DE1220517B

DE1220517B - Ruhender Frequenzvervielfacher

Info

Publication number: DE1220517B
Application number: DEG25381A
Authority: DE
Inventors: Paul Peter Biringer
Original assignee: AEG Elotherm GmbH
Current assignee: SMS Elotherm GmbH
Priority date: 1958-03-31
Filing date: 1958-09-26
Publication date: 1966-07-07

Description

Ruhender Frequenzvervielfacher Die Erfindung bezieht sich auf einen Frequenzvervielfacher mit mehrphasiger Eingangs- und einphasiger Ausgangsspannung höherer Frequenz als der Eingangsspannung 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 Wertung bedürfen. Es ist bekannt, in solchen ruhenden Frequenzwandlern mehrere preriodisch in Sättigung gehende stromabhängige Drosseln in Sternschaltung anzuordnen. Diesen Drosseln können eingangsseitige lineare Drosseln vorgeschaltet werden, wobei zwischen den Verbindungspunkten der stromabhängigen und der zugehörigen linearen Drosseln Kondensatoren angeschlossen sind. Die Kondensatoren sind in diesem Falle im Stem geschaltet.
Zweck der Erfindung ist es, diese bekannte Schaltung in bezug auf den zu erzielenden netzseitigen Leistungsfaktor und hinsichtlich der Oberwellenbelastung der speisenden Spannungsquelle zu verbessern. Hierbei sollen komplizierende, an sich bekannte Schwingkreisschaltungen vermieden werden.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die stromabhängigen Drosseln je eine Sekundärwicklung aufweisen, die, alle in Reihe geschaltet, die Ausgangsspannung liefern, und daß die Kondensatoren an den genannten Verbindungspunkim Dreieck oder Vieleck (Polygon) angeschlossen sind. Das erste dieser beiden Merkmale ist im Zusammenhang mit ruhenden Frequenzvervielfachern an sich bekannt. Bei dieser erfindungsgemäßen Schaltung mit hohem Leistungsfaktor ist kein Nulleiter erforderlich, so daß sich ein einfacher Aufbau ergibt. Im üb- rigen wird vom Netz der Einfluß der Oberwellen weitgehend ferngehalten.
Zu den linearen Drosseln können zur weiteren Verringerung des Oberwelleneinflusses auf das speisende Netz Kondensatoren parallel geschaltet werden. Der so hergestellte Parallelresolianzkre-is kann auf die fünfte bzw. siebente Harmonische des speisenden mehrphasigen Netzes abgestimmt werden.
Jede der linearen Drosseln kann als gleichstromvormagnetisierte Drossel ausgeführt werden, deren mittlere Induktivität durch Änderung des Gleichstromes variiert werden kann.
Parallel zur Last können zum Zwecke der Spannungsregelung Drosseln und/oder Kondensatoren vorgesehen werden.
In den Zeichnungen sind bevorzugte Schaltungen gemäß der Erfindung dargestellt. Gemäß F i g. 1 sind an die Klemmen 10, 11, 12 einer mehrphasigen, beispielsweise dreiphasigen Stromquelle stromabhängige Drosseln 13, 14, 15 über lineare Drosseln 17, 18, 19 angeschlossen. Die Wicklungen der Drosseln sind jeweils mit a und die Keine mit b bezeichnet. Die stromabhängigen Drosseln 13, 14, 15 arbeiten im nichtlinearen Teil der Magnetisierungskennlinie. Die dafür erforderlichen hohen Magnetisierungsströme werden von den Kondensatoren 20, 21, 22 geliefert. Diese Kondensatoren sind an die Verbindungsstellen von je einer linearen und stromabhängigen Drossel im Dreieck angeschlossen. Die Kondensatoren dienen außerdem dazu, die in den stromabhängigen Drosseln 13, 14, 15 entstehenden Oberwellen von der Stromquelle fernzuhalten. Dem gleichen Zweck dienen die linearen Drosseln 17, 18, 19.
Die Last, im vorliegenden Beispiel ein von einer Spule 33 umgebener Schmelztiegel 34, ist an die in Reihe geschalteten Sekundärwicklungen 26, 27, 28 der stromabhängigen Drosseln 13, 14, 15 angeschlossen. Parallel zur Last 33 liegt der Kondensator 30.
Um den Einfluß der OberweHen auf das speisende Netz weiter zu verringern, können Kondensatoren 23, 242 25 parallel zu den linearen Drosseln 17, 18, 19 angeordnet werden. Diese linearen Drosseln können als Luftspaltdrosseln oder als Drosseln mit Gleichstrommagnetisierung mit veränderbarer mittlerer Induktivität ausgelegt werden.
Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Schaltung liegt darin, daß ein Nulleiter nicht benötigt wird, so daß sich ein einfacher Aufbau ergibt, der gleichzeitig netzseitig einen hohen Leistungsfaktor bei geringem Oberwelleneinfluß aufweist.
In F i g. 2 ist eine der F i g. 1 weitgehend enfsprechende Schaltung dargestellt, jedoch mit einer Mög- lichkeit zur Änderung der Ausgangsspannung. Zu diesem Zweck ist parallel zur Last34 außer dem Stammkondensator30 ein über den Schalter32 zuschaltbarer Kondensator 31 und eine regelbare Drosselspule 29 vorgesehen.
In F i g. 3 ist eine beispielsweise Ausführungsform für den Kein 48 der stromabhängigen Drosseln 13, 14, 15 dargestellt. Fünf mit den Ziffern 1 bis 5 gekennzeichnete Kernschenkel stehen als Träger für die Wicklungen der Drosseln 13, 14, 15 zur Verfügung, und zwar derart, daß diese Wicklungen entweder auf den Schenkeln 1, 3, 5 oder 2, 3, 4 aufgebracht sind. Jeweils einer (oder beide) der übrigen Kernschenkel trägt die Sekandärwicklung, in der infolge des Stromflusses mit hohem Oberwelleagehalt in diesem Schenkel eine Spannung höherer Frequenz induziert wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Ruhender Frequenzvervielfacher mit mehrphasigem Eingang und einphasigem Ausgang für große Ausgangsleistung, bei dein mehreren in Sternschaltung angeordneten, periodisch in Sättigung gehenden stromabhängigen Drosseln je eine lineare Drossel eingangsseitig vorgeschaltet ist und wobei jeweils an die Verbindungspunkte einer stromabhängigen und der zugehörigen linearen Drossel Kondensatoren angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die stromabhängigen Drosseln je eine Sekundärwicklung aufweisen, die, alle in Reihe geschaltet, die Ausgangsspannung liefern, und daß die Kondensatoren im Dreieck oder Viereck (Polygon) an die genannten Verbindungspunkte angeschlossen sind.
2. Frequenzvervielfacher nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede lineare Drossel durch einen parallelgeschalteten Kondensator zu einem Parallelresonanzkreis ergänzt ist, dessen Frequenz auf die fünfte bzw. siebente Harmonische des speisenden mehrphasigen Netzes ab-C, Crestimmt ist. 3. Frequenzvervielfacher nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede lineare Drossel durchVormagnetisierung in ihrer mittleren Induktivität veränderbar ist. 4. Frequenvervielfacher nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet> daß zur Spannunsgregelung parallel zur Last veränderbare Drosseln und/oder Kondensatoren geschaltet sind. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 589 724; britische Patentschrift Nr. 656 499; AIEE-Transactions, Part 1, Juli 1955, S. 297 bis 300.