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Schaltung zur Erzeugung von Einphasenstrom aus Mehrphasenstrom
Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Erzeugung von Einphasenstrom aus Mehrphasenstrom. Bei dieser Schaltung sind jeder Phase zwei antiparallel geschaltete, steuerbare Gas-oder Dampfentladungs- gefässe zugeordnet. Diese Entladungsgefässe sind derart gesteuert, dass der Einphasenstrom aus nachein- anderfolgenden Impulsen besteht, deren jeder einer Halbwelle des Mehrphasenstromes entnommen ist.
Bei Schaltungen dieser Art entsteht ein Kurzschluss im Mehrphasenstromnetz, wenn mehrere Entladungsgefässe gleichzeitig brennen. Bei den bekannten Schaltungen brennt jedes Entladungsgefäss vom
Zündzeitpunkt bis fast zum nächsten Nulldurchgang der Spannung, also bis fast zum Ende der betreffenden Halbwelle, denn durch die Steuerung der Entladungsgefässe wird nur deren Zündzeitpunkt nicht aber das Löschen beherrscht, so dass jedes Entladungsgefäss erst löscht, wenn seine Anodenspannung die Löschspannung von beispielsweise 17 V unterschreitet. Damit dabei stets nur ein Entladungsgefäss brennt, darf daher jedes Entladungsgefäss erst nach demjenigen der Nulldurchgänge der Spannungen der Phasen gezündet werden, welcher dem Ende der dem Entladungsgefäss zugeordneten Halbwelle als letzter vorausgeht.
Da beim Dreiphasenstrom (Drehstrom) die Nulldurchgänge der Spannungen der Phasen mit 600 Abstand aufeinanderfolgen, wurde bei den bekannten Schaltungen jedes Entladungsgefäss später als 600 vor dem Ende (d. i. später als 1200 nachdem Anfang) der ihm zugeordneten Halbwelle gezündet, damit stets nur ein einziges Entladungsgefäss brennt. Daraus folgt der Nachteil eines kleinen Leistungsfaktors, von beispielsweise nur 0,2, weil jeder Phase nur im letzten, dritten Teil jeder Halbwelle Energie entnommen werden konnte.
Zur Vermeidung dieses Nachteils enthält der Einphasenstromkreis der erfindungsgemässen Schaltung wenigstens einen Kondensator, dessen Umladezeit höchstens 1/6 der Periodendauer des Mehrphasenstromes beträgt. Unter Umladezeit ist dabei die Zeit verstanden, welche unter den durch die Schaltung und die Belastung des Einphasenstromkreises gegebenen Verhältnissen erforderlich ist, um den positiv aufgeladenen Kondensator zu entladen und negativ aufzuladen oder umgekehrt.
Bei dieser Schaltung löscht jedes Entladungsgefäss nicht am Ende einer Halbwelle, sondern am Ende des Umladevorgangs des Kondensators. Es kann daher jedes Entladungsgefäss durch Bemessung der Umladezeit vor dem Ende der ihm zugeordneten Halbwelle des Mehrphasenstromes gelöscht, und deshalb vor dem Ende dieser Halbwelle das nächste Entladungsgefäss ohne Kurzschlussgefahr gezündet werden. Auf diese Weise ist es z. B. möglich, jeden Impuls des Einphasenstromes einem Teil der ihm zugeordneten Spannungshalbwelle des Einphasenstromes, welcher zeitlich in der Mitte dieser Halbwelle liegt, zu entnehmen. Dann ist der Leistungsfaktor etwa gleich Eins, und es wird der Teil jeder Halbwelle des Mehrphasenstromes verwendet, welcher die innerhalb der Periode grösseren Augenblickswerte der Spannung enthält. Man kann z.
B. auch einen Teil jeder Halbwelle des Mehrphasenstromes verwenden, welcher zeitlich vor der Mitte der Halbwelle liegt. Dann ist der Leistungsfaktor negativ. Dadurch kann beispielsweise ein positiver Leistungsfaktor anderer an das Mehrphasenstromnetz angeschlossener Einrichtungen ausgeglichen werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und dessen Wirkungsweise im Vergleich zur Wirkungsweise der bekannten Schaltungen dargestellt. Es zeigen Fig. 1 ein teilweises Schaltbild einer mit Dreiphasenstrom zu betreibenden Widerstandsschweissmaschine mit einem Einpha-
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Die Umladezeit des Kondensators darf in jedem Falle nicht grösser sein als der zwischen zwei aufein- anderfolgenden Zündzeitpunkten der Entladungsgefässe liegende Zeitraum.
Die Kapazität des Kondensators ist zwecks Anpassung an verschiedene Belastungen des Einphasen- stromkreises zweckmässig veränderbar.
Da das Übersetzungsverhältnis des Schweisstransformators die Umladezeit des Kondensators beein- flusst, ist es bei Schweissmaschinen, bei denen das Übersetzungsverhältnis des Schweisstransformators ein- stellbar ist, zweckmässig, die Einstellmittel für das Übersetzungsverhältnis des Transformators mit den
Mitteln zur Veränderung der Kapazität des Kondensators zu koppeln, u. zw. derart, dass die Sekundärspan- nung des Transformators und die Kapazität des Kondensators im gleichen Sinne zunehmen.
Wenn die Ignitrons mehreren Schweisstransformatoren gemeinsam zugeordnet sind, wird zweckmässig jedem Schweisstransformator je ein Kondensator zugeordnet, wie Fig. 7 zeigt, wobei auch die gemein- same Regelung der Kapazität des Kondensators 5a bzw. 5b bzw. 5c und des Übersetzungsverhältnisses des ihm zugeordneten Schweisstransformators 4a, 4b, 4c angedeutet ist. Die Schweisstransformatoren 4a, 4b,
4c können je mittels eines Schalters 6a, 6b, 6c einzeln eingeschaltet werden.
Obwohl mit Mehrphasenstrom zu betreibende Widerstands-Schweissmaschinen ein wesentlicnes An- wendungsgebiet der Erfindung sind, ist dieselbe nicht auf die Fälle beschränkt, in denen der Einphasen- strom zum Widerstandsschweissen Verwendung findet.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Schaltung zur Erzeugung von Einphasenstrom aus Mehrphasenstrom, bei welcher der Einphasenverbraucher einerseits an den Sternpunkt und anderseits je über zwei antiparallel geschaltete Entladung- gefässe mit Zündelektrode an die Phasenleiter des Mehrphasennetzes angeschlossen ist, und die Entladungsgefässe derart gezündet werden, dass der Einphasenstrom aus nacheinanderfolgenden Impulsen besteht, deren jeder einer Halbwelle des Mehrphasenstromes entnommen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit dem Verbraucher ein Kondensator geschaltet ist. dessen Umladezeit höchstens 1/6 der Periodendauer des Mehrphasenstromes beträgt.
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Circuit for generating single-phase electricity from multi-phase electricity
The invention relates to a circuit for generating single-phase electricity from multiphase electricity. In this circuit, two controllable gas or vapor discharge vessels connected anti-parallel are assigned to each phase. These discharge vessels are controlled in such a way that the single-phase current consists of successive pulses, each of which is taken from a half-wave of the multiphase current.
With circuits of this type, a short circuit occurs in the multi-phase power network if several discharge vessels are burning at the same time. In the known circuits, each discharge vessel burns off
Ignition point until almost the next zero crossing of the voltage, i.e. almost to the end of the relevant half-wave, because the control of the discharge vessels only controls their ignition point but not extinguishing, so that each discharge vessel does not extinguish until its anode voltage exceeds the extinction voltage of 17 V, for example falls below. So that only one discharge vessel is always burning, each discharge vessel may therefore only be ignited after that of the zero crossings of the voltages of the phases which precedes the end of the half-wave assigned to the discharge vessel as the last.
Since with three-phase current (three-phase current) the zero crossings of the voltages of the phases follow each other with a distance of 600, with the known circuits each discharge vessel was ignited later than 600 before the end (i.e. later than 1200 after the beginning) of the half-wave assigned to it, thus always only a single discharge vessel burns. This has the disadvantage of a small power factor, for example only 0.2, because energy could only be extracted from each phase in the last, third part of each half-wave.
To avoid this disadvantage, the single-phase circuit of the circuit according to the invention contains at least one capacitor, the recharging time of which is at most 1/6 of the period of the multiphase current. The recharging time is understood to mean the time which is required under the conditions given by the circuit and the load on the single-phase circuit in order to discharge the positively charged capacitor and charge it negatively or vice versa.
With this circuit, each discharge vessel does not extinguish at the end of a half-wave, but rather at the end of the capacitor's charge reversal. Each discharge vessel can therefore be extinguished by measuring the reloading time before the end of the half-wave of the multi-phase current assigned to it, and therefore the next discharge vessel can be ignited before the end of this half-wave without the risk of a short circuit. In this way it is e.g. B. possible to take each pulse of the single-phase current from a part of the voltage half-wave of the single-phase current assigned to it, which is temporally in the middle of this half-wave. Then the power factor is approximately equal to one, and that part of each half-cycle of the multiphase current is used which contains the instantaneous values of the voltage which are greater within the period. You can z.
B. also use a part of each half-wave of the multiphase current, which is temporally before the middle of the half-wave. Then the power factor is negative. In this way, for example, a positive power factor of other devices connected to the multi-phase power network can be compensated for.
The drawing shows an exemplary embodiment of the subject matter of the invention and its mode of operation in comparison to the mode of operation of the known circuits. 1 shows a partial circuit diagram of a resistance welding machine to be operated with three-phase current with a single-phase
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The recharging time of the capacitor must in any case not be greater than the period between two successive ignition times of the discharge vessels.
The capacitance of the capacitor can expediently be changed in order to adapt it to different loads on the single-phase circuit.
Since the transformation ratio of the welding transformer influences the recharging time of the capacitor, in welding machines in which the transformation ratio of the welding transformer is adjustable, it is advisable to use the setting means for the transformation ratio of the transformer
To couple means for changing the capacitance of the capacitor, u. in such a way that the secondary voltage of the transformer and the capacitance of the capacitor increase in the same sense.
If the Ignitrons are jointly assigned to several welding transformers, it is expedient to assign a capacitor to each welding transformer, as shown in FIG. 7, whereby the common regulation of the capacitance of the capacitor 5a or 5b or 5c and the transformation ratio of the welding transformer 4a assigned to it , 4b, 4c is indicated. The welding transformers 4a, 4b,
4c can each be switched on individually by means of a switch 6a, 6b, 6c.
Although resistance welding machines to be operated with multi-phase current are an essential field of application of the invention, the same is not restricted to the cases in which the single-phase current is used for resistance welding.
PATENT CLAIMS:
1.Circuit for the generation of single-phase current from multi-phase current, in which the single-phase consumer is connected to the neutral point on the one hand and to the phase conductors of the multi-phase network via two anti-parallel discharge vessels with ignition electrodes on the other hand, and the discharge vessels are ignited in such a way that the single-phase current from successive There are pulses, each of which is taken from a half-wave of the multi-phase current, characterized in that a capacitor is connected in series with the consumer. whose recharging time is at most 1/6 of the period of the multiphase current.