DE1638573B2 - DEVICE FOR EXCITING A BRUSHLESS SYNCHRONOUS MACHINE - Google Patents
DEVICE FOR EXCITING A BRUSHLESS SYNCHRONOUS MACHINEInfo
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- DE1638573B2 DE1638573B2 DE1967S0109664 DES0109664A DE1638573B2 DE 1638573 B2 DE1638573 B2 DE 1638573B2 DE 1967S0109664 DE1967S0109664 DE 1967S0109664 DE S0109664 A DES0109664 A DE S0109664A DE 1638573 B2 DE1638573 B2 DE 1638573B2
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur rregung einer bürstenioscn Synchronmaschine, deren Erregerwicklung in Reihe mit einem steuerbaren .ängsventil an einen rotierenden Gleichrichter angechlossen und über eine parallel geschaltete Gegenparllelschaltung von zwei Querventilen in Abhängigkeit von der Höhe der Anlaufwechselspannung kurzschließbar ist, mit einer ersten Steuereinrichtung für das Längsventil, die einen durch die Anlaufwechselspannung über eine Ladediode und einen Ladewiderstand s aufladbaren Kondensator enthält und die das Längsventil zündet, wenn die Anlaufwechselspannung in Durchlaßrichtung am Längsventii liegt und wenn deren Frequenz in der Nähe des Synchronismus einen am Ladewiderstand einstellbaren Wert unterschreitet, undThe invention relates to a device for excitation of a brushless synchronous machine, whose Excitation winding connected in series with a controllable series valve to a rotating rectifier and via a parallel counter-parallel circuit of two cross valves as a function of can be short-circuited from the level of the starting AC voltage, with a first control device for the Longitudinal valve, which is activated by the starting alternating voltage via a charging diode and a charging resistor s contains a chargeable capacitor and which ignites the longitudinal valve when the starting alternating voltage is in the forward direction at the longitudinal valve and if its frequency is close to the synchronism one at Charging resistance falls below the adjustable value, and
ίο mit einer zweiten Steuereinrichtung für das Längsventil, die bei Frequenz Null der Anlaufwechselspannung in einer einstellbaren Zeit nach Eintreten des Synchronismus einen Zündimpuls auf die Steuerelektrode des Längsventils gibt.ίο with a second control device for the longitudinal valve, the starting AC voltage at zero frequency in an adjustable time after synchronism has occurred gives an ignition pulse to the control electrode of the longitudinal valve.
Eine solche Einrichtung zur Erregung einer bürstenlosen Synchronmaschine ist aus der Zeitschrift »Power«, Februar 1965, Seiten 70 bis 73, insbesondere Fig. 2, 7 und 8, bekannt. Hierbei ist die Erregerwicklung der Synchronmaschine über ein steuerbares LängsventilSuch a device for exciting a brushless synchronous machine is from the magazine "Power", February 1965, pages 70 to 73, especially Figs. 2, 7 and 8, known. Here, the field winding of the synchronous machine is via a controllable longitudinal valve
(Thyristor) und über einen Gleichrichter mit ungesteuerten Ventilen in Drehstrom-Brückenschaltung an die Läuferwicklung einer Erregermaschine angeschlossen. — Der Erregerwicklung ist eine Reihenschaltung parallel geschaltet, die aus einem Feldwiderstand und(Thyristor) and via a rectifier with uncontrolled valves in a three-phase bridge circuit connected to the rotor winding of an exciter. - The excitation winding is connected in series connected in parallel, consisting of a field resistor and
der Gegenparallelschaltung von zwei Querventilen besteht. Das eine Querventil ist eine Diode, und das andere Querventil ist ein Thyristor, der bei Erreichen seiner Durchbruchspannung über Kopf gezündet wird. Zur Inbetriebnahme der Synchronmaschine wird ihre Ankerwicklung an ein speisendes Drehstromnetz angeschlossen. Beim Beschleunigen, einem asynchronen Anfahrvorgang, wird in der Erregerwicklung (Läuferwicklung) eine Wechselspannung mit Schlupffrequenz induziert, die einen gleichfrequenten Wechselstrom durch den Erregerkreis zu treiben sucht. Während der Anlaufphase ist das Längsventil gesperrt. Der Strom, der während der positiven Spannungshalbschwingung — Polung hierbei in Flußrichtung der Ventile des Gleichrichters und des Längsventils — fließt, nimmt seinen Weg über den Feldwiderstand und das als Diode ausgebildete Querventil. Der in der negativen Spannungshalbschwingung fließende Strom wird über das als Thyristor ausgebildete Querventil und der. Feldwiderstand geführt. Dieser Thyristor wird über Kopf gezündet, sobald die Anlaufwechselspannung an der Erregerwicklung dessen Durchbruchspannung erreicht hat. Dadurch werden gefährliche Überspannungen im Erregerkreis vermieden. — Dem Längsventil ist eine erste Steuereinrichtung (vergl. F i g. 7) zugeordnet.there is a counter-parallel connection of two cross valves. One cross valve is a diode, and that Another cross valve is a thyristor, which is ignited overhead when its breakdown voltage is reached. To start up the synchronous machine, its armature winding is connected to a feeding three-phase network connected. When accelerating, an asynchronous start-up process, the field winding (rotor winding) an alternating voltage with slip frequency induces, which induces an alternating current of the same frequency seeks to drive through the pathogen circuit. The longitudinal valve is blocked during the start-up phase. The current, during the positive voltage half-oscillation - polarity here in the direction of flow of the valves of the Rectifier and the longitudinal valve - flows, takes its way through the field resistance and that as a diode trained cross valve. The current flowing in the negative voltage half-cycle is used as Thyristor-shaped cross valve and the. Field resistance led. This thyristor is upside down ignited as soon as the starting alternating voltage on the field winding reaches its breakdown voltage Has. This avoids dangerous overvoltages in the excitation circuit. - The longitudinal valve is one assigned to the first control device (see FIG. 7).
Diese zündet das Längsventil, sobald bei höheren Drehzahlen die Frequenz der Anlaufwechselspannung und damit der Schlupf einen einstellbaren unteren Wert, den sogenannten Intrittfallschlupf, unterschreitet und die Halbschwingung der Anlaufwechselspannung die Richtung des vom Gleichrichter gelieferten Erregerstroms hat, woraufhin der Läufer vom nunmehr fließenden Erregerstrom in den Synchronismus gezogen wird. Dazu enthält die erste Steuereinrichtung die Reihenschaltung einer Ladediode, eines Ladewiderstands und eines Kondensators, die parallel zui Erregerwicklung liegt. Mit Hilfe dec Kondensators wire die Anstiegssteilheit der positiven Spannungshalb schwingung als Information für die Größe dei Schlunffrequenz gemessen. Bei hoher Schlupffrequen; wird mittels der Spannung am Ladewiderstand en Hilfsthyristor gezündet, der durch Kurzschluß de Steuerstrecke ein Zünden des Längsventils verhinderi Bei niederer Schlupffrequenz, wenn die AnstiegssteilThis ignites the longitudinal valve as soon as the frequency of the starting AC voltage at higher speeds and thus the slip falls below an adjustable lower value, the so-called entry slip, and the half-oscillation of the starting AC voltage the direction of the excitation current supplied by the rectifier has, whereupon the rotor is pulled from the now flowing excitation current into synchronism will. For this purpose, the first control device contains the series connection of a charging diode, a charging resistor and a capacitor parallel to the field winding. With the help of the capacitor wire the steepness of rise of the positive voltage half oscillation as information for the size of the dei Measured cusp frequency. At high slip frequencies; is ignited by means of the voltage at the charging resistor en auxiliary thyristor, the de Control path prevents the longitudinal valve from igniting
heu klein ist, erhält der Hilfsthyristor nicht genügend Gitterstrom zum Zünden. Dadurch wird die Spannung am Kondensator genügend groß, um das Längsventil zu zünden. Der Kondensator ist hiermit aiso Bestandteil einer Differenzierschaltung. - Dem Längsventil ist auch eine zweite Steuereinrichtung (verg!. Fig. 8) zugeordnet, die bei Nichtansprechen der ersten Steuereinrichtung wirksam wird. Diese umfaßt als Integrator die Serienschaltung eines Widerstands mit einem Kondensator, die parallel zur Anoden-Kathoden-Strecke des Längsventils geschaltet ist. Die am Kondensator ansteigende Spannung führt einige Zeit nach Eintritt des Synchronismus zum Durchbrechen eines Unijunction-Transistors, der in der Steuerstrecke des Längsventils liegt und der dadurch seinerseits dessen Zündung bewirkt.hay is small, the auxiliary thyristor does not receive enough grid current to ignite. This creates the tension large enough on the condenser to ignite the longitudinal valve. The condenser is hereby also part of the process a differentiating circuit. - The longitudinal valve is also a second control device (see Fig. 8) assigned, which becomes effective if the first control device does not respond. This includes as Integrator the series connection of a resistor with a capacitor, which is parallel to the anode-cathode path of the longitudinal valve is switched. The rising voltage across the capacitor lasts for some time after synchronism has occurred to break a unijunction transistor in the control path of the longitudinal valve and which in turn causes its ignition.
