DE2702011A1

DE2702011A1 - Erfassung des unsymmetriegrades von mehrphasensystemen

Info

Publication number: DE2702011A1
Application number: DE19772702011
Authority: DE
Inventors: Ruediger Fink; Ernst Dipl Ing Golde
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1977-01-14
Filing date: 1977-01-14
Publication date: 1978-07-20
Also published as: DE2702011C2

Description

Erfassung des Unsymmetriegrades von Mehrphasensystemen
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Erfassung des Unsymmetriegrades eines Drehspannungs- oder Drehstromsystems.
Unsymmetrische Mehrphasensysteme, vorzugsweise Dreiphasen~ systeme, lassen sich nach der Methode der symmetrischen Komponenten in ein Mit- und Gegensystem zerlegen, die beide symmetrisch sind. Das Verhältnis beider bezeichnet definitionsgemäß den Unsymmetriegrad. Die Messung des Unsymmetriegrades wird umso schwieriger, je kleiner er ist.
Der schlechte Leistungsfaktor von Drehstrom-Hysteresemotoren erfordert eine Kompensation mit Parallel-Kondensatoren. Die dabei eingesetzten handelsüblichen Kondensatoren haben die Eigenschaft, ihre Kapazität im Laufe der Zeit zu verändern.
Wenn diese Veränderung in den drei Phasen ungleichmänig erfolgt, resultiert daraus eine Unsymmetrie der Ströme in den Motoren.
Dies bedeutet für die Motoren eine Minderung des Drehmoments.
Auch entstehen zusätzliche Verluste. Aus diesem Grund ist ein maximaler Unsymmetriegrad von etwa 1 X zugelassen, bei dessen Überschreitung nachgestimmt werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung anzugeben, die Unsymmetrien zuverlässig erkennt und bei Überschreitung der vorgegebenen Grenze ein Signal abgibt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung für eine Anordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein aus aktiven Bauelementen aufgebauter, auf die Betriebsfrequenz des Drehspannungs- oder Drehstromsystems abgestimmter Schwingkreis definierter Dämpfung vorgesehen ist, dem die Ströme bzw.
die Spannungen des Drehsystems derart zugeführt sind, daß unter Auslöschung der Xomponenten des Mitsystems durch Addition der Komponenten des Gegen systems eine Anregung des Schwingkreises erfolgt.
Damit ist es auf vorteilhafte Weise möglich, ohne viel Aufwand und vor allen Dingen mit hoher Genauigkeit den Unsymmetriegrad eines Drehsystems zu erfassen.
In spezieller Ausbildung der Erfindung weist der Schwingkreis drei hintereinandergeschaltete Verstärkerelemente auf, die Phasendrehungen um 900, 900 und 1800 vornehmen, wobei über einen ersten Eingang des Schwingkreises dem ersten Verstärkerelement eine Größe des Drehsystems und über einen zweiten Eingang des Schwingkreises dem zweiten Verstärkerelement das 1/ -fache der Differenz der beiden anderen Größen des Drehsystems zugeführt sind und hinter dem dritten Verstarkerelement eine Vorrichtung zur Erfassung der Ausgangsamplitude des Schwingkreises vorgesehen ist. Der Schwingkreis weist ein Bauelement zur Einstellung seiner Dämpfung auf. Wegen der freien Wahl der Dämpfung und damit der Empfindlichkeit durch Aufbau der Anordnung mit aktiven Bauelementen kann der Unsymmetriegrad auch noch in der Größenordnung von 1 X genau erfaßt werden.
Die Erfindung soll im folgenden anhand der zeichnung für ein Ausführungsbeispiel erläutert werden. Es zeigen Figur 1 ein Prinzipschaltbild der Anordnung zur Erfassung des Unsymmetriegrades und Figur 2 ein Zeigerdiagramm der Größen des Dreh systems zur Verdeutlichung der Eingangsgrößen für die Anordnung.
In Figur 1 ist ein Schwingkreis mit den Eingängen E 1 und E 2 sowie dem Ausgang A dargestellt, an den eine Einrichtung S zur Erfassung der Ausgangsamplitude des Schwingkreises angeschlossen ist. Der Schwingkreis besteht aus drei hintereinandergeschal teten Verstärkerelementen P 1 bis P 3, zwei Kondensatoren C und einer Reihe von Festwiderständen R. Mit der Betriebsfrequenz Sstellt sich bei gleichen Werten dieser Widerstände als Eigenfrequenz diejenige ein, für die co, R . C = 1 ist. Um einen eindeutigen Zusammenhang zwischen der Ausgangsgröße dieses Kreises und dem Unsymmetriegrad des überwachten Systems herzustellen, muß der Schwingkreis eine definierte, einstellbare Dämpfung besitzen. Mit dem veränderlichen Widerstand R 1 läßt sich die gewünschte Dämpfung des Kreises einstellen.
Werden an die Eingänge E 1 und E 2 betragsgleiche, gegeneinander um 900 versetzte Wechselspannungen gelegt, so löschen sie sich im Eingang des Verstärkers P 2 entweder aus oder sie addieren sich bei Umpolung einer Spannung auf den doppelten Wert. Wählt man als Eingangsgrößen zum einen für den Eingang E 1 eine Größe eines Drehstromsystems, zum anderen für den Eingang E 2 das 1/ 8-fache der Differenz der beiden anderen Größen dieses Systems, so löschen sich die Komponenten des Mitsystems gegeneinander aus, die des Gegensystems addieren sich. Die Amplitude des Schwinqkreises der Ausgangsspannung am Ausgang A ist somit ein Maß für die Größe des Gegensystems, d.h. des Unsymmetriegrades. Bei einem vorsegebenen, Wert kann z.B. die Vorrichtung S zur Erfassung der Ausgangsamplitude des Schwingkreises eine Anlage, die von dem Drehstromsystem gespeist wird, wegen des verhältnismäßig hohen Unsymmetriegrades abschalten.
In der Figur 2 ist ein Zeigerdiagramm mit den Größen R, S, T 2. B. den betragsgleichen Phasenspannungen eines Dreiphasensystems gezeigt. Legt man an den Eingang E 1 des in Figur 1 dargestellten Schwingkreises die Phasenspannung R und an den Eingang E 2 die 1/f'3-fache Differenz der beiden anderen Phasenspannungen S und T, so erhält man am Ausgang A des Schwingkreises mit der Amplitude der dort anstehenden Spannung ein Maß für den Unsymmetriegrad des Dreiphasensystems. Leerseite

