CH225052A - Arrangement for the operation of converters in which a circuit break occurs mechanically. - Google Patents

Arrangement for the operation of converters in which a circuit break occurs mechanically.

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CH225052A
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    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Description

  

  Anordnung zum Betrieb von     Stromriehtern,    bei denen eine     Stromlireisunterbrechung     auf mechanischem Wege erfolgt.    Ein Nachteil der bekannten     Q,uecksilber-          dampfgleichrichter    ist der     Lichtbogenabfall     von etwa 10 bis etwa 30 V, je nach Grösse  des Entladungsgefässes. Dieser Lichtbogen  abfall vermindert den Wirkungsgrad gerade  bei kleinen Spannungen erheblich. Bei einer       Gleiehrichteranlage    für 5000 A und 25 V       Lichtbogenabfall    gehen beispielsweise dauernd  25 . 5000 =125     kor    verloren, die nutzlos in  Wärme umgesetzt werden und die Wirt  schaftlichkeit bei kleinen Spannungen in  Frage stellen.

   Mit einem besseren Wirkungs  grad im Bereich kleiner Spannungen arbeiten  die Stromrichter, bei denen eine Stromunter  brechung auf mechanischem Wege erfolgt.  Dabei ist es gleichgültig, ob die Elektroden  in Luft oder in einer Flüssigkeit (Elektro  lyt) getrennt werden oder ob die bewegte  Elektrode selbst ein Flüssigkeitsstrahl ist.  Schwierigkeiten beim Betrieb der Strom-         richter    mit     Stromunterbrechung    auf mecha  nischem Wege ergeben sich durch Abnut  zung und     Verschmutzung    der Elektroden  und     sind    in erster Linie durch die Unter  brechung des Stromes bedingt.  



  Die Erfindung bezweckt eine Verbesse  rung des Betriebes von Stromrichtern, bei  denen eine     Stromunterbrechung    auf mechani  schem Wege erfolgt.     Erfindungsgemäss    ge  lingt dies dadurch, dass der Stromrichter  schaltungsmässig in     n-phasenverschobene    Teil  stromrichter mit je     mindestens    zwei in  zyklischer Reihenfolge arbeitenden Phasen  unterteilt ist, von denen jeweils     höchstens     eine Phase Strom führt, und dass zwischen  die     Teilstromrichter    Drosselspulen     bezw.     Transformatoren geschaltet sind, die magne  tisch derart beschaffen     sind,

      und an deren  Klemmen eine Spannung mit derartiger Be  schaffenheit     hinsichtlich    Frequenz und Kur-           venform    liegt, dass in gewissen Zeitteilchen  der Strom auf     n-Strombahnen    verteilt wird,  und dass in andern Zeitteilchen der Strom  von weniger als     n-Strombahnen        übernommen     wird. Dadurch gelingt es, sowohl die ein  gangs geschilderten Schwierigkeiten zu be  heben als auch die Stetigkeit des     Energie-          flussec,    wie sie bei mehrphasigen     Gleich-          und        Wechselrichtern    gefordert wird, sicher  zustellen.  



  In     Fig.    1 der Zeichnung ist ein Ausfüh  rungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht.  Dieses bezieht sich auf eine sechsphasige       Gleichrichteranlage,    die das Gleichstromnetz  1 speist. Von dem speisenden Haupttransfor  mator sind der Anschluss an das Wechsel  stromnetz sowie die Primärwicklung nicht  dargestellt. In der Zeichnung angegeben ist  die in zwei dreiphasige Steuerwicklungen 2'  und 2" unterteilte     Sekundärwicklung    des  speisenden Haupttransformators. An jede der  Phasenwicklungen 21 ... 26 ist eine Kon  taktbahn angeschlossen, die von einer umlau  fenden Bürste 20'     bezw.    20" bestrichen wird.

    Man erkennt, dass die den einzelnen Phasen  wicklungen zugeordneten Kontaktbahnen auf  elektrische Verhältnisse     bezogen    weniger als  120' lang sind, dass in dem der Zeichnung  zugrunde liegenden Zeitpunkt die Bürste  20' stromlos ist und die Bürste 20" den Ge  samtstrom führt. Etwa<B>10'</B> später läuft die  Bürste 20' auf die zur Phasenwicklung 21  gehörende Kontaktbahn auf. Die Bürste 20'  übernimmt nun einen steigenden Anteil des  Laststromes, bis nach     spätestens    weiteren 40    die Bürste 20" stromlos wird und     während     weiterer 20' die Bürste 20' den Gesamt  strom führt.

