DE620679C - Schaltung zur Unterdrueckung der Oberwellen in Gleichstromanlagen mit Hilfe von Gleichstrommotoren und Drosselspulen - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 25. OKTOBER 1935

REICHSPATENTAMT

!PATENTSCHRIFT

JVi 620679 KLASSE 21 di GRUPPE 72

Siemens & Halske Akt.-Ges. in Berlm-Siemensstadt*)

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. September 1929 ab

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Unterdrückung von Oberwellen in Gleichstromanlagen mit Hilfe von Gleichstrommotoren und Drosseln, die in Brücke geschaltet sind.

Es ist bekannt, daß man die Oberschwingungen, die durch Gleichstromerzeuger, z. B. durch Quecksilberdampfgleichrichter, hervorgerufen werden, dadurch unterdrücken kann, daß man in Reihe mit einer Drosselspule einen Gleichstrommotor schaltet und von diesem die Nutzspannung abnimmt. Die dem Gleichstromerzeuger nahezu gleiche elektromotorische Kraft des Motors bewirkt, daß dieser für Gleichströme praktisch, undurchlässig ist, während die Wechselströme der Oberschwingungen, Spitzen u. dgl. über ihn abfließen.

Diese bekannte Anordnung ist in Abb. 1 schaubildlich dargestellt. An den Gleichstromerzeuger G ist eine Drosselspule mit der InduktivitätL₁ und dem Widerstand^ in Serie mit dem Gleichstrommotor M mit der Induktivität L₀ und dem Widerstand i?₀ geschaltet. Von dem Motor M wird die Nutzspannung abgezweigt.

Bezeichnet man die Spannung einer Oberschwingung des Gleichstromerzeugers G mit U₁, so ergibt sich im Leerlauf hinter dem Motor eine Spannung U₂, die bestimmt ist durch die Gleichung

TJ TT ^R0 + ?'- A>

^{2 1} R₁ + R₀ + u (L₀ + L₁) ■

Wie aus dieser Gleichung ersichtlich, kann U₂ nur dann gegen U₁ klein gemacht, d. h'. die Wechselstromanteile hinreichend unterdrückt werden, wenn R₀ und L₀ möglichst klein und L₁ groß gegenüber L₀ ist. R₁ zu vergrößern ist wegen der damit verbundenen Verluststeigerung nicht zweckmäßig. Diese Methode benötigt erhebliche Drosseln und ungefüge Motoren und führt nur in beschränktem Maße zum Ziel.

Es ist ferner bekannt, die genannte An-Ordnung dadurch zu verbessern, daß man hinter den Gleichstrommotor M noch eine zweite Drosselspule schaltet, die mit der ersten Drosselspule induktiv gekoppelt ist, wie in Abb. 2 gezeigt.

Macht man die Gegeninduktivität m zwischen den beiden Drosselspulen mit den Widerstands- und Induktivitätswerten R₁ und L₁ bzw. R₂, L₂ gleich der Induktivität L₀

*) Van dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Karl Küpfmüller in Danzig-Langfuhr.

und dem Widerstand R₀ des Motors M, so wird die Spannung der Oberschwingung auf den Betrag

τ> U₂=U₁

R₁

ü (L₀ + L₂)

herabgesetzt.

Die Grenze für die Beseitigung der Oberschwingungen ist also durch den Wirkwiderstand, im wesentlichen den Gleichstromwiderstand R_n des Motors M bestimmt. Eine Verkleinerung dieses Widerstandes bedeutet aber eine Vergrößerung der Abmessungen dieses Motors, so daß man unter eine gewisse Grenze der Störungsverminderung auf diese Weise nicht gelangen kann, ohne daß die Anordnung unwirtschaftlich wird.

Gemäß der Erfindung werden diese .Schwierigkeiten dadurch beseitigt, daß an die ao Gleichstromquelle eine Brückenschaltung aus Drosseln und Gleichstrommotoren angeschlossen wird. Dadurch ist man in der Lage, auch bei Verwendung kleiner Motoren die Oberschwingungen praktisch vollkommen zu beseitigen.

Es ist zwar bereits bekanntgeworden, eine

zu reinigende Gleichspannung der Diagonale einer Brücke zuzuführen, deren anderer Diagonale die gereinigte Gleichspannung entnommen wird. Es handelt sich jedoch dabei ^: um eine Brücke aus Ohmschen Widerständen, Induktivitäten oder Kapazitäten, die nur auf eine bestimmte Störfrequenz eingestellt ist.

Sind mehrere Frequenzen zu beseitigen, so müßte eine ganze Kaskadenschaltung solcher Brückennetzwerke angewandt werden.

Werden ,aber erfindungsgemäß Gleichstrommotoren für Brückenelemente verwendet, so kann die Beseitigung der Wechselströme in weitem Bereich unabhängig von der Frequenz der Wechselströme vorgenommen werden. Dieser Ausgleich ist nicht etwa darauf beschränkt, daß die Induktivitäten und Widerstände sämtlicher Zweige gleich sind. Es können daher auch Motoren von miteinander abweichender Induktivität oder Widerständen verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist

in Abb. 3 gezeigt. In der Brückensehaltung befinden sich zwei gleiche Spulen mit den Widerständen R₁ und den Induktivitäten L₁ und zwei gleiche Gleichstrommotoren M₁, M₂ mit den Widerständen R₀ und den Induktivitäten L₀.

Die Anordnung beruht auf dem Prinzip der Wheatstoneschen Brücke. Macht man L₀ = L₁ und R₀ = R₁, dann ist U₂ = o. An Stelle der beiden Motoren M₁ und M₂ kann man zweckmäßig einen einzigen Motor verwenden, dessen Anker zwei voneinander isolierte Wicklungen trägt, die mit zwei getrennten Kommutatoren verbunden sind. Die beiden Drosselspulen L₁, R₁ können ebenfalls zur Erhöhung der Induktivität in an sich bekannter Weise magnetisch gekoppelt sein.

Abb. 4 stellt den Fall schematisch dar. Die Brücke besteht hier aus den beiden Wicklungen eines Transformators T und einem Motor M mit zwei getrennten und gleichen Ankerwicklungen A₁, A_%. Auch hier werden zur Abstimmung der Brücke Induktivitäten L₁ und die Widerstände R₁ der Transformatorspulen gleich der Induktivität L₀ und dem Widerstand R₀ je einer Ankerwicklung des Motors gewählt.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Schaltung zur Unterdrückung von Oberwellen in Gleichstromanlagen mit Hilfe von Gleichstrommotoren undDrosselspulen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der mit Oberwellen behafteten Gleichstromquelle und dem Verbraucher, dem der gereinigte Gleichstrom zugeführt werden soll, eine Wheatstonesche Brückensehaltung angeordnet ist, in deren Brückenzweigen wenigstens zwei Gleichstrommotorankerwicklungen und wenigstens zwei Drosselspulen vorgesehen sind. go
2. 2. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sowohl die Induktivitäten wie die Widerstände der Drosselspulen einander und denen der Motoren gleich sind. '
3. 3. Schaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Brückensehaltung ein einziger Gleichstrommotor mit zwei getrennten Ankerwicklungen und zwei Drosseln verwendet wird.
4. 4. Schaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Drosselspulen miteinander magnetisch gekoppelt sind.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen