CH173183A - Einrichtung zur Erzielung gleicher Stromaufnahme der Anoden eines Mehrphasen-Gleichrichters, mit n sechsphasigen Anodensystemen und allen gemeinsamer Kathode. - Google Patents

Description

  Einrichtung zur Erzielung gleicher Stromaufnahme der Anoden eines     Mehrphasen-          Cleichrichters,    mit n sechsphasigen Anodensystemen und allen gemeinsamer Kathode.    Bei     Zwölfphaserrschaltungen    der Speise  transformatoren für     Que        -,ksilberdampfgleich-          richter    hat es sich gezeigt, dass die beiden       Sechsphasensysteme,    welche um 30     e1.    Grade       gegeneinander    versetzt sind, dazu neigen, un  gleiche Teillasten aufzunehmen. Ein Grund  hierfür liegt in den Oberharmonischen der  Spannung des speisenden Drehstromnetzes.

    Es sind bereits verschiedene     Mittel    angegeben  worden, um eine gleiche Stromaufnahme der  beiden     Sechsphasensysteme    zu erzwingen.  Die Wirkung wird bei den bisher     bekannten     Anordnungen entweder durch Aufteilung des       Gleichrichtertransformators    in zwei Sechs  phasentransformatoren, oder durch Verwen  dung von Anodendrosseln erreicht. Beide  Einrichtungen sind kompliziert und     ver-          teuern    die Anlage.  



       Gegenstand    der Erfindung ist nun eine  Einrichtung zur Erzielung gleicher Strom  aufnahme der Anoden eines Mehrphasen  gleichrichters, mit n sechsphasigen Anoden-         systemen    und allen gemeinsamer Kathode,  dessen Anoden mit gesteuerten     Gittern    ver  sehen sind, welche zur     Gleichspannungsregu-          lierung    benutzt werden, bei der erfindungs  gemäss der Belastungsausgleich zwischen den  aus den vorhandenen     Sechsphasensystemen     gespeisten Anoden dadurch erzielt wird, dass  die Anoden desjenigen     Sechsphasenanoden-          systems,    welches die grössere Stromaufnahme  hat, eine Zündverzögerung erhalten,

   während  gleichzeitig die Anoden des andern Systems,  welche eine zu kleine Last aufnehmen, eine  entsprechende     Vorverlegung    des     Zündzeit-          punktes    erhalten.  



  In der Zeichnung sind Ausführungsbei  spiel der Erfindung schematisch in     Abb.    1  bis 5 dargestellt. Der Gleichrichter     mit    sei  nen Anoden, Steuergittern usw. ist zur Er  leichterung der Darstellung des Erfindungs  gegenstandes weggelassen.  



  Die beiden um<B>30'</B>     gegeneinander    ver  setzten     Wicklungssysteme    des Dreiphasen-           Zwölfphasentransformators    für die Speisung  des nicht gezeichneten Gleichrichters sind  mit I und     II    bezeichnet. Die Nullpunkte  der beiden     Sechsphasensysteme    sind     zusam-          mengefasst,    der von der Verbindungsleitung  abgehende Leiter bildet den Minusleiter des  Gleichstromnetzes. In den Leitungsstrecken       zwischen    den Nullpunkten der beiden Sechs  phasensysteme und dem Anschluss des  Minusleiters liegen die Amperemeter e, f.

    Den Steuergittern der aus den beiden Sechs  phasensystemen I,     II    gespeisten Anoden sind       getrennte    Potentialverteiler     bezw.    rotierende  Kontaktapparate a, b mit im Raum festen       Schleifkontaktringen    und     rotierenden    Bür  sten zugeordnet, die getrennt für sich die  Steuergitter mit einer     beliebigen    Spannungs  quelle verbinden. Die Bürsten beider Kon  taktapparate a, b werden gemeinsam durch  den Synchronmotor     na    angetrieben, der an  das Primärnetz c angeschlossen ist.

   Durch       Verschiebung    der Systemachse des Syn  chronmotors infolge einer Verschiebung des  Schleifkontaktes     am.Spannungsteilwiderstand     d lässt sich in bekannter Weise ebenfalls eine  Regulierung der Gleichspannung erzielen;  indem durch Verstellung des Bürstenwinkels  in der einen oder andern Richtung der     Zünd-          zeitpunkt    der Anoden im voreilenden oder  nacheilenden Sinn verschoben wird.