   Erreicht wird dieses Arbeiten  durch eine Drosselspule     bezw.    Transforma  tor 3, die magnetisch derart beschaffen ist,  und an deren Klemmen eine Spannung mit  derartiger Beschaffenheit hinsichtlich Fre  quenz und Kurvenform liegt, dass in gewis  sen     Zeitteilchen    der Strom auf zwei Strom  bahnen verteilt wird, und dass in andern Zeit  teilchen der Strom von einer Phasenwicklung  der andern Sternwicklung allein übernom  men wird. Bei Zugrundelegung des Schalt-    Bildes     gemäss        Fig.    1     ergeben    sich die Strom  verhältnisse gemäss     Fig.    2: Im 1 obern Teil  sind die Phasenspannungen 21<B>...</B> 26 darge  stellt.

   Darunter ist der     durch    die Bürste 20'  fliessende Strom ä\ und     unten    der durch die  Bürste 20" fliessende     Strom        ä"    dargestellt.  Man erkennt, dass     i'        einen        Grösstwert    an  nimmt, wenn i" jeweils den Wert Null hat,  und dass für i" das gleiche gilt.  



  Die     Drosselspule        bezw.    Transformator 3  unterliegt     schaltungsmässig    gleichen Bedin  gungen wie bekannte Anordnungen, unter  scheidet sich aber hiervon wirkungsmässig.  Zieht man     beispielsweise    den Saugtransfor  mator zum Vergleich heran, so ergibt sich  dort,

   dass der     Saugtransformator    den Last  strom - abgesehen vom     Magnetisierungs-          strom    - in jedem     Zeitteilchen    auf     beide          Teilstromrichter        gleichmässig        unterteilt.    Ver  gleicht man aber die Anordnung     gemäss    der       Erfindung    mit dem     Transformator    zur Ein  fügung von     Kommutierungsharmonischen,    so  ergibt sich,

   dass     im        bekannten    \alle - ab  gesehen vom     Kommutierungsvorgang        -stets     nur eine     Entladungsstrecke    Strom führt.  Zwar liegt in allen drei Fällen an der Dros  selspule     bezw.    Transformator 3 eine Span  nung dreifacher Frequenz, aber hinsichtlich  Phasenlage und Kurvenform sind alle     drei.     Fälle verschieden.

   Vergleicht man eine An  ordnung gemäss der     Erfindung        (Fig.    2a) mit  dem Saugtransformator     (Fig.        2b),    so haben  die beiden     Spannungen        Ui,    und     Us    im Falle  gleicher Phasenlage auch annähernd gleiche       Kurvenform.        Strommüssig    besteht der Unter  schied, dass bei der Saugdrossel der Anoden  strom, z.

   B.     i23;        mindestens        1i20     dauert, und  zwar von dem Schnittpunkt der Phasenspan  nungen 21 und 23 bis zum     Schnittpunkt    der       Phasenspannungen    23 und 25, dass     hingegen     bei einer Anordnung gemäss' der Erfindung  die Stromdauer jeder Phase weniger als 120    beträgt, und zwar wegen des Zu- und Ab  schaltens im stromlosen Zustand im Zeit  punkt     t23'        bezw.        t23"    mit<B>301</B>     Phasennach-          eilung        gegenüber    der bekannten Anordnung.

    Eine     Drosselspule    für die Zwecke der Erfin  dung     erfordert    gegenüber einem Saugtrans-           formator    weniger aktives Material, dafür  aber einen wesentlich höheren     Magnetisie-          rungsstrom.    Da dieser sich dem Laststrom  überlagert,

   ergeben sich die verschiedenarti  gen Kurvenformen gemäss     Fig.    2a und     2b.     Hinsichtlich ihrer Kurvenform unterscheidet  sich die hier vorgeschlagene     Spannung        UD     von der mehr spitzen Kurvenform     UI"    einer       Kommutierungsharmonischen        (Fig.    2c), ausser  dem aber noch durch die Phasenlage, die im       bekannten    Falle veränderlich, im vorliegen  den Fall aber fest ist. Ausserdem aber arbei  tet im bekannten Falle jede Phase     (vergl.     z. B. den Anodenstrom     i23)    nur<B>60,'.</B>  



  Arbeitet der Stromrichter mit veränder  licher Last, so ist es zweckmässig, die für die  Drosselspule     bezw.    Transformator erforder  liche     Spannung    fremd zu erzeugen. Arbeitet  jedoch der Stromrichter mit praktisch unver  änderlicher Last, so ist die     Fremderzeugung     nicht notwendig; in diesem Falle kann man  die gewünschte Wirkung durch entspre  chende Bemessung des Kupfers und Eisens  (gegebenenfalls auch des Luftspaltes und  eines etwaigen     magnetischen    Nebenschlusses)  für die Drosselspule     bezw.    Transformator  erreichen.  



