CH127864A - Frequency converter for setting the power that flows through a line connecting two or more AC power plants (power slider). - Google Patents

Frequency converter for setting the power that flows through a line connecting two or more AC power plants (power slider).

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CH127864A
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Elektricitaets-Gese Allgemeine
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Aeg
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      Frequenzwandler    zur Einstellung der Leistung, die eine zwei oder mehr Wechsel  stromkraftwerke verbindende Leitung     durchfliesst        (Leistungsschieber).       Häufig ist erwünscht, die     Leistung,    die  eine zwei und mehr     Wechselstromkraftwerke     verbindende Leitung durchfliesst, einstellen  zu können.

   Wenn zum Beispiel ein Abnehmer       elektrischer    Arbeit sich an ein ein- oder     mehr-          phasiges    Wechselstromnetz anschliesst, wel  ches von mehreren     Kraftwerken    gespeist wird,  so kann er aus kaufmännischen oder tech  nischen Gründen wünschen, selbst bestimmen  zu können, zu welchen Anteilen     N1    und     N2     seine Leistung     N.,    sich auf die Kraftwerke  verteilen soll.

   In     Abb.    1 ist beispielsweise  der einfache Fall zugrunde gelegt, dass zwei  ungefähr     gleichgross'e    Kraftwerke<I>A</I> und<I>B</I>  neben andern nicht gezeichneten Abnehmern  auch den Abnehmer C beliefern, welcher an  eine Verbindungsleitung der Kraftwerke an  geschlossen ist.  



  Das Schaubild der     Abb.    2 zeigt, welche  Belastungen der beiden Kraftwerke bei ge  gebener Gesamtbelastung sich einstellen.  Die nach rechts abfallende Gerade zeigt  die     Charakteristik    - Frequenz     vi,    abhängig  von der Belastung     N. &     - des Kraftwerkes    A, die nach links abfallende Gerade die ent  sprechende Charakteristik des     Kraftwerkes     B. Bei letzterer ist die Leistung von rechts  nach links aufgetragen.

   Der Abstand der bei  den vertikalen Nullinien a und b ist die  augenblickliche Gesamtbelastung N beider  Kraftwerke einschliesslich der Leistung     N".     Der Schnittpunkt P liefert in     bekannter     Weise die beiden Belastungen     11'a    und     Nb     der beiden Kraftwerke, welche sich von  selbst unter dem Einfluss der     Kraftmaschi-          nenregler    einstellen.

   Damit sind aber auch  die Anteile     N,    und     N2    festgelegt, zu welchen       N,    von beiden Kraftwerken geliefert wird,  so dass die gewünschte     Verteilung    nur da  durch erreicht werden kann,, dass eines der  beiden Kraftwerke oder beide auf Wunsch  des Abnehmers ihre Regler verstellen.  



  Um dem Abnehmer die Möglichkeit zu  geben, selbst auf die Verteilung einzuwir  ken, kann man ihm eine Einrichtung zur  Verfügung stellen, welche eine bestimmte  regelbare     Frequenzdifferenz    zwischen den  beiden Werken bewirkt, ohne dass die Ein-           richtung    selbst merklich Energie verbraucht  oder liefern muss. Dies veranschaulicht       Abb.    6, welche mit     Abb.    2 übereinstimmt,  mit dem Unterschied, dass jetzt beide Fre  quenzen etwas verschieden sind.

   Das Kraft  werk A arbeitet     in    dem in der     Abb.    6 dar  gestellten Belastungsfalle mit     einer    etwas  höheren Frequenz - Betriebspunkt P der  Charakteristik - als das Kraftwerk B   Betriebspunkt     l@    der Charakteristik -.  Wie     die        Abb.        ä        zeigt"    ist jetzt die Be  lastung des     Kraftwerkes    A gegenüber der  in     Abb.    2 dargestellten natürlichen Belastung  gefallen (N$'     C    Na), diejenige des andern  Kraftwerkes entsprechend gestiegen.  



  Zur praktischen Verwirklichung dieses  Gedankens kann man bekanntlich die zum  Kraftwerk A führende Leitung an den Stän  der, die zum Kraftwerk . B führende Lei  tung an den Läufer einer     Asynchronmaschine     anschliessen oder umgekehrt und den Läu  fer entsprechend der     Frequenzdifferenz    lang  sam drehen. Diese bekannte Vorrichtung hat  zwei Nachteile. Erstens muss dem Läufer  eine wenn auch gegenüber der Durchgangs  leistung verhältnismässig kleine mechanische  Leistung zugeführt     bezw.    entnommen wer  den.

   Zweitens wird die Durchgangsleistung       transformatorisch    zwischen zwei Wicklun  gen übertragen, welche gegeneinander bewegt  werden .und in Nuten eingebettet sein müs  sen, was bei grösseren Leistungen zu teuren       Konstruktionen    führt.  



       Erfindungsgemäss.    wird das angestrebte  Ziel unter Vermeidung beider Nachteile mit  einem besonders     konstruierten        Frequenz-          wandler    erreicht, beispielsweise auf folgende  Weise:  Die eine     Leitung    wird an drei Punkte  einer feststehenden Wicklung angeschlossen,  welche auf den Schenkeln eines     mehrschenk-          ligen    Eisenkernes angeordnet ist und mit  einem ebenfalls festen     Kommutator    in Ver  bindung steht.

   Auf dem     gommutator    schleift  ein     dreiphasiger    rotierender Bürstensatz,  welcher über Schleifringe mit der andern  Leitung in Verbindung steht. Diese Anord  nung wirkt in bekannter Weise als Frequenz-         wandler,    welcher Leistung von einem Netz       ins    andere überträgt, ohne selbst Leistung  zu erzeugen oder - abgesehen von den Ver  lusten - zu verbrauchen, und ist deshalb  und wegen der geringen zu bewegenden  Massen auch für die Übertragung sehr gro  sser Leistungen geeignet. Die Drehzahl der  Bürsten     entspricht    der     Frequenzdifferenz.     



       Abb.    4 zeigt     ein    solches Ausführungs  beispiel. Hier ist die an den     Kommuta-          tor    angeschlossene Wicklung durch eine     12-          phasige        Polygonschaltung    gebildet, welche  durch Unterteilung zu einer beliebig     viel-          phasigen    - im Beispiel     24phasigen    - mit  grosser     Annäherung    gemacht werden kann.

    Die 12phasige Schaltung kommt nach     Abb.     4 durch elektrische Verkettung     zweier    pri  mär an die eine Leitung a angeschlossener       @Dreischenkeltransformatoren   <I>A</I> und<I>B zu-</I>  stande. Die Primärwicklung b' b" b"' des  Transformators A ist in     Stern,    diejenige  <I>c' c" c"'</I> des Transformators<I>B</I> in Dreieck  geschaltet. Die Sekundärwicklungen<I>d' d" d"'</I>  und e' e" e"' sind in der gezeichneten Weise  zu einer     Polygonschaltung    vereinigt.

   Die       Anzapfstellen    1 bis 24 der Wicklung sind  mit den gleich bezifferten Stegen des     Kom-          mutators        f    verbunden zu denken. Auf die  sem schleifen die Bürsten<I>g' g"</I>     g"',    welche  über die Schleifringe lt mit der andern Lei  tung k in     Verbindung    stehen.  



  Das     Vektordiagramm    der Spannungen  am     Kommutator    zeigt     Abb.    5.  



  Das vielphasige Spannungspolygon kann  auch auf andere Weise erzeugt werden. So  zum Beispiel zeigt     Abb.    6 das Schema einer  24phasigen Anordnung mittelst der allge  meinen     Zickzackschaltung    eines Transforma  tors. Es kann die     Zickzackschaltung    auch  bei zwei Transformatoren Verwendung fin  den. So zeigt     Abb.    7 ebenfalls eine     24-          phasige    Anordnung, bei welcher, die aus  gezogenen Linien die     Spannungsvektoren    des  einen, die gestrichelten Linien die Vektoren  des andern Transformators darstellen.

   Ho  mologe     Spannungen    beider Transformatoren  sind um 30   gegeneinander verdreht, zum  Beispiel dadurch, dass die Primärwicklung      des einen in Stern, diejenige des andern in  Dreieck geschaltet ist.  



       Statt    des     Kommutators    können nach der  Erfindung auch Einzelschalter dienen; es  sind dann jeweils drei einpolige oder ein  dreipoliger Einzelschalter eingeschaltet. Die  Gesamtzahl der dreipoligen Schalter ist da  bei gleich der Phasenzahl. Die Ein-     bezw.     Ausschaltung erfolgt zyklisch mittelst einer  Schaltwalze, deren Drehzahl wiederum der       Frequenzziffer    entspricht.



      Frequency converter for setting the power that flows through a line connecting two or more AC power plants (power slider). It is often desirable to be able to adjust the power that flows through a line connecting two or more AC power plants.

   If, for example, a consumer of electrical work connects to a single or multi-phase alternating current network, which is fed by several power plants, he may, for commercial or technical reasons, wish to be able to determine for himself the proportions of N1 and N2 Power N. should be distributed among the power plants.

   In Fig. 1, for example, the simple case is taken as a basis that two roughly the same size power plants <I> A </I> and <I> B </I>, in addition to other customers not shown, also supply customer C, which to a Connection line of the power plants is closed.



  The diagram in Fig. 2 shows the loads on the two power plants for a given total load. The straight line falling to the right shows the characteristic - frequency vi, depending on the load N. & - of the power plant A, the straight line falling to the left shows the corresponding characteristic of the power plant B. In the latter, the power is plotted from right to left.

   The distance between the vertical zero lines a and b is the instantaneous total load N of both power plants including the power N ". The point of intersection P supplies in a known manner the two loads 11'a and Nb of the two power plants, which are automatically influenced by the Adjust the engine regulator.

   However, this also defines the proportions N, and N2 for which N, is supplied by both power plants, so that the desired distribution can only be achieved by one of the two power plants or both adjusting their controllers at the request of the customer.



  In order to give the customer the opportunity to influence the distribution himself, a device can be made available which causes a certain controllable frequency difference between the two plants without the device itself having to consume or deliver noticeable energy. This is illustrated in Fig. 6, which corresponds to Fig. 2, with the difference that the two frequencies are now slightly different.

   The power plant A works in the load case shown in Fig. 6 with a slightly higher frequency - operating point P of the characteristic - than power plant B operating point l @ of the characteristic -. As Fig. Ä shows, "the load on power plant A has now fallen compared to the natural load shown in Fig. 2 (N $ 'C Na), that of the other power plant has increased accordingly.



  For the practical realization of this idea, you can, as is well known, the line leading to the power plant A to the stand that to the power plant. Connect the leading line to the rotor of an asynchronous machine or vice versa and slowly turn the rotor according to the frequency difference. This known device has two disadvantages. First, the runner has to be supplied with a mechanical power that is relatively small compared to the throughput power. taken from the.

   Secondly, the throughput is transmitted between two windings, which are moved against each other and have to be embedded in slots, which leads to expensive constructions for higher outputs.



       According to the invention. the desired goal is achieved while avoiding both disadvantages with a specially designed frequency converter, for example in the following way: One line is connected to three points of a fixed winding which is arranged on the legs of a multi-legged iron core and with a fixed one Commutator is connected.

   A three-phase rotating brush set grinds on the gommutator, which is connected to the other line via slip rings. This arrangement acts in a known manner as a frequency converter, which transmits power from one network to the other without generating power itself or - apart from the losses - consuming it, and because of the small masses to be moved, it is also suitable for the Suitable for transferring very large services. The speed of the brushes corresponds to the frequency difference.



       Fig. 4 shows such an embodiment example. Here the winding connected to the commutator is formed by a 12-phase polygon circuit, which by subdividing it into an arbitrarily multi-phase - in the example 24-phase - can be made with a large approximation.

    According to Fig. 4, the 12-phase circuit comes about through electrical concatenation of two three-arm transformers <I> A </I> and <I> B connected primarily to a line a. The primary winding b 'b "b"' of transformer A is connected in star, that <I> c 'c "c"' </I> of transformer <I> B </I> in delta. The secondary windings <I> d 'd "d"' </I> and e 'e "e"' are combined to form a polygon circuit in the manner shown.

   The taps 1 to 24 of the winding are to be thought of as being connected to the webs of the commutator f with the same number. The brushes <I> g'g "</I> g" 'grind on this, which are connected to the other line k via the slip rings lt.



  The vector diagram of the voltages on the commutator is shown in Fig. 5.



  The polyphase stress polygon can also be generated in other ways. For example, Fig. 6 shows the scheme of a 24-phase arrangement using the general zigzag connection of a transformer. The zigzag connection can also be used with two transformers. Fig. 7 also shows a 24-phase arrangement in which the solid lines represent the voltage vectors of one transformer and the dashed lines the vectors of the other.

   Homologous voltages of both transformers are twisted against each other by 30, for example by the fact that the primary winding of one is connected in star, that of the other in delta.



       Instead of the commutator, individual switches can also be used according to the invention; three single-pole or one three-pole single switches are then switched on. The total number of three-pole switches is the same as the number of phases. The one and Switching off takes place cyclically by means of a switching drum, the speed of which in turn corresponds to the frequency number.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Frequenzwandler zur Einstellung der Leistung, die eine zwei oder mehr Wechsel stromkraftwerke verbindende Leitung durch fliesst (Leistungsschieber), dadurch gekenn zeichnet, dass der Frequenzwandler aus min destens einem mehrschenkligen Eisenkern und feststehenden Wicklungen besteht, die sekundärseitig mit Anzapfungen versehen sind, die mit einer Kommutierungseinrich- tung leitend verbunden sind. PATENT CLAIM: Frequency converter for setting the power that flows through a line connecting two or more alternating current power plants (power slider), characterized in that the frequency converter consists of at least one multi-limbed iron core and fixed windings, which are provided with taps on the secondary side with a commutation device are conductively connected. UNTERANSPRÜCHE: 1. Frequenzwandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Viel phasenschaltung mittelst Polygonschal- tung besitzt. 2. Frequenzwandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er Viel phasenschaltung mittelst Zickzackschal- tung besitzt. SUBClaims: 1. Frequency converter according to patent claim, characterized in that it has a multi-phase circuit by means of a polygon circuit. 2. Frequency converter according to claim, characterized in that it has a lot of phase switching by means of zigzag switching. 3. Frequenzwandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass er Viel phasenschaltung durch Vereinigung zweier Transformatoren besitzt, deren Primär wicklung in Stern bezw.-Dreieck geschal tet ist. 4. Frequenzwandler nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass seine Kom- mutierungseinrichtung aus einer Gruppe von Einzelschaltern besteht. 3. Frequency converter according to claim, characterized in that it has a lot of phase switching by combining two transformers whose primary winding is switched in star or triangle. 4. Frequency converter according to claim, characterized in that its commutation device consists of a group of individual switches.
CH127864D 1926-04-06 1927-04-05 Frequency converter for setting the power that flows through a line connecting two or more AC power plants (power slider). CH127864A (en)

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