DE1563443A1 - Anordnung zur gleichmaessigen Verteilung einphasiger Belastung auf das Drehstromnetz - Google Patents

Description

• Anordnung zur gleichmäßigen Verteilung einphasiger Belastung auf das Drehstroznetz Es ist schon lange bekannt, zur gleichmäßigen Verteilung einer einphasigen Belastung auf das Drehstromnetz sogenannte Arnc-Urnforrr.er zu verwenden. Es sind dies leerlaufende Asynchronmotoren iit kurzgeschlossener Läuferwicklung, die dreiphasig an das Drehstromnetz angeschlossen sind, während die einphasige :Last unmittelbar neben dem Arno-Umformer zwischen zwei Netz-Phasen liegt. Es hat sich aber gezeigt, daß diese Anordnung nur sehr unvollkommen wirkt und von einer gleichmäßigen Verteilung der Belastung keine Rede sein kann. Der Strom der einphasigen Belastung wird nahezu in voller Größe dem Netz entnommen. Nur in dem Maße, in dem der einphasige Strom Spannungsabfälle in den beiden Netzphasen erzeugt, wird der Azno-Umformer veranlaßt, seine Stromaufnahme zu ändern, vias aber bei weitem nicht ausreicht, die Last zu vergleichmäßigen. Die vorliegende Eifindung zeigt, wie dies auf einfache Weise erreicht werden kann. Zu diesem Zweck wird der Strom der einphasigen Belastung in einem einphasigen Stromwandler mit den Strömen der beiden nhasen des ArncsUmforiners verglichen, die an die gleichen Netzphasen angeschlossen sind wie die einphasige Belastung. Die Summe der von den drei ;-trömen herrührenden Durchflutungen ist nur dann Null, wenn der ArnO-Umformer in allen drei Phasen gleiche, um 120o versetzte Strörie führt.
• Die zu diesem Zweck an dem Stromwandler auftretenden Ausgleichspannungen kommen durch geringe Unterschiede in den Lurchflutungen der drei Ströme zustande. An Hand von Schaltskizzen und Zeigerbildern soll der Erfindungsgedanke näher erläutert tverden. In Pigur 1 bezeichnen R, S, T die drei Phasen eines Drehatroir.-netzes,1 einen einphasigen Verbraucher, z.B. einen Oh:i'schen Widerstand, 2 einen einphasigen Stromwandler (Ausgleichvaandlel@) mit drei eng gekoppelten Wicklungen gleicher Windungszahl, 3 den Arnc-Umformer, z.B. eine normale Asynchronicaschine rnit Kurzschlußläufer, und 4 einen dreiphasigen Kondensator, der parallel zu den Ständerklemmen des Arno-Umformers liegt und dessen Blindleistung deckt. Bezeichnet man die Spannung zwischen zwei Netzphasen mit U und den Strom im einphasigen Verbraucher mit I E, so ist die Leistung N in diesem Verbraucher N = U.TE (1) Andererseits muß diese Leistung gleich der vom Netz zufließenden-Leistung sein, die bei völliger Vergleichmäßigung (alle drei Netzströme IR = IS - IT = I) gegeben ist durch Aus (1) und .2) folgt: Pig. 2 zeigt das Zeigerbild der Ströme. Wie man erkennt, ist der einphasige Strom IE gegeben durch die Differenz der beiden Ströme IS und wobei den über die Klerme V des Arnc-Umformers fließenden Strom der Netzphase T bezeichnet. Ebenso fließt der Strom IS der Netzphase S als Strcüi über die Icierrie V; des Arnc-Umformers. Die aus den drei Strömen IR, und gebildete Durchflutung läuft im Arno-Umformer entgegen dessen Drehrichtung un und wird von der kurzgeschlossenen Läufercr,icklung völlig abgedämpft. Ströme und Spannungen ergeben daher im Arno-Umforwier keine 'Wirkleistung, die von der leerlaufenden Maschine auch gar nicht verarbeitet werden könnte. Nan erkennt ferner, daß der Einphasenstrom IE um GG o gegen den Strom IR der Phase R verschoben ist, die an der einphasigen Belastung nicht unmittelbar beteiligt ist. Um eine noch weitergehende Vergleich41äßigung der drei Netzströme zu erreichen, kann man sie, wie in Fig. 3 gezeigt ist, über die drei Wicklungen gleicher t-'indungzahl eines zweiten einphasigen Ausgleichwandlers 5 führen. Da nun in beiden Stromwandlern 2 und 5 die Summen der drei Durchflutungen jeweils Null sein müssen, erhält man eine noch vollkommenere Vergleichmä.ßigung der drei Netzströme. Als Arno-Umformer kann man an Stelle einer Asynchrcnmaschine auch eine Synchronmaschine mit einer kräftigen Dämpferwicklung verwenden. Eurch entsprechende Erregung der Maschine Kann Lian es erreichen, daß sie weder Blindleistung aufnimmt, noch abgibt, teil nur dann die drei Netzströme am besten vergleichmäßigt werden. Statt einen einphasigen Verbraucher aus einem Drehstromnetz zu speisen, kann man Energie auch in umgekehrter Richtung liefern. Man kann z.B. auf diese Weise auf Eirphasen-Wechselstror.:-Fahrzeugen mit Hilfe eines solchen Umformers ein syrn^ie Irisches Drehstrombordnetz schaffen, an das dreiphasige Verbraucher wie Lüfter- und Pumpenmotoren als normale Drehstromkurzschlußläufer angeschlossen werden können. Weitere Anwendungsgebiete des Erfindungsgedankens sind Schweißumspanner, Sturpfschweißmaschinen, Induktionöfen usw. Auch einphasig betriebene Wechselstrombahnen können auf diese Weise an das Drehstromlandesnetz angeschlossen und mit dessen Frequenz betrieben werden, ohne daß die einphasige Belastung unerirünschte Rück-;-#irkungen auf das Landesnetz hat. Zum Anfahren des Umformers vom Drehstromnetz her ist es zweckmäßig eine .der Wicklungen des Ausgleich-Stroriviandlers 2 kurzzuschließen, damit der Ausgleicx:wandler 2 beim fehlen der einphasigen Durchflutung nicht als Drosselspule wirkt.