  In manchen Fällen ist es zwecks besserer  Ausnutzung der Wicklungen des Haupt  transformators günstig, an Stelle mehrerer  Sternwicklungen eine     Vieleekwicklung    für  den Haupttransformator zugrunde zu legen.  Dieser Fall ist schematisch in     Fig.    3 an  gedeutet. Erforderlich sind hierbei zwei  Drosselspulen     bezw.    Transformatoren 3 und  zwei Bürstensätze 20' und 20", nämlich je  einen für jede     Gleichstromleitung.     



  Die Erfindung hat nicht nur     Bedeutung     für Stromrichter, bei denen die Elektroden  trennung in Luft oder in     einer    Flüssigkeit  (Elektrolyt) erfolgt, sondern auch für Strom  richter, bei denen die bewegte Elektrode  selbst ein Flüssigkeitsstrahl ist. Eine der  artige Ausführungsmöglichkeit ist in     Fig.    4a  und     4b    der Zeichnung dargestellt, und zwar  in einem senkrechten und horizontalen  Schnitt.

   In einem Behälter 10 befindet sich    eine Zentrifuge 11, die von der Welle 12  mittels eines nicht dargestellten Synchron  motors angetrieben     wird.        In.    der Mitte im  besonders vertieften     Mittelboden    des Behäl  ters befindet sich eine leitende Flüssigkeit  13, z. B. Quecksilber, die durch die     Zentri-          fugenrohre    11 nach oben gesaugt wird, an  deren Spitze austritt und dann die     in    den       Fig.    1 und 31 dargestellten     Kontaktbahnen    14  bestreicht.

   Die Zahl der     Zentrifugalrohre     und ihre gegenseitige Lage ist genau so zu  bemessen, als     wenn    die bei     Fig.    1     und    3 dar  gestellten Bürsten benutzt würden. Bei der       konstruktiven    Durchbildung wird man vor  teilhaft die beim Bau von Turbinen gewon  nenen     Erkenntnisse    anwenden. Beispielsweise  ist es günstig, die feststehenden Kontakt  bahnen als     Umleitschaufeln    auszubilden, wie  bereits in     Fig.        4b    angedeutet ist, und ebenso  die Austrittsdüse für den Flüssigkeitsstrahl  so einzurichten, dass die Austrittsgeschwin  digkeit der Flüssigkeit möglichst klein ist.  



  Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Er  findung ist in     Fig.    5 der Zeichnung schema  tisch veranschaulicht. An den äussern Enden  der Drosselspule     bezw.    Transformator 3 sind  die Bürsten 20' und 20" angeschlossen, fer  ner ein Widerstand 4.

   In diesem fliesst ein  Strom     Jw,    der von der an der Drosselspule       bezw.    Transformator 3 liegenden Wechsel  spannung hervorgerufen wird.     U,    in     Fig.    6  ist die     Differenzspannung    zwischen den bei  den     Teilstromrichtern.    In dem     obern    Teil der       Fig.    6 ist durch die schraffierte Fläche die       Spannung    an der halben Drossel angedeutet.

    Ohne den Widerstand 4 würden die Bürsten  20' und 20", die die den einzelnen Phasen  wicklungen zugeordneten     Kontaktbahnen    be  streichen, je die Hälfte des Gleichstromes,  also     1/2        Jg.,    führen. Fliesst jedoch ausserdem  der Wechselstrom     J,    und ist seine Ampli  tude mindestens gleich dem halben Gleich  stromwert, also     1/2        Jg.,    so überlagern sich     J,     und     Jg.    in den zu den Bürsten 20' und 20"  führenden Leitungen. Man sieht in     Fig.    6,  dass die durch die Bürsten 20' und 20" flie  ssenden Ströme J' und J" abwechselnd zu  Null werden.

   Wird<B>J</B> zu Null, so lösen sich      die Kurven der Phasenspannungen 21 und 23       funkenlos    mit der Bürste 20' ab. Entspre  chendes gilt für J".  



