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Schaltung für zwei oder mehr parallel arbeitende Anoden von Quecksilberdampfgleichrichtern,
bei welchen jede dieser Anoden von je einer besonderen Sekundärwicklung der gleichen
Phase eines gemeinschaftlichen Transformators gespeist wird Es ist bekannt, die
Anoden parallel arbeitender Gleichrichter oder die parallel arbeitenden Anoden eines
Gleichrichters von einem gemeinsamen Transformator aus zu speisen. Um eine gleichmäßige
Stromaufnahme von jeder der parallel arbeitenden Anoden ohne Verwendung zusätzlicher
Apparate (Drosselspulen, Kopplungsspulen o. d'-I.) zu erzwingen, wurde der Haupttransformator
selbst derart ausgebildet, daß er das Verhältnis der den parallel geschalteten Anoden
zufließenden Ströme bestimmt, indem durch die Verwendung besonderer Sekundärwicklungen
für diese Anoden und durch eine eigenartige Anordnung der $ekundärwicklungsteile
auf dem Magnetschenkel eine gleichmäßige Stromverteilung auf die Anoden herbeigeführt
wurde. Zu diesem Zweck waren die den parallel geschalteten Anoden zugeordneten Sekundärwicklungsteile
in Richtung der Schenkelachse nebeneinander unmittelbar über der auf dem Magnetschenkel
verteilten Primärwicklung angeordnet, so daß sie in gleicher Weise mit der Primärwicklung
gut verkettet waren. Dadurch wurde erreicht, daß die von den einzelnen parallel
arbeitenden Anoden aufgenommenen Ströme in festem, durch die Windungszahlen der
betreffenden Wicklungsteile bestimmten Verhältnis stellen. Durch die gleichmäßige
Verteilung der gleichzeitig stromführenden Sekundärwicklungsteile über die ganze
Primärwicklung wurde ferner eine möglichst vollkommene Kompensation der primären
Amperewindungen erzielt, so daß also der Gleichrichter mit geringem Spannungsabfall
arbeitete.
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Diese bekannte Einrichtung besitzt aber noch einige Nachteile. Ordnet
man nämlich die Sekundärwicklungsteile,wie bekannt, derart in zwei Schichten an,
daß die Stromhalbwellen verschiedenen Vorzeichens führenden Wicklungsteile übereinanderliegen,
dann sind die beiden Wicklungsschichten nicht in gleicher Weise mit der Primärwicklung
verkettet. Der Gleichrichter zeigt somit für die Stromhalbwellen verschiedener Richtung
einen verschiedenen Spannungsabfall. Ferner sind zwar die gleichzeitig stromführenden
Sekundärwicklungsteile, nebeneinanderliegend, in ihrer Gesamtheit gleichmäßig über
die Primärwicklung verteilt. Die einem Gleichrichter zugehörenden Wicklungsteile
liegen aber -in bezug auf eine durch die Schenkelmitte senkrecht zur Schenkelachse
gelegte Ebene (Symmetrieebene) einseitig (also unsymmetrisch). Dies hat zur Folge,
daß z. B. bei Ausfall eines Gleichrichters, aber besonders bei Kurzschlüssen in
einzelnen Anodenkreisen
ein einseitiger magnetischer Zug (oder
Druck) von der Primär- und Sekundärwicklung aufeinander ausgeübt wird, welcher bei
Transformatoren großer Leistung derart groß sein kann, daß ihre Festigkeit nicht
ausreicht, dieser mechanischen Beanspruchung standzuhalten.
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Diese Nachteile sollen erfindungsgemäß vermieden werden durch eine
Schaltung für zwei oder mehr parallel arbeitende Anoden von Quecksilberdampfgleichrichtern,
bei welchen jede-dieser Anoden von je einer besonderen Sekundärwicklung der gleichen
Phase eines gemeinschaftlichen Transformators gespeist wird, dessen Primärwicklung
eine Zylinderwicklung ist und. dessen Sekundärwicklungen in ihrer Gesamtheit ebenfalls
ein zylindrisches Gebilde darstellen. Dabei liegen die die Stromhalbwellen verschiedener
Richtung führenden Sekundärwicklungsteile auf jedem Schenkel untermischt nebeneinander
und sind in ihrer Gesamtheit gleichmäßig über die Primärwicklung verteilt, und die
Teile jeder einer Anode zugeordneten Wicklung sind zu beiden Seiten einer durch
die Schenkelmitte senkrecht zur Schenkelachse gelegten Ebene - der Symmetrieebene
- und in gleichem Abstand von dieser angeordnet. Eine derartige Anordnung jeder
einzelnen Sekundärwicklung ergibt den Vorteil, daß eine einseitige mechanische Beanspruchung,
also ein einseitiger Zug oder Druck auf die Primärwicklung auch beim Kurzschluß
eines Anodenstromkreises nahezu vermieden wird. Wenn nun auch durch diese Wicklungsverteilung
die Kompensation der primären Amperewindungen durch die gleichzeitig stromführenden
Sekundärwicklungsteile weniger vollkommen ist, weil diese durch die dazwischenliegenden
Wicklungsteile für die Ströme entgegengesetzter Richtung voneinander getrennt sind,
so ist diese Vergrößerung der Streuung bzw. des Spannungsabfalles gegenüber dem
erzielten Vorteil der verringerten mechanischen Beanspruchung der Bauteile weniger
bedeutungsvoll. Man kann die Mittensymmetrie pro Schenkel auch mehrfach wiederholen,
indem man z. B. jeden Halbschenkel wiederum durch eine Symmetrieebene in zwei Hälften
unterteilt und die Wicklungsteile dieses Halbschenkels bereits symmetrisch zu dieser
Ebene anordnet. Gleichzeitig soll dabei die Symmetrie zu der den ganzen Schenkel
halbierenden Ebene gewahrt bleiben. Da alle Sekundärwicklungsteile nebeneinanderliegen,
wird die Herstellung von Sekundärspulen mit ungleichem Radius vermieden. Alle Spulen
werden nunmehr mit gleichem Radius ausgeführt, und ihre Anordnung in einer einzigen
Schicht gestattet, sie mechanisch fester herzustellen als bisher. Der Erfindungsgegenstand
sei an Hand der Ausführungsbeispiele der Fig. z und 2 näher erläutert.
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In Fig. r bedeutet p die Primär-, q die Sekundärwicklung des die beiden
Gleichrichter g1 und g2 speisenden Transformators t. Es ist der Einfachheit halber
eine einphasige Darstellung gewählt, aber die Erfindung gilt in gleicher Weise für
Mehrphasensysteme. Bei einem solchen könnte jeder Schenkel des Mehrphasentransformators
in der gezeichneten Art ausgeführt sein. Die Sekundärwicklung q besteht aus
Teilen a, a', ß, ß', von denen jeder eine Anode a, a, b, b' der beiden
Gleichrichter g1 und g2 speist. Eine senkrecht zur Zeichenebene durch die die Wicklung
p halbierende Gerade y-y gelegte Ebene soll Symmetrieebene genannt werden. Wenn
man berücksichtigt, daß in den Gleichrichtern g1 und g2 der Strom nur jeweils von
einer Anode zur Kathode fließen kann, dann erkennt man, daß die Stromrichtung in
den Wicklungen a und ß sowie in a' und ß' die gleiche ist, daß aber die Stromrichtung
in a und ß entgegengesetzt ist derjenigen in ä und ß'. Die Wicklungsgruppen a und
ß einerseits und ä und ß' anderseits führen somit Strornhalbwellen verschiedenen
Vorzeichens. Jede der Wicklungen a, ß, a', ß' besteht, wie aus der Zeichnung ersichtlich
ist, aus zwei Teilen. Diese Teile liegen untermischt nebeneinander und sind in ihrer
Gesamtheit auf die ganze Primärwicklung gleichmäßig verteilt. Ferner liegen die
beiden Teile jeder Wicklung symmetrisch zur Symmetrieebene y-y, so daß unter allen
Umständen Zug- oder Druckkräfte, welche die mechanische Festigkeit des Transformators
gefährden, vermieden werden.
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In Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Primär-und Sekundärwicklung auf
einer Seite des Transformatorschenkels schematisch dargestellt. Hier wird ein Fall
gezeigt, bei welchem außer der Hauptsymmetrie noch weitere Symmetrien in der sekundären
Wicklungsanordnung bestehen. Außer der durch die Linie y-y gekennzeichneten Symmetrieebene
sind auch noch die Wicklungshälften von p durch weitere Symmetrieebenen u-it und
v-v geteilt. In diesem Ausführungsbeispiel besteht jede der Sekundärwicklungen a,
a', ß, ß' aus vier Teilen, von denen je zwei auf jeder Seite der Hauptsymmetrieebene
liegen. Die jeweils auf der gleichen Seite der Hauptsymmetrieebene liegenden beiden
Teile sind nun ihrerseits symmetrisch zu den Nebensymmetrieebenen u-u und v-v angeordnet.
Damit wird der axiale Druck der Wicklungen, als Folge der magnetischen Kräfte, welche
die primären und sekundären Wicklungen bei teilweiser Strombeanspruchung aufeinander
ausüben, noch weiter herabgesetzt.
Die induktive Kopplung der gleichzeitig
Strom führenden Sekundärwicklungen, die gegeneinander verhältnismäßig große Streuung
besitzen, erfolgt 'auch hier, wie in dem bekannten Falle, über die Primärwicklung,
so daß auch hier die Ströme der parallel arbeitenden Anoden in einem festen, durch
das Windungsverhältnis gegebenen Verhältnis zueinander stehen. Hierbei ist es ohne
Belang, ob die parallel arbeitenden Anoden dem gleichen oder verschiedenen Gleichrichtern
angehören.