Die bekannte Einrichtung hat drei entscheidende Nachteile. Zum ersten ist die Steuerung der Ventile darauf angewiesen, daß ein Feldwiderstand vorhanden ist. Es gibt aber Anwendungsfälle, bei denen ein solcher Feldwiderstand, der Unterbringungsschwierigkeiten bereiten kann und ein zusätzliches Trägheitsmoment darstellt, voll entbehrlich ist. Zum zweiten erfolgt die Zündung des gesteuerten Querventils über Kopf, also unkontrolliert. Thyristoren für hohe Leistungen können einen relativ hohen Schaltverzug haben, der überdies von der Umgebungstemperatur abhängt. Das unsymmetrische Kurzschließen der Erregerwicklung über den Feldwiderstand und die beiden Querventile führt beim Anlauf 2:u störenden Pendelmomenten. Und zum dritten ist die in der ersten Steuereinrichtung vorhandene Differenzierschaltung recht unempfindlich. Selbst wenn der Hilfsthyristor speziell ausgesucht ist, gibt es im Bereich des einstellbaren unteren Frequenzwertes einen schleichenden Zündübergang. Ein definiertes Zünden ist also beim Übergang zum Synchronismus nicht möglich.The known device has three major disadvantages. First is the control of the valves rely on the fact that a field resistance is present. But there are applications where such a Field resistance, which can create accommodation difficulties and an additional moment of inertia represents, is completely dispensable. Second, the controlled cross valve is ignited overhead, that is uncontrolled. Thyristors for high power can have a relatively high switching delay, moreover depends on the ambient temperature. The asymmetrical short-circuiting of the excitation winding via the The field resistance and the two cross valves lead to disturbing pendulum moments during start-up 2: u. And the third the differentiating circuit present in the first control device is quite insensitive. Even if the auxiliary thyristor is specially selected, there is one in the range of the adjustable lower frequency value creeping ignition transition. Defined ignition is therefore not possible during the transition to synchronism.
Aus der USA-PS 31 00 279 ist eine Einrichtung zur selbsttätigen Erregung einer bürstenlosen Synchronmaschine bekannt, bei der die Erregerwicklung in Reihe mit einem steuerbaren Längsventil und mit zwei ohmschen Feldwiderständen an einen rotierenden Gleichrichter angeschlossen ist. Parallel zur Reihenschaltung aus Feldwiderständen und Erregerwicklung ist eine Gegenparnllelschaltung von zwei Querventilen angeordnet. Bei diesen Querventilen handelt es sich um zwei Thyristoren, die beim asynchronen Anlauf abwechselnd gezündet werden. Der Thyristor für die negative Halbwelle der Anlaufwechselspannung wird von der Anlaufwechselspannung über Kopf gezündet; der Thyristor für die positive Halbwelle wird dagegen frequenzabhängig von einer Zündeinrichtung gezündet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Einrichtung so auszubilden, daß sie prinzipiell ohne Feldwiderstand arbeiten kann. Weiterhin soll dafür gesorgt sein, daß beim asynchronen Anlauf Pendelmomente weitgehend vermieden werden und daß bei Erreichen des Synchronismus ein definiertes und sicheres Zünden des Längsventils und damit ein sicheres Synchronisieren möglich ist.From the USA-PS 31 00 279 a device for the automatic excitation of a brushless synchronous machine is known, in which the excitation winding in series with a controllable longitudinal valve and with two ohmic field resistors are connected to a rotating rectifier. Parallel to the series connection A counter-parallel circuit of two cross valves is made up of field resistances and excitation winding arranged. These cross valves are two thyristors that operate during asynchronous start-up are alternately ignited. The thyristor for the negative half-wave of the starting AC voltage is ignited by the starting AC voltage overhead; the thyristor for the positive half-wave is against it Ignited depending on the frequency by an ignition device. The invention is based on the object to train the aforementioned device so that it can work in principle without field resistance. Farther it should be ensured that oscillating torques are largely avoided during asynchronous start-up and that when synchronism is reached, a defined and safe ignition of the longitudinal valve and thus a safe Synchronizing is possible.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im asynchronen Anlauf beide steuerbar ausgeführten Querventile abwechselnd in Abhängigkeit von der Höhe einer Halbwelle der Anlaufwechselspannung dadurch durchsteuerbar sind, daß der Anoden-Sieuerstrecke jedes Querventils ein steuerbares Hilfsventil parallel geschaltet und zwischen Anode und Gitter dieses Hilfsventil ein kontaktloses spannungsempfindli- rhPM Schaltelement wie eine Z-Diode vorgesehen ist.This object is achieved according to the invention in that in asynchronous start-up both controllable cross valves can be controlled alternately depending on the level of a half-wave of the starting AC voltage by connecting a controllable auxiliary valve in parallel to the anode control path of each cross valve and a contactless valve between the anode and the grid of this auxiliary valve voltage-sensitive rhPM switching element such as a Zener diode is provided.
welches bis zu einem vorgegebenen Wert der Anoden-Gitter-Spannung des Hilfsventil den Steuerstrom des Hilfsventil sperrt und bei Überschreiten dieses Wertes das Hilfsventil zündet, und daß der Kondensator und der Ladewiderstand in der ersten Steuereinrichtung Bestandteile eines ÄC-lntegrators sind, wobei der Kondensator dem Längsventil über eine Shockleydiode einen Steuerimpuls liefert.which the control current up to a predetermined value of the anode grid voltage of the auxiliary valve of the auxiliary valve blocks and when this value is exceeded, the auxiliary valve ignites, and that the Capacitor and the charging resistor in the first control device are components of an AC integrator The capacitor supplies a control pulse to the longitudinal valve via a Shockley diode.