   Die       Schleifkontaktringe    der     Kontaktapparate    a,  b sind bei dem dargestellten Beispiel als  Zahnkränze oder Schneckenräder ausgebildet,  mit denen zum Beispiel Schnecken     g,    h in  Eingriff stehen, von denen die eine rechts  gängig und die andere linksgängig ist, so  dass die     Schleifstromkontaktringe    a, b, .die  auf der Welle     i,    sitzen, durch Drehen der  Welle, zum Beispiel     mittelst    Handgriff in  einander entgegengesetzter Richtung ver  dreht werden.

   Auf diese Weise wird durch  den Kontaktapparat a .des einen Systems I  und die durch diesen herbeigeführte Gitter  steuerung der     Zündzeitpunkt    der Anoden im  voreilenden     .Sinne,    durch den Kontaktapparat       b    das andere System     II    im nacheilenden  Sinne     beeinflusst.    Die Verstellung der beiden       Kontaktringe    erfolgt hierbei so lange, bis    die gleiche Belastungsaufnahme in den bei  den Systemen I,     II    an den Amperemetern e,  f angezeigt wird.  



  Anstatt den Belastungsausgleich durch  gegenseitige Verstellung der Kontaktringe  für die Gittersteuerung wie beim Beispiel  nach     Abb.    1 von Hand vorzunehmen, ist ein  selbsttätiger Ausgleich der Belastung der  beiden Systeme durch ein von den Null  punktströmen beeinflusstes,     wagebalkenartiges     Relais möglich wie in     Abb.    2 dargestellt. Das  Differenzrelais r besteht aus den beiden  Stromspulen     n,,        n2,    deren Anker durch einen  Wagebalken verbunden sind und die     Kon-          taktpaare        7c,,        192    schliessen und öffnen.

   Je  nach der Stärke der Nullpunktströme     werden     durch das Relais am einen Kontaktpaar die  obern, am andern Kontaktpaar die untern       Kontakte    durch die Relaisanker     überbrückt,     so dass der Antriebsmotor p für die Schnecken  spindel i in der einen oder andern Richtung  zum Anlaufen gebracht wird, wodurch die  Kontaktscheiben so lange gegeneinander ver  stellt werden und der     Zündzeitpunkt    der  Anoden beider     ,Systeme    so lange verstellt  wird, bis der Ausgleich in der Belastung der  Anodenströme vorhanden ist.  



  Das Relais nach     Abb.    2 kann auch weg  gelassen werden, wenn man nach     Abb.3    die  Nullpunkte der beiden     .Sechsphasensysteme    I,       1I    durch ein     Shunt    o verbindet, an dessen       Mittenanzapfung    der Minusleiter des Gleich  stromnetzes angeschlossen ist und dessen  Endpunkte mit den Bürsten des Gleich  strommotors p verbunden werden, der die  Schneckenspindel i für die Verstellung der  Kontaktscheibe der beiden     Kontaktapparate     gegeneinander antreibt.

   Der Motor p ist hier  fremd     erregt.    Je nachdem, welcher Null  punktsstrom überwiegt, erhält der Anker des  Steuermotors eine positive oder negative  Spannung und setzt sich in der einen oder  andern Drehrichtung in Bewegung.  



  Man kann die Verdrehung der     Gitter-          steüer-Kontaktapparä.te    auch nach     Abb.    4  vornehmen. Hier sind zwei Synchronmotoren       m,,        nag    zum Antrieb der Kontaktapparate     a.,     b für die Gittersteuerung vorhanden, deren      Rotoren aus dem Netz c über je drei     Bürsten     mit Drehstrom gespeist werden.

   Die mit einer  normalen, in Stern geschalteten     Drehstrom-          wicklung    versehenen     Statoren    erhalten die  Gleichstromerregung von einer Batterie s,        -elche    zwischen die Phasen 1 und 2     bezw.     1 und 3 geschaltet ist. Die Phase 2     des    einen  Synchronmotors     ml    ist mit der Phase 3' des  andern Synchronmotors     m.    verbunden, wäh  rend die Phase 3 mit Phase 2' verbunden ist.  Ausserdem sind die Phasen 2 und 3 an die  Endpunkte des     @Shunts    o gelegt, das in der  Verbindung der Nullpunkte der beiden  Systeme I und     1I    liegt.

   Ist die Stromauf  nahme der beiden     Sechsphasensysteme    gleich,  so fliesst der Batteriestrom durch die beiden  Phasen 1 und 1' und verteilt sieh     gleich-          inässig    auf die beiden Phasen 2 und 3     bezw.     <B><U>T,</U></B> "und 3', um zu dem andern Pol der Bat  terie über den     @Shunt    o zurückzufliessen. Ist  aber die Stromaufnahme der beiden Sechs  phasensysteme eine ungleiche, so entsteht an  den Endpunkten des     Shunts    entweder eine  positive oder negative Spannung. Diese ver  anlassen einen Strom in den Phasen 2 und 3,  welcher sich dem Batteriestrom überlagert  und den Strom in der einen Wicklung  schwächt, in der andern stärkt.

   Dadurch fin  det eine magnetische Verdrehung des     Stators     gegenüber dem Rotor statt, was eine entspre  chende Verstellung der Bürsten der Kontakt  apparate a., b bewirkt. Da aber die Phasen  2 und 3 gegenüber den Phasen 2' und 3' mit  einander vertauscht sind, so wirkt sich die       magnetische    Verdrehung auf den einen     .Syn-          chronmotor    in umgekehrter Richtung     wie    auf  den andern aus. Dadurch wird die     ge-          ,vünschte    Verstellung gegeneinander bewirkt.  



  Sind Anodendrosselspulen vorhanden, so  lassen sich die Ströme in den .Sekundär  wicklungen der Anodenspulen dazu verwen  den, die Kontaktapparate entsprechend zu  verstellen. Die Ströme in den Sekundärwick  lungen der Anodenspulen sind nämlich den       Gleichströmen    der betreffenden Sechsphasen  systeme proportional. Werden also für die  beiden     Sechsphasensysteme    getrennte     sechs-          phasige    Anodenspulen angeordnet, so sind    die     Sekundärströme    in diesen     Spulen    den  Gleichströmen der betreffenden .Sechsphasen  systeme proportional.  



  In     Abb.5    sind die beiden sekundären       Sechsphasensysteme    I,     1I    des     Dreiphasen-          Zwölfphasen-Speisetransformators    je in zwei       ii,    Stern geschaltete     Dreiphasensysteme    auf  gelöst, deren Nullpunkte durch 'Saugdrosseln  <I>t</I> miteinander verbunden sind. Mit<I>v</I> sind die  Anodendrosselspulen mit den     Seehsphasen-          primärwicklungen        iv,    die die Anoden speisen  und den Sekundärwicklungen z bezeichnet.

    Die Sekundärwicklungen speisen die     Primär-          wzeklungen    eines     Dreiphasen-Differenztrans-          formators        2s,    die so geschaltet sind, dass die       Sekundärströme    der beiden Sechsphasen  systeme gegeneinander wirken.

   Hierbei ist zu  beachten, dass das eine Sechsphasensystem  gegen     das    andere um 30     e1.    Grade versetzt  ist, so dass bei dem einen System eine Phasen  kombination     entweder    in der     Sekundärwick-          lang    der Anodenspule, wie in     Abb.    5 gezeigt,  oder aber in den Wicklungen auf dem Diffe  renztransformator angewandt werden muss.  Die so     zusammengeschalteten    Sekundär  ströme haben bei gewissen Schaltungen ver  schiedene Kurvenformen, so dass auch, wenn  die Gleichströme     bezw.    die Grundharmo  nischen von Netzfrequenz gleich gross sind,  roch Oberharmonische übrig bleiben.

   Diese  Oberharmonischen sind jedoch so vielkleiner  wie die Grundharmonischen und von soviel  höherer Frequenz, dass sie die Steuerappara  tur nicht störend beeinflussen.  



  Bei dem dargestellten Beispiel sind jedem       Sechsphasensystem    I,     1I    je zwei parallel ge  schaltete     @Sechsphasenanodendrosselspulen    zu  geordnet, die parallel arbeitende Anoden  paare speisen. Die parallel arbeitenden Ano  den können dabei einem Gleichrichter zu  gehören oder zwei getrennten Gleichrichtern.  



  Der Differenztransformator, der zweck  mässig einen Luftspalt erhält, besitzt eine       dreiphasige    Sekundärwicklung, deren Enden  zu den     dreiphasig    gespeisten     ;Statoren    der  Synchronmotoren     ml,        m2    geführt sind.

   Die       Mitten    der drei Sekundärwicklungen sind  mit den drei Phasen des Primärnetzes c ver-           bunden.    Die Synchronmotoren werden vom  Rotor aus mit Gleichstrom erregt, sie ver  stellen die Bürsten der     Kontaktapparate     b für die     Gittersteuerung.    Ist die Belastung  der beiden     @Sechsphasensysteme    I,     II    gleich,  so tritt     zwischen    den beiden     @Statoren    der  Synchronmotoren eine Spannung von Netz  frequenz nicht auf.

   Bei ungleichen Belastun  gen wird jedoch     entweder    in der einen oder  andern Richtung eine Spannung an den  Enden der Sekundärwicklung des Differenz  transformators     u        auftreten.    Die Zusammen  schaltung der Phasen ist so gewählt, dass  die Differenzspannung eine Verdrehung der       elektrischen    Achse der beiden Synchron  motoren     7n"        m2    gegeneinander bewirkt, wo  durch     erfindungsgemäss    der Belastungsaus  gleich bewirkt     wird.     



  Sind zwei     getrennte    Transformatoren für  die beiden     .Sechsphasensysteme    I,     1I    vorhan  den, so kann der Differenztransformator     u     auch direkt von den Primärströmen der bei  den     Transformatoren    .gespeist werden In  Stelle der Ströme der     Sekundärwicklungen     der Anodenspulen, wie in     Abb.    5 gezeigt.  



  Auch irgend eine andere Methode zur  Steuerung der Gitter von     Gleichrichtern     zwecks     ,Spannungsregulierung    kann für den  vorliegenden Zweck des Belastungsausglei  ches angewendet werden, zum Beispiel auch  dann, wenn die Spannungsregulierung durch  Verdrehen der Phase von Steuerspannungen  von Netz- oder andern Frequenzen bewirkt  wird. Auch diese     Steuerspannungen    können  mit einem     Differenztransformator    ähnlich  demjenigen der     Abb.    5 entsprechend gegen  einander verdreht werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zur Erzielung gleicher Strom aufnahme der Anoden eines Mehrphasen gleichrichters mit n sechsphasigen Anoden systemen und allen gemeinsamer Kathode, dessen Anoden mit gesteuerten Gittern ver sehen sind, welche zur Gleichspannungs- regulierung benutzt werden, dadurch ge kennzeichnet, dass den n sechsphasigen Ano densystemen des Mehrphasengleichrichters n sechsphasige Gittersteuereinrichtungen zu geordnet sind, die so gesteuert werden,

   dass die Anoden desjenigen Sechsphasenanoden- systems, welches die grössere Stromauf nahme hat, eine Zündverzögerung erhalten, während gleichzeitig die Anoden des andern Systems, welche eine zu kleine Last auf nehmen, eine entsprechende Vorverlegung des Zündzeitpunktes erhalten. UNTERANSPRüCHE 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei Verwen dung von Kontaktapparaten für die Gittersteuerung mit im Raum festen Schleifkontakten und rotierender:Schleif- bürste, die den einzelnen Sechsphasen systemen zugeordneten Kontaktapparate im entgegengesetzten Sinn zueinander verstellt werden. 2.

   Einrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Schleif kontaktringe der Kontaktapparate für die Gittersteuerung der beiden Sechs phasensysteme, deren Schleifbürsten ge meinsam durch einen am Primärnetz hängenden Synchronmotor in Drehung versetzt werden, mit Zahnkränzen am Umfang versehen sind, in die auf einer gemeinsamen Welle liegende Antriebs- ritzel oder -schnecken liegen, von denen die eine rechts-, die andere linksgängig ist, so dass die Kontaktringe in entgegen gesetzter Richtung verstellt werden. 3. Einrichtung nach Unteranspruch 3, da durch gekennzeichnet, dass die Schnecken welle von Hand gedreht wird.

   4. Einrichtung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Schnecken welle durch auf die Differenz der Null- punktsströme der Sechsphasensysteme ansprechende Einrichtungen selbsttätig gedreht wird. 5. Einrichtung nach Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Schnecken welle von einem Motor angetrieben wird, dessen Drehsinn durch hin auf die Diffe renz der Anodenströme in den beiden Sechsphasensystemen ansprechendes Re lais beeinflusst wird. 6.

   Einrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass das Relais ein Wagebalkenrelais mit zwei von den Nullpunktsströmen der beiden Sechs phasensysteme durchflossenen Spulen ist, deren Anker Umschaltkontakte für die Erregung des Antriebsmotors der Schnek- kenwelle steuern. 7. Einrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass der Antriebs motor der Kontaktapparate ein fremd erregter Motor ist, dessen Bürsten an die Enden eines Shunt gelegt sind, der die Nullpunkte der Sechsphasensysteme ver bindet und an dessen Mittelpunkt der Minusleiter des Gleichstromnetzes an geschlossen ist.

   $. Einrichtung nach Unteranspruch 7, da durch gekennzeichnet, dass jeder Kon taktapparat für die Steuergitter eines Sechsphasensystems von einem beson deren Synchronmotor angetrieben wird, deren Rotoren über Schleifringe aus dem Primärnetz gespeist werden und deren in Stern geschaltete Statorwicklungen aus einer Batterie erregt werden, die zwischen die Phasen 1, 2 bezw. 1, 3 der einen Statorwicklung geschaltet ist,

   wo bei die Phasen 2 und 3 dieser Stator- wicklung an die Endpunkte eines zwi schen die Nullpunkte der Sechsphasen systeme geschalteten Shunt gelegt sind, während die Phase 1 beider Statorwick- lungen unmittelbar, die Phasen 2, 3 aber vertauscht verbunden sind. 9. Einrichtung nach Unteranspruch 1, für Ventile mit parallel arbeitenden Anoden, unter Verwendung von Anodendrossel spulen, dadurch gekennzeichnet, dass die Ströme in den Sekundärwicklungen der Anodenspulen benutzt werden, um den Belastungsausgleich der Ströme in den Sechsphasensystemen für die Anoden speisung herbeizuführen. 10.

   Einrichtung nach Unteranspruch 9, da durch gekennzeichnet, dass die Ströme der Sekundärwicklungen der Anodenspulen den Primärwzeklungen eines Differenz transformators zugeführt werden, die so geschaltet sind, dass die Sekundärströme beider Sechsphasensysteme gegeneinander gerichtet sind, wobei die dreiphasige Sekundärwicklung die Statoren der Syn chronmotoren für den Antrieb der Kon taktapparate speist, die vom Rotor aus mit Gleichstrom erregt werden,

   und wo bei die Mittenanzapfungen der drei- phasigen Sekundärwicklung des Diffe renztransformators an das Primärnetz angeschlossen sind. 11. Einrichtung nach Unteranspruch 10, da durch gekennzeichnet, dass eine Phasen kombination entweder in der Sekundär wicklung der Anodenspule des einen Systems oder in den Wicklungen des Dif ferenztransformators vorgenommen wird. 12.

   Einrichtung nach Patentanspruch, für einen Zwölfphasengleichrichter, der von zwei sekundär sechsphasigen Transfor matoren gespeist wird, dadurch gekenn zeichnet, dass jeder Primärwicklung der beiden Speisetransformatoren eine Pri märwicklung eines Differenztransforma tors zugeordnet ist, der sekundär so ge schaltet ist, dass die Sekundärströme bei der Sechsphasensysteme gegeneinander gerichtet sind, wobei die dreiphasige Sekundärwicklung die Statoren der Syn chronmotoren für den Antrieb der Kon taktapparate speist, die vom Rotor aus mit Gleichstrom erregt werden,

   und wo bei die Mittenanzapfungen der drei- phasigen Sekundärwicklung des Diffe renztransformators an das Primärnetz angeschlossen sind.