind dies die Teile 3,6,7,10, 11,12,13,14,15,16,17,18 und 19.Fig. 1 shows an arrangement with a synchronous machine 1 with the three-phase stator winding 2 and the rotor excitation winding 3 (main excitation winding). This is done by the three-phase exciter 4 synchronous design with the stator excitation winding 5 and the three-phase rotor winding 6 excited via the circulating exciter rectifier 7. There is also a second Three-phase exciter 8 also of a synchronous design with the stator exciter winding 9 and the rotor winding 10 are available. The rotor winding 10 is a single-phase AC winding executed with a center tap 11. At each end of the winding is a thyristor 12,13 in the forward direction for the current of the main excitation winding 3 connected, and opposite parallel to each thyristor is a diode 14,15. The series resistor is located between the center tap 11 and the thyristors 12, 13 16. The control electrodes of the two thyristors 12, 13 are connected to one another and connected in common to the Zener diode 17, which has a large resistance 18 and a blocking cell 19 is parallel to the exciter rectifier 7. The circulation end parts that do not have any conductive connections to the fixed parts, are enclosed in FIG. 1 by the dashed rectangle 20. These are the ones Parts 3,6,7,10, 11,12,13,14,15,16,17,18 and 19.
l Die Anordnung nach Fig. 1 wirkt folgendermaßen: Für die Auferregung der Synchronmaschine T wird die Erregerwicklung 5 der Drehstromerregermaschine 4 mit Gleichstrom gespeist. Die Erregermaschine 8 bleibt unerregt. Die gleichgerichtete Spannung der Läuferwicklung 6 hat einen Strom in dem Widerstand 18 und eine konstante Durchbruchspannung an der Zener-Diode 17 zur Folge. Die Spannung an der Zener-Diode macht die beiden Thyristoren 12,13 durchlässig, so daß in der Haupterregerwicklung 3 ein Strom zustande kommt, der über die Mittelanzapfung 11 und zu gleichen Teilen über die beiden Hälften der Läuferwicklung 10 und die beiden Thyristoren 12,13 zurück zum Gleichrichter 7 fließt. Weil die Durchflutungen in den beiden Hälften der Wicklung10 entgegengesetzt gleich sind, kann in der Erregermaschine 8 kein Feld entstehen. l The arrangement according to Fig. 1 works as follows: For the excitement of the synchronous machine T, the excitation winding 5 of the three-phase exciter 4 fed with direct current. The exciter 8 remains unexcited. The rectified The voltage of the rotor winding 6 has a current in the resistor 18 and a constant Breakdown voltage at the Zener diode 17 result. The voltage across the Zener diode makes the two thyristors 12,13 permeable, so that in the main excitation winding 3 a stream comes about that over the center tap 11 and in equal parts over the two halves of the rotor winding 10 and the two Thyristors 12,13 flows back to the rectifier 7. Because the flows in the two halves of the winding 10 are oppositely equal, can in the exciter 8 no field arise.
