DE534894C

DE534894C - Verfahren zur Erzeugung einer annaehernd sinusfoermigen Spannungskurve bei der Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom vermittels gesteuerter Quecksilberdampf-Vakuumventile

Info

Publication number: DE534894C
Application number: DEM109070D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1929-01-23
Filing date: 1929-03-05
Publication date: 1931-10-03
Also published as: CH136501A

Description

Bei der Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom vermittels Quecksilberdampf-Vakuumventile entsteht im allgemeinen eine Wechselspannung von rechteckiger Kurvenform. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, durch welches eine annähernd sinusförmige Wechselspanmingskurve dadurch erreicht wird, daß der nahezu rechteckförmigen Grundwelle des umgeformten Wechselstromes gleichartig gewonnene Spannungskurven von der Frequenz höherer Harmonischen und mit dem Amplitudenwert dieser Harmonischen, jedoch mit 180 ° Phasenverschiebung überlagert werden.

Der wesentliche technische Fortschritt der Erfindung liegt darin, daß mit einem einzigen Hilfssystem nicht nur eine, sondern unendlich viele höhere Harmonische des Hauptsystems kompensiert werden. Bisher wurden entweder Beeinflussungen der Kurvenform mit Mitteln

ao angestrebt, welche nur mit der Grundfrequenz des Hauptsystems arbeiten, oder es wurde da, wo gegenelektromotorische Kräfte mit Frequenzen der höheren Harmonischen zur Kompensation benutzt werden, die Herstellung dieser gegenelektromorischen Kräfte jede für sich mit der notwendigen Periode und Amplitude in einem besonderen Apparat oder in einer besonderen Wicklung in Aussicht genommen.

Eine rechteckförmige Spannungskurve wird bekanntlich dargestellt durch den Ausdruck

e, = A · (sin cot -\— · sin 3 ω t -\— · sin 5 ω t

1

— ■ sin η ω t)

wo η alle ungeraden Zahlenwerte annimmt. Werden in den Stromkreis, in welchem obige Spannung herrscht, sinusförmige Spannungen von der Form

A A e' = sin 3 ω t, e" = · sin 5 ω t usw.

induziert, so bleibt in dem Stromkreis nur die Grundwelle e_g = A · sin ω t, d. h. eine rein sinusförmige Spannungswelle, wirksam. Wird statt einer sinusförmigen Spannungswelle eine rechteckförmige Spannungswelle mit der Frequenz einer Harmonischen und der Amplitude dieser Harmonischen induziert, so wird dadurch nicht nur diese Harmonische, sondern es werden gleichzeitig auch die ungeraden Vielfachen dieser

Harmonischen, kompensiert. Wird beispielsweise der rechteckförmigen Spanntmgskurve

& = A · (sin<öi + -'
3

-1— sin 7 ω i-|— sin 9 ω £ + ···)

eine Spanntmgskurve der 3. Harmonischen mit der Amplitude — der Sinuswelle dieser Harmonischen und einer Phasendifferenz von i8o°/₀ beigefügt, so lautet die Gleichung dieser rechteckförmigen Kurve

A . A . A .

e = sin3<oi sinocoi sin 15 ω t

3 9 15

Es werden also mit dieser rechteckförmigen Welle nicht nur die 3. Harmonische, sondern gleichzeitig auch die 9., 15., 21. usw. Harmonische kompensiert.

Eine beispielsweise Anwendung des Erfindungsgedankens ist in Fig. 1 dargestellt, wobei die 3. Harmonische kompensiert wird. Im System I wird durch abwechselndes, taktweises Zünden und Löschen der Ventile F₁ in bekannter Weise in der Sekundärwicklung S des Transformators T₁ eine rechteckförmige Spannungswelle von der Grundfrequenz erzeugt. Im System II wird durch abwechselnd taktweises Zünden und Löschen der Ventile F₂ mit der dreifachen Periodenzahl in der Sekundärwicklung S₃ eine rechteckförmige Spannungswelle mit der dreifachen Frequenz der Grundfrequenz und beispielsweise mit einer Amplitude von ¹^ der Amplitude der Grundwelle erzeugt.

In Fig. 2 sind die erzeugten Spannungskurven dargestellt, und zwar bezeichnet 1 die Spannungskurve, welche in der SekundärwicklungSj^ induziert wird, 2 die Spannungskurve, welche in der Sekundärwicklung S₂ induziert wird, und 3 die an den Klemmen 11, 12 herrschende resultierende Spannung. Während die Harmonischen der durch 3 teilbaren Frequenz auf diese Weise annähernd kompensiert werden, können die Harmonischen 5., 7. und höherer Frequenzen auch dadurch im äußeren Stromkreise unwirksam gemacht werden, daß in an sich bekannter Weise diese höheren Harmonischen über für ihre Frequenz in Spannungsresonanz befindliche Stromkreise kurzgeschlossen und ihre Spannung in Drosselspulen vernichtet werden.

Eine derartige Kombination ist in Fig. 3 dargestellt. Im System I wird die Grundfrequenz der rechteckförmigen Wechselspannung erzeugt. Durch System II werden die durch 3 teilbaren Harmonischen annähernd kompensiert und durch den Stromkreis a, der in Spannungsresonanz für die 5. Harmonische ist, wird diese kurzgeschlossen und ihre Spannung in der Drosselspule D vernichtet. Stromkreis b ist auf die 7. Harmonische abgestimmt, deren Spannung ebenfalls in der Drosselspule vernichtet wird.

Claims

Patentansprüche:

ι. Verfahren zur Erzeugung einer annähernd sinusförmigen Spannungskurve bei der Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom vermittels gesteuerter Quecksilberdampf-Vakuumventile, dadurch gekennzeichnet, daß der annähernd rechteckförmigen Grundwelle des umgeformten Wechselstromes gleichartig gewonnene Spannungskurven von der Frequenz höherer Harmonischen und mit dem Amplitudenwert dieser Harmonischen, jedoch mit 180 ° Phasenverschiebung überlagert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der erzeugten Spannungskurve noch vorhandene Oberschwingungen durch an sich bekannte Sperrkreise auf der Wechselstromseite beseitigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen