AT206528B - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    Hochstromventildrossel,   insbesondere magnetisch gesteuerter Hochstromtrockengleichrichter 
Gleichstromquellen mit hoher Stromstärke werden vorteilhaft aus über Transformatoren gespeisten Trockengleichrichtersätzen aufgebaut, deren Ausgangsspannung durch steuerbare Sättigungsdrosseln bestimmt wird. Die Trockengleichrichter wirken hiebei mit den Drosseln im Sinne der bekannten Selbstsättigungsschaltung zusammen. 



   Man hat bereits in den Transformatorkessel Drosselspulen mit einstellbarem Luftspalt eingebaut, die den Parallelbetrieb zweier oder mehrerer Transformatoren erleichtern'sollen. Dabei werden jeweils zwei Sekundärleiter durch ein Isolierrohr geführt, auf dem Eisenkern mit Luftspalt aufgereiht oder aufgeschnittene Blechzylinder übereinander gesteckt sind. Ferner wurden bereits Wandler und Kondensatoren in Transformatorkessel eingebaut. 



   Dagegen wurden bisher die Sättigungsdrosseln magnetisch gesteuerter Gleichstromquellen in einem besonderen Ölkessel angeordnet, da bei-der üblichen Bauart solcher Drosseln die Hochstromleiter innerhalb des Kessels zwischen Transformator, Sättigungsdrosseln und   Durchftihrungen   zusätzliche Verluste und übermässige Erwärmungen in den Konstruktionsteilen, insbesondere den Kesselwandungen, hervorrufen. 



   Das vorstehend skizzierte Problem lässt sich auf Hochstromventildrosseln,   d. h.   mit Ventilen in Reihe liegende Sättigungsdrosseln, insofern verallgemeinern, als bei den grossen Leiterquerschnitten besonderer Wert auf eine platzsparende und einfache Bauform zu legen ist. 



   Gemäss der Erfindung werden   Hochstromvent'idrosseln   derart ausgebildet, dass die Arbeitswicklung aus einem stabförmigen, wenigstens teilweise an sich in der Schaltung erforderlichen Leiter besteht, auf den ein etwa   hülsenförmiger   luftspaltloser Eisenkern geringen   Aussendurchmessers   aus einem Material mit annähernd rechteckiger Magnetisierungsschleife aufgebracht ist. Damit werden die angestrebten Vorteile erreicht und ausserdem der Kupferbedarf für die Drosseln entscheidend gesenkt. Der Eisenkern kann aus einem Stück oder aus mehreren   Ringkernen bestehen   und lässt sich in beiden Fällen ohne Abfall aus Bandmaterial wickeln. Die Länge des Kernes ist bei   gegebenem Innen- und Aussendurchmesser   vom erforderlichen Eisenquerschnitt abhängig. 



   Bei Hochstromtrockengleichrichtern mit Netztransformator werden als Leiter für die Drosseln vorteilhaft die Verbindungsleitungen zwischen der Transformatorhochstromwicklung und der Durchführung bzw. dem eingebauten Gleichrichter verwendet, womit die Sättigungsdrosseln, wie gefordert, im Transformatorkessel untergebracht sind. Eine ähnliche Anordnung ist bei dem eingangs erwähnten Transformator mit zusätzlichen Luftspaltdrosseln an sich bekannt. An den Verbindungsleitungen werden nur kurze Zwischenstrecken für Befestigungszwecke freigelassen. Die Leiter können als innen blankes, öldurchströmtes Kupferrohr ausgeführt sein oder aus Flachschienen bestehen. 



   Handelt es sich um die Steuerung verhältnismässig grosser Spannungen, so dass bei der einzigen Windung der Arbeitswicklung ein grosser Eisenquerschnitt erforderlich ist, so ist es vorteilhaft, die stabförmigen Leiter an der der Durchführung abgewandten. Seite mit   dr-z   Transformatorhochstromwicklung zu verbinden. Es steht dann fast die gesamte Transformatorhöhe für die Unterbringung des Kernes zur Verfü- 

 <Desc/Clms Page number 2> 

   gung, so dass der erforderliche Eisenquerschnitt mit einem kleinen Aussendurchmesser des Kernes erreichbar ist. Der Innendurchmesser ist durch die Abmessungen des stabförmigen Leiters bestimmt. 