Soll nun die Synchronmaschine 1 entregt werden, so wird zunächst die Erregermaschine 4 entregt. Da die Zeitkonstante der Haupterregerwicklung 3 auf alle Fälle größer istAls die der Erregerwicklung 5, bricht die Spannung in der Wicklung 6 und am Gleichrichter 7 früher zusammen als das Feld in der Synchronmaschine 1 und deren Erregerstrom, der sich nunmehr über alle Dioden des Gleichrichters 7 schließt. Die Spannung an diesem Gleichrichter entspricht nur noch dem kleinen Ohm'schen Spannungsabfall in Durchlaßrichtung. Selbst wenn der Strom in der Läuferwicklung 6 noch nicht ganz abgeklungen sein sollte; so ist er doch erheblich kleiner als der über den Gleichrichter 7 abklingend-e Strom der Erregerwicklung 3. Erst wenn der von der Wicklung 6 gelieferte und gleichgerichtete Strom wieder größer wäre als der ab-' klingende Strom der Erregerwicklung 3, würde am Gleichrichter 7 wieder eine treibende Spannung auftreten, die den Strom in der Erregerwicklung 3 aufrecht zu halten oder wieder zu steigern suchte. Am Gleichrichter 7 bleibt demnach nur der kleine Spannungsabfall in Durchlaßrichtung bestehen, der außerdem entgegengesetzte Richtung wie vorher die treibende Spannung hat. Infolge der Sperrzelle 19 bleibt der Widerstand 18 stromlos und die Steuerelektroden der Thyristoren 12,13 bleiben ohne Zündbefehl.If the synchronous machine 1 is now to be de-energized, first the Exciter 4 de-energized. Since the time constant of the main excitation winding 3 on all Cases greater than that of the excitation winding 5, the voltage in the winding breaks 6 and at the rectifier 7 together earlier than the field in the synchronous machine 1 and their excitation current, which now closes across all diodes of rectifier 7. The voltage at this rectifier only corresponds to the small ohmic voltage drop in the forward direction. Even if the current in the rotor winding 6 is not quite yet should have subsided; so it is considerably smaller than the one via the rectifier 7 decaying current of the excitation winding 3. Only when the one supplied by the winding 6 and rectified current would again be greater than the decaying current of the excitation winding 3, a driving voltage would occur again at the rectifier 7, which would generate the current sought to maintain or increase again in the excitation development 3. At the rectifier 7 therefore only the small voltage drop in the forward direction remains, the also has the opposite direction as before the driving voltage. As a result the blocking cell 19, the resistor 18 remains de-energized and the control electrodes of the Thyristors 12, 13 remain without an ignition command.
Da jedoch der Strom der Erregerwicklung 3 nach wie vor über die Thyristoren 12,13 weiterfließt, muß er gelöscht werden.However, since the current of the excitation winding 3 continues through the thyristors 12:13 continues to flow, it must be extinguished.
Zu diesem Zweck wird jetzt die Erregerwicklung 9 der zweiten Erregermaschine 8 mit Strom gespeist. Infolgedessen entsteht in der Läuferwicklung 10 ein Wechselstrom (durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet), der innerhalb je einer Halbschwingung nacheinander die Thyristoren 12,13 löscht, so daß der Strom der Erregerwicklung 3 nunmehr über den Widerstand 16 fließen muß, wodurch die Zeitkonstante der Wicklung 3 erheblich verringert wird.For this purpose, the excitation winding 9 of the second excitation machine is now 8 powered by electricity. As a result, an alternating current is generated in the rotor winding 10 (by a dashed Arrow indicated), within each a half oscillation successively the thyristors 12,13 extinguishes, so that the current the excitation winding 3 must now flow through the resistor 16, whereby the time constant the winding 3 is significantly reduced.
Man kann aber den Abbau der Feldenergie in der Wicklung noch weiter beschleunigen, indem man die Erregung in der Erregerwicklung 9 bestehen läßt oder sogar noch steigert, so daß sich der über die Dioden 14,15 gleichgerichtete Strom der Wicklung 10 zusätzlich über den Widerstand 16 schließen muß, wodurch der Spannungsabfall an diesem Widerstand konstant gehalten oder sogar noch gesteiergert werden kann.But you can reduce the field energy in the winding even further accelerate by letting the excitation exist in the excitation winding 9 or even increases, so that the rectified current via the diodes 14,15 the winding 10 must also close across the resistor 16, whereby the voltage drop this resistance can be kept constant or even increased.
Dies wirkt sich auf die Erregerwicklung 3 so aus, als ob mitabklingendem Erregerstrom ihre Zeitkonstante immer kleiner wird. Bei entsprechender Bemessung der Erregermaschine 8 kann man das Feld in der Synchronmaschine 1 mit der gleichen Deckenspannung herunterfahren, mit der es hochgefahren wurde.This affects the excitation winding 3 as if it were also decaying Excitation current its time constant is getting smaller. With appropriate dimensioning the exciter 8 can be the field in the synchronous machine 1 with the same Shut down the ceiling tension with which it was raised.
Während der ganzen Zeit bleiben die Thyristoren 12,13 gesperrt, weil ihre Steuerelektroden kein Zündpotential gegen-Ueber ihren Kathoden aufweisen. Erst wenn die Erregermaschine 8 entregt und die Erregermaschine 4 erregt wird, tritt am Gleichrichter 7 wieder eine treibende Spannung auf, die über den Widerstand 18 und die Zener-Diode 17, die beiden Thyristoren 12,13 zündet, so daß der Widerstand 16 kurzgeschlossen ist. Wie man daraus erkennt, vollzieht sich die Steuerung der beiden Thyristoren 12,13 vollkommen selbsttätig, lediglich durch Verlegungder Erregung von der Erregerwicklung 5 zur Wicklung 9, eine zusätzliche Steuerung der Thyristoren von außen ist nicht erforderlich.During the whole time the thyristors 12, 13 remain blocked because their control electrodes have no ignition potential compared to their cathodes. First when the exciter 8 is de-energized and the exciter 4 is energized, occurs at the rectifier 7 again a driving voltage which is generated via the resistor 18 and the Zener diode 17, the two thyristors 12,13 ignites, so that the resistance 16 is short-circuited. As you can see from this, the control of the both thyristors 12, 13 completely automatically, only by relocating the excitation from the excitation winding 5 to the winding 9, an additional control of the thyristors from the outside is not required.
Wie bereits erwähnt wurde, kann man die beiden Drehstromerregermaschinen 4 und 8 zu einer sogenannten Doppelfeldmaschine vereinigen, wobei die Wicklungen der Maschine 4, z.B. vierpolig und die der Maschine 8 achtpolig ausgeführt werden, so daß sie sich gegenseitig nicht beeinflussen. Der gemeinsame magnetische Kreis wird stets nur vom F1ß einer Maschine beansprucht, weil die eine Maschine spannungslos ist, wenn die andere Spannung führt und umgekehrt. AuBerdem tritt der Vorgang der Entregung nur verhältusmäßig selten gegenüber dem normalen Betrieb mit erreger Synchronmaschine auf, so daß sich günstige Bedingungen für die Bemessung der Erregermaschine 8 und der Dioden 14,15 ergeben.As already mentioned, you can use the two three-phase exciters 4 and 8 combine to form a so-called double field machine, the windings of machine 4, e.g. four-pole and those of machine 8 are eight-pole, so that they do not affect each other. The common magnetic circuit is always only one from F1ß Machine stressed because one The machine is de-energized when the other is energized and vice versa. Besides the process of de-excitation occurs only comparatively seldom compared to the normal Operation with exciter synchronous machine, so that favorable conditions for the Dimensioning of the exciter 8 and the diodes 14,15 result.
Auch die beiden Thyristoren 12,13 sind günstig beansprucht, weil sie nur den halben Erregerstrom der Wicklung 3 führen, desgleichen die beiden Teile der Wicklung 10.The two thyristors 12, 13 are also favorably claimed because they only carry half the excitation current of the winding 3, as do the two parts the winding 10.
In Fig. 2 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Läuferwicklung 10 der Erregermaschine 8 ist hierbei dreiphasig ausgeführt, und der Mittelanzapfung 11 in Fig. 1 entspricht hier der Sternpunkt der Wicklung 10.In Fig. 2, another embodiment of the invention is shown. The rotor winding 10 of the exciter 8 is designed in three phases, and the center tap 11 in FIG. 1 corresponds here to the star point of the winding 10.
Es liegt demnach eine dreiphasige Mittelpunktschaltung vor und dementsprechend sind für die dritte Phase noch der Thyristor 21 und die Diode 22 hinzugekommen.There is therefore a three-phase midpoint circuit and accordingly the thyristor 21 and the diode 22 have been added for the third phase.