Hierbei ist also zur Begrenzung der Anlaufwechselspannung parallel zur Erregerwicklung eine Gegenparallelschaltung von gesteuerten Querventilen, insbesondere Thyristoren, vorgesehen, die in Abhängigkeit von der Höhe der Anlaufwechselspannung gesteuert werden, beispielsweise mittels Hilfsthyristoren als Hilfsventile. Schaltelemente wie Z-Dioden sind jeweils im Steuerkreis des Hilfsthyristors angeordnet, der in Reihe mit einem Widerstand und einer Diode der Steuerelektrode des entsprechenden Querventils vorgeschaltet sein kann. Die Hilfsthyristoren werden durch die Z-Dioden gezündet und übernehmen den Steuerstrom der Querventile (Thyristoren). Hierbei liefert also der Steuerstrom des einen Thyristors die Steuerspannung für den anderen Thyristor. Die den Steuerelektroden der Thyristoren vorgeschalteten Widerstände werden deshalb so bemessen, daß der Spannungsabfall durch den Zündstrom den zweiten Hilfsthyristor ohne größere Zeitverzögerung zündet. Da die großen Zündströme der Thyristoren nicht von den Z-Dioden geführt werden, hat eine begrenzte Abweichung der Zündzeitpunkte derIn this case, there is a counter-parallel connection in parallel with the exciter winding to limit the starting alternating voltage of controlled cross valves, in particular thyristors, provided, which are dependent on the level of the starting AC voltage can be controlled, for example by means of auxiliary thyristors as auxiliary valves. Switching elements such as Z-diodes are each arranged in the control circuit of the auxiliary thyristor, which is in series upstream of the control electrode of the corresponding cross valve with a resistor and a diode can be. The auxiliary thyristors are ignited by the Zener diodes and take over the control current the cross valves (thyristors). In this case, the control current of one thyristor supplies the control voltage for the other thyristor. The resistors connected upstream of the control electrodes of the thyristors are therefore dimensioned so that the voltage drop due to the ignition current affects the second auxiliary thyristor without any major Time delay ignites. Since the large firing currents of the thyristors are not carried by the Zener diodes a limited deviation in the ignition timing of the
3& Thyristoren keine nachteilige Wirkung mehr.3 & thyristors no longer have an adverse effect.
Die Querventile werden also gezündet, sobald dis Halbwelle der Anlaufwechselspannung einen einstellbaren Wert überschreitet, der durch das spannungsempfindliche Schaltelement bestimmt ist. Durch diese steuerbaren Querventile wird der Erregerkreis wirksam gegen Überspannungen geschützt. Die Erregerwicklung kann hierbei symmetrisch kurzgeschlossen werden, so daß Pendelmomente beim Anlauf der Synchronmaschine unterdrückt werden. Als wichtig wird es weiterhin angesehen, daß die erste Steuereinrichtung nicht eine Differenzierschaltung, sondern einen Integrator umfaßt, der im Zusammenhang mit einer Shockley-Diode die Zündung des Längsventils bewirkt. Hierdurch ist ein sicheres Zünden zu definierten Frequenzwerten sichergestellt, ohne daß an die Qualität der Shockley-Diode besonders strenge Anforderungen zu stellen sind. Im Gegensatz zur bekannten Einrichtung wird hier nicht das Hilfsventil gezündet, wenn das Längsventil nicht gezündet werden soll. Vielmehr wird hier so verfahren, daß die Shockley-Diode gezündet wird, wenn auch das Längsventil gezündet werden soll.The cross valves are therefore ignited as soon as the half-wave of the starting AC voltage has an adjustable value Exceeds the value determined by the voltage-sensitive switching element. Through this controllable cross valves, the excitation circuit is effectively protected against overvoltages. The excitation winding can be symmetrically short-circuited, so that pendulum torques when starting the synchronous machine be suppressed. It is also considered important that the first control device is not one Differentiating circuit, but includes an integrator which, in conjunction with a Shockley diode, die Ignition of the longitudinal valve causes. This ensures reliable ignition at defined frequency values, without particularly stringent requirements being placed on the quality of the Shockley diode. in the In contrast to the known device, the auxiliary valve is not ignited here if the longitudinal valve is not should be ignited. Rather, the procedure here is such that the Shockley diode is ignited, albeit that Longitudinal valve should be ignited.
