DE331708C - Dormant converter consisting of magnetically controlled mercury vapor rectifier or blocking cells - Google Patents
Dormant converter consisting of magnetically controlled mercury vapor rectifier or blocking cellsInfo
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Description
Um die Frequenz eines gegebenen Wechselstromnetzes auf eine andere Frequenz zu wandeln, bediente man sich bisher rotierender, mit Kollektor und Schleifringen versehener Einankerumformer, welche entweder freilaufend oder gekuppelt mit Antriebsmotor betrieben wurden. Der Nachteil dieser Frequenzwandler liegt in der schwierigen Kommutierung und darin, daß es sich überhaupt um eine MaschineTo convert the frequency of a given AC network to another frequency, one used previously rotating single armature converters provided with collectors and slip rings, which were operated either free-running or coupled with a drive motor. The disadvantage of this frequency converter lies in the difficult commutation and in the fact that it is a machine at all
ίο handelt, welche Bedienung und Wartung erfordert, welche in umständlicher Weise angelassen und stillgesetzt werden muß, und welche schließlich im Betrieb selbst oft die störende Erscheinung des Pendeins zeigt.ίο acts that require operation and maintenance, which have to be started and stopped in a cumbersome manner, and which after all, it often shows the annoying phenomenon of pendulum movement during operation itself.
Es ist nun Gegenstand vorliegender Erfindung ein ruhender Umformer, welcher gegenüber dem rotierenden erhebliche Vorteile aufweist. Sein Aufbau ist einfach; er erfordert angelassen keine Bedienung und Wartung, arbeitet mit hohem Wirkungsgrade, besitzt keine Welle und Lager, so daß die Ölschmierung fortfällt und kein Heißlaufen in den Lagern eintreten kann; Kommutierungsschwierigkeiten, Bürstenfeuer usw. sind nicht vorhanden.It is now the subject of the present invention a dormant converter, which opposite the rotating has considerable advantages. Its structure is simple; he requires left on no operation and maintenance, works with high efficiency, owns no shaft and bearings, so that oil lubrication is no longer necessary and the bearings do not overheat can occur; There are no commutation problems, brush fires, etc.
Er besteht im wesentlichen aus zwei Gruppen magnetisch gesteuerter Quecksilberdampf-Gleichrichter- oder solcher Sperrzellen nach Patent 317598, Kl. 21g, wobei die in an sich bekannter Weise in Stern geschalteten Zellen der einen Gruppe über sekundär mit Stern-, punkt versehene Transformatoren bzw. Drosselspulen an das gegebene Netz der einen Periodenzahl, die in Stern geschalteten Zellen der anderen Gruppe über sekundär mit Sternpunkt versehene Transformatoren bzw. Drosselspulen an das sekundäre Netz von gegebenenfalls der anderen Periodenzahl angeschlossen sind und ' wobei sowohl die Sternpunkte der Zellengruppen, als auch die Sternpunkte der Sekundärwicklungen bzw. Drosselspulen gegebenenfalls über eine Drosselspule miteinander leitend ver- ■ bunden sind. Die den Zellen jeder Gruppe jeweils zugehörigen Steuermagnete sind gemischt erregt, und zwar einerseits von Gleichstromspannung, als welche zweckmäßig die zwischen den beiden Sternpunktsverbindungen herrschende "Gleichstromspannung genommen wird, und andererseits von Wechselstromspannung von der Frequenz des der Gruppe zugehörigen Netzes, wobei die Wechselstromspannung bei Mehrphasensystemen denjenigen Phasenleitungen entnommen werden kann, deren Spannung senkrecht auf der Spannung der. der Zelle zugehörigen Phase steht.It essentially consists of two groups of magnetically controlled mercury vapor rectifiers or such blocking cells according to patent 317598, class 21g, wherein the in per se known way in star-connected cells of one group over secondary with star, Pointed transformers or reactors to the given network of one period number, the star-connected cells of the other group have a secondary star point Transformers or reactors are connected to the secondary network of possibly the other number of periods and ' both the star points of the cell groups and the star points of the secondary windings or choke coils, if necessary, conductively connected to one another via a choke coil are bound. The control magnets associated with the cells in each group are mixed excited, on the one hand by direct current voltage, as which expediently the between the "direct current voltage" prevailing at the two star point connections is taken, and on the other hand from AC voltage at the frequency of that belonging to the group Network, whereby the alternating current voltage in multi-phase systems corresponds to those phase lines can be seen whose voltage is perpendicular to the voltage of the. associated with the cell Phase stands.
