DE641100C - Anordnung zur weitgehenden Unterdrueckung des Spannungsanstieges bzw. -abfalles bei Entlastung in zwoelfphasigen Gleich- bzw. Wechselrichteranlagen - Google Patents

Description

Bekanntlich, kann man einen zwölfphasigen Gleichrichterstrom durch zwei sekundär sechsphasig· geschaltete Haupttransformatoren erzielen, deren Primärwicklungen in Kaskade derart geschaltet sind, daß die in den Entladungsstromkreisen wirkenden Spannungen zwölfphasig- symmetrisch sind. Durch die primärseitige Kaskadenschaltung soll eine mehrfache Beteiligung der Entladungsstrecken erreicht werden, d.h. eine Verlängerung der Brenndauer jeder Entladungsstrecke und eine Herabsetzung des Scheitelwertes der Entladungsströme. Es ist nun weiterhin bekannt, daß die gewünschte mehrfache Beteiligung von EntladungBstrecken erst von einer ge·- wissen. Gleichstrombelastung· an, die man als kritische Last bezeichnet, eintritt, da die dazu nötigen Ausgleichsspannungen Mägnetisierungsströme verlangen, die von den Entladungsströmen zu liefern sind. Aus diesem Grunde tritt unterhalb der kritischen Belastung eine Verkürzung der Brenndauer und damit eine Erhöhung- der Gleichspannung ein. Bei reinem Leerlauf müßte dann diese Gleichspannung dem einanodigen Betrieb des Zwölfphasengleichrichters !entsprechen.

Die Kaskadierung der Primärwicklungen hat jedoch zur Folge, daß gewisse Harmonische des Magnetisierungsstromes, die zur Erzeugung von sinusförmigen Anodenspannungen erforderlich sind, nicht fließen können. Infolgedessen bilden sich die in den Entladungsstromkreisen wirkenden Spannungen so um, daß sie diese Harmonische des Magnetisierungsstromes nicht mehr benötigen,· d.h. sie bilden sich so um, daß sie die ^Harmonische selbst besitzen. Diese Verzerrung hat 'eine weitere mit wachsender Sättig-ung des Transformatoreisens wachsende Erhöhung der Laerlaufgleichspannung zur Folge, so daß also eine Gleichspannungscharakteristik entsteht, wie sie aus Abb. 1 der Zeichnung- er- , sichtlich ist. Für Belastungsströme/ größer als der kritische Strom Jkr hat die Gleichspannung G den Wert, wie er sich aus dem be- 4-5 stimmungsgemäßen Arbeiten der Gleichrichterschaltungergibt. Für Werte / kleiner als J_kr tritt eine Erhöhung- der Gleichspannung G ein, die im Leerlauf, giestrichelt dargestellt, den Wert Gf liefern würde, der dem einanodigen Betrieb des Zwölfphasengleichrichters entsprechen würde. In Wirklichkeit steigt je-

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

Christian Krämer in Berlin-Pankow,

doch die Gleichspannung im Leerlauf auf den Wert Q_w° infolge der eben beschriebenen Umbildung und Verzerrung der Auodenspannungen. ,■:

Erfindungsgemäß läßt sich für die dureii die Primärkaskade verhinderten Harmoniscltpi des Magnetisierungsstromes dadurch ein neuer Weg schaffen, daß man sekundär seitig die in der Phase benachbarten Wicklungsenden über ίο Drosselspulen derart miteinander verbindet, daß die in der Primärkaskade gesperrten höheren Harmonischen des Stromes sich über die Polygonschaltung der Drosselspulen ausbilden können. Bei Anwendung einer solchen Polygonschaltung für die Drosselspulen wird die Entstehung sinusförmiger Anodenspannungen ermöglicht und somit die Leerlaufgleichspannung von dem Wert Gh-⁰ auf den Wert Gf gesenkt.

Es ist jedoch weiterhin wünschenswert, daßder mehranodige Betrieb, der, wie aus Abb. 1 ersichtlich ist, erst bei dem kritischen Strom 1hr einsetzt, bereits vom Leerlauf an vorhanden ist. Dann würde nämlich die Leerlaufgleichspannung nicht mehr den überhöhten Wert Qf, sondern den Wert G/ annehmen. Dies läßt sich nun gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens durchführen. Bei dem mehranodigen Betrieb ist nämlich die Anodenspannung nicht sinusförmig; denn sie ist ja über die Brenndauer der, Entladungsstrecke wesentlich konstant. Bei der Analyse der Kurvenform zeigt sich, daß die Anodenspannung diejenigen Harmonischen enthält, die bei Leerlauf durch die Kaskadierung erzwungen werden, jedoch mit negativem Vorzeichen. Die Senkung der Leerlaufgleichspan^ nung von dem Wert G_w° auf den Wert Qi ■ gelingt also, wenn man die Harmonischen der Leerlaufgleichspannung nicht nur aufhebt, sondern sie mit umgekehrtem Vorzeichen anfügt. Diese Wirkung kann man erzwingen, wenn man die Eisenkerne der Drosselspulen hoch sättigt.

