DE417604C

DE417604C - Einrichtung zur Verminderung periodischer Ausgleichstroeme bei Parallelbetrieb einesQuecksilberdampfgleichrichters mit einer Stromquelle praktische konstanter Gleich-stromspannung

Info

Publication number: DE417604C
Application number: DEA38151D
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Publication date: 1925-08-15

Description

Wird ein Quecksilberdampfgleichrichter mit einer Stromquelle konstanter Gleichstromspannung parallel geschaltet, dann treten große Ausgleichströme in dem durch Stromquelle und Gleichrichter gebildeten Stromkreis auf, wail die vom Gleichrichter gelieferte Spannung eine starke Oberwelle hat. Die Momentanwerte der Gleichrichterspanniung sind demnach bald größer, bald kleiner als die ίο konstante Spannung der Stromquelle, und so kommt ein der Differenz beider Spannungen proportionaler Ausgleichstrom zustande.

Um diese Nachteile zu vermeiden, kann in den durch Gleichrichter und Gleichstramquelle gebildeten Stromkreis eine zusätzliche Spannung eingeführt werden, welche gleich, aber von entgegengesetztem Vorzeichen wie diie Spannungsoberwelle der Gleichrichterspannung ist. In einfachster Weise erreicht man diese zusätzliche Spannung durch Einfügen einer Induktivität in den genannten Stromkreis, welche so groß bemessen wird, daß sie zur Erzeugung einer die Spannungsoberwelle des Gleichrichters kompensierenden Spannung ausreicht. Nun zeigt sich aber, daß man zur Erreichung des Zweckes sehr große Drosselspulen braucht, weil der sie durchfließende Wellenstrom eine große Gleichstromkomponente besitzt, welche in der Drosselspule ein starkes Gleichstromfeld erzeugt. Das Wechselfeld, welches die der Oberwellenspannung entgegengerichtete Spannung in der Drosselspule erzeugt, ist also einem Gleichstromfeld überlagert, und daher ist die Induktivität der Drosselspule für das Wechselfeld stark herabgesetzt. Hierbei -ist es glaichgültig, ob man die Netzleitung vor oder hinter der Drosselspule abzweigt, in beiden Fällen tritt die erwähnte Verringerung der Induktivität durch das entstehende Gleichstromfeld ein.

Es ist nun Gegenstand der Erfindung eine Einrichtung zur Verminderung der periodischen Ausgleichströme bei dem Parallelbetriebe eines Quecksilberdampfgleichrichters mit einer Stromquelle praktisch konstanter Gleichstromspannung, bei welcher in den aus Gleichrichter und der zu ihm parallel geschalteten Stromquelle gebildeten Stromkreis eine Drosselspule geschaltet ist, deren Kennzeichen darin liegt, daß die Leitung des gemeinsamen Netzes von einem inneren Punkt der Drosselspule abzweigt. Dadurch wird nämlich erreicht, daß sich die in den Wicklungsteilen der Drosselspule fließenden Gleichströme entgegenwirken, so daß das Gleichstromfeld verkleinert bzw. ganz aufgehoben wird und somit diie Induktivität der Drosselspule auch bei Belastung des Netzes ihren vollen Wert behält.

Die Erfindung sei an Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführuagsfceispiels näher erläutert. Es bedeutet:
G den Gleichrichter,

0 den Nullpunkt der die Anoden A₁, A₂, A_s speisenden Sekundärwicklung eines Transformators T₁

K die Kathode des Gleichrichters, Z eine Gleichstrommaschine (bzw. einen Einankerumformer oder eine Batterie),

D eine Drosselspule, bestehend aus den Wicklungshälften D₁ und D₂,

M den Mittelpunkt, A und B die Endpunkte von D₁

P einen Anschlußpunkt an die Leitung zwischen Z und K₁

N das Gleichstromnetz.
Die Wirkungsweise dieser Einrichtungen ist nun folgende: In dem Stromkreis G-D-Z wird in jedem Augenblick der Spannungsabfall in dem Ohmschen Widerstand und in der Drosselspule durch die Differenz der Spannungen Eg und E_z gedeckt, wobei diese Differenz dem jeweiligen Momentanwert der Oberwelle entspricht. Vernachlässigt man den 8g gegenüber der Induktanz der Drosselspule relativ kleinen Wert des Ohmschen Widerstandes, dann kann man auch sagen, daß in jedem Zeitmoment der Momentanwert der Drosselspulenspannung entgegengesetzt gleich dem go der Oberwelle ist, daß also an der Drosselspule D eine Spannung herrscht, welche größengleich der Oberwellenspannung des Gleichrichters und ihr entgegengerichtet ist. An der Maschine Z mißt man somit eine fast oberwellenfreie Spannung, obwohl die am Gleichrichter selbst gemessene Spannung eine große Oberwelle besitzt. Denkt man sich nun das Netz JV einmal an die Punkte A und P, dann an B und P angeschlossen, dann zeigt auch die Netzspannung im ersteren Falle eine starke Oberwelle, im zweiten Falle dagegen nicht. In beiden Fällen aber wird bei Belastung des Netzes die Induktanz der Drosselspule stark herabgesetzt, weil sowohl der Gleichrichter als auch diie Maschine Z an der

Speisung des .Netzes mit Gleichstrom mitbeteiligt siind. Je nach dem Anschluß des Netzes an den Punkt A oder B fließt der von der Maschine Z oder der vom Gleichrichter G gelieferte Gleichstrom durch die Drosselspule D und erzeugt in ihr ein starkes Gleichstromfeld, dem sich das Wechselfeld überlagern muß. Das bedeutet aber eine starke Herabsetzung der Induktivität und somit eine Zunähme des Ausgleichstromes im Stromkreis G-D-Z. Legt man aber das Netz N mit dem einen Leiter an den Punkt P₁ mit dem anderen an einen inneren Wicklungspunkt der Drosselspule, .dann wird diese durch den inneren Anschlußpunkt in zwei Teile D₁ und D₂ zerlegt, welche von Gleichstrom in entgegengesetztem Sinne durchflossen werden. Die Gleichstromamperewindungen von D₁ und D₂ wirken einander entgegen, und das erzeugte Gleichstromfeld äst entsprechend kleiner. Schließt man z. B. das Netz N, wie in der Zeichnung dargestellt, an den Wicklungsmittelpunkt M von D an und sind der Gleichrichter G und die Maschine Z in gleichem Maße an der Gleichstromlieferung ans Netz beteiligt, dann heben sich die Gleichstromwindungen von D₁ und D₂ genau auf, und es besteht in der Drosselspule nur das Wechselfeld, welches öine der Oberwellenspannung E₀ entgegengerichtete Wechselstromspannung E_d erzeugt. Die Induktivität der Drosselspule ist also nicht durch ein Gleichstromfeld verkleinert. Das Netz äst dabei nicht oberwellenfrei, denn die zwischen M und P herrschende Spannung erhält man aus der Addition der Spannung E_z der Maschine Z und der halben Spannung an der

Drosselspule —ä, also ist

Die Klammern sollen ausdrücken, daß es sich hier um die Addition von Momentanwerten einer Gleichstrom- und einer Wechselstromspannung handelt. Man erkennt aber aus der Bezeichnung E₀ = E_d, daß in diesem Falle die Netzspannung E_n nur eine halb so große Oberwellenspannung zeigen wird wie die Gleichrichterspannung. Wenn der Gleichrichter G und die Maschine Z nicht gleich stark an der Stromlieferung an das Netz beteiligt

sind, wenn z. B. der Gleichrichter nur — des Gesamtstromes, die Gleichstrommaschine Z dagegen des Gesamtstromes liefert, dann

ist der Anschlußpunkt M für die Netzleitung zweckmäßig so zu wählen, daß die Windungszahl des Spulenteils M-B — der gesamten

Windungszahl beträgt. Die Gleichstromamperewindungen beider Teile 'der Drosselspule heben sich dann wieder gerade auf und die Spannung im Netz ist

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Damit nun aber der Leistungsanteil der beiden parallel arbeitenden Gleichstromerzeuger den jeweils gewünschten Wert annimmt, ist dafür Sorge zu tragen, daß sich die Ohmschen Widerstände der in bezug auf das Netz parallel arbeitenden Stromkreise umgekehrt zueinander verhalten, wie die Leistungen der zugehörigen Stromerzeuger.

Die beschriebene Einrichtung hat den großen Vorteil, daß schädliche Ausgleichströme im Stromkreis G-D-Z vermieden werden, daß die Induktivität der Drosselspule unabhängig von der Netzbelastung ihren Wert beibehält, so daß man mit relativ kleinen Typengrößen für D auskommt und daß die Oberwelle der Netzspannung kleiner ist als die der Gleichrichterspannung.

Claims

Patent-Ansprüche:

1. Einrichtung zur Verminderung periodischer Ausgleichströme bei Parallelbetrieb eines Quecksilberdampfgleichrichters mit einer Stromquelle praktisch konstanter Gleichstromspannung, bei welcher in den aus Gleichrichter und der zu ihm parallel geschalteten Stromquelle gebildeten Stromkreis eine Drosselspule geschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Leitung des gemeinsamen Netzes von einem inneren Punkt der Drosselspule abzweigt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der'Abzweigpunkt für die Netzleitung so gewählt ist, daß die Windungszahlen der beiden Drosselspulen sich umgekehrt verhalten wie die Leistungen der angeschlossenen Gleichstromerzeuger.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ohmschen Widerstände der in bezug auf das Netz parallel arbeitenden Stromkreise umgekehrt zueinander verhalten, wie die Leistungen der zugehörigen Stromerzeuger.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.