DE638191C - Anordnung zur Speisung von veraenderlichen Widerstaenden aus einem Wechselstromkreis mit Strom vorgeschriebener Groesse - Google Patents

Description

Es ist bereits eine Anordnung bekannt, mit deren Hilfe man veränderliche Widerstände aus einem Wechselstromkreis mit Strom vorgeschriebener Größe und.Phase speisen kann. Es wird dabei dem veränderlichen Widerstand über einen oder zwei Stromtransformatoren sowohl der Strom einer Drosselspule als auch der Strom eines Kondensators zugeführt, die beide parallel am Netz liegen, so

to daß sich ihre Blindleistungen kompensieren und dem Netz nur so viel Leistung entnommen wird, wie der veränderliche Widerstand verbraucht. Gleichzeitig bleibt der Strom im veränderlichen Widerstand mit dem eingestellten Wert konstant, gleichgültig, wie groß und welcher Natur der veränderliche Widerstand ist.

Die Erfindung betrifft eine besonders zweckmäßige Anwendung einer solchen An-Ordnung. Erfindungsgemäß liegen die veränderlichen Widerstände in Gleichstromkreisen und sind über einen Umformer an den Sekundärstromkreis des Stromtransformators angeschlossen. Als Umformer können dabei nur solche verwendet werden, bei denen ein festes Verhältnis zwischen abgenommenem Gleich-, und zugeführtem Wechselstrom besteht. Solche Umformer wirken dabei als Stromumformer, ihre Spannung stellt sich entsprechend der am veränderlichen Gleichstrorawiderstand erforderlichen Spannung, die durch den Strom im Widerstand bedingt ist, selbsttätig ein. Weil nun der Einankerumformer bei kleinen Spannungen nicht mehr genügend Drehmoment entwickelt, um seine Reibungsverluste zu decken, ist es erforderlich, ihn durch einen kleinen Synchronmotor anzutreiben. *

Der Erfindungsgegenstand läßt verschiedene Ausführungsmöglichkeiten zu, von denen einige im folgenden näher beschrieben werden sollen.

In Fig. ι bezeichnet 1 das Wechselstromnetz, im vorliegenden Fall ein Drehstromnetz, von dem nur eine Phase dargestellt ist, 2 die Drosselspule, 3 den Kondensator und 4 den Stromtransformator. Der Sekundärstrom des Stromtransformators wird den Schleifringen des synchronen Einankerumformers 5 zugeführt, an dessen Kommutator der veränderliche Widerstand 6, z. B. der Lichtbogen eines Scheinwerfers, eines Schweißapparates o. dgl., angeschlossen ist. Die Erregerwicklung des Einankerumformers kann parallel zum Kommutator liegen, so daß sich die Maschine stets ihren eigenen Erregerstrom erzeugt. Man kann jedoch auch die Ständerwicklung wegfallen lassen und den Ständer nur als feststehenden oder umlaufenden Ring ausführen, der lediglich als magnetischer Rückschluß für das Feld dient.. In diesem Fall wird ein Teil des den Schleif-

"7 Von dem Patentsitcher ist als der Erfinder angegeben, worden:

Dipl.-Ing. Hermann Harz in Berlin-Siemensstadt.

ringen zugeführten Stromes als Erregerstrom verwendet und kann durch parallel zu den Schleifringen liegende Kondensatoren kompensiert werden. Der Einankerumformer 5 wird durch den Synchronmotor 7 angetrieben·, Weil es sich hierbei meist nur um kleine Leistungen handelt, kann er auch als so"-genannter Reluktanzmotor (ohne besondere Gleichstromerregung) ausgeführt werden. In Fig. 2 bezeichnen 1, 2, 3, 4 wieder das gleiche wie in Fig. i, es sind jedoch zwei Ein ankerumformer 5 und 8 vorhanden, die von dem gemeinsamen synchronen Antriebsmotor 7 angetrieben werden. Die Schleifringe der beiden Umformer werden von den Sekundärwicklungen der beiden durch Änderung der Primärwindungszahl regelbaren Stromtransformatoren 9 und 10 gespeist, deren Primärwicklungen in Reihe an die Sekundärwicklung des Transformators 4 angeschlossen sind. 6 und 11 bezeichnen die beiden veränderlichen Gleichstromwiderstände, die unabhängig voneinander gespeist werden können. In gleicher Weise können noch mehr Umformer vom Transformator 4 aus gespeist werden. Wenn nur zwei Umformer vorhanden sind, können die beiden Transformatoren 9 und 10 auch - wegfallen. Man führt dann die Sekundärwicklung des Transformators 4 offen aus und schließt an je drei Enden einen Umformer an. Die Stromstärke ist in diesem Falle in beiden veränderlichen Widerständen dieselbe, sonst sind die Widerstände im Betrieb unabhängig voneinander. " '