Die Spannungsverhältnisse für eine Entladungsstrecke mit einer Brenndauer von 90⁰ . sind in Abb. 2 der Zeichnung erläutert. Die gestrichelte Kurve e° entspricht der sinusförmigen Phasenspannung; 'die Kurve ei> ist die im Entladungskreis wirkende Wechselspannung, wenn der Gleichrichter bedingungsgemäß arbeitet, d.h. für Belastungsströme größer als Jkr- Die Kurve ei' zeigt die Anodenspannung, die auftritt, wenn keine Drosselspulen vorgesehen sind. Es gelingt also, durch Anwendung von entsprechend bemessenen (gesättigten) Drosselspulen die Harmonischen der Leerlaufgleichspannung nicht nur zu verringern bzw. aufzuheben, sondern sie sogar mit entgegengesetztem Vorzeichen einzufügen.

In Abb. 3 der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke an einer zwölfphasigen Gleichrichterschaltung mit zwei magnetisch getrennten Haupttransformatoren erläutert, deren ;'■ Primärwicklungen P' und P" ■— die eine in . Stern, die andere in Dreieck — in Reihe geschaltet sind. Die Sternpunkte der beiden in Gabelstern geschalteten Sekundärwicklungen sind miteinander verbunden und mögen an den negativen Gleichstromleiter angeschlossen sein. Verwendet man ein mehranodiges Gefäß, so werden die Anoden an die Klemmen 1 ... 12 der Sekundärwicklungen herangeführt, während die Kathode mit dem zweiten Gleichstromleiter verbunden ist. Zwischen je zwei Klemmen mit den Bezifferungenm und ti ist eine wenigstens leicht gesättigte Drosselspule D_m, „ geschaltet. An Stelle von zwölf magnetisch miteinander nicht verketteten Drosselspulen kann man auch die zwölf Wicklungen auf zwei dreiphasigen Kernen anordnen. Da die Ausgleichsströme derjenigen Drosselspulen, die um 180 el. Grad gegeneinander versetzt sind, z.B. die Drosselspulen D₁, ₂ und D₁, ₈, in gleicher Weise wirken, kann die Hälfte der Drosselwicklungen in Fortfall kommen, so daß nur noch die Hälfte des Polygonzuges Übrigbleibt. Man wird also beispielsweise die Anordnung der sechs übrigbleibenden Drosselwicklungen so vornehmen, wie es in Abb. 4 dargestellt ist.

Vorteilhaft kann man den Erfindungsgedanken auch bei anderen Kaskadenschaltungen anwenden, beispielsweise bei Schaltungen, bei denen die den Entladungsstrecken zugeordneten Sekundärwicklungen auf sechs Schenkeln mit freiem magnetischem Rückschluß angeordnet und die an das Drehstromnetz angeschlossenen primären Wicklungszüge gemäß Abb. S bzw. 6 auf die einzelnen Schenkel verteilt sind. Der besseren Übersicht wegen sind dort die auf den sechs Schenkeln befindlichen Sekundärwicklungen nicht dargestellt worden.

Es wird noch bemerkt, daß der Erfindungsgedanke nicht nur bei den betreffenden Gleich- richterschaltungen, sondern auch bei den äquivalenten Wechselrichterschaltungen anwendbar ist, wo bei Entlastung auf der Wechselstromseite ein Spannungsabfall auftritt. '

Claims (3)

110 Patentansprüche:

i. Anordnung zur weitgehenden Unterdrückung des Spannungsanstieges bzw. -abfalles bei Entlastung in zwölfphasigen Gleich- bzw. Wechselrichteranlagen mit mindestens je zwei mehrphasigen Haupttransformatoren, deren Primärwicklungen in Kaskade geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß sekundärseitig die in der Phase benachbarten Wicklungsenden

über gesättigte Drosselspulen in Polygonschaltung derart miteinander verbunden sind, daß die in der Primärkaskade gesperrten höheren Harmonischen des Stromes sich ausbilden können.

2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zwölf Drosselwicklungen auf zwei mehrphasigen Kernen angeordnet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils für um 18 o° in der Phase versetzte Ausgleichs ströme nur eine Drosselwicklung verwendet ist (Abb. 4).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen