DE589765C - Einrichtung zur Unterdrueckung der bei Leerlauf auftretenden Spannungsspitzen bei Gleichrichtertransformatoren zur Erzeugung von Zwoelfphasenstrom mittels Dreiphasentransformatoren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schaltung zur Erzeugung von" Zwölfphasenstrom für den Anschluß von Gleichrichtern. Die bekannten Schaltungen dieser Art sind so ausgeführt, daß sich die erzeugten Anodenströme des Gleichrichters zeitlich überlappen. Es ha't dies den Vorteil, daß hierdurch der Gleichrichter besser ausgenutzt ist. Man hat zu diesem Zwecke einen Dreiphasentransformator verwendet, dessen sekundäres Wicklungssystem in symmetrische Dreiphasensysteme zerlegt ist; die durch Verkettungstransformatoreri induktiv gekuppelt sind. Man hat ferner zu

. dem gleichen Zwecke zwei Dreiphasentransformatoren verwendet, deren Primärwicklungen hintereinandergeschaltet und deren Sekundärwicklungen in um 30⁰ gegeneinander verschobene Sechsphasensterne geschaltet sind. Man hat hierbei unbewickelte Schenkel vorgesehen, um den dritten Harmonischen des Flusses ein Fließen zu ermöglichen. Mit dieser Anordnung wird zwar eine wirksame Überdeckung der Anodenströme erreicht; bei sehr kleinen Belastungen überlappen sich jedoch die Ströme nicht mehr. Es tritt hierdurch bei diesen kleinen Belastungen und erst recht bei Leerlauf eine sprunghafte Erhöhung der Phasenspannung ein.

Bei der vorliegenden Erfindung ist dieser Nachteil der starken Erhöhung der Spannung bei- Leerlauf durch eine Einrichtung vermieden, bei der die bekannten Schaltungen zum Teil mit verwendet sind. Erfindungsgemäß geschieht die Erzeugung von Zwölfphasenstrom mittels zweier Dreiphasenhaupttransformatoren, deren Primärwicklungen in Reihe geschaltet und deren sekundäre Wicklungssysteme in symmetrische Dreiphasensysteme zerlegt und durch Verkettungstransformatoren induktiv gekuppelt sind. Die beiden Haupttransformatoren sind hierbei so ausgeführt, daß Flüsse dreifacher Frequenz in ihnen unterdrückt werden, d. h. sie sind entweder als Kerntype gebaut, oder sie sind mit einer Wicklung versehen, in welcher Ströme dreifacher Frequenz fließen können. Durch diese Schaltung ist folgendes erreicht:

Bei großen Belastungen werden durch die Verkettungstransformatoren die Anodenströme gezwungen, sich zu überlappen. Bei Leerlauf ist diese Überlappung nicht mehr vorhanden. Trotzdem- kann bei der Einrichtung gemäß der Erfindung eine derart starke Erhöhung der Phasenspannung wie bei den bekannten Anordnungen nicht eintreten. Denn diese starke Erhöhung der Phasenspannung

bei den bekannten Schaltungen ist im wesentlichen darauf zurückzuführen, daß die bei Belastung abgeplattete und verbreiterte Phasenspannungskurve bei Leerlauf und sehr kleinen Belastungen eine spitze Form annimmt. Es erklärt sich dies folgendermaßen: Bei Leerlauf fällt zur Magnetisierung der sekundäre Belastungsstrom mit seiner dritten Harmonischen weg, und es bleibt nur der in den Primärwicklungen fließende Leerlauf strom übrig. Da dritte Harmonische primär nicht fließen können, besitzt der Strom in der Primärwicklung annähernd sinusförmige Gestalt. Er kann infolgedessen nur eine Flußkurve erzeugen, die in ihrem Maximum abgeflacht ist. Die Phasenspannung ist nun die Kurve des Differentialquotienten der Flußkurve. Die Kurve des Differentialquotienten einer abgeflachten Kurve ist aber eine spitze Kurve. Es erzeugt also die abgeflachte Flußkurve eine spitze Spannungskurve mit sehr hohem Spannungsmaximum. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung wird nun die Flußkurve nicht in der gleichen Stärke abgeflacht. Die abgeflachte Flußkurve bei den bekannten Anordnungen besteht ja im wesentlichen aus einer Sinuskurve mit einem übergelagerten Fluß dreifacher Frequenz. Bei der Einrichtung gemäß der Erfindung· kann dieser Fluß dreifächer Frequenz im wesentlichen nicht zum Entstehen kommen. Denn wenn die Transfomatoren als Kerntype gebaut sind, besteht für Flüsse dreifacher Frequenz kein magnetischer Rückschluß durch das Eisen. Diese Flüsse können sich höchstens durch die Luft schließen, wo sie jedoch einen sehr hohen magnetischen Widerstand vorfinden. Auch bei Verwendung einer Wicklung, in welcher Ströme dreifacher Frequenz fließen können, ist die Entstehung von Flüssen dreifacher Frequenz nicht möglich. Denn sobald ein derartiger Fluß entsteht, wird durch ihn sofort ein entsprechender Strom erzeugt, der den Fluß wieder unterdrückt. Die Flußkurve

4-5 nähert sich also wieder mehr der Sinusform, und dementsprechend ist auch die Phasenspannung mehr oder weniger sinusförmig, d. h. die Spannungsspitze ist kleiner geworden.

In Abb. ι ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es sind hierin 1 und 2 zwei Dreiphasentransformatoren der Kerntype. Die Primärwicklung 3 des ersten Transformators ist in offenem Zickzack geschaltet, die Primärwicklung 4 des zweiten Transformators ist in Reihe hierzu und ebenfalls in Zickzack geschaltet. Ihre Enden sind zu einem Nullpunkt verbunden. Die Wicklungsanteile der Zickzackschaltung sind hierbei ungleich, so daß die Flüsse in beiden Transformatoren um 30⁰ gegeneinander verschoben sind. Die Sekundärwicklung des Transformators ι besteht aus zwei Dreiphasensternen 5 und 6, die um i8o° gegeneinander verschoben und deren Nullpunkte über einen Verkettungstransformtor 9 miteinander verbunden sind. In gleicher Weise sind die Nullpunkte der Sekundärwicklungen 7 und 8 des Transformators 2 über den Verkettungstransformator 10 miteinander verbunden. Die Mittelpunkte der Verkettungstransformatoren 9 und 10 stehen miteinander in Verbindung und bilden bei Gleichrichteranschluß den negativen Pol des Gleichstromsystems.

Dadurch, daß in den Verkettungstransformatoren 9 und 10 eine hohe Impedanz für die dritten Harmonischen der Anodenströme vorhanden ist, ergibt sich ein starkes Überlappen dieser Anodenströme. Die beiden Transformatoren ι und 2 sind Kerntransformatoren, so daß für Flüsse dreifacher Frequenz keine Wege mit geringem magnetischen Widerstand vorhanden sind. Die Phasenspannungen dieser beiden Transformatoren sind infolgedessen praktisch sinusförmig. Hierdurch ergibt sich nur ein relativ geringer Unterschied zwisehen der Gleichstromspannung bei Leerlauf und derjenigen bei geringer Belastung.

Die Transformatoren 1 und 2 können jeder auch aus drei Einphasentransformatoren bestehen oder unbewickelte Schenkel besitzen oder von irgendeiner anderen Art sein, in der die dritten Harmonischen des Flusses fließen können. In diesem Falle müssen jedoch sowohl Transformator 1 als auch Transformator 2 je mit einer in Dreieck geschalteten Tertiärwicklung versehen sein. Das Vorhandensein einer solchen Tertiärwicklung läßt keinen größeren Betrag der dritten Harmonischen im Fluß aufkommen.

Die Primärwicklungen brauchen bei der Erzeugung von Zwölfphasensystemen nicht so geschaltet zu sein wie in Abb. 1, wesentlich ist, daß sie in Serie geschaltet sind und fähig sind, um 30⁰ verschobene Flüsse in den beiden Transformatoren zu erzeugen. Die Abb. 2 und 3 zeigen zwei weitere Beispiele für die Schaltung der Primärwicklungen. Die Sekundärwicklungen sind hierbei der Einfachheit wegen fortgelassen. In Abb. 2 sind die Primärwicklungen in Reihe und in Zickzackdreieck geschaltet. In Abb. 3 ist nur eine der Primärwicklungen in Zickzack geschaltet, während die andere in offenem Stern geschaltet ist.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Einrichtung zur Unterdrückung der bei Leerlauf auftretenden Spannungsspitzen bei Gleichrichtertransformatoren zur Erzeugung von Zwölfphasenstrom mittels Dreiphasentransformatoren, deren sekundäre Wicklungssysteme in symmetrische

   Dreiphasensysteme zerlegt und durch Verkettungstransformatoren induktiv gekoppelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Haupttransformatoren zwei an sich bekannte Dreiphasentransformatoren mit in Serie geschalteten Primärwicklungen verwendet sind, und daß die Haupttransformatoren als Kerntype ausgeführt oder mit einer in Dreieck geschalteten Tertiärwicklung versehen sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen