DE509175C

DE509175C - Arrangement for the complete or partial elimination of the superimposed alternating current in direct current networks fed by rectifiers or the like

Info

Publication number: DE509175C
Application number: DEG69453D
Authority: DE
Inventors: Fritz Kleeberg
Original assignee: GLEICHRICHTER GmbH
Current assignee: GLEICHRICHTER GmbH
Priority date: 1927-02-11
Filing date: 1927-02-11
Publication date: 1930-10-06

Description

DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM
6. OKTOBER 1930ISSUED ON
OCTOBER 6, 1930

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 21 di GRUPPECLASS 21 of the GROUP

Gleichrichter-Gesellschaft m.b.H. in Berlin*)Rectifier society m.b.H. in Berlin*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 11. Februar 1927 abPatented in the German Empire on February 11, 1927

Ein durch Umformung von Wechselstrom erzeugter Gleichstrom enthält bei Verwendung gewisser Umformer, z. B. Gleichrichter, eine Wechselstromkomponente, die bei vielen Verwendungszwecken stört.A direct current generated by converting alternating current contains when used certain converter, e.g. B. Rectifiers, an AC component common to many Intended uses.

Durch die- Einschaltung einer passenden Selbstinduktion kann man diesen Wechselstrom auf einen bestimmten, von der Gleichstrombelastung nahezu unabhängigen Wert begrenzen. Um diesen auch von der Selbstinduktion noch durchgelassenen Wechselstrom mehr oder minder vollständig zu beseitigen, ist es" bekannt, hinter der Selbstinduktion Plus- und Minusleitung durch einen sogenannten Querkreis zu verbinden, der dem Wechselstrom einen möglichst geringen, dem Gleichstrom dagegen einen möglichst hohen Widerstand bietet.By switching on a suitable self-induction one can generate this alternating current to a certain value that is almost independent of the direct current load limit. Around this alternating current, which is also still allowed through by the self-induction To more or less completely eliminate it, it is "known" behind the self-induction To connect the plus and minus lines by a so-called cross circle, which corresponds to the Alternating current is as low as possible, while direct current is as high as possible Offers resistance.

Es ist bekannt, als Querkreis einen oderIt is known as a cross circle or

ao mehrere auf bestimmte Frequenzen abgestimmte Schwingungskreise zu verwenden. Diese werden aber, besonders wenn es sich um niedrige Frequenzen handelt, unverhältnismäßig groß und teuer. Es ist weiter bekannt, als Querkreis eine Akkumulatorenbatterie zu verwenden; diese kommt aber wegen ihres hohen Anschaffungspreises und ihrer hohen Unterhaltungskosten praktisch nur dann in Frage, wenn sie gleichzeitig anderen Zwecken, etwa zur Pufferung oder als Betriebsreserve, dient.ao several tuned to certain frequencies To use oscillation circles. These will, however, especially if it is are low frequencies, disproportionately large and expensive. It is further known to use an accumulator battery as a cross circuit; but this comes because of hers high purchase price and their high maintenance costs practically only in Ask if they are used for other purposes at the same time, for example for buffering or as an operating reserve, serves.

Es ist schließlich auch bekannt, als Querkreis eine Gleichstrom dynamomaschine zu verwenden, die gegebenenfalls zusätzliche Schwungmassen und überwiegenden Neben-Schluß Charakter haben kann. Da aber Gleichstrommaschinen eine verhältnismäßig hohe Selbstinduktion besitzen und deshalb dem Wechselstrom einen hohen Widerstand bieten, genügen sie im allgemeinen allein zu einer einigermaßen vollständigen Beseitigung der Wechselstromkomponente nicht. Es war deshalb erforderlich, in Reihe mit der Gleichstrommaschine noch eine Wechselstromzusatzmaschine zu schalten, die eine Wechselspannung erzeugt, welche mit der dem Gleichstrom überlagerten Wechselstromkomponente synchron ist und deren Phasenlage derartig ist, daß sie diese Wechselstromkomponente möglichst restlos durch die Gleichstrommaschine hindurchtreibt. Bekannt ist es ferner, zur Erregung dieser Zusatzmaschine den zu beseitigenden Wechselstrom in einer geeigneten Schaltung selbst zu benutzen.After all, it is also known as a transverse circle to a direct current dynamo machine use, if necessary, additional flywheels and predominant secondary circuit Can have character. But since DC machines have a relatively high Have self-induction and therefore offer a high resistance to the alternating current, In general, they alone suffice for a more or less complete elimination of the AC component not. It was therefore necessary in series with the DC machine still to switch an alternating current auxiliary machine, which generates an alternating voltage that corresponds to that of the direct current superimposed alternating current component is synchronous and its phase position is such, that they pass this alternating current component as completely as possible through the direct current machine drifts through. It is also known to excite this additional machine to be eliminated To use alternating current yourself in a suitable circuit.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung, bei der ebenfalls eine Gleichstrommaschine mit überwiegendem Nebenschlußcharakter als Querkreis benutzt wird, bei der aber die er-The invention relates to an arrangement in which also a DC machine with predominant shunt character is used as a cross circuit, but in which the

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Frit\ Kleeberg in Berlin-Steglit\.Frit \ Kleeberg in Berlin-Steglit \.

wähnte Zusatzmaschine wegfällt, so daß sich eine wesentliche Vereinfachung und Ver billigung-der Anordnung ergibt.imagined additional machine is omitted, so that a substantial simplification and Ver approval-the arrangement results.

Die Maschine soll also in dem Augenblick, wo die Gleichspannung, oder richtiger gesagt die Wellenspannung·, höher ist als ihr !Mittelwert, Strom aufnehmen, d. h. als Motor wirken, und in dem Augenblick, wo die Wellenspannung niedriger ist als ihr Mittelwert, ίο Strom abgeben, d. h. als Generator wirken.The machine should therefore be at the moment when the DC voltage, or more correctly said the wave voltage ·, is higher than its! mean value, draw current, d. H. act as a motor and at the moment when the shaft voltage is lower than its mean value, ίο deliver current, d. H. act as a generator.

Zur Erreichung dieses Zweckes wird gemäß der Erfindung die Erregung der Gleichstrommaschine in dem Augenblick, wo sie als Motor arbeiten soll, geschwächt, dagegen in dem Augenblick, wo sie als Generator arbeiten soll, verstärkt. Hierzu erhält die Maschine neben ihrer normalen Erregerwicklung, welche von möglichst reinem Gleichstrom durchflossen wird, also vom Wellenstrornerzeüger aus gesehen hinter der ganzen Glättungseinrichtung angeschlossen wird, noch eine-zweite. Hilfserregerwicklung, die von einem mit 'der Wecliselstromkomponente des Wellenstromes synchronen Wechselstrom durchflossen wird und diesem gegenüber eine passende Phasenlage aufweist. Der Wechselstrom für die Hilfserregerwicklung kann entweder aus einem primärseitig vom Wellenstrom durchflossenen Serientransformator entnommen '30 werden, wobei auch' die bereits erwähnte Seriendrossel durch Anbringung einer Sekundärwicklung als Transformator verwendet werden kann. Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. In Fig. ι ist 1 der Wellenstromerzeuger, z. B. ein Gleichrichter, der aus dem Wechselstromnetz 2 gespeist wird, 3 ist eine Selbstinduktion (Seriendrossel), 4 sind die Gleichstromverbraucher, 5 ist der Anker der Gleichstrommaschine," die gegebenenfalls zur Erzielung einer gleichen Winkelgeschwindigkeit innerhalb einer Pulsation mit einer zusätzlichen Schwungmasse 6 ausgerüstet sein kann. 7 ist die Erregerwicklung der Gleichstrommaschine und 8 ein Regulierwiderstand. 9 ist die Hilfserregerwicklung, die aus dem Serientransformator 10 über einen Regelwiderstand 11 gespeist wird. Die Maschine 5 kann femer mit einer bei 14 angedeuteten Kompensationswicklung versehen sein.To achieve this purpose, according to the invention, the excitation of the DC machine weakened at the moment when it is supposed to work as a motor, but at that moment Moment when it is supposed to work as a generator. For this purpose, the machine receives in addition to their normal excitation winding, through which the purest possible direct current flows is, seen from the wave flow generator from behind the entire smoothing device is connected, a second. Auxiliary excitation winding, which is supplied by one with 'the Alternating current component of the wave current synchronous alternating current is flowed through and a suitable phase position compared to this having. The alternating current for the auxiliary excitation winding can either be from taken from a series transformer through which the shaft current flows on the primary side '30, where also 'the series choke already mentioned by attaching a secondary winding can be used as a transformer. Two embodiments of the invention are shown in the drawing. In Fig. Ι 1 is the wave power generator, z. B. a rectifier that is fed from the alternating current network 2, 3 is a self-induction (Series choke), 4 are the direct current consumers, 5 is the armature of the DC machine, "which may be used to achieve an equal angular velocity within a pulsation with an additional Flywheel 6 can be equipped. 7 is the excitation winding of the DC machine and 8 a regulating resistor. 9 is the auxiliary excitation winding that comes from the series transformer 10 fed via a variable resistor 11 will. The machine 5 can also have a compensation winding indicated at 14 be provided.

