CH295516A - Converter with a number of phases equal to a prime number. - Google Patents

Converter with a number of phases equal to a prime number.

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CH295516A
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/046Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)

Description

  

      Stromrichter    mit einer Phasenzahl gleich einer Primzahl.    Es ist bei Stromrichtern (und zwar sowohl  bei solchen mit Entladungsstrecken als auch  bei solchen mit     periodisch    betätigten Kon  takten) bekannt, ein gleichzeitiges Arbeiten  mehrerer Phasen durch Saugtransformatoren  herbeizuführen. Dabei unterteilt der Saug  transformator den     Gesamtstromrichter    in meh  rere phasenverschobene     Teilstromrichter,    z. B.

    einen sechsphasigen Stromrichter in zwei     drei-          phasige        Teilstromrichter.    Wegen dieser Teil  barkeitseigenschaft hat man es bisher nicht  für möglich gehalten, dass auch Stromrichter  mit einer     Phasenzahl.gleich    einer Primzahl  mit     Saugtransformatoren        ausgerüstet    werden  können.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein Strom  richter mit einer Phasenzahl gleich einer Prim  zahl, der mit einem Saugtransformator aus  gerüstet ist und eine Welligkeit entsprechend  einem Betrieb mit vervielfachter Phasenzahl  aufweist.  



  In     Fig.1    der     Zeichnung    ist die Erfindung       beispielsweise    an einem dreiphasigen Gleich  richter veranschaulicht. Der an das Dreh  stromnetz     N    über eine nicht bezeichnete     Drei-          eclwickhmg    angeschlossene Haupttransforma  tor T weist zwei dreiphasige Sternwicklungen       a.    und b gleicher     Phasenlage        auf,    an deren  freie Enden die Anoden des     mehranodigen     Entladungsgefässes G angeschlossen sind.

   Zwi  schen die Sternpunkte der beiden Wicklungen  <I>a .</I> und b ist der     Saugtransformator        D   <I>ge-</I>  schaltet.    Unter Bezugnahme auf     Fig.    2 soll die Wir  kungsweise nachfolgend beschrieben. werden  Der durch den     Saugtransformator    gegebene       Amperewindungazwang    ergibt eine gleichzei  tige Beteiligung der in     Fig.1    mit     a_    und b  bezeichneten Systeme. Um zu verhüten, dass  von den beiden Systemen gleichsinnige An  oden sieh an der Arbeit beteiligen, wird der  Gleichrichter derartig gittergesteuert,     da.ss     immer nur verschiedene Phasen der beiden  Systeme gleichzeitig arbeiten können.

   So sei  angenommen, dass im Augenblick A der     Fig.    2  Anode     la    und 2b Strom führen (vergleiche       Fig.3).    Da der Saugtransformator symme  trisch aufgebaut     ist,    führen beide Systeme  je den halben Gleichstrom und legen an den  Verbraucher den Mittelwert der beiden am  Arbeiten beteiligten Phasenspannungen. Diese       Spannung    ist mit     ug    gekennzeichnet. Ihr  Wert beträgt 0,5 des     Summenwertes    der Pha  senspannungen im Augenblick     t1.    Nach der  Erfindung sollen diese beiden Anoden bis zum  Zeitpunkt B, in welchem Anode     la    negatives.  Potential erhält, gleichzeitig brennen.

   Im  Augenblick B geht der Strom von Anode 1a  auf     0a    über, so dass von B bis C die Anode       0a    und     2b    sich in     die        Stromführung    teilen.  Während dieser Zeit arbeitet die Saugdrossel  spule wie ein Spartransformator und teilt  wieder die von der Phase 2b erzeugte Span  nung so auf, dass genau die Hälfte an dem  Gleichstromverbraucher liegen bleibt. Im Kul  minationspunkt der,     Spannung,    2b; in welchem      diese den Wert 1 besitzt, wird wieder die       Gleichspannung    0,5,     wie    im Augenblick A.

    Im Augenblick C erfolgt     eine        Kommutierung     von     0a    auf     3cc,    so     'dass    von nun an die Anoden  2b und 3a die     Gleichspannung    bilden.  



  Aus dieser Arbeitsweise     erkennt    man, dass  zunächst eine vollkommen symmetrische, einem       Sechsphasensystem    entsprechende Gleichspan  nung entsteht. Ferner lässt sich ableiten, dass  die Brenndauer der Anoden 180  beträgt,  lediglich die Nullanode hat eine Brenndauer  von 60 . Die     Anodenströme    folgen sich jede  zweite Periode     mit        Ausnahme    der Nullanoden,  die     mit    Pausen von 60  abwechselnd brennen.  Der Verlauf sämtlicher Anodenströme ist in       Fig.    3 dargestellt.

