DE544310C

DE544310C - Vorrichtung zur Regelung der Spannung in einer durch Gleichrichter gespeisten elektrolytischen Anlage

Info

Publication number: DE544310C
Application number: DE1930544310D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedrich Bauer
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1930-05-27
Filing date: 1930-05-27
Publication date: 1932-02-16

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 16. FEBRUAR 1932

REiCHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JVi 544310 KLASSE 21 d² GKUPPE

elektrolytischen Anlage

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Mai 1930 ab

In elektrolytischen Anlagen werden Gleichrichter, Röhrengleichrichter sowohl als Trokkengleichrichter zur Umformung von Drehstrom in Gleichstrom häufig angewendet. Dabei werden stets große Stromstärken bei kleinen Spannungen benötigt. Schwierigkeiten bietet die Verwendung eines Gleichrichters dann, wenn die Gleichspannung in weiten Grenzen geregelt werden muß, wie dies beispielsweise bei den Betrieben der Veredelungsindustrie der Fall ist. Eine feinstufige Regelung kann im allgemeinen nur mit komplizierten und teuren Regelapparaten erreicht werden. Während es bei Maschinen, beispielsweise bei Motorgeneratoren, ohne weiteres möglich ist, die Spannung des Gleichstromgenerators in weiten Grenzen beliebig zu regeln, zwingen Gleichrichter zur Anwendung von Stufentransformatoren

ao nebst Stufenschaltern oder Drehtransformatoren. Im ersteren Falle kann eine wirtschaftliche Regelung nur mit einer beschränkten Anzahl von Stufen durchgeführt werden, im letzteren Falle wird die Anlage durch den Einbau eines Drehtransformators wesentlich verteuert. Infolge dieses Umstandes. ist in vielen Fällen ein Motorgenerator gegenüber einem Gleichrichter für elektrolytische Anlagen bevorzugt worden.

Eine bequeme Regelung der Wechselspannung und damit der Gleichspannung soll nun durch Anwendung eines Frequenz- ' wandlers erzielt werden. Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrolytische Anlage, welche aus einem oder mehreren über Gleichrichter gespeisten elektrolytischen Bädern und einer als Frequenzwandler dienenden Asynchronmaschine besteht. Erfindungsgemäß dient die Asynchronmaschine, an deren Läuferspannung die Gleichrichter angeschlossen sind, gleichzeitig zum Antrieb eines Lüfters. Die Regelung der Läuferspannung der Asynchronmaschine erfolgt durch Regelung der Belastung der Asynchronmaschine. Diese wird durch Änderung der Luftmenge mittels eines in die Luftleitung des vom Asynchronmotor angetriebenen Lüfters eingeschalteten Drosselorgans bewirkt.

In der Zeichnung ist die Schaltung der Anlage im Prinzip dargestellt. Mit 1 sind die drei Phasen des Drehstromsystems bezeichnet, an welches der Ständer 2 der Asynchronmaschine über einen Schalter 3 — es kann auch ein Sterndreieckschalter Anwendung finden— angeschlossen ist. Von den Schleifringen 5 des Läufers 4 fließt der Strom zu den in einer Vollwegschaltung angeordneten Trockengleichrichtern 6. Vor die Trockengleichrich-

''■'■) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dipl.-Ing. Friedrich Bauer in Berlin-Haselhorst.

ter ist noch ein Transformator/ eingeschaltet. Dies wird im allgemeinen erforderlich sein, wenn die Läuferspannung des Asynchronmotors nicht den für die elektrolytischen Zwecke erforderlichen Wert besitzt. Von den beiden Klemmen der Gleichrichtergruppe wird der Gleichstrom den Elektroden ι ο und ii des elektrolytischen Bades 12 zugeführt. Mittels eines Umschalters 13 kann zum Anlassen der Asynchronmaschine ein regelbarer Widerstand 14 in den Läuferkreis eingeschaltet werden. Durch das Vorschalten eines entsprechenden Widerstandes beim Anlassen kann erreicht werden, daß beim Umschalten der Asynchronmaschine von dem Anlasser auf die elektrolytischen Bäder an den Schleifringen gerade die benötigte Spannung vorhanden ist. Der durch die Asynchronmaschine angetriebene Lüfter ist mit 15 bezeichnet. Der Luftstrom wird diesem durch den Kanal 16 zugeführt, innerhalb dessen eine Drosselklappe 17 angeordnet ist. Bei geschlossener Drosselklappe wird, durch den Lüfter-nur sehr wenig Luft gefördert. Dabei ist das zum Antrieb des Lüfters erforderliche Drehmoment gering, so daß der Motor mit einer verhältnismäßigen hohen Drehzahl läuft. Infolgedessen besitzt die an den Schleifringen herrschende Läuferspannung nur einen kleinen Wert. Ist dagegen die Drosselklappe geöffnet, so wird durch den Lüfter eine große Luftmenge gefördert. Infolge der Belastung der Asynchronmaschine sinkt dieDrehzahl, während die an den Schleifringen auftretende Spannung steigt. Durch Regelung des Luftstromes mittels der Drosselklappe kann also die Spannung innerhalb eines beschränkten Bereiches geregelt w^rerden. Durch den bereits erwähnten Sterndreieckschalter, durch welchen der Ständer des Motors auf das Drehstromnetz geschaltet wird, oder einen festen Widerstand, welcher in den Läuferstromkreis der Asynchronmaschine zwecks Vergrößerung des Drehzahlabfalles eingeschaltet ist, kann noch eine wesentliche Vergrößerung dieses Regelbereiches erzielt werden.

