DE1220032B

DE1220032B - Ruhender Frequenzvervielfacher

Info

Publication number: DE1220032B
Application number: DEG25382A
Authority: DE
Inventors: Paul Peter Biringer
Original assignee: AEG Elotherm GmbH
Current assignee: SMS Elotherm GmbH
Priority date: 1958-02-07
Filing date: 1958-09-26
Publication date: 1966-06-30

Description

Ruhender Frequenzvervielfacher Die Erfindung bezieht sich auf einen Frequenzvervielfacher mit mehrphasiger Eingangs- und einphasiger Ausgangsspannung mit höherer Frequenz als der Eingangsspannung und mit einer großen Ausgangsleistung. Ruhende Frequenzwandler sind an sich bekannt, und sie haben gegenüber umlaufenden Umformern besondere Vorteile, weil keine beweglichen Teile vorhanden sind, die einer Wartung bedürfen. Es ist bekannt, in solchen ruhenden Frequenzwandlern mehrere periodisch in Sättigung gehende stromabhängige Drosseln in Sternschaltung anzuordnen. Diesen Drosseln können eingangsseitig lineare Drosseln vorgeschaltet werden, wobei jeweils an die Verbindungspunkte einer stromabhängigen und der zugehörigen linearen Drossel im Stem geschaltete Kondensatoren angeschlossen sind und wobei die Last zwischen dem Stempunkt der stromabhängigen Drosseln und dem Stempunkt der Kondensatoren liegt. Eine solche Schaltung hat den Nachteil eines schlechten Leistungsfaktors auf der Netzseite und außerdem werden die Oberwellen nur unvollkommen vorn Netz ferngehalten.
Es ist ferner bekannt, zur Vervielfachung einer Frequenz besondere Schwingkreise vorzusehen, wodurch die Schaltungsanordnung aufwendig wird..
Zweck der Erfindung ist es, einen ruhenden Frequenzvervielfacher mit hoher Ausgangsleistung anzugeben, der die Nachteile bekannter Einrichtungen vermeidet und den Vorteil bietet, in einfacher Bauweise ohne das Erfordernis eines Stempunktleiters mit hohem netzseitigem Leistungsfaktor die Frequenzvervielfachung vorzunehmen und dabei eine Rückwirkung auf das Netz durch Oberwellen praktisch zu vermeiden.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß, indem zusätzliche Kondensatoren im Dreieck oder Vieleck (Polygon) an die Verbindungspunkte zwischen den linearen und den stromabhängigen Drosseln angeschlossen werden. Dabei sind die Sternpunkte der stromabhängigen Drosseln und der Kondensatoren yom Nulleiter des speisenden mehrphasigen Netzes isoliert.
Zur Verringerung der Rückwirkung der Oberwellen auf das speisende Netz kann jede lineare Drossel durch einen parallel geschalteten Kondensator zu einem Parallelresonanzkreis ergänzt werden. Die Frequenz dieses Kreises kann beispielsweise auf die fünfte bzw. siebente Harmonische des speisenden mehrphasigen Netzes abgestimmt werden.
Jede der linearen Drosseln kann auch durch Vormagnetisierung in ihrer mittleren Induktivität verändert werden. Parallel zur Last können zum Zwecke der Spannungsregelung Drosseln und/oder Kondensatoren vorgesehen werden. Es ist zweckmäßig, die Last über einen Transformator anzuschließen.
In der Zeichnung ist eine bevorzugte Schaltung gemäß der Erfindung dargestellt.
Es ist eine mehrphasige, beispielsweise dreiphasige Stromquelle mit den Klemmen 16, 17, 18 vorgesehen. Stromabhängige, in Sternschaltung angeordnete Drosseln 20, 21, 22 sind über lineare Drosseln 23, 24 und 25 mit den Klemmen 16, 17 bzw. 18 verbunden. Die Wicklungen der Drosseln sind jeweils mit a und die Keine mit b bezeichnet. Die stromabhängigen Drosseln 20, 21 und 22 sind für das Arbeiten im nicht linearen Teil der Magnetisierungskennlinie bestimmt. Das Arbeiten in diesem Bereich erfordert hohe Magnetisierungsströme, die von den Kondensatoren 26, 27, 28 geliefert werden. Die Kondensatoren 26, 27, 28 sind an die Verbindungsstellen von je einer linearen und stromabhängigen Drossel angeschlossen. Sie dienen außerdem dazu, die in den stromabhängigen Drosseln entstehenden Oberwellen von der Stromquelle fernzuhalten. Dem gleichen Zweck dienen die linearen Drosseln 23, 24, 25.
Die Last, im vorliegenden Beispiel die um den Ofen 34 gelegte Induktionsspule 33, ist an den von den stromabhängigen Drosseln 20, 21, 22 gebildeten Sternpunkt und an den von den Kondensatoren 50, 51, 52 gebildeten künstlichen Sternpunkt 49 angeschlossen. Die anderen Klemmen dieser Kondensatoren sind ebenfalls an die Verbindungspunkte zwischen den linearen und stromabhängigen Drosseln angeschlossen. Der Stempunkt der Drosseln 20, 21, 22 und der Stempunkt 49 sind vom Sternpunkt des speisenden Netzes bzw. der Stromquelle getrennt. Die Last kann unmittelbar mit dem Stempunkt oder unter Zwischenschaltung eines Transformators mit Wickeln 30, 31 und dem Kern 29 angeschlossen sein. Zur Kompensation der Verbraucherblindlast und zur Spannungsstätzung dient der Kondensator 42.
Um den Einfluß der Oberwellen auf das speisende Netz weiter zu verringern, können Kondensatoren 35, 36, 37 parallel zu den linearen Drosseln 23, 243 25 angeordnet sein.
Die linearen Drosseln 23, 24, 25 können als Luftspaltdrosseln oder als Drosseln mit Gleichstrommagnetisierung mit veränderbarer mittlerer Induktivität ausgelegt sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Ruhender Frequenzvervielfacher mit mehrphasigem Eingang und einphasigem Ausgang für große Ausgangsleistung, bei dem mehreren in Stemschaltung angeordneten, periodisch in Sättigung gehenden, stromabhängigen Drosseln je eine hneare Drossel eingangsseitig vorgeschaltet ist, wobei jeweils an die Verbindungspunkte einer stromabhängigen und der zugehörigen linearen Drossel im Stern geschaltete Kondensatoren ana Schlossen sind und wobei die Last zwischen ce dem Stempunkt der stromabhängigen Drosseln und dem Sternpunkt der Kondensatoren liegt dadurch -gekennzeichnet, daß weitere Kondensatoren im Dreieck oder Viereck (Polygon) an die genannten Verbindungspunkte angeschlossen sind und daß die beiden genannten Stempunkte vom Sternpunkt (INTulleiter) des speisenden mehrphasigen Netzes isoliert sind.
2. Frequenzvervielfacher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede lineare Drossel durch einen parallel geschalteten Kondensator zu einem Parallelresonanzkreis ergänzt ist, dessen Frequenz auf die fünfte bzw. siebente Harmonische des speisenden mehrphasigen Netzes abgestimmt ist. 3. Frequenzvervielfacher nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede lineare Drossel durch Vormagnetisierung in ihrer mittleren Induktivität veränderbar ist. 4. Frequenzvervielfacher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Spannungsregelung parallel zur Last veränderbare Drosseln und/oder Kondensatoren geschaltet sind. 5. Frequenzvervielfacher nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Last über einen Transformator angeschlossen ist. ZD In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 589724; britische Patentschrift Nr. 656 499; AIEE-Transactions, Part 1, Juli 1955, S. 297 bis 300.