   Durch die     verhältnismässig     langen     Brenndauern    der Anoden ergeben sich  niedrige Effektivwerte, die trotz der hohen       Phasenspann-Lungen    eine     wirtschaftliche    Bemes  sung des Transformators ermöglichen. Auch  die Spannung an dem Saugtransformator.  wird durch die Mitwirkung der     Nudlanoden     kleiner als sie dem normalen Dreiphasen  system entspricht, so     dass'    sie bei einer Fre  quenz von 75 Hz (50 Hz im Haupttransfor  mator vorausgesetzt) eine ebenfalls wirtschaft  liche Auslegung des Saugtransformators er  gibt.  



  Um die dargestellte Wirkungsweise zu er  möglichen, müssen die Anoden des Gleichrich  ters     mit        Ausnahme    der Nullanoden gesteuert  werden. Für diese erübrigt sich eine Steue  rung;     weil    sie den Strom immer nur im rich  tigen Zeitpunkt übernehmen.

   Die Steuerung  der übrigen Anoden muss wie folgt eingerich  tet werden:       Fig.    4 zeigt     nochmals    den Ablauf der       Phasenspannungen    u1, u2     rund        u3,    die Gleich  spannung     ug    und die     Kommutierungsaugen-          blicke.        Darunter    sind die     Brennzeiten    der ein  zelnen     Anoden        dargestellt,

      wobei die einzelnen       Anoden    gleichzeitig in die Gruppen der bei  den     Systeme        ca    und     b    unterschieden sind. Be  züglich der     Steuerung    scheiden die Mullan  oden, wie bereits bemerkt, aus der Betrach  tung aus. Infolgedessen ergibt sich     zwischen     den Einsatzzeiten der     Anodenströme    und der       ebenfalls    in     Fig.    4     dargestellten    Spannung des    Saugtransformators     zcd    eine einfache Bezie  hung, die die Lösung der Gittersteuerung in  einfachster Weise ermöglicht.

   Sorgt man da  für, dass bei positiven Werten der Saugtrans  formatorspannung stets nur die Anoden des       Systems    a gezündet werden und bei negativen  Werten nur stets die Anoden des Systems b,  während gleichzeitig die Anoden der andern  Systeme gesperrt werden, so ist der beab  sichtigte Zweck bereits erreicht. Es genügt  also eine     gruppenweise    Steuerung in Abhän  gigkeit von der Spannung des     Saugtrans-          formators.     



  Geht man von der Voraussetzung aus, dass  die Zahl der Entladungsgefässe insbesondere  mit Rücksicht auf die Verwendung     einan-          odiger    Gefässe keine ausschlaggebende Rolle  spielt, so lässt sich die angegebene     Schaltung     noch wesentlich vereinfachen. Diese Verein  fachung ist in     Fig.5    dargestellt. Sie zeigt,  dass für den Aufbau ein     Drehstromtransfor-          mator    T mit einer primär geschalteten     Drei-          eekwicklung    und einer einzigen sekundären  Sternwicklung sowie ein einfacher Saug  transformator D genügt.

   Ausserdem sich acht  Entladungsstrecken     (in    zwei Gruppen 30 und  40) mit der zugehörigen Gittersteuerung er  forderlich. Die     Entladungsstrecken    liegen in  der Schaltung parallel an der Sekundärwick  lung des Transformators. Die Gittersteuerung  sorgt wieder für die     abwechselnde    Zündung  der     einen    oder andern Gruppe, abhängig von  der Spannung am Saugtransformator. Es  steht aber nichts im Wege, für die Gitter  steuerung auch eine synchron zur     Saugtrans-          formatorspannung    verlaufende     Spannung    zu  verwenden, die mittels eines vom Netz 1. ge  speisten     Synchron-Synchron-Umformers    er  zeugt wird.

   Die Schaltung hat den Vorteil,  dass die Effektivwerte der Phasenströme wei  ter zurückgehen. Die     Entladungsstrecken    wer  den nach wie vor     lediglich    alle zwei Perioden  beansprucht, allein die     Nullpunktsanoden    füh  ren alle 60  Ströme mit 60  Brenndauer.



      Converter with a number of phases equal to a prime number. It is known for converters (both with those with discharge paths and with those with periodically actuated con tacts) to bring about a simultaneous operation of several phases by suction transformers. The suction transformer divides the overall converter into several phase-shifted partial converters, e.g. B.

    a six-phase converter into two three-phase converters. Because of this divisibility property, it was previously not considered possible that power converters with a number of phases equal to a prime number could also be equipped with suction transformers.



  The invention relates to a power converter with a number of phases equal to a prime number, which is equipped with a suction transformer and has a ripple corresponding to an operation with a multiplied number of phases.



  In Figure 1 of the drawing, the invention is illustrated, for example, on a three-phase rectifier. The main transformer T connected to the three-phase network N via a three-phase winding (not designated) has two three-phase star windings a. and b have the same phase position, at the free ends of which the anodes of the multi-anode discharge vessel G are connected.

   The suction transformer D <I> is connected </I> between the star points of the two windings <I> a. </I> and b. With reference to Fig. 2, the We will be described below action. The Amperewindungazwang given by the suction transformer results in a simultaneous participation of the systems denoted by a_ and b in FIG. In order to prevent the anodes of the two systems from participating in the work, the rectifier is grid-controlled in such a way that only different phases of the two systems can work at the same time.

   It is assumed that at the moment A of FIG. 2 anode 1 a and 2 b are conducting current (see FIG. 3). Since the suction transformer is constructed symmetrically, both systems each carry half the direct current and apply the mean value of the two phase voltages involved in the work to the consumer. This voltage is marked with ug. Their value is 0.5 of the sum of the phase voltages at the moment t1. According to the invention, these two anodes should be negative until time B, in which anode la. Retains potential, burn at the same time.

   At the moment B the current changes from anode 1a to 0a, so that from B to C the anode 0a and 2b share the current flow. During this time, the suction throttle coil works like an autotransformer and divides the voltage generated by phase 2b again so that exactly half remains on the direct current consumer. At the culmination point of, tension, 2b; in which this has the value 1, the DC voltage becomes 0.5 again, as at the moment A.

    At the moment C there is a commutation from 0a to 3cc, so that from now on the anodes 2b and 3a form the direct voltage.



  This way of working shows that initially a completely symmetrical DC voltage corresponding to a six-phase system is created. It can also be derived that the burn time of the anodes is 180, only the zero anode has a burn time of 60. The anode currents follow each other every other period with the exception of the zero anodes, which burn alternately with pauses of 60. The course of all anode currents is shown in FIG.

   The relatively long burning times of the anodes result in low effective values, which enable the transformer to be dimensioned economically despite the high phase voltage. Also the voltage on the suction transformer. is smaller than it corresponds to the normal three-phase system due to the involvement of the Nudlanodes, so that at a frequency of 75 Hz (50 Hz in the main transformer assuming), the suction transformer also has an economical design.



  In order to make the mode of operation shown possible, the anodes of the rectifier must be controlled with the exception of the zero anodes. A control is not required for this; because they only take over the electricity at the right time.

   The control of the other anodes must be set up as follows: Fig. 4 shows again the sequence of the phase voltages u1, u2 around u3, the direct voltage ug and the commutation times. The burning times of the individual anodes are shown below,

      where the individual anodes are divided into the groups of the systems ca and b. With regard to the control, the Mullan odes are, as already noted, out of consideration. As a result, there is a simple relationship between the application times of the anode currents and the voltage of the suction transformer zcd also shown in FIG. 4, which enables the grid control to be solved in the simplest possible manner.

   If one ensures that with positive values of the suction transformer voltage only the anodes of system a are ignited and with negative values only the anodes of system b, while at the same time the anodes of the other systems are blocked, the intended purpose is already there reached. Control in groups depending on the voltage of the suction transformer is sufficient.



  If one proceeds from the assumption that the number of discharge vessels does not play a decisive role, particularly with regard to the use of single or single vessels, then the specified circuit can be simplified considerably. This simplification is shown in Fig.5. It shows that a three-phase transformer T with a primary switched three-phase winding and a single secondary star winding and a simple suction transformer D are sufficient for the construction.

   In addition, eight discharge paths (in two groups 30 and 40) with the associated grid control are required. The discharge paths are parallel in the circuit on the secondary winding of the transformer. The grid control ensures the alternating ignition of one or the other group, depending on the voltage on the suction transformer. But nothing stands in the way of using a voltage running synchronously with the suction transformer voltage for the grid control, which is generated by means of a synchronous-synchronous converter fed by the network 1.

   The circuit has the advantage that the rms values of the phase currents decrease further. The discharge paths are still only used every two periods, the zero point anodes alone carry every 60 currents with a burning time of 60 times.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH: Stromrichter mit einer Phasenzahl gleich einer Primzahl, dadurch gekennzeichnet, dass ein Saugtransformator vorgesehen ist, und. dass die mindestens in zwei Gruppen unter teilten periodisch stromdurchlässigen Schalt elemente so gesteuert werden, dass der Strom richter eine Welligkeit entsprechend einem Betrieb mit vervielfachter Phasenzahl auf weist. UNTERANSPRÜCHE 1. Stromrichter naeh Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass jede Gruppe von Schaltelementen ein an keiner Phasenspan nung liegendes Schaltelement (Nullanode) aufweist. 2. Claim: converter with a number of phases equal to a prime number, characterized in that a suction transformer is provided, and. that the at least divided into two groups periodically current-permeable switching elements are controlled so that the converter has a ripple corresponding to an operation with a multiplied number of phases. SUBClaims 1. Converter according to claim, characterized in that each group of switching elements has a switching element (zero anode) which is not connected to any phase voltage. 2. Stromrichter nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass jede Gruppe von Schaltelementen durch eine synchron zur Saug transformatorspannung verlaufende Span ' nung gesteuert. wird. Converter according to claim, characterized in that each group of switching elements is controlled by a voltage running synchronously with the suction transformer voltage. becomes.
CH295516D 1943-11-19 1944-10-23 Converter with a number of phases equal to a prime number. CH295516A (en)

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