Die Steuerelektroden der Thyristoren 12,13,21 werden gemeinsam von der Zener-Diode 17 gesteuert. Wenn die drei Thyristoren Strom führen, ist die Summendurchflutung der drei Läuferphasen Null. Jeder der drei Läuferwicklungsstränge und der drei Thyristoren 12,13,21 führt hierbei nur ein Drittel des Stroms der Haupterregerwicklung 3, so daß die Bemessungsbedingungen recht günstig sind. Im übrigen wirkt die Anordnung genauso wie die nach Fig. 1. Bei spannungsloser Maschine 4 und erregter Maschine 8 werden die Thyristoren 12,13,21 nacheinander gelöscht und über den Widerstand 16 schließen sich der Strom der Haupterregerwicklung 3 und der von den Dioden 14, 15,22 gleichgerichtete zusätzliche Strom der Läuferwicklung 10.The control electrodes of the thyristors 12,13,21 are shared by the Zener diode 17 is controlled. When the three thyristors carry current, the total flow is of the three runner phases zero. Each of the three armature winding phases and the three thyristors 12, 13, 21 carries only a third of the current of the main excitation winding 3, see above that the design conditions are quite favorable. Otherwise the arrangement works just like that according to FIG. 1. With the machine 4 de-energized and the machine excited 8 the thyristors 12,13,21 are deleted one after the other and via the resistor 16 the current of the main excitation winding 3 and that of the diodes 14, 15,22 rectified additional current of the rotor winding 10.
Fig. 3 zeigt schließlich noch ein Ausführungsbeispiel mit nur einem umlaufenden Thyristor 12 für den vollen Erregerstrom. Hierbei ist jedoch bei normalem Betrieb die Durchflutung der linken Hälfte der Läuferwicklung voll wirksam und muß durch eine Gegendurchflutung in der Ständerwicklung 9 aufgehoben werden, die zu diesem Zweck dreiphapsig ausgeführt ist und durch den Schalter 23 kurzgeschlossen wird.Finally, FIG. 3 shows an exemplary embodiment with only one rotating thyristor 12 for the full excitation current. However, this is normal Operation of the flow through the left half of the rotor winding is fully effective and must by a counterflow in the stator winding 9 canceled , which is designed three-pawl for this purpose and by the switch 23 is short-circuited.
Für den Entregungsvorgang wird die Erregermaschine 4 entregt, der Schalter 23 geöffnet und die Wicklung 9 mit Gleichstrom (oderauch mit Drehstrom) gespeist, wodurch wiederum der Thyristor 12 gelöscht und über die Dioden 14,15 ein zusätzlicher Gleichstrom über den Widerstand 16 getrieben wird.For the de-excitation process, the excitation machine 4 is de-energized, the Switch 23 open and winding 9 with direct current (or also with three-phase current) fed, which in turn clears the thyristor 12 and a through the diodes 14,15 additional direct current is driven through resistor 16.
An sich ist es gleichgültig, wie die Erregerwicklungen 5 und 9 gespeist werden, man kann dafür sowohl Gleichstrom, als auch Drehstrom verwenden. Es muß nur dafür gesorgt werden, daß sie zeitlich nacheinander erregt bzw. entregt werden. Man kann aber auch die bekannte Schaltung zur lastabhängigen Erregung mit eingeprägten Strömen, sowohl für die Erregung, als auch für die Entregung verwenden. Eine solche Schaltung ist in Fig. 4 dargestellt.As such, it does not matter how the excitation windings 5 and 9 are fed you can use both direct current and three-phase current. It must only ensure that they are excited or de-excited one after the other. But you can also impress the known circuit for load-dependent excitation Use currents for both excitation and de-excitation. Such The circuit is shown in FIG.
Dem Stromwandler 24 werden in bekannter Weise über die Drosselspule 25 ein lastunabhängiger und über die Synchronmaschine 1 ein lastabhängiger Strom zugeführt. Die geometrische Summe der beiden Ströme kann dann entweder über den Schalter 26 und den Gleichrichter 27 der ErregerWicklung 5 der Erregermaschine 4 oder über den Schalter 28 und den Gleichrichter 29 der Erregerwicklung 9 der Erregermaschine 8, zugeführt werden.The current transformer 24 is in a known manner via the choke coil 25 a load-independent current and, via the synchronous machine 1, a load-dependent current fed. The geometric sum of the two currents can then either be via the Switch 26 and the rectifier 27 of the exciter winding 5 of the exciter 4 or via the switch 28 and the rectifier 29 of the excitation winding 9 of the excitation machine 8, are fed.