Man kann auch, wie beispielsweise in Fig. 2 dargestellt, in Reihe mit der Hilfserregerwicklung einen Kondensator 12 schalten, der gegebenenfalls so bemessen werden kann, daß der aus ihm .und der Wicklung gebildete Schwingungskreis genau oder angenähert auf die Frequenz der Pulsationen abgestimmt ist. Die magnetische Trägheit derartiger Maschinen, in denen ein pulsierendes Magnetfeld erzeugt werden soll, muß gering gehalten werden. Es kann deshalb erforderlich sein, das Magnetgestell ganz oder teilweise aus lamelliertem Eisen herzustellen, die magnetische Sättigung niedrig zu wählen und evtl. noch in Reihe mit der Haupterregerwicklung eine besondere Drosselspule oder auch einen durch Parallelschaltung von Drosselspule und Kondensator gebildeten Schwingungskreis zu legen, um so das Fließen eines transformatorisch erzeugten Wechselstromes in der Haupt- erregerwicklung zu· verhindern.One can also, as shown for example in FIG. 2, in series with the auxiliary excitation winding switch a capacitor 12, which can optionally be dimensioned so that the oscillation circuit formed from it .und the winding exactly or approximately the frequency of the pulsations is matched. The magnetic inertia of such machines in which a pulsating magnetic field is to be generated must be kept low will. It may therefore be necessary to completely or partially remove the magnetic frame to produce laminated iron, to choose a low magnetic saturation and possibly still in series with the main excitation winding a special choke coil or one by connecting the choke coil and the capacitor in parallel to the resonant circuit in order to prevent the flow of an alternating current generated by a transformer in the main to · prevent excitation development.

Schließlich kann man auch noch zwischen die Glättungseinrichtung und die Gleichstromverbraucher eine zweite Drosselspule 13 (Fig. 2) legen, welche das Vordringen einer evtl. immer noch verbleibenden geringen restlichen Wechselstromkomponente zu den Verbrauchern verhindert bzw. erschwert.Finally, you can also switch between the smoothing device and the direct current consumers a second choke coil 13 (Fig. 2) put, which the advance of a possibly still remaining small residual AC component to the consumers prevented or made more difficult.

Alle aufgeführten Anordnungen sind nur beispielsweise angegeben und können in vieler Hinsicht geändert und durch gleichwertige Mittel ersetzt werden.All the arrangements listed are given by way of example only and can be many Respect and be replaced by equivalent means.

Statt des Serientransformators 10 in Fig. 1 kann z. B. auch ein parallel zum Anker oder parallel zum Wellenstromerzeuger liegender, über einen Widerstand oder einen Kondensator anzuschließender Transformator benutzt werden.Instead of the series transformer 10 in FIG. 1 can e.g. B. also a lying parallel to the armature or parallel to the shaft current generator, A transformer to be connected via a resistor or a capacitor is used will.

In Fig. 2 kann die Hilfserregerwicklung 9 vor oder hinter der Drosseis angeschlossen werden, "wobei sich gewisse Unterschiede in der Wirkungsweise ergeben.In Fig. 2, the auxiliary excitation winding 9 can be connected in front of or behind the throttle become, "whereby there are certain differences in the mode of action.

Ferner kann durch Mittel an sich bekannter Art, z. B. durch Parallelschaltung von Widerständen oder Kondensatoren, die Größe des in der Hilfserregerwicklung fließenden Wechselstromes sowie seine Phasenlage veränderlich gemacht werden.Furthermore, by means of a type known per se, for. B. by connecting resistors in parallel or capacitors, the size of the flowing in the auxiliary excitation winding Alternating current as well as its phase position can be made variable.

Bei Verwendung des Serientransformators 10 kann durch Anbringung einer dritten Wicklung, die vom bereits geglätteten Gleichstrom im umgekehrten Sinne durchflossen wird, die Gleichstrommagnetisierung ganz oder teilweise aufgehoben werden.When using the series transformer 10, by attaching a third Winding through which the already smoothed direct current flows in the opposite direction the direct current magnetization will be wholly or partially canceled.

Unter Umständen können auch die Hilfserreger- und die Haupterregerwicklung in einer Wicklung vereinigt und dabei durch Mittel bekannter Art, z. B. die Reihenschaltung eines Widerstandes und Parallelschaltung einer Drossel oder eines Schwingungskreises, das Verhältnis des Gleichstromes zum Wechselstrom in dieser gemeinsamen Erregerwicklung innerhalb gewisser Grenzen zweckentsprechend eingestellt werden.Under certain circumstances, the auxiliary exciter and the main excitation winding combined in one winding and thereby by means of a known type, e.g. B. the series connection a resistor and parallel connection of a choke or an oscillating circuit, the ratio of direct current to alternating current in this common field winding can be adjusted appropriately within certain limits.

■ H5■ H5

Claims

Patent claims:

I. Order for the total or partial elimination of the superimposed Alternating current in direct current networks fed from rectifiers or the like by means of one of the direct current source in parallel

switched DC machine, possibly equipped with an additional flywheel with predominant shunt character, characterized by an auxiliary exciter winding (9) of the DC machine (S, 6), through which with the help of the alternating current component generated by the power source An alternating field is superimposed on the exciter field (7) of the machine, which is the main field when working the machine as'Motor weakens and when working as a power generator reinforced.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that by upstream connection a capacitor (12), connection via a transformer (10) or the like known means, the flow of a direct current in the auxiliary excitation winding (9) is prevented.

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the auxiliary exciter winding (9) is fed from a secondary winding on a per se existing series reactor (3) is attached.

4. Arrangement according to claim 2, characterized in that the auxiliary excitation winding (9) lies in an oscillating circuit that is precisely or approximately matched to the pulsation frequency.

5. ' Arrangement according to Claim 2 or the following, characterized by devices to change the phase position of the auxiliary excitation winding generated additional alternating field.

6. Arrangement according to claim 1 or the following, characterized in that that in the supply line of the DC machine connected in parallel to the x \ nker (5) Direct current network (4) a choke (13) is placed and that the excitation winding the DC machine behind this choke is removed.

1 sheet of drawings