Beim Anlassen wird es empfehlenswert sein, die Gleichstromerregung kurzzeitig einer Gleichstromhilfsquelle zu entnehmen. Ist die Frequenz des zweiten Netzes unbestimmt, dann kann vorteilhaft ein Taktgeber in Gestalt einer angetriebenen Synchronmaschine verwendet werden, welche auf das Sekundärnetz direkt oder auf die Wechselstromwicklung der Steuermagnete derWhen starting it will be advisable to use the DC excitation for a short time from a DC auxiliary source refer to. If the frequency of the second network is indeterminate, then it can be advantageous a clock in the form of a driven synchronous machine can be used, which on the secondary network directly or on the AC winding of the control magnets
dem Sekundärnetz zugehörigen Zellengruppe geschaltet ist. Die Regelung der Sekundärnetzspannung geschieht dann durch Regelung der den Zellengruppen über Regeltransformatoren zugeführten oder über Regeltransformatoren entnommenen Spannung, die Regelung der Sekundärfrequenz dagegen durch Regelung der Umdrehungszahl des Taktgebers.the secondary network associated cell group is switched. The regulation of the secondary mains voltage is then done by regulating the cell groups via regulating transformers voltage fed in or taken via regulating transformers, the regulation of the Secondary frequency, on the other hand, by regulating the number of revolutions of the clock generator.
In Fig. ι ist der Gegenstand der Erfindung ίο an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es bedeutet N1 das Primärnetz, T1 den Primärtransformator mit der an N1 angeschlossenen Primärwicklung Pr1 und der regelbaren sechsphasigen Sekundärwicklung Se1. Diese ist in Stern geschaltet und die sechs Phasen sind über Kontakte K mit den Zellen S1 der Primärgruppe verbunden.In Fig. Ι the subject matter of the invention ίο is explained in more detail using an exemplary embodiment. It means N 1, the primary network, T 1 the primary transformer with the primary winding connected to N 1 Pr 1 and the variable six-phase secondary winding Se. 1 This is connected in star and the six phases are connected to the cells S 1 of the primary group via contacts K.
Auch diese Zellen sind in Stern geschaltet und haben den gemeinsamen Sternpunkt P. Von den sechs Steuermagneten ist nur ein Steuermagnet M1 mit seinen Wicklungen G1 und W1 angedeutet und der Anschluß der Wicklungen ist aus der Figur ersichtlich.These cells are also connected in star and have the common star point P. Of the six control magnets, only one control magnet M 1 with its windings G 1 and W 1 is indicated and the connection of the windings can be seen from the figure.
Die Sekundärseite des Umformers ist ganz ,analog aufgebaut wie die Primärseite. N2 ist das Sekundärnetz, das die gleiche oder eine andere Periodenzahl als das Primärnetz N1 besitzen kann, T2 der Sekundärtransformaför, dessen Primärwicklung Pr2 durch die Kontakte K, K, K regelbar ist, während seine sechsphasige Sekundärwicklung mit deh Zellen S2 der sekundären Gruppe verbunden ist. Auch diese Zellen sind in Stern geschaltet und haben j den gemeinsamen Sternpunkt Q. Von den : 35' sechs Steuermagneten ist wieder nur ein Steuer- j magnet M2 mit seinen Wicklungen G2 und W2 j angedeutet, deren Anschluß aus der Figur er- ! sichtlich ist. Die Sternpunkte Q und P sind ; durch die Leitung O, die Transformatorstern- ' punkte U und V durch die Leitung L verbun- ■ den. In diese Leitung ist ferner die Drossel- i spule D eingeschaltet. Z stellt den Taktgeber j für das Sekundärnetz dar. jThe secondary side of the converter is constructed entirely in the same way as the primary side. N 2 is the secondary network, which can have the same or a different number of periods than the primary network N 1 , T 2 the secondary transformer, whose primary winding Pr 2 can be regulated by the contacts K, K, K , while its six-phase secondary winding with the cells S 2 associated with the secondary group. These cells are connected in star and j have the common star point Q. Of the 35 'six control magnet is again only one control j magnet M 2 with its windings G 2 and W 2 j indicated, the terminal ER from the figure ! is visible. The star points Q and P are; through the line O, the transformer star points U and V through the line L connected. The choke coil D is also switched on in this line. Z represents the clock generator j for the secondary network. J
Die Spannung des Primärnetzes wird durch j die primäre Zellengruppe in eine Gleichstrom- ; spannung umgeformt, welche zwischen den Leitungen O und L herrscht, diese Gleichstromspannung aber wieder durch die sekundäre^ Zellengruppe in eine Drehstromspannung solcher Frequenz, wie sie durch den Taktgeber , bestimmt wird. Die Umformung des Dreh- ; stromes der einen Frequenz in den Dreh- ' strom der anderen Frequenz geschieht also über '. die Umformung in Gleichstrom. Zur Unterdrückung der Oberwellen dieses Gleichstromes dient die Drosselspule D-. '■ The voltage of the primary network is converted into a direct current by j the primary cell group; voltage, which prevails between the lines O and L , but this direct current voltage again through the secondary ^ cell group into a three-phase voltage of the frequency as determined by the clock. The transformation of the rotary; current of a frequency in the rotary 'So the other current frequency is done by'. the conversion into direct current. The choke coil D - serves to suppress the harmonics of this direct current. '■
Eine Anwendung dieses ruhenden und regel- i baren Umformers bietet sich für die Regelung von Induktionsmotoren, wie es Fig. 2 zeigt. Die j βο Primärseite des Umformers ist in gleicher Weise ' wie in Fig. 1 angeordnet, aber als Sekundärseite ist hier die in Stern geschaltete und mit der sekundären Zellengruppe verbundene dreiphasige Läuferwicklung R des Motors / dargestellt, dessen Statorwicklung Sf auch am primären Netz Λτ liegen kann. Es gibt eine vorteilhaftere Anordnung, wenn der Läufer für diese Zwecke sechsphasig ausgeführt wird, er muß dann außer den sechs Schleifringen für die sechs Phasen auch einen Schleifring für die Nullpunktverbindung haben, also im ganzen mit sieben Schleifringen ausgerüstet sein. Die Regelung der Motortourenzahl kann nun z. B. durch Regelung der Spannung an der Sekundärwicklung Se des Transformators T ser- 75 " folgen. Diese Spannung steht zur Gleichstromspannung zwischen den Verbindungsleitern O und L in konstantem Verhältnis. In gleicher Beziehung zur Gleichstromspannung steht aber auch die Läuferspannung des Motors, so daß jeder Änderung der Spannung in Se eine äquivalente Spannungsänderung an der Läuferwicklung entspricht. Läuft der Motor nun mit einer bestimmten Tourenzahl, so entspricht seine Läuferspannung diesem Wert der Schlüpfung. Wird dem Läufer nun aber vom Uformmer eine andere Spannung aufgedrückt, so \ fließt ein Ausgleichsstrom in den Motor, der ihn beschleunigt oder verzögert, bis die im Läufer ! induzierte Spannung gleich der zugeführten ! Spannung ist. Der Motor ändert demnach seine , Tourenzahl, wenn man die Kontakte Ji der Sekundärwicklung Se verschiebt. Rücken die Kontakte K zum Sternpunkt U hin, dann läuft der Motor / schneller und durchschreitet den Synchronismus, wenn die Kontakte den Sternpunkt durchschritten haben. Es ist also auch ein Durchschreiten des Synchronismus und ein unter- und übersynchroner Betrieb des Motors möglich. Je nachdem man nun untersynchronen oder übersynchronen Betrieb wünscht, kann die sekundäre oder die primäre Gleichstrom abgebende Zellengruppe durch eine ge- · wohnliche, nicht magnetisch gesteuerte Gleichrichtergruppe ersetzt werden, die andere, Gleichstrom aufnehmende Gruppe muß jedoch stets magnetisch gesteuert, sein. Man kann dem in dieser Weise betriebenen Induktionsmotor dadurch synchronen Charakter geben, daß man parallel zu seiner Läuferwicklung ein Hilfsnetz oder eine Hilfsmaschine als Taktgeber an die sekundäre Zellengruppe anschließt.This static and controllable converter can be used for the control of induction motors, as FIG. 2 shows. The j βο primary side of the converter is arranged in the same way as in Fig. 1, but the secondary side is the three-phase rotor winding R of the motor / connected in star and connected to the secondary cell group, its stator winding Sf also on the primary network Λ τ can lie. There is a more advantageous arrangement if the rotor is designed with six phases for this purpose; in addition to the six slip rings for the six phases, it must also have a slip ring for the zero point connection, i.e. be equipped with a total of seven slip rings. The regulation of the number of engine revs can now, for. B. by regulating the voltage on the secondary winding Se of the transformer T ser-75 ". This voltage is in constant ratio to the direct current voltage between the connecting conductors O and L. The rotor voltage of the motor is also related to the direct current voltage, so that each change of the voltage in Se corresponding to an equivalent voltage change at the rotor winding. If the motor is now of a certain number of revolutions, its armature voltage corresponding to this value of the slippage. If the rotor but now pressed from Uformmer a different voltage, so \, a compensating current flows in the Motor that accelerates or decelerates it until the voltage induced in the rotor is equal to the voltage supplied. The motor changes its number of revolutions when the contacts Ji of the secondary winding Se move. If the contacts K move towards the star point U , then the motor runs / faster and crosses the synchronism when the contacts have passed the star point. It is also possible to go through synchronism and to operate the motor under and over synchronism. Depending on whether subsynchronous or oversynchronous operation is desired, the secondary cell group or the primary cell group which emits direct current can be replaced by a conventional, non-magnetically controlled rectifier group, but the other group which receives direct current must always be magnetically controlled. The induction motor operated in this way can be given a synchronous character by connecting an auxiliary network or an auxiliary machine as a clock generator to the secondary cell group in parallel with its rotor winding.