Aus den Diagrammen 2 und 3 ist die Wirkungsweise der Anlage deutlich zu ersehen. In dem Diagramm 2 bedeutet 1 die Charakteristik der Asynchronmaschine, 2 und 3 sind die Charakteristiken des Lüfters bei geöffneter und bei geschlossener Drosselklappe. Die Kurven 1 bis 3 stellen dabei die Drehzahl des Motors bzw. des Lüfters in Abhängigkeit vom Drehmoment dar. Aus den Schnittpunkten der Kurven ergeben sich die Drehzahlen % und «„, welche der Motor annimmt, sobald die Drosselklappe geöffnet oder geschlossen ist.

In der Abb. 3 ist die Läuferspannung des Asynchronmotors in Abhängigkeit von der Drehzahl dargestellt. Bei geöffneter Drosselklappe tritt an den Schleif ringen bei der Drehzahl n_t die Spannung E₁, bei geschlossener Drosselklappe die Spannung JS₂ bei der Drehzahl M₂ auf. Es kann annähernd bei dieser Anordnung eine Regelung der Spannungen E₁ und E₂ im Verhältnis 2 : 1 erfolgen.

Wird der Ventilator zur Kühlung der Gleichrichter verwendet, so erweist sich der Umstand als vorteilhaft, daß bei geringer Spannung, also geringer Belastung der Gleichrichter, auch der Kühlluftstrom gedrosselt ist.

Das Wesen der Erfindung wird dadurch nicht geändert, daß die elektrolytischen Bäder in einer beliebigen anderen Schaltung durch die Gleichrichter gespeist werden. Beispielsweise könnten auch die Bäder in zwei Gruppen angeordnet werden, wobei jeder Gruppe der Strom über einen besonderen Gleichrichter zugeführt wird. Die Gleichrichter sind dabei so· geschaltet, daß je eine der Halbwellen durch eine Bädergruppe fließt. Bei dieser Schaltung würde die Rückleitung zu dem Sternpunkt der Asynchronmaschine erfolgen, wobei dieser an einen weiteren Schleifring angeschlossen sein muß. Es ist ferner unwesentlich für das Wesen der Erfindung, ob der Ständer oder Läufer der Asynchronmaschine an das Drehstromnetz angeschlossen wird. '

Die Anordnung gemäß der Erfindung erweist sich gegenüber anderen bekannten Regeleinrichtungen als ein Fortschritt, da durch sie eine stetige Regelung der Spannung ermöglicht wird, ohne daß verwickelte und teure Regelvorrichtungen angewandt werden.

Claims

Patentanspruch :

Vorrichtung zur Regelung der Spannung in einer elektrolytischen Anlage, die aus einem oder mehreren über Gleichrichter gespeisten elektrolytischen Bädern und einer als Frequenzwandler dienenden Asynchronmaschine besteht, deren Läuferspannung und -drehzahl durch eine Bremsbelastung von veränderlicher Größe beeinflußt wird, dadurch gekennzeichnet, "daß die Asynchronmaschine, an deren Läuferspannung die Gleichrichter angeschlossen sind, gleichzeitig als Antriebsmotor des Lüfters der elektrolytischen Anlage dient, und daß die Regelung der Läuferspannung durch Änderung der Belastung der Asynchronmaschine mittels eines Drosselorgans erfolgt, durch welches die vom Lüfter geförderte Luftmenge geregelt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen