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Einrichtung zum Speisen von mehrphasigen Quecksilberdampf-Gleichrichtern
mit gegenüber der Netzphasenzahl um mehr als das Zweifache erhöhter Anodenzahl.
Um mehrphasige Quecksilberdampf-Gleichrichter mit gegenüber der Netzphasenzahl erhöhter
Anodenzahl zu speisen, verwendet man in der Regel Transformatoren, welche sekundär
für eine entsprechend höhere Phasenzahl gewickelt sind. Die Art und Weise, wie die
Erhöhung der sekundären Phasenzahl erreicht wird, ist nun aber nicht ohne Einfluß
auf das Arbeiten des angeschlossenen Gleichrichters. Besonders wichtig ist es, daß
die Strombelastung der einzelnen Anoden gleich ist und daß diejenigen Sekundärwicklungsphasen
des Transformators, welche gegenüber den ursprünglich gegebenen Phasen Zwischenphasen
darstellen, gleiche induktive Verhältnisse aufweisen wie jene. Bei der üblichen
Art der Erzeugung gegenüber der Netzphasenzahl um mehr als das Zweifache erhöhter
Sekundärphasenzahl wurde in der Weise verfahren, "daß man einerseits die den Primärphasen
entsprechenden Sekundärphasen zur Speisung einer Anodengruppe verwendete, andererseits
für die anderen Anoden Zwischenphasen aus der Phasenkombination der erstgenannten,
ursprünglich gegebenen Phasen schuf.
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Eine derartige Ausführung ist beispielsweise im Patent 315535
dargestellt, wo der den Gleichrichter speisende Transformator eine iäphasige Sekundärwicklung
mit mehreren Phasen gemeinschaftlichen Wicklungsteilen besitzt. Von diesen i8 Sekundärphasen
sind zwölf durchPhasenkombinationgewonnen" während die übrigen sechs aus nur einem
Phasenteil bestehen. Wenn auch die Phasenwicklungen innerhalb jeder dieser beiden
Gruppen gleichwertig sind, so besteht diese Gleichwertigkeit nicht, wenn man die
beiden Gruppen miteinander vergleicht; denn die eine besteht aus Wicklungen, die
nur auf je einem Kern des Transformators liegen, die andere dagegen aus Wicklungen,
die auf verschiedenen Kernen untergebracht sind. Jeder Teil der erstgenannten Gruppe
ergibt eine Spannung, die sich aus der arithmetischen Summe aller in seinen Einzelteilen
induzierten Spannungen zusammensetzt, jeder Teil der zweiten Gruppe eine Spannung,
welche die geometrische Summe der in seinen Einzelteilen induzierten verschiedenphasigen
Spannungen darstellt, dessen Windungszahl demnach, absolut genommen, viel größer
ist als die Windungszahl einer ursprünglich gegebenen Sekundärphasenbildung. Diese
Ungleichheiten bedingen ein verschiedenes Arbeiten der angeschlossenen Anoden des
Gleichrichters. Infolge des ungleichen Ohmschen und induktiven Spannungsabfalles
der Sekundärwicklungsphasen ist der effektive Strom dei^ verschiedenen Anoden ebenfalls
durchaus verschieden, und es sind praktisch erhebliche Unterschiede (bis 5o Prozent)
beobachtet worden. Dies bedeutet aber eine unvollkommene Ausnutzung des Gleichrichters,
da, wenn die eine Anodengruppe bis zu ihrem Höchstwert belastet ist, die anderen
Anoden noch unterhalb dieses Wertes beansprucht sind, Zur Vermeidung dieses Nachteils
sollen die Verschiedenheiten der Sekundärwicklungsphasen vermieden werden, und es
ist daher Gegenstand der Erfindung eine Einrichtung zur Speisung von mehrphasigen
Quecksilberdampf-Gleichrichtern mit gegenüber der Netzphasenzahl um mehr als das
Zweifache erhöhter Anodenzahl, bestehend aus einem an das Primärnetz angeschlossenen
Transformator mit durch Phasenkombination erhöhter Zahl der ein reguläres Mehrphasensystem
darstellenden Sekundärwicklungsphasen zum Anschluß der Anoden, bei welchem alle
Sekundärwicklungsphase-i unter sich hinsichtlich der Spannungsgröße, des Spannungsabfalles
und der Strombeanspruchung einen gleichwertigen Aufbau zeigen.
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In einfacher Weise läßt sich die Einrichtung dadurch herstellen, daß
man alle Sekundärphasen unter sieh gleichartig aus der gleichen Anzahl gegeneinander
phasenverschobener Wicklungsteile zusammensetzt.
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Der Erfindungsgegenstand sei an den Ausführungsbeispielen der Abb.
i bis q. näher erläutert.
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In Abb. i stellt o i, 0 2, 0 3 ....
o 1a ein sekundäres Zwölfphasensystem dar, welches aus der Phasenlage der,
primär gegebenen Phasen o I, o II und o III erfindungsgemäß durch einen gleichartigen
Aufbau der Sekundärphasen gewonnen wird. Jede Sekundärphase besteht aus zwei verschiedenphasigen
Wicklungsteilen. Die sechs Wicklungsteile o a, o b, o c ... haben
den gemeinsamen Neutralpunkt o, und jeder von ihnen gehört zwei benachbarten Sekundärphasen
an. An die freien Enden a, b, c ... reiht sich nun für jede der zwölf Phasen
einWicklungsteil anderer Phase an. Betrachtet man z. B. die Sekundärphasen
o
i und o 2, so besteht die Phase o i aus den Teilen o a und a i, die Phase
o 2 aus den Teilen o a und a 2. Der Teil o a ist also beiden
gemeinsam und richtungsgleich mit der primären Phase o I. Ferner ist a i größengleich
mit a 2, und diese beiden Teile schließen mit dem Teil o a je einen Winkel von 1200
e1-1, da a i in die Phasenrichtung von o II, a 2 in die Phasenrichtung -von o III
fällt. Das Größenverhältnis
und
ist gleich
wie eine Betrachtung der Abb. 2 ergibt. o i und o 2 seien zwei benachbarte Sekundärphasen
des Zwölfphasensystetns, sie schließen somit einen Winkel von 3o0 ein. Nun setzt
sich o i aus o a -f- a i und 0 2 aus oa + a2 derärt zusammen, daßWinkel
o a i - o a 2 - I20° beträgt. Zeichnet man über 1 2 das gleichseitige
Dreieck 1 2 a', dann ist a a' - a i - a 2. Die Dreiecke o ä i und
o ä 2 sind gleichschenklig, da Z. a' o i -Zä io-i5° und Za'
o2-Zä 2o
- 15' sind. Demnach ist o a'= ä i - d
2
=
Setzt man die Windungszahl von"a i und a 2 - i, dann ist auch die Windungszahl
a a' - i, die =von o d - 3 und sonach von
o a - 2,73. Daher gilt
In dem Zwölfphasensystem der Abb. i sind demnach alle zwölf Phasen hinsichtlich
ihrer Spannungsgröße und ihres Spannungsabfalles durchaus gleichwertig, so daß die
Anoden des Gleichrichters gleiche Ströme führen werden. Diese Art der Phasenkombination
ist jedoch nicht die einzig mögliche, die zum Ziele führt. So z. B. können die sekundären
Wicklungsphasen auch in der durch Abb. 3 veranschaulichten Weise ausgeführt werden.
Die Bedeutung der Buchstaben und Zahlen ist die gleiche wie in Abb. i. Das Verhältnis
der Strecken
ist aber in diesem halle gleich
Wird das sekundäre Wicklungssystem zur Erzielung einer flberlappung der Anodenströme
in symmetrische Dreiphasensysteme zerlegt, welche durch Verkettungstransformatoren
induktiv miteinander gekoppelt sind, dann können die einzelnen Dreiphasensysteme
z. B. in der durch Abb. 4 dargestellten Weise ausgeführt werden, wobei das Zwölfphasensystem
der Abb. i in die vier Dreiphasensysteme A, B, C, D mit vier getrennten Nullpunkten
o, o', o", o"' zerlegt ist. Von diesen sind zunächst A und B durch den Verkettungstransformator
t, C und D durch den V erkettungstransformator t2 induktiv gekoppelt. Diese
beiden Gruppen sind aber ihrerseits wieder durch den Verkettungstransformator t3
in eine induktive Beziehung zueinander gebracht, so daß jeder in die eine Gruppe
bzw. Anode fließende Strom einen gleichartigen in der andern Gruppe zu erzeugen
strebt, wodurch die Überlappung der Ströme erreicht und der Effektivwert der Anodenströme
gehoben wird. Auch in dieser Anordnung sind die Wicklungen aller zwölf Phasen hinsichtlich
Spannung, Spannungsabfall und Strombeanspruchung durchaus gleichwertig, so daß der
Gleichrichterbetrieb sich auch hier wirtschaftlicher als bisher gestaltet.