DE652093C

DE652093C - Mehrfachumrichter

Info

Publication number: DE652093C
Application number: DEA73202D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Kettner
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1934-05-16
Filing date: 1934-05-16
Publication date: 1937-10-25

Description

In der Technik der Umrichter, d.h. Ein-' richtungen zur unmittelbaren -Umformung von Wechselstrom einer Frequenz, insbesondere Drehstrom der Frequenz 50 Hz, in

. 5 Wechselstrom anderer Frequenz, insbesondere Einphasenstrom der Frequenz i6²/₃ Hz, mittels gesteuerter Entladungsstrecken, vorzugsweise gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsstrecken, hat man bekanntlich in neuerer Zeit die einfachen Umrichter verlassen und ist zu den sogenannten Mehrfachumrichtern übergegangen, die in jeder Hinsicht, besonders aber bei großen Leistungen, den einfachen Umrichtern überlegen sind. Bei diesen Mehrfachumrichtern handelt es sich um Anordnungen, bei denen mindestens zwei Teilspannungen gleicher Frequenz, aber verschiedenartiger Kurvenform von je ' einem vollständigen Umrichter geliefert und addiert werden. Zwecks Verringerung des Aufwandes an aktivem Material hat man vorge-; schlagen, für sämtliche Teilumrichter einen gemeinsamen Drehstromtransformator vorzusehen, die Einphasentransformatoren zu einem Transformator mit freiem magnetischem Rückschluß zusammenzufassen und die Entladungsstrecken möglichst weitgehend" in mehranodigen Gefäßen mit gemeinsamer Kathode unterzubringen. Man erkennt, daß es notwendig ist, für jede der Teilspannungen mindestens zwei Sekundärwicklungen auf dem Kern des Drehstromtransformators vorzusehen und den Einphasentransformator nicht normal auszuführen.

Vorliegende Erfindung bezweckt nun eine '35 Verringerung der Wicklungen des Drehstromtransformators und die Vermeidung des freien Schenkels des Einphasentransformators. Erfindungsgemäß sind in die Stromkreise der Entladungsstrecken Drosselspulen zur Durchführung eines ordnungsmäßigen Betriebes geschaltet, d. h. sie nehmen die Spannungsdifferenzen zwischen den Einzelumrichtern auf, ermöglichen also ein einwandfreies Zusammenarbeiten der Entladungsstrecken und verhindern innere Kurzschlüsse oder sonstige kurzschlußartige Verluste innerhalb der Umformungseinrichtung.

In Abb. ι der Zeichnung ist ein Ausfüh* rungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es bezieht sich auf einen Doppelumrichter, dessen Drehstromtransformator D zwei Dreiphasenwicklungen mit je einer Anzapfung an jeder Phase besitzt. Durch geeignete Auswahl der Windungszahlverhältnisse, beispielsweise mit einem Verhältnis von etwa 0,62 :1,00, läßt sich bei richtiger Steuerung der an den Phasenenden und an die Anzapfungen angeschlossenen Entladungsstrecken eine weitgehend sinusförmige Ein- phasenspannung erzeugen. Der Einphasentransformators E besitzt vier Primärwicklungen, deren Enden an die Sternpunkte des Vordertransformators und an je eine Kathode zweier mehranodiger Entladungs- ⁶S gefäße G' und G" angeschlossen sind, deren Anoden mit den dreiphasigen Sekundärwicklungen des Vordertransformators verbunden

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

Dr.-Ing. Karl Kettner in Berlin-Lankwitz.

sind. Zwei Entladungsstrecken ' eines Gefäßes, und zwar immer je eine an den beiden dreiphasigen Sternwicklungen" des Drelistromtransformators, arbeiten zusammen, wW bei G' die Stromführung in der einen Halb-' welle, G" die Stromführung in der nächsten Halbwelle übernimmt. We'gen der Parallelschaltung der Primärwicklungen am Einphasentransformator und der in jedem Augen-

blick vom Drehstromtrarisformator gelieferten ungleichen Teilspannungen wird im Sinne -vorliegender Erfindung in die Verbindungsleitungen zwischen den beiden Wicklungen je eine Drosselspule^¹ eingeschaltet, die imstande ist, die auftretenden Spannungsdifferenzen zwischen den beiden Wicklungen aufzunehmen. Vorteilhafterweise wird man diese Drosselspule derart anordnen, daß für den Laststrom ein möglichst kleiner Abfall entsteht. Beispielsweise gelingt dies, wenn man zwei nicht gleichzeitig, aber in gleicher Richtung stromdürchflossene Wicklungen derart miteinander verkettet, daß eine resultierende Gleichstrommagnetisierung entsteht,

95" wie es für die Anordnung nach der Abb. ι zutrifft. '

Die entsprechende Anordnung für einen anderen Umrichter, in dem drei Teilspannungen zu der resultierenden Einphasenspan-

3ö nung zusammengesetzt werden, zeigt Abb. 2. Der Umrichter liefert mit den zwei Dreiphasenwicklungen des Drehstromtransformators Ό zwei etwa trapezförmige Spannungen und mit einer weiteren Wicklung die in der Summe der beiden Teilspannungen noch enthaltene dritte Harmonische, so daß in der resultierenden Spannungskurve · nur die fünfte und höhere Harmonische übrigbleiben, wobei im übrigen die fünfte Harmonische einen sehr kleinen Wert hat. Der Aufbau des Umrichters entspricht dem Aufbau des in Abb. ι durchgeführten, d. h. der Umrichter besitzt nur je eine Sekundärwicklung am Drehstromtransformator für jede der beiden gleichfrequenten Teilspannungen und je eine Primärwicklung für jede Halbwelle jeder Teilspannung am Einphasentransformator E. Die Primärwicklungen sind gegenseitig wieder durch Drosselspulen 5" in der oben beschriebenen Weise gegeneinander abgeschirmt, so daß die zwischen den Primärwicklungen auftretenden Differenzspannungen von den Drosselspulen aufgenommen werden können. Auf dem Hintertransformator E fällt dann der freie Schenkel fort und die Sekundärwicklung kann mit sämtlichen Primärwicklungen mit gewünschter Windungszahl verkettet werden. Bei diesem Ausfüh rungsbeispiel ist noch bemerkenswert, daß stets drei Entladungsstrecken gleichzeitig ar-.. beiten, von denen eine auf den die Kompen- · 'sationsharmonische dreifacher Frequenz liefernden Transformator £₃ arbeitet. Für die zu- dieser Teilspannung gehörenden Entladungsstrecken ist eine Drosselanordnung S₃' vorgesehen. . ■ .

Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in-Abb. 3 der Zeichnung dargestellt, bei dem bei sonst gleicher Ausbildung der Hauptstromkreise wie in Abb. 2 die jeweils gleichzeitig arbeitenden drei, Entladungsstrecken derart verkettet sind, daß keine resultierende Gleichstrommagnetisierung auftritt. In der einen Halbwelle des Stromes ist die Anordnung S', in der anderen Halbwelle des Stromes die Anordnung S" wirksam. Eine gleichartige Verkettung läßt sich auch bei gleichzeitigem Arbeiten von nur zwei Entladungsstrecken» einer Anordnung nach Abb. ι erreichen.

Schließlich sei noch bemerkt, daß die an das Einphasenstromnetz ■ angeschlossenen Transformatoren E und Ji₈ baulich auf einem gemeinsamen Kern vereinigt werden können, der dann allerdings mit freiem magnetischem Rückschluß ausgeführt sein muß,

Claims

Patentansprüche:

ι. Mehrfachumrichter, dadurch gekennzeichnet, daß in die zwei Stromkreise von zwei Gruppen von Entladungsstrecken jeder Teilspannüng Drosselspulen geschaltet sind und die Stromkreise" einen normalen Einphasentransformator ohne freien magnetischen Rückschluß speisen.
2. Mehrfachumrichter nach Anspruch 1 zur Umrichtung von Drehstrom in Einphasenstrom für eine durch 2 teilbare Zahl (w) von gleichfrequenten Teilspannungen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Speisung der Entladungsstrecken η gegeneinander phasenverschobene Wicklungen mit ungerader Phasenzahl auf dem Kern des Drehstromtransformators vorgesehen sind,
3. Mehrfachumrichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Verkettung, zweier nicht gleichzeitig stromdurchflossener Drosselwicklungen, daß eine resultierende Gleichstrommagnetisierung entsteht. .- . ■
4. Mehrfachumrichter nach Anspruch i, gekennzeichnet durch eine derartige Verkettung gleichzeitig stromdurchflossener Drösseiwicklungen, daß eine resultierende Gleichstrommagnetisierung nicht besteht. ·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen