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.