DE2921165A1 - Ozonisator-anspeisungsvorrichtung - Google Patents

Description

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Ozonisator-Anspeisungsvorrichtung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es ist bekannt, dass bei höherer Betriebsfrequenz die Ozon-Produktion für einen gegebenen Ozonisator zunimmt. Im Buch: Ulimann, Enzyklopädie der Chemie, Urban & Schwarzenberg, 3· Aufl., München, 1964, Band ^5, Seite 101, Fig. 7, ist die Ozonleistung eines Ozonrohres in Abhängigkeit von der Frequenz graphisch dargestellt* Für den Fall, dass von der Netz-Frequenz von 50 Hz ausgegangen wird, ergibt sich bei einer Frequenz von 150 Hz eine ca. 2,3-fache Ozon-Menge, bei einer Frequenz von 300 Hz eine ca. 3»7-fache Menge. Ähnlich günstige Verhältnisse erhält man, wenn man von einer anderen Netzfrequenz (z.B. 60 Hz) ausgeht.

In der US-PS 4»051,045 ist eine Ozonisator-Anspeisungsvorrichtung beschrieben, welche eine Thyristoren-Brückenschaltung aufweist und mit einer im wesentlichen rechtwinkligen Wellenform arbeitet. Diese Vorrichtung ist sehr kompliziert und muss mehrere Hilfsgeräte enthalten, um funktionsfähig zu sein.

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Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ozonisator-Anspeisungsvorrichtung zu schaffen, bei der mit einfachen technischen Mitteln eine Steigerung der Ozonleistung und somit eine wirtschaftliehe Ozonherstellung ermöglicht wird.

Mit Hilfe der erfindungsgemässen Thyristor-Schaltung ergibt sich der Vorteil, dass aus dem Drehstromnetz von den (meistens drei) Phasen abwechslungsweise positive und negative Abschnitte der Spannungs-Amplitude schaltbar sind. Diese ergeben einen einphasigen Wechselstrom von der dreifachen Netzfrequenz, so dass eine ca. 2,3-fache Ozon-Menge erzeugt wird gegenüber der Netzfrequenz. Es werden steile Spannungs-Anstiege erzielt, die sich für die Ozon-Produktion besonders vorteilhaft auswirken. Die einphasige Wechselspannung wird, wie bekannt, mit Hilfe eines Hochspannungstransformators auf die gewünschte Ozonisator-Spannung gebracht. Die Ozonisatoren sind in verschiedensten Ausführungsformen bekannt (vgl. Ausführungsbeispiel Pig. 1 der genannten US-PS 4,051,045)·

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Mit dem Einstellglied gemäss Anspruch 2 kann der Zündpunkt eingestellt und somit die Ozon-Produktion reguliert werden.

Die Ausführungsform nach Anspruch 3 weist den Vorteil auf, dass die Vorrichtung bei einem Dreiphasen-Netz nur mit sechs Thyristoren bestückt ist, es muss jedoch ein Netz mit dem Null-Leiter (Mittelpunktsleiter) vorhanden sein.

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Die Ausführungsform gemäss Anspruch 4 ist dann zweckmässig, wenn kein Kull-Leiter zur Verfugung steht. Es müssen jedoch auch zusätzliche Dioden verwendet werden.

Bei der Variante gemäss Anspruch 5 sind diese zusätzlichen Dioden nicht nötig; es werden jedoch die doppelte Anzahl Thyristoren verwendet, d.h. z.B. für ein dreiphasiges Netz zwölf Thyristoren.

Die Weiterentwicklung nach Anspruch 6 ermöglicht, eine 6-fache Netzfrequenz zu erzeugen und somit die Ozon-Produktion zusätzlich zu steigern.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Pig. 1 eine erfindungsgemässe Ozonisator-Anspeisungsvorrichtung in Sternschaltung,

Pig. 2 den zeitlichen Verlauf einer Dreiphasenspannung mit ihren Spannungsamplituden-Abschnitten, welche mit der Vorrichtung gemäss Pig. 1 erzeugt werden,

Pig. 3 eine erfindungsgemässe Vorrichtung in Dreieckschaltung und mit zusätzlichen Dioden,

Pig. 4 eine weitere "beispielsweise Ausführungform des Erfindungsgegenstandes in Dreieckschaltung mit der doppelten Anzahl Thyristoren,

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Fig. 5 eine Tafel, welche zeigt, mit welchen Thyristoren aus Pig. 4 die Impulse ausgelöst werden,

Pig. 6 einen zeitlichen Verlauf einer Dreiphasenspannung mit Spannungsamplituden-Abschnitten, welche mit der Vorrichtung gemäss Pig. 4 und nach der Tafel gemäss Pig. 5 erzeugt werden,

Pig. 7 eine weitere "beispielsweise erfindungsgemässe Vorrichtung, bei welcher die Schaltung gemäss Pig. 7a mit einem Netztransformator gemäss Pig. 7b gespeist wird,

Pig. 8 eine Tafel, in welcher gezeigt wird, mit welchen Thyristoren aus Pig. 7 die Impulse ausgelöst werden und

Pig. 9 einen zeitlichen Verlauf einer Dreiphasenspannung ' mit Spannungsamplituden-Abschnitten, die mit der Vorrichtung gemäss Pig. 7 und nach der Tafel gemäss Pig. 8 erzeugt werden.

Gemäss Pig. 1 sind drei Paare von Thyristoren 1 in einer Gegenparallelschaltung in Sternschaltung verbunden. Der Mittelpunkt der Sternschaltung ist mit einem Ende der Primärwicklung des Hochspannungstransformators 3 verbunden. Das andere Ende dieser Primärwicklung ist an einen Null-Leiter 0 angeschlossen. Die Paare der Thyristoren 1 sind mit den Netzphasen R, S, T verbunden. Ein Ansteueraggregat 2 mit einem Zündwinkel-Einstellglied 2a dient zur Steuerung der Thyristoren 1 und ist phaseneinsatzseitig

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COPV

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netzgebunden. Die Sekundärwicklung des Hochspannungstransformators 3 ist mit einem, an sich "bekannten Ozonisator 4 verbunden und geerdet.

In 'Pig. 2 ist der Verlauf der Spannungen U der Phasen R, S, T in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt. Schraffiert sind Abschnitte der Spannungsamplituden gezeichnet, die mit den Thyristoren 1 aus Fig. 1 aus der Dreiphasenspannung geschaltet werden. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, entspricht die Frequenz der Abschnitte der 3-fachen Netzfrequenz, wobei günstige, steile Spannungs-Anstiege erzielt werden.

In weiteren Zeichnungen sind gleiche Teile mit denselben Bezugsziffern versehen, wie in Fig. 1 und 2.

Die Dreieckschaltung gemäss Fig. 3 enthält zusätzliche Dioden 5 für die Stromrückführung. Bei dieser Ausführungsform ist kein Null-Leiter vorhanden. Die Primärwicklung des Hochspannungstransformators 3 ist in zwei getrennte Wicklungen aufgeteilt.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 ist für ein Dreiphasennetz mit zwölf Thyristoren 11 bis 16 und 21 bis 26 ausgerüstet. Bei jeder Halbperiode müssen immer zwei Thyristoren gleichzeitig geschaltet werden.

Eine beispielsweise Reihenfolge der Schaltungen ist in Fig. 5 enthalten.

Die auf diese Weise entstandenen Abschnitte der Spannungsamplituden sind in Fig. 6 gezeigt. Aus dem Vergleich

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COPY

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der Figuren 4 bis 6 sieht man, dass der erste Abschnitt I durch gleichzeitiges Schalten der Thyristoren ti und 25 entstanden ist, der zweite Anschnitt durch Schalten der Thyristoren 14 und 23 usw. Biese kurzen Impulse und die steile Anstiegszeit wirken sich im positiven Sinn auf den Wirkungsgrad aus.

Mit der Ausführungsform gemäss Fig. 7 wird die 6-fache Netzfrequenz: erreicht. Um diese sechs Phasen zu "bilden, benötigt man einen Netztransformator 6 mit an sich bekannter Zickr—Zack-Schaltung. Dieser Netztransformator 6 ist an die Netzphasen R, S, T angeschlossen und weist Ausgangsphasen U, Y, W und X, Y, Z auf. Die erste Gruppe der Phasen ü, V, ¥ ist gegeneinander um 120° verschoben, wie das bei einem normalen Dreiphasennetz der Fall ist. Eben— falls die Phasen X, Y, Z der zweiten Gruppe sind gegeneinander um 120° verschoben. Die Verschiebung der beiden Phasengruppen gegeneinander beträgt jedoch nur 50". Die Netzphasen R, S, T werden für die Thyristorschaltung mit einer erhöhten Spannung verwendet. Die Netzphasen R, S, T haben aber die gleiche Phasenlage wie die Ausgangsphasen U, V, ¥. Die Thyristoren 11 bis 16 und 21 bis 26 werden so gesteuert, dass die Phasen U, V, W in der Primärwicklung des Hochspannungstransformators 3 den Strom von links nach rechts fliessen lassen. Diese Ströme bilden die positiven Amplituden. In umgekehrter Stromrichtung ergeben sich von den Phasen X, Y, Z die negativen Amplituden.