Es ist natürlich auch zulässig, die Phasenzahl der Primär- und Sekundärwicklung beliebig zu wählen, aber es ist vorteilhaft, daß für jede Phase auch eine um 180 ° verschobene Phase vorhanden ist, da dann die Transformatoren die geringste Streuung zeigen. Die Amperewindungen der beiden um 180° verschobenen Phasen kompensieren den Wechselstrom der J20It is of course also permissible to have any number of phases of the primary and secondary windings to choose, but it is advantageous that for each phase also a phase shifted by 180 ° is present, since the transformers then show the least scatter. The ampere turns of the two phases shifted by 180 ° compensate for the alternating current of the J20
Zugehörigen, auf dem gleichen Kern sitzenden Primärphase vollkommen, während, wenn z. B.
eine ungerade Phasenzahl gewählt ist, die Amperewindungen jeder Primärphase teilweise
durch" auf anderen Kernen des Transformators aufgewickelte Phasen kompensiert werden. Die
Streuung wird dadurch erheblich größer sein als im ersten Falle.
Der beschriebene ruhende und regelbare Umformer kann natürlich auch für andere Regelungszwecke
Verwendung finden, z. B. für direkte Speisung von Induktionsmotoren mit Drehstrom regelbarer Frequenz (Anlassen von
Fördermotoren, Betrieb· von Walzenstraßen usw.).Corresponding primary phase sitting on the same core completely, while if z. If, for example, an odd number of phases is selected, the ampere turns of each primary phase are partially compensated for by phases wound onto other cores of the transformer. The spread will therefore be considerably greater than in the first case.
The dormant and controllable converter described can of course also be used for other control purposes, e.g. B. for direct supply of induction motors with three-phase current controllable frequency (starting of conveyor motors, operation of rolling mills etc.).
Die Zellen jeder Gruppe können auch in einem gemeinsamen Gehäuse bzw. Vakuumgefäß untergebracht sein, wobei die mit dem Sternpunkt verbundenen Elektroden durch eine einzige ersetzt werden können..The cells of each group can also be accommodated in a common housing or vacuum vessel, whereby the electrodes connected to the star point can be replaced by a single one.
Wird durch einen oder durch beide verwendete Transformatoren Niederspannung in Hochspannung umgeformt, dann ist es zweckmäßig, die Steuermagnete von der Niederspannung aus zu speisen. Auch die Gleichstromerregung wird besser einem besonderen Niederspannungshilfsnetz entnommen, wenn die Sternpunktsverbindungen O und L Hochspannungsgleichstrom führen.If low voltage is converted into high voltage by one or both of the transformers used, then it is advisable to feed the control magnets from the low voltage. The direct current excitation is also better taken from a special low-voltage auxiliary network if the star point connections O and L carry high-voltage direct current.
Der beschriebene ruhende Umformer kann für Ein- oder Mehrphasenwechselstrom verwendet werden, auch kann er Strom einer gegebenen Phasenzahl ^n solchen einer anderen Phasenzahl bei gleicher oder verschiedener Spannung und Frequenz umformen.The quiescent converter described can be used for single or multi-phase alternating current It can also be a current of a given number of phases ^ n those of a different number of phases transform at the same or different voltage and frequency.
Claims (10)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE331708T | 1913-09-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE331708C true DE331708C (en) | 1921-01-13 |
Family
ID=6198654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1913331708D Expired DE331708C (en) | 1913-09-11 | 1913-09-11 | Dormant converter consisting of magnetically controlled mercury vapor rectifier or blocking cells |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE331708C (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1065080B (en) * | 1954-04-07 | 1959-09-10 | Siemens Ag | Device for low-loss and low-reactive power conversion of voltages |
| DE1080212B (en) * | 1954-08-12 | 1960-04-21 | Siemens Ag | Device for converting direct, alternating or three-phase current into three-phase current with adjustable frequency |
-
1913
- 1913-09-11 DE DE1913331708D patent/DE331708C/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1065080B (en) * | 1954-04-07 | 1959-09-10 | Siemens Ag | Device for low-loss and low-reactive power conversion of voltages |
| DE1080212B (en) * | 1954-08-12 | 1960-04-21 | Siemens Ag | Device for converting direct, alternating or three-phase current into three-phase current with adjustable frequency |
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