DE653264C

DE653264C - Glaettungsvorrichtung fuer asynchrone Umrichteranlagen

Info

Publication number: DE653264C
Application number: DES110470D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing E H Moritz Schenkel
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1933-08-04
Filing date: 1933-08-04
Publication date: 1937-11-19

Description

« Die Erfindung betrifft Glättungsvorrichtungen für sog. asynchrone Umrichter, d. h. für aus elektrischen Lichtbogenentladungsapparaten bestehende, ein beliebiges Verhältnis zwischen der Primärfrequenz und der Sekundärfrequenz ermöglichende ruhende Frequenzumformer.

Bei der ruhenden Frequenzumformung mittels Vakuumapparate ist man daran gebunden, daß die Anodenzahlen der Vakuumapparate nicht zu große Werte annehmen können. Man bevorzugt bereits für solche Zwecke Anodenzahlen wie 9 oder 12, und es würde auch noch ausführbar sein, Entladungsgefäße mit 18 Anöden zu benutzen, doch dürfte dies mit Rücksicht auf den Bau der Vakuumgefäße (Platzmangel für noch mehr Anoden) und Steuerapparate (zu große Abmessungen der Kontaktapparateoder zu große Präzision der Steuerung usw.) die äußerste Grenze sein. Bei der Übertragung der diesen Phasenzahlen entsprechenden Anodenspannungen auf die Sekundärseite treten nun bei der Verwendung der sog. asynchronen Umformersysteme, bei denen die von den Transformatoren an die Anoden gelieferten Spannungen sämtlich gleich sind und bei denen die zeitliche Benutzung der einzelnen Anoden ausschließlich durch die Gittersteuervorrichtung bewerkstelligt wird, ziemlich bedeutende Spannungssprünge auf, die sich in einer gewissen Unruhe des Sekundärstromes widerspiegeln. Die Fig. 1 zeigt, wie die Verhältnisse beispielsweise beim Betrieb eines i2phasigen Gefäßes eines ruhenden Frequenzumformers mit den Anodenspannungen 1, 2, 3 ... 12 liegen.

Eine theoretische Untersuchung ergibt nun, daß die Schwankungen oder Zacken der Spannungskurven, die sich durch das abwechselnde Benutzen der einzelnen Anoden nacheinander ergeben, eine bestimmte Gesetzmäßigkeit aufweisen, die darin ausgedrückt ist, daß die zeitlichen Abstände der aufeinanderfolgenden Umschaltungsvorgänge, falls sinusförmige Primärspannungskurven sowohl für die speisenden Spannungen als auch für den Mittelwert der gelieferten Spannung vorausgesetzt werden, am aufsteigenden und auch am absteigenden Ast der gelieferten Niederfrequenzwelle je einen konstanten Wert haben, daß diese beiden Werte in einem konstanten Verhältnis zueinander stehen und daß diese beiden Zackenarten unstetig ineinander überspringen (Fig. 2). Auch hier sind die einzelnen Spannungswellen, den Anoden entsprechend, mit 1, 2 ... 12 bezeichnet.

Bei Umformung der Frequenz 50 auf i6²/₈ und bei 12 Anoden der einzelnen Umrichtergefäße ergeben sich z. B. die konstanten Hauptfrequenzen 400 und 800 Perioden/Sek., die zueinander das Verhältnis ι : 2 haben. Spannungszacken an sich durch eine Kom-

*) Von dem Patentsucher ist als der Έ-rfinder angegeben worden:

Br.-Ing. e. h. Moritz Schenkel in Berlin-Charlottenburg.

bination verschiedener Siebkreise, die aus Induktanzen und Kapazitäten bestehen, aufzunehmen, wird hier als bekannt vorausgesetzt. Es ist daher auch nicht Gegenstand der Er*' findung, diese Siebkreise so auszuwählen, daifc sie sich im einzelnen noch genauer den Vor-f gangen bei der Bildung der einzelnen Spannungszacken anpassen. Man kann also jede der Siebketten so einrichten, daß eine Kette

ίο die Grundwelle der Zacke, die andere die nächste Oberwelle, eine dritte die zweitnächste Oberwelle usw. berücksichtigt, wie dies schon von solchen Gleichrichteranlagen her bekannt ist, bei denen die gelieferte Spannung ebenfalls zackig, aber im Mittelwert eine Gleichspannung ist. Gegenstand der Erfindung ist vielmehr der Gedanke, unter den oben geschilderten Verhältnissen zwei Gruppen von Siebketten im Ausgang des Umrichters anzuordnen, deren Eigenfrequenzen (Cu₁—co₂)"P und (ω_ί-\-ω₂)'Ρ sind, worin Cu₁ die Frequenz des primären Netzes, cu₂ die Frequenz des sekundären Netzes und p die Anodenzahl des Umrichters ist. In Fig. 3 ist ein Beispiel dafür dargestellt, wie in einer asynchronen Umrichteranlage diese Kurzschlußkreise geschaltet sein können.

Die Anlage besteht aus zwei wie üblich in dem sog. Achterkreis geschalteten gittergesteuerten Entladungsgefäßen 1, 2, die zwischen dem speisenden Mehrphasennetz und dem Sekundärnetz angeordnet sind. Zwischen ihre an die Leiter 3 des Sekundärnetzrs angeschlossenen Ausgangsleitungen 4, S Sind zwei Kurzschlußkreise gelegt, die in üblicher Weise aus Kapazität und Induktivität zusammengesetzt sind. Von diesen ist der Kurzschlußkreis 6 ζ-. B. für 800 Perioden/Sek. bemessen und der Kurzschlußkreis 7 für eine Frequenz von 400, beide Frequenzen stehen "also zueinander im Verhältnis 1:2.
■•»Ändert sich gelegentlich das Verhältnis der ■ piimären Frequenz zur sekundären, indem z.B. die Sekundärfrequenz vom normalen Wert abweicht, so müßte die Abstimmung der Sehwingungskreise etwas geändert werden. Um diese Änderung zu vermeiden und trotzdem eine gute Unterdrückung der Oberwellen zu erhalten, werden gemäß der weiteren Ausbildung der Erfindung die Schwingungkreise so bemessen, daß bei einer Änderung des Frequenzübersetzungsverhältnisses von + 5% der Widerstand des Schwingüngskreises sich nur um 10 % gegenüber dem Widerstand bei der Resonanzabstimmung ändert.

Claims

Patentansprüche:

i. Glättungsvorrichtung für asynchrone Umrichteranlagen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Siebketten im Ausgang des Umrichters angeordnet sind, deren Eigenfrequenzen ((W₁ — Cu₂) · p und (O)₁ + Cu₂) · p sind, worin Co₁ die Frequenz des primäre» Netzes und ω₂ die Frequenz des sekundären Netzes und p die Anodenzahl des Umrichters ist.
2. Glättungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Resonanzkreise noch für + S °/o Gesamtasynchronismus nicht mehr ais 10 °/o größer als der Widerstand bei der Resonanzabstimmung ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen