DE538661C

DE538661C - Schaltung zur Erzielung einer gleichmaessigen Spannungsverteilung auf eine Mehrzahl mit Transformatorwicklungen in Reihe geschalteter Ventil-Gleichrichter

Info

Publication number: DE538661C
Application number: DEP57017D
Authority: DE
Original assignee: Sueddeutsche Apparate Fabrik GmbH
Current assignee: Sueddeutsche Apparate Fabrik GmbH
Priority date: 1928-01-28
Filing date: 1928-01-28
Publication date: 1931-11-16

Description

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Es ist bereits bekannt, elektrische Ventilzellen in einer Mehrzahl in Reihe zu schalten, um größere Spannungswerte gleichzurichten. Für den Fall, daß hierbei die Betriebsspannung einem Transformator entnommen wird, ist es auch bekannt, die Transformatorwicklung, welche die Betriebsspannung liefert, zu unterteilen und die einzelnen Teile je einer Ventilzelle in der Weise zuzuordnen, daß Gruppen von je einer Ventilzelle und einem Wicklungsteil, die unmittelbar miteinander verbunden sind, entstehen. Um die einzelnen Ventilzellen bei dieser Anordnung gleichmäßig mit Spannung zu belasten, hat man bereits die gegenseitige Kapazität der einzelnen Transformatorenwicklungen nutzbar zu machen versucht, indem man diese Kapazitätswerte parallel an die einzelnen durch Ventilzelle und Transformatorteil gebildeten Gruppen schaltete.

In wesentlich vollkommenerer Weise wird das Ziel, die einzelnen Ventilzellen in der Sperrichtung in gleicher Höhe zu belasten, durch den Gegenstand der Erfindung erreicht, welcher darin besteht, daß den einzelnen aus Ventilzelle und Wicklungsteil gebildeten Gruppen für den Arbeitsstrom gesperrte Ausgleichsleitungen parallel geschaltet werden.

Die Erfindung kann auf alle Arten von Ventilzellen, z. B. elektrolytische Gleichrichter, Glimmlichtventilröhren, Glühkathodenröhren, Trockengleichrichter usw., Anwendung finden. Eine erhöhte Bedeutung hat die Erfindung für die zuletzt genannten Trockenplattengleichrichter, weil diese einzeln nur für verhältnismäßig kleine Spannungen verwendbar sind, so daß das Bedürfnis, die Gleichrichter in größerer Zahl in Reihe zu schalten, bei dieser Art von Gleichrichtern öfters vorhanden ist.

Durch die weitgehende gleichmäßige Verteilung der gesamten Betriebsspannung auf die einzelnen Ventilzellen werden Spannungsüberlastungen einzelner Zellen und dadurch hervorgerufene Beschädigungen derselben mit Sicherheit vermieden.

Das gleiche Ziel etwa dadurch zu erreichen, daß eine Auswahl möglichst gleichartiger Ventile getroffen wird, die dann einfach in Reihe geschaltet werden, ist nicht möglich, weil sich die Ventile noch während der Benutzung stark ändern können und dadurch eine ungleiche Spannungsverteilung hervorrufen.¹

Die Gefahr der ungleichmäßigen Belastung der Ventile macht sich besonders in der Sperrichtung derselben bemerkbar, während dieselbe in der gut durchlässigen Richtung der Ventile viel weniger zur Geltung kommt, weil ein sehr großer Teil der Spannung durch den Nutzwiderstand, der z. B. durch eine Akkumulatorenbatterie gebildet sein kann, aufgenommen wird.

Eine besonders wirksame Anordnung erhält man bei dem Erfindungsgegenstand, wenn man in die Ausgleichsleitungen, welche parallel zu den aus Ventil und Wicklungsteil gebildeten Arbeitsgruppen geschaltet sind, Ventile mit entgegengesetzter Ventilrichtung schaltet.

In Abb. ι der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einem Ausführungsbeito spiel dieser letzteren Art schematisch dargestellt. Mit 5, 7, 9 sind drei in Reihe geschaltete Ventil-Gleichrichter bezeichnet, die von einer Wechselspannung gespeist werden, den Strom im wesentlichen nur in einer Richtung, die durch die Pfeilspitzen angedeutet ist, hindurchlassen und daher den Nutzwiderstand 13 mit Stromstößen gleicher Richtung versehen. Die sekundäre Wicklung des speisenden Transformators ist in drei Teile zerlegt; die Betriebsspannung wird zu je einem Drittel in den Spulen 4, 6, 8 durch Induktion erzeugt, so daß auf jedes der drei Ventile 5, 7, 9 ein Drittel der Betriebsspannung entfällt. Parallel zu der Gruppe 4, 5 ist erfindungsgemaß noch das Ventil 10 geschaltet. Ebenso liegt parallel zu der Gruppe 6, 7 das Ventil 11 und parallel zu der Gruppe 8, 9 das Ventil 12.

Fließt der Strom in der Pfeilrichtung durch die Ventile 5, "j, g, so haben die Ventile 10, 11, 12 fast keinen Einfluß auf die Wirkungsweise und den Stromverlauf, weil die auftretenden Spannungen die Ventile io, 11, 12 in der wenig· durchlässigen Richtung belasten, so daß kein nennenswerter Strom durch diese fließen kann. Fließt jedoch bei der folgenden Halbwelle der Wechselspannung ein nur sehr geringer Strom entgegengesetzt der Pfeilrichtung durch die Ventile 5, 7, 9, so bilden die Ventile 10, 11, 12 einen wenn auch unvollkommenen Kurzschluß zu der parallel liegenden Gruppe. In jeder Gruppe kann daher nur ungefähr die in dieser induzierte Spannung auftreten. Das Ventil 3 erhält daher beispielsweise in der wenig durchlässigen Richtung niemals eine höhere als die in der Spule 4 induzierte Betriebsspannung.

Bei dem Beispiel der Abb. 1 werden die drei Teile der Betriebswechselspannung in den drei Spulen 4, 6, 8 durch eine gemeinsame Primärspule 1 induziert. Diese wird aus den Wechselstromklemmen 2 und 3 gespeist. Die Anordnung kann auch so geändert werden, daß mehrere primäre Spulen bzw. Wechselfelder vorgesehen sind.

Die Abb. 2 der Zeichnung zeigt eine Anwendung der Erfindung auf die bekannte Zweiweggleichrichtung, bei welcher beide Halbwellen des Wechselstromes nutzbar gemacht werden. Die Schaltung der Abb. 2 ist demgemäß in gewissem Sinne nur eine Verdoppelung der Schaltung der Abb. 1. Der Nutzwiderstand 13 erhält in diesem Falle bei einer Halbwelle der Wechselspannung einen Stromstoß über die Ventile 15 und 17 aus g₅ den Spulen 14 und 16, während er bei der entgegengesetzten Halbwelle der Wechselspannung einen Stromstoß über die Ventile 19 und 21 aus den Spulen 18 und 20 erhält. Den einzelnen aus Teilwicklung und Ventil ₇„ gebildeten Gruppen sind die Ventile 25, 27, 29, 31 parallel geschaltet.

Die Schaltanordnungen nach den Abb. 1 und 2 haben den Nachteil, daß die Ventile 10, 11, 12 und 25, 27, 29, 31 nur zur Sicherung der Arbeitsventile vorgesehen sind, ohne selbst zu einer Arbeitsleistung herangezogen zu werden. Um diesen Nachteil zu vermeiden, wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung den Sicherungsventilen ebenfalls je ein Teil der Trarisformatorwicklung zugeordnet. Dadurch entstehen parallel geschaltete Arbeitsgruppen, welche sich gegenseitig gegen zu hohe Spannungsbelastung sichern.

Ein Beispiel dieser Art ist in Abb. 3 der Zeichnung dargestellt. Man kann sich diese Schaltung durch Hinzufügung je einer induzierten Spule zu den Ventilen 10, 11, 12 aus dem Schaltbild der Abb. 1 entstanden denken. Der primäre Teil ist in Abb. 3 weg- _go gelassen.

Die Spulen 14, 16, 18 und 24, 26, 28 sind so angeordnet, daß die Betriebsspannung in ersteren in der Pfeilrichtung der Ventile wirkt, wenn die Betriebsspannung in letzteren entgegengesetzt der Pfeilrichtung der zugeordneten Ventile wirksam ist und umgekehrt. Wenn ein Stromstoß durch die Ventile 15, 17, 19 in den Nutzwiderstand 13 fließt, dienen diese Ventile infolge der Teilung der Betriebsspannung und der durch die Verbindungsieitungen 32 und 33 bewirkten Parallelschaltung gleichzeitig zur Sicherung der Ventile 25, 27, 29, und wenn diese letzteren bei der entgegengesetzten Halbwelle der Betriebsspannung einen Stromstoß durch den Nutzwider stand 13 senden, so dienen sie in gleicher Weise zur Sicherung der Ventile 15, 17, 19.

In Abb. 4 ist die Schaltung der Abb. 3 u₀ nochmals dargestellt, wobei, um ein Beispiel für die Erzeugung der in Teile zerlegten Betriebsspannung zu geben, eine alle Sekundärspulen induzierende primäre Erregerspule ι hinzugefügt ist, die ihren Strom aus _lig den Wechselstromklemmen 2, 3 erhält.

Claims

Patentansprüche:

i. Schaltung zur Erzielung einer gleichmäßigen Spannungsverteilung auf eine Mehrzahl mit Transformatorwicklungen

in Reihe geschalteter Ventil-Gleichrichter, wobei jeweils ein Teil der Sekundärwicklung und ein Ventil unmittelbar hintereinanderliegen, dadurch gekennzeichnet, daß den aus Wicklungsteil und Ventil gebildeten Gruppen für den Arbeitsstrom gesperrte Ausgleichsleitungen parallel geschaltet sind.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsleitungen Ventile mit zum Arbeitsventil entgegengesetzter Ventilrichtung enthalten (Abb. ι und 2).
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgleichsleitungen außer Ventilen noch diesen zugeordnete Wicklungsteile enthalten, so daß parallel geschaltete gleichartige, aus Wicklungsteil und Ventil gebildete Gruppen vorhanden sind, die gegenseitig das Spannungsgefälle an den Ventilen bestimmen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen