DE591620C

DE591620C - Doppelsiebkreis zur Verwertung von Oberwellen in Wechselstromnetzen

Info

Publication number: DE591620C
Application number: DEK127056D
Authority: DE
Original assignee: Dr-Ing Ottomar Kasperowski
Current assignee: Dr-Ing Ottomar Kasperowski
Priority date: 1932-09-21
Filing date: 1932-09-21
Publication date: 1934-01-24

Description

Doppelsiebkreis zur Verwertung von Oberwellen in Wechselstromnetzen In oer Spannungskurve von Wechselstromnetzen treten infolge der Eisensättigung von Generatoren, Motoren und Transformatoren Oberwellen auf. Bisher sind zwei Arten von Siebvorrichtungen zur Nutzbarmachung dieser Oberwellen vorgeschlagen worden. Die eine besteht aus einem Spannungsresonanzkreis, der die Oberwellen prozentual vergrößert und die Grundwelle teilweise hindurchläßt. Beim An.schluß an ein i62,"3periodiges Netz gestattet er zwar nicht, einen sinusförmigen Strom von 5o Hz zu entnehmen, läßt sich dafür aber infolge des vorliandenen Grundwellenstromes zur Leistungsfaktorv erbesserung benutzen. Die zweite Ausführungsart enthält einen Sperrkreis zur vollkommenen Unterdrückung der Grundwelle. Der ausgesiebte Strom ist hier ein reiner Oberwellenstrom, dafür niuß man auf eine gleichzeitige Verbesserung dds Leistungsfaktors im Energieversorgungsnetz verzichten.
Erfindungsgemäß vereinigt der Doppelsiebkreis die obengenannten Vorrichtungen so, daB sich ihre Wirkungen vorteilhaft ergänzen. Dadurch werden die Anwendungsmöglichkeiten größer und die Beschaffungskosten niedriger.
Nach Abb. z ist an das Wechselstromnetz N ein Spannungsresonanzkreis C,DJ angeschlossen, in dem eine Vorsiebung erfolgt. Der Kondensator Cl und die Drosselspule D, sind auf die Frequenz der im zweiten Kreis C. D2 D3 auszusiebenden, Oberwelle abgestimmt. Man erhält dann am Transformator T, und am Widerstand R im Verbraucherstromkreis A eine Spannung, deren Kurve sattelförmig verläuft. Ist das Netz 1V ein i6=/3periodiges Bahnnetz, so hat auch die Spannung am Verbraucherkreis A die gleiche Grundfrequenz, trotzdem erhält man infolge der Sattelform der Spannungskurve flimmerfreies Licht. Der anteilige Grutudwellenstrom hat voreilende Phasenverschiebung, daher ist bei eingeschaltetem Belastungswiderstand R eine Verbesserung des -Leistungsfaktors im Netz N möglich.
Die effektive Höhe der vorgesiebten Spannung ist von der Belastung des Kreises A abhängig. Bei abgeschaltetem Widerstand R würde die Spannung am Transformator T und am Sperrkreis CD, unzulässig hohe Werte erreichen. Um das zu verhindern, wird bei allgeschalteter Nutzlast R entweder auf einen Kondensator C, oder auf eine Drosselspule D4 umgeschaltet. Beide sind so bemessen, daß die Spannung am Transformator T ihren früheren EffektivNmert beibehält. Hierbei überwiegt auch bei eingeschalteter Drosselspule `D4 der kapazitive Widerstand des Schwingungskreises CIDITD4, bezogen auf die Grundfrequenz. Der Verbraucherkreis A nimmt daher bei abgeschalteter Belastung R im wesentlichen nur voreilende Blindleistung auf, die den Leistungsfaktor des Netzes N verbessert.
Zur Speisung von Apparaten, die einen sinusförmigen Strom und eine höhere Frequenz als die des Netzes N verlangen, beispielsweise 5o Hz bei einer Frequenz des Netzes N von 162/g Hz, eignet sich die durch die Vorsiebung erhaltene Mischung aus Grund- und Oberwellenenergie allerdings nicht. Daher ist an dem Transformator T eine weitere Siebvorrichtung angeschlossen. Sie besteht aus dem auf die Grundwelle abgestimmten Stromresonanzkreis C,D2 und aus der zusammen mit diesem auf die gewünschte Oberwellenfrequenz, beispielsweise 5o Hz, abgestimmten Drosselspule D3. Dem Verbraucherstromkreis B wird dann die Oberwellenspannung in reiner Form zugeführt und ist dort für beliebige Zwecke, beispielsweise zur Speisung eines Belastungswiderstandes R1, einer Lampe L oder eines Motors M verwendbar. Da der Siebkreis C2 D2 D3 vom Transformator T eine bereits vorgesiebte Spannung erhält, sind seine Abmessungen kleiner, als wenn er unmittelbar an das Netz N angeschlossen wäre.
Der Ausgleich von Spannungsschwankungen im Verbraucherkreis B kann in bekannter Weise erfolgen, beispielsweise dadurch, claß die Drosselspule D3 regelbar ausgeführt wird, oder daß der Stromkreis B nicht unmittelbar, sondern über einen Regeltransformator T2 an die Drosselspule D3 einerseits und den Transformator T1 andererseits angeschlossen wird (v g1. Abb. :2).
Der Doppelsiebkreis vereinigt in sich folgende Wirkungen: Verwertung der Oberwellenenergie allein sowohl als auch mit Grundwellenenergie vermischt, Verbesserung der Spannungskurvenform des Netzes N infolge der Aussiebung von Oberwellen und Verbesserung des Leistungsfaktors im Wechselstromnetz.
Mit einer Schaltung nach Abb.2 werden grundsätzlich die gleichen Wirkungen erzielt. Der Unterschied gegenüber der Schaltung nach Abb. i besteht darin, daß hier parallel zum Kondensator Cl eine Drosselspule D; mit Eisenkern geschaltet ist. Sie hat den Zweck, den Kondensator Cl vor überspannungen zu schützen. Damit durch den so entstehenden Stromresonanzkreis C,D, Grundwellenströme hindurchgelassen werden, ist er auf eine Frequenz abgestimmt, die kleiner ist als die Grundfrequenz des Netzes N. Gleichzeitig kann der Schwingungskreis Cl D5 Dl auf die Frequenz der im zweiten Kreis C2 D2 D3 auszusiebenden Oberwelle abgestimmt werden.
Eine weitere Schaltmöglichkeit gibt Abb. 3 an. Hier wird kein normaler Transformator T1, sondern ein solcher mit hoher Induktivität (Streuung) verwendet. Er ist zusammen mit dem Kondensator Cl und der Drosselspule Dl auf eine Frequenz abgestimmt, die zwischen der Grundfrequenz (1Ö2/3 Hz) des Netzes N und der Frequenz der im Belastungskreis B entnommenen Oberwelle (5o Hz) liegt (z. B. 33 Hz). Die Teile Cl und Dl sind für sich wie in der Anordnung nach Abb. i auf die Frequenz der auszusiebenden Oberwelle (5o Hz) abgestimmt. Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß die Spannung am Transformator T1 beim Abschalten von Belastungswiderständen im Stromkreis A viel weniger ansteigt als bei den Schaltungen nach Abb. i oder 2. Die verbleibenden geringen Spannungsänderungen im Kreis A werden durch Regelung des Transformators T1 ausgeglichen. Die Abstimmung der Teile C2 D2 und D3 ist die gleiche wie in den Schaltungen nach. Abb. i oder 2.

Claims

PATENTANSPRÜCHE i. Doppelsiebkreis zur Verwertung von Oberwellen in Wechselstromnetzen, die insbesondere infolge hoher Eisensättigung der an das Netz angeschlossenen Verbraucher auftreten, für gleichzeitige Ver, besserung des Leistungsfaktors und der Netzspannungskurve, . dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungs- und ein Stromresonanzkreis zusammenarbeiten,van denen der .erste einem Transformator (T bzw. T1) vorgeschaltet ist, welcher einen Verbraucherkreis (A) mit Grund- und Oberwellenenergie und einen weiteren Verbraucherkreis (B) über den Stromresonan.zkreis (C
2 D2) und- eine Drosselspule (D3) mit reiner Oberwellenenergie speist und gleichzeitig eine Vorsiebung für den Verbraucherkreis (B) vornimmt. 2..Doppelsiebkreis nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Abstimmung des Spannungsresonanzkreises (Cl Dl in Abb. z oder Cl Dl D5 in Abb. 2) auf die Frequenz der im zweiten Kreis (C2 D#. D3) auszusiebenden Oberwelle nach Abschaltung der Belastung (!Z, L) im Verbraucherkreis (A) auf einen Kondensator (C3) oder eine Drosselspule (D4) umgeschaltet wird, die sö bemessen sind, daß die Spannung am Verbraucherkreis (A) ihre effektive Höhe beibehält.
3. Doppelsiebkreis nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet,. däß zum Anschluß des Verbraucherkreises (A) ein regelbarer Transformator (T1) mit so großer Streuung benutzt wird, daß der aus ihm, dem Kondensator (Cl) und der Drosselspule (Dl) bestehende Kreis. auf eine Frequenz abgestimmt ist, die zwischen der Grund-,vellenfrequenz des Netzes (N) und der Frequenz der im zweiten Kreis (C2 D2 D3) auszusiebenden Oberwelle liegt.