Die Figuren 3, 4 und 5 betreffen Anordnungen, in denen als Umformer Gleichrichter verwendet sind. 1, 2, 3 und 4 haben wieder die gleiche Bedeutung wie in Fig. 1 und 2. In Fig. 3 bezeichnet 12 ein Gleichrichtergefäß, ζ. Β. einen Quecksilberdampfgleichrichter, mit Hauptanoden, von denen nur eine, 13, angedeutet ist, und der Kathode 14. 15 bezeichnet den veränderlichen Widerstand, der mit seinem Minuspol an den Nullpunkt der Sekundärwicklung des Transformators 4 angeschlossen ist. Um zu verhindern, daß bei Unterbrechung des Widerstandes 15 auch der Sekundärstrom des Transformators 4 unterbrochen wird, in welchem Fall der Transformator magnetisch und elektrisch überansprucht würde, kann man einen Nebenschluß 17 zum Widerstand 15 herstellen, der geschlossen wird, wenn dieser geöffnet wird. Der Strom im Widerstand 15 durchfließt die Haltespule eines Schützes 16, welches schließt, sobald der Belastungsstrom unterbrochen wird. Der zusätzliche Widerstand 17 im Nebenschlußkreis gewährleistet sicheres Übergehen des. Stromes auf den Widerstand 15, wenn dieser wieder mit dem Wert Null zugeschaltet wird. Da demnach der Gleichrichter 12 stets vom Strom durchflossen ist, sind besondere Erregeranoden überflüssig. Man kann trotzdem noch einen besonderen Erregerkreis vorsehen (Erreger-J₁ anpde 18, Erregertransformator 19 und Wider^w _ns?ta'nfcl 20), um sicher zu gehen, daß der Gleicli- ^■""rfditer sein Leitvermögen behält, wenn der ijtjröm im Belastungskreis schon unterbrochen ist, bevor er noch auf den Nebenschlußkreis übergegangen ist.

In Fig. 4 werden zwei veränderliche Widerstände über je einen Gleichrichter 23 bzw. 24 gespeist. Die hinsichtlich ihrer Windungszahl regelbaren Primärwicklungen der zugehörigen Stromtransformatoren 25 und 26 liegen wie in Fig. 2 in Reihe an der Sekundärwicklung des Transformators 4. Ein Erregertransformator 27 erregt nötigenfalls beide Gleichrichter in der in Fig. 4 angedeuteten Weise über die Widerstände 28 und 29.

In Fig. 5 ist ein Gleichrichter 30 zum Betrieb von zwei voneinander unabhängigen Belastungskreisen 31 und 32'dargestellt. Der Gleichrichter besitzt zwei Hauptanödensysteme (angedeutet durch die Anoden 33 und 34), von denen jedes an einen Stromtransformator 35 und 36 angeschlossen ist, deren hinsichtlich ihrer Windungszahl regelbaren Primärwicklungen wieder in Reihe an der Sekundärwicklung des Transformators 4 liegen. Auch hier kann wieder ein besonderer Erregerkreis 37, 38 und 39 vorhanden sein.

Die Schaltungen mit Entladungsgefäßen nach den Fig. 3 bis 5 haben noch den Vorteil, daß die Oberwellen, die bei normalen Gleichrichterschaltungen stets vorhanden sind und besondere Maßnahmen zu ihrer Unterdrükkung erfordern, durch die am Wechselstromnetz liegenden Blindverbraucher bereits günstig beeinflußt werden.

Die in den Fig. 1 bis 5 dargestellten Schaltungen können derart abgeändert werden, daß die Drosselspule 2 und der Kondensator 3 für sich mit den Primärwicklungen Je eines Stromtransformators in Reihe geschaltet werden, deren Sekundärwicklungen in Parallelschaltung an den bzw. die Umformer angeschlossen sind.

Veränderliche Gleichstromwiderstände (Lichtbogen usw.) konnten bis jetzt stabil nur betrieben werden in Reihenschaltung mit verlustbringenden Ohmschen Widerständen oder indem man sie durch umlaufende Umformer speiste, denen man durch besondere Mittel eine stark abfallende Charakteristik gab. Gewöhnlich sind diese Umformer als Motorgeneratoren ausgeführt, deren Verluste verhältnismäßig hoch sind. Man kann auch inankerumformern durch besondere Zusatzwicklungen eine abfallende Charakteristik

eben, doch tritt dabei, abgesehen davon, daß dies eine Sonderausführung erfordert, nach-

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oder voreilende Blindleistung im Netz auf. Dies vergrößert die Abmessungen der Maschine und den Anschlußwert, verursacht zusätzliche Verluste und erschwert die Kommutierung. Außerdem haben alle diese Anordnungen den Nachteil, daß der Strom nicht konstant bleibt, sondern mit dem Widerstand schwankt. Bei kurzgeschlossenem Widerstand ist er am größten, bei größtem Widerstand

ίο am kleinsten. Für viele Zwecke ist es aber erwünscht, den Strom genau konstant zu halten, was mit der Anordnung gemäß der Erfindung ohne weiteres erreicht wird. Ferner fallen hierbei die obengenannten Nachteile fort, die Anordnung arbeitet mit normalen Maschinen und Apparaten, besitzt guten Wirkungsgrad und den Leistungsfaktor 1.

Claims (12)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Speisung von veränderlichen Widerständen aus einem Wechselstromkreis mit Strom vorgeschriebener Größe, derart, daß die veränderlichen Widerstände von der Sekundärwicklung eines Stromtransformators gespeist werden, dessen Primärwicklung aus zwei Teilen besteht, von denen der eine über eine Drosselspule, der andere über einen Kondensator am Netz liegt, derart, daß bei kurzgeschlossener Sekundärwicklung die Amperewindungen der beiden Wicklungsteile einander gleich sind und sich algebraisch addieren, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderlichen Widerstände in Gleichstromkreisen liegen und über einen Umformer in den Sekundärstromkreis des Stromtransformators eingeschaltet sind.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Umformer ein synchroner Einankerumformer dient, an dessen Schleifringe die Sekundärwicklung des Stromtransformators angeschlossen ist, und der kommutatorseitig den veränderlichen Widerstand speist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an die offene Sekundärwicklung des Stromtransformators ein weiterer Einankerumformer in Reihe angeschlossen ist, der kommutatorseitig ebenfalls mit einem veränderlichen Gleichstromwiderstand belastet ist.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Sekundärwicklung des Stromtransformators die gegebenenfalls regelbaren Primärwicklungen von zwei oder mehr Stromtransformatoren in Reihe geschaltet sind, deren Sekundärwicklungen getrennt die Schleifringe je eines Einankerumformers speisen, an dessen Kommutator der veränderliche Gleichstromwiderstand angeschlossen ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einankerumformer von takthaltenden Maschinen,

   z. B. Synchronmotoren, angetrieben werden. 6g
6. 6. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Umformer Entladungsgefäße (Gleichrichter) dienen.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromtransformator zugleich als Gleichrichtertransformator zum Betrieb eines Gleichrichters mit einem Belastungsstromkreis dient.
8. 8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Sekundärwicklung des Stromtransformators die gegebenenfalls regelbaren Primärwicklungen von zwei oder mehr Stromtransformatoren in- Reihe geschaltet sind, deren Sekundärwicklungen über je einen Gleichrichter voneinander unabhängige Belastungsstromkreise speisen.
9. 9. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei oder mehr voneinander unabhängige Belastungsstromkreise über einen gemeinsamen Gleichrichter mit entsprechenden Hauptanodensystemen gespeist werden.
10. 10. Anordnung nach Anspruch 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich über die Gleichrichter außer dem Belastungskreis noch ein besonderer Erregerkreis schließt.
11. 11. Anordnung nach Anspruch 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Nebenschlußkreis, der beim öffnen des Belastungskreises zu diesem parallel geschaltet wird.
12. 12. Anordnung zur Speisung von veränderlichen Widerständen aus einem Wechselstromkreis mit Strom vorgeschriebener Größe, derart, daß die veränderlichen Widerstände von den parallel geschalteten Sekundärwicklungen zweier Stromtransformatoren gespeist werden, von denen die Primärwicklung des einen über eine Drosselspule, die des anderen über einen Kondensator am Netz liegt, wobei sich die Sekundärströme an dem veränderlichen Widerstand in der Hauptsache algebraisch addieren und der Strom in den Widerständen unabhängig von ihrer Größe konstant bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß die veränderlichen Widerstände in Gleichstromkreisen liegen und über Umformer an die Sekundärwicklungen der beiden Stromtransformatoren angeschlossen sind.

    Hierzu 1 Blatt Zeichnungen