Claims (6)

1. Patentansprüche 1. Anordnung zur gleichmäßigen Verteilung einphasiger Belastung auf das Drehstromnetz unter Verwendung einer asynchronen oder synchronen Ausgleichmaschine (Arno-Uriformer), dadurch gekennzeichnet, daß ein einphasiger Stronavandler (Ausgleichwandler)(2) vorgesehen ist, in derl eine dem einphasigen Belastungstrom entsprechende Eurchflutung mit den beiden Durchflutungen verglichen wird, die durch die, aus den auch der einphasigen Belastung gemeinsamen beiden nhasen der Ausgleichmaschine (3) zufließenden Ströme gebildet Eierden.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ticklungen des Ausgleichwandlers @2) gleiche y'indungzahl haben.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenblindleistung der Ausgleichmaschine (3) durch Parallelkondensatoren (4) oder durch Erregung des Läufers gedenkt wird.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Anfahren des Arno-Utaformers (3) eine der ';7ickluhgen des Ausgleichwandlers (2) kurzgeschlossen wird.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Drehstromnetz entnommenen bzw. zufließenden Ströme . in einem zweiten einphasigen Ausgleichwandler (5) mit einer der Phasenzahl entsprechenden Anzahl von Wicklungen gleicher ' Windungzahl verglichen werden.
6. 6. Die Anwendung von Anordnungen nach Anspruch 1 bis 5 zur Speisung von Einphasenbahnnetzen aus dem Drehstromnetz. r. Die Anwendung von Anordnungen nach Anspruch 1 bis 5 zur Speisung eines Drehstrombordnetzes auf einer. aus dem Fahrdraht einphasig gespeisten Fahrzeug:. B. Die Anwendung von Anordnungen nach Anspruch 1 bis 5 zur, Speisen von einphasigen Schweißumspannern, Stumpfschweißmaschinen, Induktionöfen@usw. aus der Drehstrc.,Lnetz.