De opwekkingsdynamo
werd gebruikt om de exciterspanning van alternatoren te leveren
Electriciteit

Zelfs al was men al lang overgeschakeld op alternatoren die wisselspanning leverden, toch bleef men opwekkingsdynamos gebruiken om de exciterspanning te leveren (bekrachtiging van de alternator)

Opwekkingsdynamo

De dynamo als versterker

Indien de bedoeling van de dynamo is een variabele spanning te leveren, dan gebruikt men een externe bekrachtiging. Door de bekrachtiging te veranderen levert de dynamo een hogere of lagere spanning (en dus vermogen).

De dynamo wordt hier eerder als versterker gebruikt, waarbij een zwakke bekrachtiging voldoende is om een hoge stroom te leveren. De Ward Leonard schakeling is een schakeling die een roterende versterker gebruikt.

Bepaalde dynamos zijn zodanig geconstrueerd dat ze een hoge versterking leveren, dit zijn dwarsveldgeneratoren, zie eerste en tweede afbeelding links (gewone dynamo en dwarsveldgenerator, ook wel amplidyne genaamd).

Bij een externe bekrachtiging is er vaak ook een extra serie wikkeling zodat de spanningsdaling ten gevolge van een hogere stroomafname tegengewerkt wordt (compensatie van de interne weerstand van de dynamo).

Als de gelijkstroommotor in een Ward Leonard schakeling meer belast wordt, dan zal zijn toerental dalen, en dus ook de tegen-EMK die in de rotor opgewekt wordt. De stroom door de motor neemt toe, en dus ook de stroom door de seriewikkeling. Het magnetisch veld van de dynamo wordt sterker, waardoor de uitgangsspanning stijgt, zodat het toerental gestabiliseerd wordt.

We bespreken hier nog twee dynamo's die speciaal gemaakt zijn om een ingangssignaal te versterken, namelijk de regulex en de rototrol (en niet de rotodrol)

Een regulex fig. 343 (Regulating Exciter) is een dynamo gebruikt als versterker met een onafhankelijke bekrachtiging. Er is ook een extra shuntwikkeling Ff om de stroomversterking te verhogen. De stroom door de shuntwikkeling wordt zodanig ingesteld met Rrm dat er juist geen zelfbekrachtiging kan gebeuren.

Een rototrol fig. 348 (Rotating Control) is eveneens een dynamo met onafhankelijke bekrachtiging, maar nu met een (je raadt het al) seriewikkeling. Hier ook is de stroom door de seriewikkeling voldoende laag om geen zelfbekrachtiging te veroorzaken. De stroom regelt men hier door de vermogensweerstand Rr, maar men kan ook een instelbare weerstand plaatsen over de seriewikkeling EF om een deel van de seriestroom te kortsluiten.

Beide roterende versterkers worden vooral gebruikt als generator van een andere machine: dit kan zowel een motor of een generator zijn. Je zal ook de naam Single Stage Magnavolt aantreffen.

Serie of shunt speelt geen grote rol bij een generator, want de spanning wordt naar de verldwikkeling gestuurd. De stroom is evenredig met de spanning (constante belasting). Met een klein signaal (foutsignaal van de ingestelde spanning ten opzichte van de gemeten spanning) kan men een groter vermogen leveren.

Men kan ook een motor sturen (via het anker om het toerental te regelen, en men zal dan een rototrol gebruiken als versterkend element).

In vergelijking met een dwarsveldgenerator (amplidyne en metadyne) zijn de rototrol en vooral de regulex trage regelaars. De rototrol heeft echter een instelweerstand waardoor een hoge stroom moet lopen.

Opwekkingsdynamo

Reeds van voor de tweede wereldoorlog was men al overgeschakeld op wisselspanningsnetten, en dus op alternatoren om de spanning op te wekken. Maar de alternatoren waren nog steeds uitgerust met een opwekkingsdynamo om de exciterspanning te leveren.

De exciterspanning (bekrachtiging) moet namelijk gelijkspanning zijn en er waren toen nog geen krachtige gelijkrichters. De enige machine die een sterke stroom kon leveren was de dynamo, en die bleef in gebruik tot in de jaren 1970, tot men siliciumgelijkrichters kon gebruiken.

Er werden tweetraps alternatoren gebouwd (opwekkingsdynamo + alternator), hier in de commandobunker van de 15. Armee in Tourcoing.

De tweede foto is afkomstig van een leerboek uit de jaren 1970. Men ziet goed de sleepringen van de alternator.

Men gebruikte een speciale type dynamo die als versterker gebruikt werd (regulex, rototrol) zodat men genoeg had met een kleine regelspanning om een sterke stroom te leveren.

De bekrachtiging voor de opwekkingsdynamo werd op zijn beurt geleverd door een magnetische versterker, want er waren geen electronische schakelingen die een hoog vermogen konden leveren.


Generator in electriciteitscentrale
  • De bekrachtingingstroom voor de dynamo bedraagt 25kW,
  • de dynamo levert 2.4MW (6000A op 400V) en
  • de alternator is goed voor 500MW (uitgangsspanning van 12kV).
De generator heeft een opwekkingsdynamo met collector en koolborstels, terwijl de alternator sleepringen en contacten heeft om de rotor van stroom te voorzien.

Deze werkwijze werd gebruikt tot men kon beschikken over krachtige silicium gelijkrichters. Men schakelde dan over op een kleine alternator die voor de exciterspanning zorgde, en de wisselspanning werd gelijkgericht. De bekrachtigingsalternator en de hoofdalternator vormden vanaf dan één geheel, zie constructie van een moderne alternator.

Links to relevant pages - Liens vers d'autres pages au contenu similaire - Links naar gelijkaardige pagina's

Rec