Die Tafel gemäss Fig. 8 zeigt die Reihenfolge der Schaltung der einzelnen Thyristoren für die Ausführungsform gemäss Fig. 7, wie dies schon die Tafel gemäss Fig. 5 für die Ausführungsform gemäss Fig. 4 gezeigt hatte.

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Aus den in Fig. 9 gezeigten Abschnitten der Spannungsamplituden ist ersichtlich, dass damit die 6-fache Netzfrequenz erreicht wurde.

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Zusammenfassung

Eine Ozonisator-Anspeisevorrichtung mit einem Hochspannungstransformator enthält eine Thyristorschaltung, bei welcher zwischen je wenigstens einer Netzklemme für eine Phase (R, S, T) und dem Hochspannungstransformator (3) wenigstens zwei Thyristoren (1 ) in Gegenparallelschaltung eingeschaltet und an ein gemeinsames Ansteuer-Aggregat (2) angeschlossen sind. Der Vorteil dieser Lösung liegt darin, dass die Frequenz der Ozonisator-Anspeisung ein Mehrfaches der Netzfrequenz erreichen kann, z.B. bei einem Dreiphasennetz ein Dreifaches oder ein Sechsfaches. Bei höheren Frequenzen ergibt sich in der Folge eine grössere Ozon-Produktion. Bei dreifacher Netzfrequenz kann dadurch die ca. 2,3-fache oder bei sechsfacher Netzfrequenz die ca. 3»7-fache Ozon-Menge erzeugt werden.

(Fig. D

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B s	5 ze i c	2 h η u η g s 1 i s t e
1		= Thyristoren
2		= Ansteuer-Aggregat für die
		Thyristoren 1
2a		= Zündwinkel-Einstellglied
3		= Hochspannungstransformator
4		= Ozonisator
R,	S, T	= Netzphasen
O		= Null-Leiter
		= Dioden
11	bis 16	= Thyristoren
21	bis 26	= Thyristoren
6		= Netztransformator mit
		Zick-Zack-Schaltung
π,	V, ¥	= Ausgangsphasen des
		Netztransformators 6
χ,	Y, Z	= Ausgangsphasen des
		Netztransformators 6

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Leerseite

Claims (6)

1. BBC Aktiengesellschaft
   Brown, Boveri & Cie.
   Baden (Schweiz)

   48/79 Fk/vf

   Patentansprüche

   . Ozonisator-Anspeisungsvorrichtung mit einem Hochspannungstransformator und einer Thyristorschaltung zum Anschluss an ein mehrphasiges Drehstromnetz, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen je wenigstens einer Netzklemme für eine Phase (R, S, T) und dem Hochspannungstransformator (5) wenigstens zwei Thyristoren (1, 11 his 16, 21 bis 26) in Gegenparallelschaltung eingeschaltet und an ein gemeinsames Ansteuer-Aggregat (2) angeschlossen sind.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ansteuer-Aggregat (2) mit einem Zündwinkel-Einstellglied (2a) versehen ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenparallelschaltungen der Thyristoren (1) im Stern geschaltet sind.
4. 4· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenparallelschaltungen der Thyristoren (1) im Dreieck geschaltet sind, wobei für die Stromrückführung Dioden (5) eingeschaltet sind.

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5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenparallelschaltungen der Thyristoren (11 bis 16, 21 bis 26) im Dreieck geschaltet sind, wobei für jede Halbperiode der Speisespannung zwei Thyristoren (11 bis 16, 21 bis 26) vorgesehen sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schaltung der Thyristoren (11 bis 16, 21 bis 26) und den Netzklemmen für einzelne Phasen (R, S, T) ein Netztransformator (6) mit Zick-Zack-Schaltung eingeschaltet ist.

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