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e c h e 1. Anordnung zur Erfassung des Unsymmetriegrades eines Drehspannungs oder Drehstromsystems, dadurch gekennzeichnet, daß ein aus aktiven Bauelementen aufgebauter, auf die Betriebsfrequenz des Drehspannungs- oder Drehstrom~ systems abgestimmer Schwingkreis definierter Dämpfung vorgesehen ist, dem die Ströme bzw die Spannungen des Drehsystems derart zugeführt sind, daß unter Auslöschung der Komponenten des Sitsystems durch Addition der Komponanten des Geqensystes eine Anregung des Schwingkreises erfolgt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schtslngkreis drei hintereinandergeschaltete Verstärkerelemente (P 1, P 2, P 3) aufweist, die Phasendrehungen um 900, 900 und 1800 vornehmen, daß über einen ersten Eingang (E 1) des Schwingkreises dem ersten Verstärkerelement (P 1) eine Gröne des Drehsystems und über einen zweiten Eingang (E 2) des Schwingkreises dem zweiten Verstärkerelement (P 2) das 1/ -fache der Differenz der beiden anderen Größen des Drehsystems zugeführt sind und daß hinter dem dritten Verstärkerelement (P 3) eine Vorrichtung (S) zur Erfassung der Ausgangsamplitude des Schwingkreises vorgesehen ist.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingkreis ein Bauelement (R 1) zur Einstellung seiner Dämpfung aufweist.