Als Vorteil wird es weiter angesehen, daß die Einrichtung — je nach Anwendungsfall — sowohl mit als auch ohne Feldwiderstand betrieben werden kann. Zur weiteren Erläuterung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht ist. Es zeigtAnother advantage is that the device - depending on the application - both with as well as can be operated without field resistance. For further explanation, refer to the drawing Reference is made in which one embodiment of the invention is illustrated. It shows
F i g. 1 eine Einrichtung zur Erregung einer Synchronmaschine, F i g. 1 a device for exciting a synchronous machine,
F i g. 2 eine erste Steuereinrichtung für das Längsventil der Einrichtung,F i g. 2 a first control device for the longitudinal valve of the device,
F i g. 3 eine zweite Steuereinrichtung für das Längsventil der Einrichtung,F i g. 3 a second control device for the longitudinal valve of the device,
F i g. 4 eine Steuereinrichtung für ein Querventil und <>5 F i g. 5 eine Steuereinrichtung für zwei gegenparallel geschaltete Querventile.F i g. 4 a control device for a cross valve and <> 5 F i g. 5 a control device for two counter-parallel connected cross valves.
Nach F i g. 1 ist die Erregerwicklung 2 im Läufer einer Synchronmaschine, deren nicht dargestellte Ständer-According to FIG. 1 is the field winding 2 in the rotor of a synchronous machine, the stator, not shown
wicklung an ein Drehstromnetz angeschlossen sein kann, über eine Gleichrichteranordnung 3 mit ungesteuerten Ventilen 4 in Brückenschaltung, insbesondere mit Siliziumgleichrichtern, an eine Erregerspannungsquelle, beispielsweise die dreiphasige Läuferwicklung 5 s einer Erregermaschine, angeschlossen, deren in Fig. 1 nicht dargestellte Ständerwicklung von einem Gleichstromnetz gespeist werden kann.Winding can be connected to a three-phase network, via a rectifier arrangement 3 with uncontrolled Valves 4 in a bridge circuit, in particular with silicon rectifiers, to an excitation voltage source, For example, the three-phase rotor winding 5 s of an exciter, connected, whose in Fig. 1 stator winding not shown can be fed from a direct current network.
Zu der rotierenden Erregereinrichtung gehört nach Fig. t weiter eine der Erregerwicklung 2 parallel geschaltete Anordnung von gesteuerten Stromrichteroder Querventilen 6 und 9, die vorzugsweise Thyristoren oder ähnlich wirkende Halbleiterschaltelemente sein können. Den Querventilen 6 und 9 ist jeweils eine Steuereinrichtung 10 bzw. Ii und gemeinsam eine Schutzbeschaltung zugeordnet. Die Schutzbeschaltung ist als ßC-Glied 7, 8 angedeutet; sie kann aber je nach der elektrischen Leistung der Querventile 6 und 9 auch aus noch weiteren Bauelementen bestehen.According to FIG. 1, the rotating excitation device also includes one of the excitation winding 2 in parallel switched arrangement of controlled power converters or cross valves 6 and 9, which are preferably thyristors or similarly acting semiconductor switching elements. The cross valves 6 and 9 are each one Control device 10 or Ii and jointly assigned a protective circuit. The protective circuit is indicated as ßC member 7, 8; but it can depending on the electrical power of the cross valves 6 and 9 also consist of other components.
Die Steuereinrichtung, beispielsweise die Steuereinrichtung 11 für das Querventil 9, kann in Verbindung mit der Erfindung nach F i g. 4 vorzugsweise aus einer der Anoden-Gitterstrecke des Quervenlils 9 parallel geschalteten Reihenschaltung eines Hilfsthyristors 46 mit einem Vorwiderstand 47 und gegebenenfalls noch einer Diode 48 bestehen. Sobald die Anoden-Gitterspannung des Hilfsthyristors 46 die Durchbruchspannung einer seiner Anoden-Gitterstrecke parallel geschalteten Z-Diode 49 überschreitet, wird der Hilfsthyristor 46 gezündet. Er übernimmt den Steuerstrom des Querventils 9. In Reihe mit der Z-Diode 49 kann ebenfalls noch eine (nicht dargestellte) Diode angeordnet sein.The control device, for example the control device 11 for the cross valve 9, in connection with the invention according to FIG. 4 preferably from one of the Anode grid section of the transverse valve 9 in parallel with an auxiliary thyristor 46 connected in series a series resistor 47 and possibly also a diode 48 exist. Once the anode grid voltage of the auxiliary thyristor 46, the breakdown voltage of one of its anode grid lines connected in parallel Zener diode 49 exceeds, the auxiliary thyristor 46 is ignited. It takes over the control current of the cross valve 9. A diode (not shown) can also be arranged in series with the Zener diode 49.
In Verbindung mit der Erfindung kann statt dessen nach F i g. 5 für die beiden Querventile 6 und 9 auch eine gemeinsame Steuereinrichtung vorgesehen sein. Paral-IeI zu den beiden Querventilen 6 und 9 kann dabei eine Anordnung von Ventilen 60 in Brückenschaltung vorgesehen sein, deren Brückendiagonale einen gemeinsamen Hilfsthyristor 46 enthält, der von einer seiner Anoden-Gitterstrecke parallel geschalteten Z-Diode 49 gezündet wird und dessen Laststrom den Steuerstrom für die Querventile 6 und 9 liefert. Die Brückenschaltung der Ventile ist jeweils in Reihe mit einer Diode 50 bzw. 51 den Steuerstrecken der Querventile 6 und 9 parallel geschaltet. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß die Ansprechspannung in beiden Spannungsrichtungen gleich ist.In connection with the invention, according to FIG. 5 for the two cross valves 6 and 9 also one common control device can be provided. Paral-IeI An arrangement of valves 60 in a bridge circuit can be used for the two cross valves 6 and 9 be provided, the bridge diagonal contains a common auxiliary thyristor 46, which is of a its anode grid line parallel-connected Zener diode 49 is ignited and its load current is the Control current for the cross valves 6 and 9 supplies. The bridge circuit of the valves is in series with a diode 50 or 51 connected in parallel to the control paths of the cross valves 6 and 9. This arrangement has the advantage that the response voltage is the same in both voltage directions.
In Reihe mit der Erregerwicklung 2 ist gemäß F i g. 1 ein gesteuertes Längsventil 14, insbesondere ein Thyristor, vorgesehen. Dem Längsventil 14 ist eine Steuereinrichtung 15 zugeordnet, welche das Längsventil 14 in Abhängigkeit von der Frequenz der Anlaufwechselspannung im Erregerkreis zündet.In series with the excitation winding 2 is shown in FIG. 1 a controlled longitudinal valve 14, in particular a thyristor, is provided. The longitudinal valve 14 is a Control device 15 assigned which the longitudinal valve 14 depending on the frequency of the Starting alternating voltage in the excitation circuit ignites.
Zusätzlich kann für das Längsventil 14 noch eine weitere Steuereinrichtung 30 vorgesehen sein, die das Längsventil 14 zündet, wenn die rotierende Erregereinrichtung bereits eine einstellbare Zeit von beispielsweise einigen Sekunden im Synchronismus läuft und das Längsventil 14 von der Zündeinrichtung 15 noch keinen Impuls erhalten hat. Es wurde nämlich erkannt, daß eine ()0 entlastete Maschine u. U. so schnell hochlaufen kann, daß sie in Tritt fällt, ohne in der richtigen Phasenlage den für die frequenzabhängige Zündung in der Steuereinrichtung 15 eingestellten Schlupfweri durchlaufen zu haben. Da die Steuereinrichtung 15 dann i,s keinen Steuerimpuls abgeben kann, würde die Maschine unerregt laufen, und das speisende Netz würde mit hohem induktiven Blindstrom belastet. Um dies zu vermeiden, wird eine einstellbare Zeit nach der letzten Schlupfperiode ein Zündimpuls auf die Steuerelektrode 5 des Längsventils 14 gegeben und damit die Erregung zugeschaltet.In addition, a further control device 30 can be provided for the longitudinal valve 14, which ignites the longitudinal valve 14 if the rotating excitation device has already been running in synchronism for an adjustable time of, for example, a few seconds and the longitudinal valve 14 has not yet received a pulse from the ignition device 15. It was recognized that a ( ) 0 relieved machine can under certain circumstances run up so quickly that it takes a step without having run through the slip force set for the frequency-dependent ignition in the control device 15 in the correct phase position. Since the control device 15, s i can then leave no control pulse, the machine would run energized, and the supply system would be charged with a high inductive reactive current. In order to avoid this, an adjustable time after the last slip period is given an ignition pulse to the control electrode 5 of the longitudinal valve 14 and thus the excitation is switched on.
