DE660866C - Aus zwei abwechselnd arbeitenden Entladungsgefaessgruppen, ihnen zugeordneten Transformatoren und einem an die Kathoden der Gefaesse angeschlossenen Einphasen-transformator mit Mittenanzapfung gebildeter Umrichter - Google Patents

Description

Bei der unmittelbaren Umformung von Wechselstrom einer Frequenz, insbesondere Drehstrom der Frequenz 50 Hz, in Wechselstrom anderer Frequenz, insbesondere Einphasenstrom der Frequenz i6²/₃ Hz, mittels .gesteuerter Entladungsstrecken, vorzugsweise gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsstrecken, !empfiehlt es sich, mehrere Entladungsstrecken unter Vermittlung eines Spannungsteilers gleichzeitig arbeiten zu lassen. Dieser Spannungsteiler hat die Aufgabe, mindestens zwei Phasenspannungen, gleichgültig, ob sie gleiche ©der verschiedene Größe und gleiche oder verschiedene Phase haben, zum gemeinsamen Arbeiten zu zwingen. Ein Umrichter dieser Art ist in Abb. 1 der Zeichnung dargestellt. Der Drehstromtransformator enthält drei Wicklungen, von denen P die am Drehstromnetz höherer Frequenz liegende Primärwicklung ist. Die beiden (im vorliegenden Fall gegeneinander phasenverschobenen) Sekundärwicklungen S₁ 'und S₂ arbeiten unter Mitwirkung eines Spannungsteilers S_p zusammen. Der Einfachheit halber ist in der Zeichnung starre Umformung angenommen. Bei elastischem Betrieb bleibt die Schaltung grundsätzlich gleich; nur die Zahl der Entladungsstrecken ist zu erhöhen. Während der einen Halbwelle des durch die Umformungseinrichtung fließenden Stromes übernimmt das Gefäß G' die Stromführung, während der darauffolgenden Halbwelle das Gefäß G". Die Teilströme \verden mit richtigem Vorzeichen, in dem an das niederfrequente Einphasennetz angeschlossenen Transformator T zusammengesetzt. Verwendet man bei der betrachteten Schaltung ein Windungszahlverhältnis von 0,62 für Anzapfung und volle Wicklung bei den Wicklungen S₁ und S₂, so erhält man eine fast sinusförmige Einphasenspannung.

Bei dieser Arbeitsweise liegt an dem Spannungsteiler S₁₀ eine Wechselspannung, die sich aus der Differenz der jeweils zusammenarbeitenden Phasenspannungen zusammensetzt. Bei richtiger Auswahl der Phasenspan- *5 nungen, die einerseits mit Rücksicht auf die geforderte Kurvenform der Einphasenspannung, anderseits mit Rücksicht auf eine möglichst hohe Frequenz im Spannungsteiler erfolgen muß, erhält man in den meisten Fällen als Gesamtspannung am Spannungsteiler eine Grundwelle von der Frequenz der erzeugten Einphasenspannung und verschiedene Oberwellen. Da der Erregerstrom dieses Spannungsteilers bei jedem Nulldurchgang des den Umrichter durchfließenden Stromes abreißt und der magnetische Fluß des Spannungsteilers beim Einsetzen der neuen Stromhalb welle wieder von neuem aufgebaut werden muß, ist der Spannungsteiler in der Nähe

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

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

des Stromnulldurehganges unwirksam, d.h. in diesen Zeitteilchen arbeitet die Phase mit dem höchsten Augenblickswert allein. Erst wenn,, der Augenblickswert des Laststromes gröiMtV als der für den Spannungsteiler erforderliche. Magnetisierungsstrom ist, ist der Spannungsfij teiler wieder wirksam. Trifft man keine be-^! sonderen Vorkehrungen, so erhält man mithin in jedem Stromnulldurchgang eine Spannungsspitze. Diese Erscheinung tritt (im Gegensatz zu ähnlichen Erscheinungen beim Gleichrichter und Wechselrichter) bei jeder Größe des Laststromes ,auf.

Die Erfindung bezweckt nun eine Verbesserving des Betriebes von Umrichtern mit Spannungsteilern. Erfindungsgemäß erhält der Spannungsteiler Fremderregung, und man führt ihm mindestens die in seiner Gesamtspannung enthaltene niederfrequente Grundwelle zu, wobei die magnetischen Wege des Spannungsteüers S_p und des Einphasentransformators T derart miteinander vereinigt werden, daß ein mit Hilfe der beiden. Schenkel des Einphasentransformators T gebildeter Dif- ■ ferenzfluß vorbestirnmter Größe die Wicklungen des Spannungsteilers S_p durchsetzt.