  Die Steuerwicklungen können auf die einzelnen Ringkerne getrennt oder über die ganze Kernanordnung gewickelt und vorzugsweise aus flachen Leitern hergestellt werden. Da es sich um eine Selbstsättigungsschaltung. handelt, sind nur verhältnismässig wenig Windungen erforderlich. Der Kupfer- und Platzbedarf der Steuerwicklungen wird durch die Verwendung eines Materials mit rechteckförmiger Magnetisierungsschleife noch weiter herabgesetzt. In an sich bekannter Weise ist es möglich. die Steuerwicklungen der einzelnen Kerne mit den Steuerwicklungen der Kerne anderer Phasen so in Reihe zu schalten, dass sich die induzierten Spannungen für jede Sättigungsdrossel aufheben.

   Es genügen hiebei verhältnismässig kleine Steuerströme, ohne dass die induzierten Spannungen an irgendeiner Stelle der Steuerwicklungen auf hohem Potential liegen, so dass man mit geringer Isolation der Steuerwicklung auskommt. Diese Massnahme trägt dazu bei. den Innendurchmesser der Ringkerne zu verkleinern. 



  Sehr vorteilhaft sind auch Schaltungen mit der bekannten Spannungsflächensteuerung, bei der keine Steuerwicklungen erforderlich sind. Man kann dann das Eisenband direkt auf den isolierten Leiter wickeln, was zu einem Minimum an Raumbedarf führt. Das Isolationsmaterial muss die Nachglühtemperatur des Eisens vertragen. 



  Sobald das Eisen der Ringkerne jeweils in den Sättigungsbereich gelangt, kann die induzierende Wirkung der Hochstromleiter auf aussenliegende Konstruktionsteile und die Kesselwand übergreifen. Um die dadurch bedingten zusätzlichen Verluste klein zu halten, ist es von einer bestimmten Stromstärke an zweckmässig, jede Sättigungsdrossel in mehrere parallelgeschaltete Teildrosseln zu unterteilen und die Teildrosseln verschiedener Phasen räumlich in Gruppen derart zusammenzufassen, dass der Gesamtstrom jeder Gruppe ein konstanter'Gleichstrom bzw. gleich Null ist. Bei Drehstrom wird man beispielsweise drei oder sechs Leiter zusammenfassen, bei Einphasenstrom jeweils die Hin-und Rückleitung. Die Mass- nahme ist auch dann anwendbar, wenn man keine Unterteilung der Drosseln vornimmt. 



  Nähere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind. 



  Die Fig. 1 und 2 zeigen im Auf-und Grundriss ein Beispiel für die konstruktive Ausbildung des Transformators mit den Sättigungsdrosseln nach der Erfindung. Der Transformatorkessel ist mit 1 bezeichnet, während der Transformator 2 aus einem Dreischenkelkern 3 und Primär- und Sekundärwicklungen 4 und 5 besteht. Es ist angenommen, dass der zu steuernde Spannungsbereich verhältnismässig hoch ist, so dass nach obigem die stabförmigen Leiter an der Unterseite der Transformatorwicklungen angeschlossen sind, die oben in Sternschaltung verkettet sind. Über die einzelnen Leiter 6 sind Ringkerne 7 geschoben, die aus Einzelkernen oder einer Hülse bestehen können. Da für die Kerne die ganze Länge zwischen dem unteren Ende der Sekundärwicklung und der Durchführung 8 zur Verfügung steht, wird der Aussendurchmesser der Kerne klein.

   Die einzelnen Sättigungsdrosseln sind in je zwei Gruppen räumlich zusammengefasst und in Fig. 2 mit 7 und 7'bezeichnet. Die Durchführungen werden an jeder Seite gemeinsam durch ein unmagnetisches Deckelstück geführt. 



  In den Fig. 3 - 7 sind Möglichkeiten zur Bildung räumlicher Gruppen von Teildrosseln dargestellt. 



  Die Zusammenfassung der Gruppen ist durch gestrichelte Linien angedeutet. In Fig. 3 handelt es sich um eine Brückenschaltung ohne Parallelzweige entsprechend Fig. 1 und 2, bei Fig. 4 um eine solche mit doppelter Parallelschaltung. Fig. 5 zeigt eine Doublerschaltung für Wechselstromausgang mit je zwei in Reihe liegenden Sättigungsdrosseln, Fig. 6 eine Einphasenbrückenschaltung und Fig. 7 eine Drehstromsternschaltung. 



  Wie aus Fig. 5 ersichtlich, hat die Erfindung nicht nur bei Gleichrichtern Bedeutung. sondern auch bei Hochstromeinrichtungen mit Wechselstromausgang, die durch die Drosseln in Selbstsättigungsschaltung gesteuert werden. 



  Die mit den Sättigungsdrosseln in Reihe liegenden Ventile können aus Silizium, Germanium oder Selen ausgeführt und in den Transformatorkessel mit eingebaut werden. Mit Rücksicht auf die hohe Temperatur des Kühlöles kann es zweckmässig sein, die Gleichrichter im unteren Teil des Kessels, also im Bereich der niedrigsten Temperaturen, anzuordnen und zwischen die Transformatorwicklungen und Sättigungsdrosseln zu schalten. Die Schaltung weicht dann von denen der Fig. 3-7 insofern ab, als die Ventile zwischen Transformatorsekundärwicklungen und Drosseln liegen. Die oberen Enden der stabförmigen Leiter werden vor der Durchführung miteinander verbunden. so dass auf der Hochstromseite weniger Durchführungen erforderlich sind. Bei Gleichrichterschaltungen muss beispielsweise nur der gleichstromführende Leiter herausgeführt werden. 



  In Fig. 8 ist noch schematisch dargestellt. wie man bei hohen zu steuernden Spannungen die Länge   

 <Desc/Clms Page number 3> 

 des Eisenkernes weiter vergrössern kann. Zu diesem Zweck werden die stabförmigen Leiter-aus einzelnen Teilen mäanderförmig zusammengesetzt, von denen jeder in gleicher Richtung laufende Teil einen eigenen Kern erhält. Auch diese Massnahme trägt dazu bei, den Aussendurchmesser der Kerne klein   zu.   halten. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
1. Hochstromventildrossel. dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswicklung aus einem stabförmigen Leiter besteht, auf den ein etwa hülsenförmiger luftspaltloser Eisenkern geringen Aussendurchmessers aus einem Material mit annähernd rechteckförmiger Magnetisierungsschleife aufgebracht ist.

Claims (1)

1. 2. Ventildrossel nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern aus Bandmaterial in einem Stück gewickelt ist.

   3. Ventildrossel nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Eisenkern aus mehreren Bandringkerne besteht.

   4. Ventildrossel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerwicklung aus flachen Leitern gewickelt ist.

   5. Ventildrossel nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Spannungszeitflächensteuerung verwendet und ohne Steuerwicklungen ausgebildet ist.

   6. Über einen Transformator gespeister und magnetisch gesteuerter Hochstromtrockengleichrichter mit Ventildrosseln nach den Ansprüchen 1 bis S, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswicklungen der Drosseln von den Verbindungen zwischen der Transformatorhochstromwicklung und der Kesseldurchführung bzw. dem eingebauten Gleichrichter gebildet sind, 7. Gleichrichter nach Anspruch 6, für höhere Spannungen, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsleitungen an der den Durchführungen abgewandten Seite an die Transibrmatorhochstromwicklun- gen angeschlossen sind.

   8. Gleichrichter nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Sättigungsdrosseln aus mehreren mäanderförmig in Reihe angeordneten Teilen bestehen.

   9. Gleichrichter nach den Ansprüchen 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Sättigungsdrossel in mehrere parallel-oder reihengeschaltete Teildrosseln aufgeteilt ist.

   10. Gleichrichter nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Sättigungsdrosseln bzw. Teildrosseln verschiedener Phasen räumlich in Gruppen derart zusammengefasst sind, dass der Gesamtstrom jeder Gruppe ein konstanter Gleichstrom bzw. gleich Null ist.

   11. Gleichrichter nach den Ansprüchen 6 bis 10, mit in den Transformatorkessel eingebauten Gleichrichter, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichrichter im unteren Teil des Kessels angeordnet und zwischen die Transformatorwicklung und die Sättigungsdrosseln geschaltet sind.