  Die vorstehenden     Ausführungen    gelten       N    für den Fall, dass     J"    konstant oder nur wenig  veränderlich ist, und dass stets die Ampli  tude von     Jw    mindestens gleich der Hälfte des  Gleichstromes, also     1/s        Jg,        ist.    Ändert sich       J.    stärker, so muss auch     J,    geändert werden,       i    was beispielsweise mittels     Kohledruckreglers     erfolgen kann.  



  Man kann auch die elektrische Mitte des  Widerstandes 4 mit der Mitte der Drossel  spule     bezw.    Transformators 3 verbinden.  Dann fliesst ein Teil von     J,    im Verhältnis  der     Ohmschen    Widerstände der Schaltele  mente 3 und 4 über den Widerstand 4. Die       Gleichstrombelastung    der Drosselspule     bezw.     Transformators wird geringer, der Effektiv  wert des durchfliessenden Stromes steigt je  doch, da jetzt auch dem Gleichstrom ein  Wechselstrom überlagert ist. Durch Kurz  schlusswindungen oder verlustreiches Eisen  blech kann man     J,    in der Drossel auch un  mittelbar erzeugen.  



  Die im Widerstand 4 auftretenden Ver  luste     (Uw.        J,)    werden; da     Uw    mit der Pha  senzahl kleiner wird, mit steigender Phasen  zahl kleiner. Diese Verluste kann man - un  abhängig von der Phasenzahl - fast völlig  vermeiden, wenn man die Drosselspule     bezw.     Transformator mit einer     laststromabhängi-          gen    Zusatzlast versieht. Diese kann beispiels  weise ein für die Frequenz der Drossel be  messener Synchronmotor sein, der vorteilhaft  mit der an das Drehstromnetz angeschlos  senen     Maschine    für den Antrieb des umlau  fenden Schalters auf einer Welle sitzt.

   Diese  Maschine entnimmt alsdann dem Drehstrom  netz keine Energie, sondern gibt Energie in  das Netz zurück, die ihr durch den an der  Drossel liegenden Synchronmotor mechanisch  zugeführt wird. Auch für diesen Fall gilt,  abgesehen von den     Magnetisierungsströmen,     die     Synchronmotor    und Drossel aufnehmen,       Fig.    6 angenähert.

   Die in der Spannungs  kurve vorhandene dritte Harmonische beein-         trächtigt    nicht das     betriebliche        Verhalten,        des          Synchronmotors.    Die Unabhängigkeit von  der     Belastung    kann durch     eine    magnetische       Kupplung    oder     dergleichen    erzielt werden,  die, vom Gleichstrom     J#        durchflossen,    die     Be-          dingung    zwischen     J,    und     J,;

      durch Verstel  lung des     Polrades    bei allen     Belastungen    auf  rechterhält.  



  Man kann die     wechselweise    Stromver  drängung zur     funkenlosen,        mechanischen     Stromumformung nicht nur     schaltungsmässig,     sondern auch durch Bemessung der Drossel  spule     bezw.    Transformators erzielen. Es     wird     hierdurch der     Magnetisierungsstrom        Jm    so  gesteigert, dass sein Höchstwert stets gleich       1/s        J"    ist.

   Da     J.    jedoch der Spannung     Uw    um  etwa 90  ; bezogen auf die Frequenz an der  Drossel, nacheilt, so müssen die Kontakte  etwa 90   später geöffnet und geschlossen  werden. Hierdurch verändert sich zwar die       Spannungskurve        U"        beträchtlich    (siehe die  schraffierten Teile der     Mg.        ?),        ohne    jedoch  die Stromkurven     J'    und J", die die Summe  von     1/s        J"    und     J.        darstellen,

      wie in dem  untern Teil der     Fig.    7 gezeigt ist, für den  gewünschten Zweck unbrauchbar zu machen.  Lösen sich die Spannungskurven 21 und 23  ab, so herrscht zwischen ihnen     eine    gewisse       Spannung;    da jedoch kein     Strom    in diesem  Augenblick fliesst, so ist die Schaltleistung  Null. Diese     Spannung        vermindert    sich ausser  dem mit steigender Phasenzahl.  



  Fügt man in die     Drossel        beiw.    Transfor  mator einen     Streukern,    also einen freien  magnetischen     Rücksehluss    mit Luftspalt ein,  so heben sich die     Gleichflüsse    der beiden,  nicht zusammenliegenden     Wicklungshälften     nicht mehr auf, sondern schliessen sich     über     den Streukern.

   Der     linke    und     rechte    Schen  kel werden mit steigender     Gleichstromlast          vormagnetisiert,    wodurch sich die     Induktivi-          tät    der Drossel erheblich     vermindert.        J.     steigt     annähernd        proportional    mit     J"    an.