Es sei noch bemerkt, daß bei Gleichrichtern und Wechselrichtern ähnliche Zusammenfassungen bereits vorgeschlagen worden sind.

Jedoch handelt es sich in solchen Fällen im allgemeinen nur darum, daß an sich unabhängige magnetische Wege lediglich aus konstruktiven Gründen zusammengefaßt werden; dann ist auch stets ein freier magnetischer Rückschluß vorhanden. In einem weiteren bekannten Fall besteht zwar eine Zusammenfassung von an sich unabhängigen magnetischen Wegen auf einem Kern ohne freien magnetischen Rückschluß; jedoch ist auch dabei die Anordnung derart, daß sich die verschiedenen Flüsse nicht stören.

Ausführungsbeispiele im Sinne der Erfindung sind in Abb. 2 und 3 der Zeichnung dai"-gestellt. Abb. 2 stellt den Emphasentransformatordar, aus dem sich die Primärwicklung·/³' für die Erzeugung der einen Stromhalbwelle und die Primärwicklung P" für die Erzeugung der anderen Stromhalb welle befinden. Die Wicklungen sind auf zwei Schenkeln, eines drei- schenkligen Kernes so verteilt, daß auf dem mittleren Kern so viele Windungen mehr als auf dem äußeren Kern sitzen, daß der Differenzfluß, der hierdurch über den dritten Schenkel getrieben wird, genau der Erregung des Spannungsteilers entspricht. Werden dann die Windungen des Spannungsteilers auf dem dritten Schenkel aufgebracht, so braucht im Spannungsteiler nur noch die Erregung für die Oberwellen der Erregerspannung aufgebracht zu werden. Die Sekundärwicklung S₀ für die Einphasenseite ist mit allen Teilen der Primärwicklung gut verkettet und daher ijiiuf beide von der Primärwicklung besetzten jSyhenkel verteilt. Die einzelnen Flüsse .,durchlaufen dann die Schenkel wie folgt: Der /'Üer erzeugten Einphasenspannung entsprechende Fluß durchfließt gleichsinnig die von der Sekundärwicklung umgebenen Schenkel. Der Einphasenerregerfluß für den Spannungsteiler durchfließt den mit der größeren Windungszahl der Primärwicklung umgebenen Schenkel und den von dem Spannungsteiler bewickelten Schenkel. Die Oberwellenflüsse des Spannungsteilers durchfließen den mit dem Spannungsteiler besetzten Schenkel und in entgegengesetztem Sinne die beiden übrigen Schenkel, so daß sich deren Wirkung auf die Sekundärspannung praktisch aufhebt.

Eine andere Anordnung ist in Abb. 3 dargestellt, wobei die Primärwicklungen P', P" und die Sekundärwicklung S₀', Sp" auf den Schenkeln eines Einphasenkernes und der Spannungsteiler auf einem Zwischenjoch angebracht ist. Dabei sind aber die einzelnen Teile der Primärwicklung P' und P" mit ungleichen Windungszahlen auf die obere und untere Hälfte jedes Schenkels verteilt, so daß ein der Erregung des Spannungsteüers S₁, entsprechender Fluß über das Zwischenjoch getrieben wird. Im übrigen, ist die Wirkungs- go weise weitgehend ähnlich der Ausführung nach Abb. 2. Durch Anwendung der Erfindung vermeidet man bewegliche Teile und schafft für die Unterbringung des Spannungsteilers nur eine verhältnismäßig geringe Vergrößerung des Einphasentransformators bei gleichzeitig kleinerer Bemessung des Spannungsteilers, als er ohne Fremderregung bemessen sein müßte.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Aus zwei abwechselnd arbeitenden Gefäßgruppen, ihnen zugeordneten Transformatoren und einem an die Kathoden der Gefäße angeschlossenen Einphasentransformator mit Mittenanzapfung gebildeter Umrichter, dem ein wenigstens mit der in seiner Gesamtspannung enthaltenen niederfrequenten Grundwelle fremd erregter Spannungsteiler zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetischen Wege des dem Einphasennetz zugeordneten Transformators und des Spannungsteilers miteinander vereinigt sind, und zwar derart, daß ein mit Hilfe der beiden Schenkel des Einphasentransformators gebildeter Differenzfluß vorbestimmter Größe die Wicklungen des Spannungsteilers durchsetzt.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen