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Schaltungseinrichtung zur Verteilung von Gleichstrom von einem rotierenden Umformer aus.
Vorliegende Erfindung bezieht sich auf Stromverteilungsanlagen, insbesondere auf solche, bei welchen Wechselstrom mit Hilfe von rotierenden Umformern in Gleichstrom umgeformt wird. Bezweckt wird dabei, die Selbstinduktion auf der Wechselstromseite des Umformers derart zu verteilen, dass zwischen den den verschiedenen Wechselstromkomponenten zugehörigen Schleifringen gleiche Spannungsunterschiede erhalten worden.
In der Zeichnung sind Fig. 1 und 2 die Beziehungen elektromotorischer Kräfte ver- anschaulichende Schemata, Fig. 3 ist ein Schaltungsschema einer Verteilungsanlage nach vorliegender Erfindung bei Benützung eines Zweiphasenstromes. Fig. 4 ist ein Schaltungschema der Ankerbewicklungen einer Zweiphasenstrommaschine, die in der Mitte (in Sternschaltung) miteinander verbunden sind. Fig. 5 und 6 sind Schaltungssehemata von Anlagen, bei welchen Se hsphasenstromumformer benützt worden : in ersterer Figur kommt eine Doppeldreicckschaltllng, in letzterer Doppelsternschaltung zur Anwendung. Fig. 7 zeigt ein Schaltungsschema, bei welchem die induktiven Widerstände innerhalb des Doppeldreiecks geschaltet sind.
Beim Betrieb von rotierenden Umformern ist es wünschenswert, die Spannung an der Gleichstromseito derselben innerhalb gewisser Grenzen iege) n zu können. Zu dem Zweck wird bekanntlich häufig eine geeignete Reaktanz- oder Selbstinduktionsspule in die die rotierenden Umformer speisende Wechselstromleitung eingeschaltet, so dass, wenn die Felder
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stehen, welche die dem Umformer zugeführte Wechselstromspannung verringern, womit auch eine Verringerung der Spannung an der GIeichstromscito der Umformer verbunden ist.
Werden die Umformorfelder stärker, so steigert sich auch die Gleichstromspannung.
Wird der Umformer von einem Dreiphasenstrom gespeist, so würde in jeder der drei Wechso ! strom) eitungen eine Reaktanz (Selbstinduktionsspule) verwendet werden. Sind die beiden gesonderten Teile der Ankerwicklung eines rotierenden Zwoiphasenstromgenerators nicht in der Mitte verbunden, so ist es bloss nötig, je einem der Leiter jeder Stromkomponente eine Selbstinduktionsspule vorzuschalten. Sind aber die Mitten der beiden Bewicklungen verbunden und geht von dieser Verbindungsstelle ein neutraler Leiter aus, so werden durch Einschaltung nur einer Spule in jede Phasenleitung in den verschiedenen Teilen der Wicklung ungleiche Spannungen hervorgerufen werden.
In Fig. 1 stellt beispielsweise die Linie A B der Richtung und Grösse nach eine Komponente und C D die zweite Komponente der elektrornotorischen Kraft dar, wobei die Mitten der beiden Bewicklungen des Generators verbunden sind. Würde man nun Reaktanz in bloss einen der Leiter jeder Komponente einschalten und würde das Feld des Umformers verstärkt werden, so steigt die Wechselstromspannung bloss zwischen dem neutralen Leiter und den die Spulen enthaltenden Leitern. Diese Spannungssteigerung ist durch die Linien D F und B G (Fig. 1) veranschaulicht und die resultierenden Spannungen zwischen A F, F G, G C und C A werden offenbar ungleich. Die Ungleichheit dieser Spannungen ruft örtliche Strönw im Anker des rotierenden Umformers hervor, was eine ungebührliche Erwärmung zur Folge hat.
Diese Schwierigkeiten werden dadurch vermieden, dass man beiden Leitern der zwei Stromkomponenten Selbstinduktionssputen verschaltet und die Wirkung besteht dann darin,
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dass kleine gleich grosse Steigerungen oder Abnahmen in beiden Teilen jeder der beiden Komponenten der elektromotorischen Kraft, welche in die Ankerbewicklung geleitet wird, eintreten.
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forderlich, wenn man sie aus zwei Hälften herstellt, so dass je eine Hälfte je einem Leiter jeder Komponente vorgeschaltet werden kann.
In Fig. 3 gibt der Zweiphasenstromgenerator J Strom an die Primärwicklungen zweier Transformatoren 2, 3 ab, deren Sekundärwicklungen den rotierenden Umformer 4 speisen. In die Wechselstromlcitung zwischen den Transformatoren 2, 3 und dem rotierenden Umformer 4 sind Reaktanzvorrichtungen (Selbstinduktionsspulen) 5 eingeschaltet, um die Spannung des Gleichstromes zu regeln, der den Stromverbrauchsvorrichtungen 6 zugeführt wird. Der Bau der Reaktanzvorrichtungen wird offenbar vereinfacht, wenn man die zwei den beiden Wochselstromkomponenten zugeordneten Spulen 7, 8 mit einem gemeinsamen magnetischen Kern ausstattet, man kann jedoch gewünschtenfalls auch eine andere Anordnung benützen.
Die Reihenfeldmagnetwicklung 10 des rotierenden Umformers ist derart geschaltet, dass sie die magnetisierende Wirkung der Nebenschlussfeldwicklung 11 unterstützt, wie es bei Benützung induktiver Widerstände in rotierenden Umformern zur Regelung der Spannung des Gleichstromes üblich ist.
Die Erfindung kann auch bei rotierenden Umformern für Sechsphasenstrom benützt werden, wie in Fig. 5 und 6 gezeigt. Nach Fig. 5 sind die beiden Teile 12 und 13 der Sekundärwicklung des Dreiphasentransformators 14 in Doppeldreieckschaltung verbunden, um Sechsphasens1 ; rom für den rotierenden Umformer 4 zu erzeugen. Der Transformator erhält Strom von irgendeiner geeigneten nicht gezeigten Dreiphasenstromquelle. Die Scbonltol 15 des Eisenkernes 16 einer Dreiphasenreakt. anzvorrichtung 17 sind mit je zwei Spulen 18 und 19 bewickelt, die zwischen die Sekunditrspulen 12, 13 und den rotierenden Umformer eingeschaltet sind.
Gewünschtenfalls können statt einer einzigen Reaktanzvorrichtung drei Einphasen-Reaktanzvorrichtungen benützt werden, wofern jede derselben zwei Spulen besitzt und die einzelnen Spulen so geschaltet sind, dass sie für jede Komponente den gewünschten induktiven Widerstand bieten.
In Fig. 6 sind die Sekundärwicklungen 20, 21 eines Dreiphasentransformators 22 in Doppolsternschaltung verbunden und es werden zwei Reihen Stromverbrauchsvorhchtungen. 23 von einem Dreileitersystem gespeist, dessen Mittelleiter 24 mit dem neutralen Punkt des Transformators 22 verbunden ist. Im übrigen ist die Schaltung ähnlich wie in Fig. 5. In der Schaltung nach Fi. 3 könnte gleichfalls in bekannter Weise ein neutraler Leiter für ein Droiteitorsystom vorgesehen sein.
In jedem Falle dient die vorliegende Erfindung dazu, die Stabilität sowohl hinsichtlich der elektromotorischen Kräfte der einzelnen Drehstromkomponenten als auch hinsichtlich des neutralen Punktes dos Systems aufrecht zu erhalten. In Fig. 7 ist eine Schaltung ver- anschaulicht, welche der in Fig. 5 gezeigten vollkommen gleicht, nur dass die Spulen 18 und 19 der Reaktanzvorrichtllng 17 in die Doppeldreieckleitungen der Transformatorbewicklungen 12 und 13 einbezogen sind, statt damit einfach verbunden zu sein, wie bei der Einrichtung nach Fig. 5 Einrichtung nach Fig. & .
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Schaltungseinrichtung zur Verteilung von Gleichstrom von einem rotierenden Um- former aus, der durch eine gerade Anzahl von Speiseleitern mit Mehrphasenstrom von gerader Komponentenzahl gespeist wird, die grösser ist als zwei, dadurch gekennzeichnet, dass Reaktanzen oder Selbstinduktionsspulen, deren Anzahl gleich ist jener der Speiseleiter, vorgesehen sind und jede derselben mit je einem der Speiseleiter in Reihenschaltung verbunden ist, zum Zwecke, bei Änderung der Feldstärke des rotierenden Umformers die Spannung in jedem Teil der Ankerwicklung um denselben Betrag zu ändern und so örtliche Ströme und eine zu starke Erhitzung des Ankers zu verhüten.