   Je-     i     doch in der Nähe des     Leerlaufes    nimmt die  Drossel bei sehr geringem Gleichstrom     einen     Strom auf     wie        jeder        leerlaufende    Transfor  mator. Durch     Parallelschalten    eines Konden  sators kann man den     Lrlaufstrom    auf-      heben.

   Die Bedingung     1/s        J,    gleich Höchst  wert von     J.,    lässt sich somit für einen grossen  Bereich von Belastungswerten erfüllen. Än  dert sich die zugeführte     Transformatorspan-          nung,    um die     Gleichspannung    zu verändern,  so müssen die     Windungszahlen    an der Dros  sel entsprechend verändert werden. Man kann  auch die     Gleichstromvormagnetisierung    ver  ändern, wenn man beispielsweise statt eines  festen Streukernes einen tauchbaren vorsieht.  



  Belastet man in     Fig.    5 die Spannung an  der Drossel     bezw.    Transformator 3 statt  durch einen Widerstand 4 mit einem Gleich  richter beliebiger Art, so lässt sich auch für  verschiedene Gleichspannungen und für ver  schiedene Belastungen die Bedingung der  Stromfreiheit während des Wechsels der  Elektroden erreichen.

   Verwendet man bei  spielsweise einen     zweianodigen    Quecksilber  dampfgleichrichter hierfür, und führt man  nach entsprechender Umspannung seine Last  parallel dem zu speisenden Gleichstromnetz  gemeinsam mit dem mechanischen Haupt  gleichrichter zu, so übernimmt dieser bei  einer der     Spannungskennlinie    des Haupt  gleichrichters angepassten     Spannungskenn-          linie    einen dem Gleichstromwert proportiona  len Anteil.  



  Es ist klar, dass man durch bekannte Mit  tel, z. B. Drosseln, die Stromkurven der       Fig.    6 an der Spitze nach Möglichkeit ab  flacht, um den Nullwert des Stromes auf  möglichst lange Zeit zu erhalten. Auch bei  Belastung durch einen Gleichrichter muss  man diese Bedingung anstreben.



  Arrangement for the operation of Stromriehtern, in which a Stromlireisinterruption takes place by mechanical means. A disadvantage of the known Q, mercury vapor rectifier is the arc drop of approximately 10 to approximately 30 V, depending on the size of the discharge vessel. This arc drop significantly reduces the efficiency, especially with low voltages. With a rectifier system for 5000 A and 25 V arc drop, for example, 25 continuously go. 5000 = 125 cores are lost, which are uselessly converted into heat and question the economic viability at low voltages.

   The converters in which the power is interrupted mechanically work with better efficiency in the low voltage range. It does not matter whether the electrodes are separated in air or in a liquid (electrolyte) or whether the moving electrode is itself a jet of liquid. Difficulties in operating the converter with a current interruption by mechanical means arise from wear and tear and contamination of the electrodes and are primarily caused by the interruption of the current.



  The invention aims to improve the operation of converters in which a current interruption takes place in a mechanical cal way. According to the invention, this succeeds in that the converter is divided into n-phase-shifted partial converters, each with at least two phases working in a cyclical order, of which at most one phase carries current, and that between the partial converters choke coils or. Transformers are connected that are magnetically designed in such a way that

      and at the terminals of which there is a voltage with such a quality in terms of frequency and waveform that in certain time particles the current is distributed to n-current paths, and that in other time particles the current is taken over by less than n-current paths. This makes it possible to both overcome the difficulties outlined at the beginning and to ensure the continuity of the energy flow, as is required with multi-phase rectifiers and inverters.



  In Fig. 1 of the drawings, an Ausfüh approximately example of the invention is illustrated. This relates to a six-phase rectifier system that feeds the direct current network 1. From the feeding main transformer, the connection to the alternating current network and the primary winding are not shown. The drawing shows the secondary winding of the feeding main transformer, which is divided into two three-phase control windings 2 'and 2 ". A contact path is connected to each of the phase windings 21 ... 26 and is swept by a rotating brush 20' or 20" .

    It can be seen that the contact paths assigned to the individual phase windings are less than 120 'long in relation to electrical conditions, that at the point in time on which the drawing is based, the brush 20' is de-energized and the brush 20 "carries the total current. For example <B> 10 'later, the brush 20' runs onto the contact track belonging to the phase winding 21. The brush 20 'now takes on an increasing proportion of the load current until, after another 40 at the latest, the brush 20 "is de-energized and during a further 20' the Brush 20 'carries the total current.

   This work is achieved by a choke coil BEZW. Transformer 3, which is magnetically designed, and at the terminals of which there is a voltage with such a nature in terms of frequency and waveform that in certain time particles the current is distributed over two current paths, and that in other times the current from one particle Phase winding of the other star winding alone is taken over. Taking the circuit diagram according to FIG. 1 as a basis, the current ratios according to FIG. 2 result: In the upper part of 1, the phase voltages 21 are shown.

   Below the current flowing through the brush 20 'and below the current flowing through the brush 20' is shown. It can be seen that i 'assumes a maximum value when i "has the value zero in each case, and that the same applies to i".



  The choke coil respectively. In terms of circuitry, transformer 3 is subject to the same conditions as known arrangements, but differs from this in terms of its effectiveness. If, for example, the suction transformer is used for comparison, the result is

   that the suction transformer equally divides the load current - apart from the magnetizing current - in each time particle on both partial converters. But if one compares the arrangement according to the invention with the transformer for the insertion of commutation harmonics, the result is

   that in the known \ all - apart from the commutation process - only one discharge path carries current. It is true that in all three cases the Dros selspule is respectively. Transformer 3 has a voltage three times the frequency, but in terms of phase position and waveform are all three. Cases different.

   If one compares an arrangement according to the invention (FIG. 2a) with the suction transformer (FIG. 2b), the two voltages Ui and Us also have approximately the same curve shape in the case of the same phase position. In terms of current there is the difference that the anode current in the suction throttle, z.

   B. i23; lasts at least 1i20, namely from the point of intersection of the phase voltages 21 and 23 to the point of intersection of the phase voltages 23 and 25, whereas in an arrangement according to the invention, the current duration of each phase is less than 120, due to the on and off switching in the de-energized state at time t23 'respectively. t23 "with <B> 301 </B> phase lag compared to the known arrangement.

    A choke coil for the purposes of the invention requires less active material than a suction transformer, but a much higher magnetizing current. Since this is superimposed on the load current,

   result in the various types of curve shapes according to FIGS. 2a and 2b. With regard to its curve shape, the voltage UD proposed here differs from the more acute curve UI "of a commutation harmonic (FIG. 2c), but also by the phase position, which is variable in the known case, but fixed in the present case In the known case, each phase (see e.g. the anode current i23) only switches <B> 60, '. </B>



  If the converter works with changeable Licher load, it is useful to BEZW for the inductor. Transformer to generate the required voltage externally. However, if the converter works with a practically unchangeable load, external generation is not necessary; In this case, you can BEZW the desired effect by appropriate dimensioning of the copper and iron (possibly also the air gap and a possible magnetic shunt) for the inductor. Reach transformer.



  In some cases, in order to make better use of the windings of the main transformer, it is advantageous to use a multiple winding for the main transformer instead of several star windings. This case is indicated schematically in Fig. 3. Two chokes are required here, respectively. Transformers 3 and two sets of brushes 20 'and 20 ", namely one for each DC line.



  The invention is not only important for converters in which the electrodes are separated in air or in a liquid (electrolyte), but also for converters in which the moving electrode itself is a liquid jet. One such possible embodiment is shown in FIGS. 4a and 4b of the drawing, in a vertical and horizontal section.

   In a container 10 there is a centrifuge 11 which is driven by the shaft 12 by means of a synchronous motor, not shown. In. the middle in the particularly recessed center bottom of the Behäl age is a conductive liquid 13, for. B. mercury, which is sucked up through the centrifuge tubes 11, exits at the tip and then brushes the contact tracks 14 shown in FIGS. 1 and 31.

   The number of centrifugal tubes and their mutual position is to be measured exactly as if the brushes provided in Fig. 1 and 3 would be used. In the constructive training, the knowledge gained in the construction of turbines will be used before geous. For example, it is advantageous to design the stationary contact tracks as deflection blades, as already indicated in FIG. 4b, and also to set up the outlet nozzle for the liquid jet so that the liquid outlet speed is as low as possible.



  Another embodiment of the invention He is illustrated schematically in Fig. 5 of the drawing. At the outer ends of the choke coil respectively. The brushes 20 ′ and 20 ″ are connected to the transformer 3, and a resistor 4 is also connected.

   In this flows a current Jw, the BEZW from the choke coil. Transformer 3 lying alternating voltage is caused. U in Fig. 6 is the differential voltage between the partial converters. In the upper part of FIG. 6, the hatched area indicates the voltage at half the throttle.

    Without the resistor 4, the brushes 20 'and 20 ", which paint the contact paths assigned to the individual phase windings, would each carry half of the direct current, i.e. 1/2 Jg. However, if the alternating current J also flows, and its ampli tude is at least equal to half the direct current value, i.e. 1/2 Jg., J and Jg are superimposed in the lines leading to the brushes 20 'and 20 ". It can be seen in FIG. 6 that the currents J 'and J "flowing through the brushes 20' and 20" alternately become zero.

   If <B> J </B> becomes zero, the curves of the phase voltages 21 and 23 are replaced with the brush 20 'without sparking. The same applies to J ".



  The above statements apply to the case that J ″ is constant or only slightly variable, and that the amplitude of Jw is always at least equal to half the direct current, i.e. 1 / s Jg. If J. changes more, then must also J, can be changed, i which can be done, for example, by means of a coal pressure regulator.



  You can also bezw the electrical center of the resistor 4 with the center of the throttle coil. Connect transformer 3. Then a part of J flows, in the ratio of the ohmic resistances of the Schaltele elements 3 and 4 via the resistor 4. The direct current load of the inductor respectively. The transformer becomes smaller, the effective value of the current flowing through increases, however, since an alternating current is now superimposed on the direct current. J, can also be generated directly in the choke by means of short-circuit turns or high-loss sheet iron.



  The losses occurring in the resistor 4 (Uw. J,) are; since Uw becomes smaller with the number of phases, the number of phases decreases with increasing phases. You can almost completely avoid these losses - regardless of the number of phases - if you respectively the choke coil. Provides transformer with a load current-dependent additional load. This can, for example, be a synchronous motor be measured for the frequency of the throttle, which is advantageously seated on a shaft with the machine connected to the three-phase network for driving the rotating switch.

   This machine then takes no energy from the three-phase network, but returns energy to the network that is mechanically fed to it by the synchronous motor located at the choke. In this case too, apart from the magnetizing currents absorbed by the synchronous motor and choke, FIG. 6 is approximated.

   The third harmonic present in the voltage curve does not affect the operational behavior of the synchronous motor. The independence from the load can be achieved by a magnetic coupling or the like, which, when the direct current J # flows through, the condition between J 1 and J 1;

      by adjusting the pole wheel under all loads.



  You can alternate Stromver displacement for sparkless, mechanical current conversion not only in terms of circuitry, but also by dimensioning the choke coil BEZW. Achieve transformer. This increases the magnetizing current Jm so that its maximum value is always equal to 1 / s J ".

   However, since J. the voltage Uw by about 90; based on the frequency at the choke, the contacts must be opened and closed about 90 later. This changes the voltage curve U "considerably (see the hatched parts of the Mg.?), But without the current curves J 'and J", which represent the sum of 1 / s J "and J.,

      as shown in the lower part of Fig. 7, unusable for the desired purpose. If the voltage curves 21 and 23 become detached, there is a certain tension between them; However, since no current is flowing at this moment, the switching capacity is zero. This voltage also decreases as the number of phases increases.



  If one adds in the throttle atw. Transformer incorporates a scatter core, i.e. a free magnetic return flow with an air gap, the direct fluxes of the two non-adjacent winding halves no longer cancel each other, but close over the scatter core.

   The left and right legs are premagnetized as the DC load increases, which significantly reduces the inductance of the choke. J. increases approximately proportionally with J ".

   However, in the vicinity of no-load, the choke draws a current at a very low direct current like any idle transformer. The idle current can be canceled by connecting a capacitor in parallel.

   The condition 1 / s J, equal to the maximum value of J., can thus be fulfilled for a wide range of load values. If the supplied transformer voltage changes in order to change the DC voltage, the number of turns on the choke must be changed accordingly. You can also change the direct current bias if you use a submersible core instead of a fixed core.



  If you load in Fig. 5, the voltage at the throttle BEZW. Transformer 3 instead of a resistor 4 with a rectifier of any type, the condition of no current during the change of the electrodes can also be achieved for different DC voltages and for different loads.

   If, for example, a two-anode mercury vapor rectifier is used for this purpose and, after the corresponding voltage change, the load is fed in parallel to the direct current network to be fed together with the mechanical main rectifier, this takes on a voltage characteristic that is adapted to the voltage characteristic of the main rectifier and is proportional to the direct current value Proportion of.



  It is clear that known means such. B. throttles, the current curves of Fig. 6 flattened at the top if possible in order to maintain the zero value of the current for as long as possible. This condition must also be aimed for when there is a load from a rectifier.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Anordnung zum Antrieb von Stromrich tern, bei denen eine Stromkreisunterbrechung auf mechanischem Wege erfolgt, dadurch ge kennzeichnet, dass der Stromrichter schal tungsmässig in n-phasenverschobene Teil stromrichter mit je mindestens zwei in zykli scher Reihenfolge arbeitenden Phasen unter teilt ist, von denen jeweils höchstens eine Phase Strom führt, und dass zwischen die Teilstromrichter Drosselspulen bezw. Trans formatoren geschaltet sind, die magnetisch derart beschaffen sind und an deren Klem men eine Spannung -mit derartiger Beschaf fenheit hinsichtlich Frequenz und Kurven form liegt, PATENT CLAIM: Arrangement for driving converters in which the circuit is interrupted mechanically, characterized in that the converter is divided into n-phase-shifted converters with at least two phases working in a cyclical order, each of which at most one phase of current leads, and that between the partial converters inductors respectively. Transformers are connected that are magnetically designed and at the terminals of which there is a voltage - with such a nature in terms of frequency and curve shape, dass in gewissen Zeitteilchen der Strom auf n-Strombahnen verteilt wird, und dass in andern Zeitteilchen der Strom von weniger als n-Strombahnen übernommen wird. UNTERANSPRüCHE: 1. Anordnung nach Patentanspruch, un ter Benützung eines Schaltapparates mit einem Flüssigkeitsstrahl als bewegte Elek trode, gekennzeichnet durch einen Behälter (10) mit Zentrifugenrohren (11), die mittels der herausgeschleuderten Flüssigkeit Kon taktbahnen (14) bestreichen. 2. that in certain time particles the current is distributed to n-current paths, and that in other time particles the current is taken over by less than n-current paths. SUBClaims: 1. Arrangement according to claim, un ter use of a switching device with a liquid jet as a moving electrode, characterized by a container (10) with centrifuge tubes (11) which brush contact paths (14) by means of the ejected liquid. 2. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der von der Dros selspule bezw. Transformator verlangte, dem Laststrom jedes Teilstromrichters überlagerte Wechselstrom wenigstens über einen Teil des Lastbereiches sich selbsttätig mit dem Last strom ändert. 3. Anordnung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Drosselspule bezw. Transformator ausser bewickelten Schenkeln einen unbewickelten Schenkel auf weist und derart bemessen ist, dass ihre In duktivität mit zunehmendem Laststrom ver ringert wird. 4. Arrangement according to claim, characterized in that the selspule of the Dros respectively. Transformer demanded alternating current superimposed on the load current of each partial converter at least over a part of the load range which changes automatically with the load current. 3. Arrangement according to dependent claim 2, characterized in that the choke coil BEZW. In addition to the wound legs, the transformer has an unwound leg and is dimensioned such that its inductivity is reduced with increasing load current. 4th Anordnung nach Unterans]2ruch ä, da durch gekennzeichnet, dass parallel zur Dros selspule bezw. Transformator ein Kondensa tor geschaltet ist. 5. Anordnung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass die Drosselspule bezw. Transformator eine laststromabhängige Zusatzlast aufweist. 6. Anordnung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass als Zusatzlast ein Synchronmotor dient, der mit einem belaste ten Generator gekuppelt ist. 7. Anordnung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass als Zusatzlast ein belasteter Gleichrichter dient. B. Arrangement according to Unterans] 2ruch ä, characterized in that parallel to the Dros selspule respectively. Transformer a capacitor is connected. 5. Arrangement according to dependent claim 2, characterized in that the choke coil BEZW. Transformer has a load current-dependent additional load. 6. Arrangement according to dependent claim 5, characterized in that a synchronous motor is used as an additional load, which is coupled to a loaded th generator. 7. Arrangement according to dependent claim 5, characterized in that a loaded rectifier is used as an additional load. B. Anordnung nach Unteranspruch 6, da durch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter auf dasselbe Netz wie der mechanische Hauptgleichrichter arbeitet und so bemessen ist, dass er einen vorbestimmten Teil des Laststromes übernimmt. 9. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass im NebenschluB zur Drosselspule bezw. Transformator eine laststromabhängige Zusatzlast angeordnet ist. Arrangement according to dependent claim 6, characterized in that the rectifier works on the same network as the mechanical main rectifier and is dimensioned so that it takes over a predetermined part of the load current. 9. An arrangement according to claim, characterized in that BEZW in the shunt to the choke coil. Transformer a load current-dependent additional load is arranged.
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