Der uebergang von Erregung auf Entregung vollzieht sich in der Weise, daß bei eingelegtem Schalter 26 (Erregung) auch der Schalter 28 (Entregung) eingelegt wird. Der Summenstrom des Stromwandlers sucht sich dann auf beide Erregerwicklungen 5 und 9 entsprechend deren statischen und dynamischen Widerständen zu verteilen. Wird jetzt der Schalter 26 geöffnet, so wird die En-tregung über die Erregermaschine 8 voll wirksam. Soll wieder auf Erregung übergegangen werden, so wird erst der Schalter 26 geschlossen und dann 28 geöffnet.The transition from excitation to de-excitation takes place in the way that when switch 26 (excitation) is inserted, switch 28 (de-excitation) is also inserted will. The total current of the current transformer then looks for both excitation windings 5 and 9 according to their static and dynamic resistances. If the switch 26 is now opened, the excitation is activated via the exciter 8 fully effective. If there is to be a change to excitation again, the switch is activated first 26 closed and then 28 opened.
Die Anzapfungen am Wandler 24 kann man für die Erregerwicklungen 5 und 9 verschieden wählen je nach den in diesen Wicklungen gewünschten Durchflutungen. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 erhält z.B. die Wicklung 9 einen größeren Strom als die Wicklung 5. Die Widerstände 30 und 31 sorgen für schnellen Feldabbau in den Erregerwicklungen 5 und 9, wenn die zugehörigen Schalter 26 und 28 geöffnet werden. Der Kondensator 32 ist in bekannter Weise auf Resonanz mit der Drosselspule 25 abgestimmt und ;;erleichtert die Auf erregung aus der Remanenz.The taps on the converter 24 can be used for the excitation windings 5 and choose 9 different depending on the currents desired in these windings. In the embodiment according to Fig. 4, for example, the winding 9 receives a larger current than the winding 5. The resistors 30 and 31 ensure rapid field degradation in the excitation windings 5 and 9 when the associated switches 26 and 28 are open will. The capacitor 32 is at resonance with the inductor in a known manner 25 coordinated and ;; eases the excitement from the remanence.
Ferner kann in bekannter Weise einem Zweig des Gleichrichters 27 ein Thyristor 33 gegenparallel geschaltet werden, der durch den Regler 34 gesteuert wird, so daß dadurch die Spannung feingeregelt werden kann (Thyripart-Regelung). In gleicher Weise kann dies auch bei der zweiten Erregermaschine für die Entregung geschehen. Statt mit Gleichstrom können die beiden Erregerwicklungen 5 und 9 bei dreiphasiger Ausführung auch mit Drehstrom gespeist werden.Furthermore, a branch of the rectifier 27 can be a branch in a known manner Thyristor 33 are connected in opposite-parallel, which is controlled by the controller 34 so that the voltage can be fine-tuned (thyripart control). This can also be done in the same way with the second exciter for de-excitation happen. Instead of using direct current, the two excitation windings 5 and 9 can be used at three-phase version can also be fed with three-phase current.
Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Anordnung, daß die Erregung über die ungesteuerten Dioden für den normalen Betrieb wirksam bleibt, auch wenn die Thyristoren für die Entregung aus irgend einem Grund schadhaft werden.It is a particular advantage of the arrangement according to the invention that the excitation via the uncontrolled diodes remains effective for normal operation, even if the thyristors for de-excitation are defective for some reason.
In der Regel verlieren sie dann ihre Sperrfähigkeit und bleiben dauernd leitend, so daß der Strom der Haupterregerwicklung ungehindert über sie weiter flißen kann. Es entfällt dann nur die Möglichkeit zur Schnellentregung. Werden jedoch bei bekannten Schaltungen für die Erregung Thyristoren verwendet, die zugleich auch der Entregung dienen, so muß beim Schadhaftwerden der Thyristoren die ganze Maschine außer Betrieb genommen werden. Die Betriebssicherheit der Anordnung gemäß der Erfindung ist daher sehr groß.As a rule, they then lose their blocking ability and remain permanently conductive, so that the current of the main excitation winding continues to flow unhindered through it can. The only thing that is missing is the possibility of rapid de-energization. However, at known circuits used for excitation thyristors, which at the same time also serve to de-excite, so if the thyristors become defective, the whole machine must taken out of service. The operational safety of the arrangement according to the invention is therefore very large.
9 Ansprüche 4 Figuren9 claims 4 figures
Claims (9)
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Applications Claiming Priority (1)
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Also Published As
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