Während des asynchronen Hochlaufens der Maschine wird in der Erregerwicklung 2 eine Wechselspannung von Schlupffrequenz induziert, die einen Wechselstrom von gleicher Frequenz durch die Erregerwicklung 2 zu treiben versucht. Da dieser Wechselstrom praktisch als eingeprägt gelten kann, würde an der offenen Erregerwicklung 2 Spannungen von solcher Höhe auftreten, daß die Ventile 4 des Gleichrichters 3 und die Erregerwicklung 2 selbst gefährdet wurden. Die Erregerwicklung 2 wird deshalb beim Anfahren in jeder Halbwelle der Anlatifwechselspannung durch eines der Querventile 6 und 9 kurzgeschlossen, sobald die Spannung einen Wert überschreitet, der mittels der erwähnten Zenerdiode den Hilfsthyristor im Steuer· kreis der Querventile 6 und 9 zündet.During the asynchronous start-up of the machine, an alternating voltage is generated in the field winding 2 induced by slip frequency, which an alternating current of the same frequency through the excitation winding 2 to trying to drift. Since this alternating current can practically be regarded as impressed, it would be applied to the open Excitation winding 2 voltages occur of such a level that the valves 4 of the rectifier 3 and the Excitation winding 2 itself were endangered. The excitation winding 2 is therefore when starting in each Half-wave of the auxiliary alternating voltage through one of the Cross valves 6 and 9 short-circuited as soon as the voltage exceeds a value that is determined by the The Zener diode mentioned ignites the auxiliary thyristor in the control circuit of the cross valves 6 and 9.
Unter Umständen kann es vorteilhaft sein, im Erregerkreis in Reihe mit den beiden Querventilen 6 und 9 noch einen Zusatz- oder Feldwiderstand 12 anzuordnen. Dieser Zusatzwiderstand 12 erhöht das asynchrone Moment des Läufers und kann deshalb vorzugsweise in einer Anordnung für Schweranlauf vorgesehen sein.Under certain circumstances, it can be advantageous in the excitation circuit in series with the two cross valves 6 and 9 an additional or field resistor 12 to be arranged. This additional resistance 12 increases that asynchronous moment of the rotor and can therefore preferably in an arrangement for heavy starting be provided.
Die Steuereinrichtung 15 zündet das Längsventil 14, sobald die Frequenz in der Nähe des Synchronismus einen einstellbaren Wert unterschreitet. Sie enthält zu diesem Zweck gemäß Fig. 2 einen RC- Integrator, dessen Kondensator 16 über einen vorzugsweise veränderbaren Widerstand 17 und gegebenenfalls noch eine Diode 18 von der Halbwelle der Anlaufwechselspannung in Richtung des Erregerstromes aufgeladen und vorteilhafterweise während der negativen Halbwelle durch zusätzliche Schaltmittel entladen wird. Zur Entladung können vorzugsweise eine Diode 19, eine Entkopplungsdiode 20 und ein Entladewiderstand 21 vorgesehen sein. Der Widerstand 17 bestimmt die Größe des Ladestromes für den Kondensator 16. Sobald dieser einen mit dem Abgriff des Widerstandes 17 einstellbaren Spannungswert erreicht, wird der Kondensator 16 über ein Schaltelement 22, vorzugsweise eine Shockley-Diode, und die Primärwicklung eines Steuerübertragers 23 entladen, dessen Sekundärstrom als Zündstrom für das Längsventil 14 vorgesehen ist und der Steuerelektrode 5 des Längsventils 14 zugeführi wird. In Reihe mit der Sekundärwicklung des Steuer Übertragers 23 kann noch eine Entkopplungsdiode 2t angeordnet sein. Der Entladekreis des Kondensators K kann noch einen Strombegrenzungswiderstand 25 unc eine Diode 26 enthalten.The control device 15 ignites the longitudinal valve 14 as soon as the frequency in the vicinity of the synchronism falls below an adjustable value. For this purpose, it contains an RC integrator according to FIG. 2, the capacitor 16 of which is charged via a preferably variable resistor 17 and possibly also a diode 18 from the half-cycle of the starting AC voltage in the direction of the excitation current and is advantageously discharged during the negative half-cycle by additional switching means . A diode 19, a decoupling diode 20 and a discharge resistor 21 can preferably be provided for discharging. The resistor 17 determines the magnitude of the charging current for the capacitor 16. As soon as it reaches a voltage value that can be set with the tap of the resistor 17, the capacitor 16 is discharged via a switching element 22, preferably a Shockley diode, and the primary winding of a control transformer 23 Secondary current is provided as ignition current for the longitudinal valve 14 and the control electrode 5 of the longitudinal valve 14 is supplied. A decoupling diode 2t can also be arranged in series with the secondary winding of the control transformer 23. The discharge circuit of the capacitor K can also contain a current limiting resistor 25 and a diode 26.
Die zusätzliche Steuereinrichtung 30 kann genial Fig. 3 vorzugsweise ebenfalls einen fiC-Integrato enthalten, welcher das Längsventil 14 in Abhängigkei von dessen Sperrspannung zündet. Zu diesem Zwecl kann als Meßgröße die Anoden-Kathodcn-Spannunj des Längsventils 14 herangezogen werden. Ein /?C-lnte grator aus einem Ladewiderstand 33 und einen Kondensator 31 dient als Zeitglied und eine Shockley Diode 3i> als Auslöseglicd. Im asynchronen Betrieb win der Integrator während der positiven Halbwelle übe einen Vorwiderstand 32, den Ladewiderstand 33 un eine Diode 34 geladen und während der negative Halbwolle der Anlaufwechsclspannung über eine Diod 38, eine Entladediodc 39 und einen Entladewidcrstan 40 wieder entladen. Sobald im synchronen Lauf di Erregerspannung dauernd als positive AnodenspannunThe additional control device 30 can ingeniously also preferably have a fiC integrator, FIG. 3 included, which ignites the longitudinal valve 14 depending on its blocking voltage. For this purpose the anode-cathode voltage of the longitudinal valve 14 can be used as a measured variable. A /? C-lnte Grator from a charging resistor 33 and a capacitor 31 serves as a timer and a Shockley Diode 3i> as trigger factor. In asynchronous operation win the integrator during the positive half-wave exercises a series resistor 32, the charging resistor 33 un a diode 34 is charged and during the negative half-wave of the starting alternating voltage via a diode 38, a discharge diode 39 and a discharge resistor 40 are discharged again. As soon as di Excitation voltage continuously as positive anode voltage
ansteht, lädt sich der Kondensator 31 bis zur Durchbruchspannung der Shockley-Diode 35 auf und zündet durch seine Entladung über die Primärwicklung eines Steuerübertragers 36 des Längsventil 14. In Reihe mit der Sekundärwicklung des Steuerübertragers 36 kann noch eine Entkopplungsdiode 37 vorgesehen sein. Zur Stabilisierung des Ladevorganges kann noch einepending, the capacitor 31 charges up to the breakdown voltage of the Shockley diode 35 and ignites when it is discharged through the primary winding of a control transmitter 36 of the longitudinal valve 14. In series A decoupling diode 37 can also be provided with the secondary winding of the control transformer 36. To stabilize the charging process, a
Z-Diode 44 in Reihe mit der Diode 45 vorgesehen sein, die über den Vorwiderstand 32 an die Anoden-Kathoden-Spannung des Längsventils 14 angeschlossen sind. Mit dieser Anordnung wird der Ladevorgang des Kondensators 31 unabhängig von der eingestellter Erregerspannung, und es wird somit eine reine Zeitabhängigkeit des RC-lntegrators erreicht.Zener diode 44 can be provided in series with the diode 45, which is connected to the anode-cathode voltage via the series resistor 32 of the longitudinal valve 14 are connected. With this arrangement, the Capacitor 31 regardless of the set excitation voltage, and it is thus a pure Time dependency of the RC integrator reached.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
Claims (3)
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1967S0109664 DE1638573B2 (en) | 1967-04-29 | 1967-04-29 | DEVICE FOR EXCITING A BRUSHLESS SYNCHRONOUS MACHINE |
| NL6805389A NL6805389A (en) | 1967-04-29 | 1968-04-17 | |
| BE714034D BE714034A (en) | 1967-04-29 | 1968-04-22 | |
| FR1562541D FR1562541A (en) | 1967-04-29 | 1968-04-26 | |
| US724529A US3539906A (en) | 1967-04-29 | 1968-04-26 | Excitation of a synchronous machine in accordance with the magnitude and frequency of the starting alternating voltage |
| SE05804/68A SE353994B (en) | 1967-04-29 | 1968-04-29 | |
| ES353312A ES353312A1 (en) | 1967-04-29 | 1968-04-29 | IMPROVEMENTS IN INSTALLATIONS FOR THE EXCITATION OF SYNCHRONOUS MACHINES. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1967S0109664 DE1638573B2 (en) | 1967-04-29 | 1967-04-29 | DEVICE FOR EXCITING A BRUSHLESS SYNCHRONOUS MACHINE |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1638573A1 DE1638573A1 (en) | 1970-07-16 |
| DE1638573B2 true DE1638573B2 (en) | 1977-11-03 |
Family
ID=7529703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1967S0109664 Withdrawn DE1638573B2 (en) | 1967-04-29 | 1967-04-29 | DEVICE FOR EXCITING A BRUSHLESS SYNCHRONOUS MACHINE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1638573B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2924137A1 (en) * | 1979-06-15 | 1981-01-29 | Proizv Ob Uralelektrotjaschmas | Sync. machine excitation system - has series connected fuse in branch of starting block, to which protective thyristor is in parallel, with thyristor control |
-
1967
- 1967-04-29 DE DE1967S0109664 patent/DE1638573B2/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2924137A1 (en) * | 1979-06-15 | 1981-01-29 | Proizv Ob Uralelektrotjaschmas | Sync. machine excitation system - has series connected fuse in branch of starting block, to which protective thyristor is in parallel, with thyristor control |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1638573A1 (en) | 1970-07-16 |
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