DE663865C - Anordnung zum wechselseitigen Leistungsaustausch zwischen einem Wechselstrom- und einem Gleichstromnetz - Google Patents

Anordnung zum wechselseitigen Leistungsaustausch zwischen einem Wechselstrom- und einem Gleichstromnetz

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DE663865C
DE663865C DES121272D DES0121272D DE663865C DE 663865 C DE663865 C DE 663865C DE S121272 D DES121272 D DE S121272D DE S0121272 D DES0121272 D DE S0121272D DE 663865 C DE663865 C DE 663865C
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Germany
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DES121272D
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Inventor
Dr Wilhelm Leukert
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/006Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output using discharge tubes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

  • Anordnung zum wechselseitigen Leistungsaustausch zwischen einem Wechselstrom-und einem Gleichstromnetz Es ist bekannt, daß zum Energieaustausch zwischen einem`Wechselstromnetz und einem Gleichstromnetz bzw. einem oder mehreren GleichstromverbrauchernUmformeranordnungen verwendet werden können, die mit steuerbaren Stromrichtern, beispielsweise gittergesteuerten Quecksilberdampfentladungsstrecken, arbeiten und die aus zwei Gruppen von Entladungsstrecken bestehen, von denen die eine Gruppe jeweils als Gleichrichter, die andere dagegen als Wechselrichter betrieben wird. Umformeranordnungen dieser Art werden vielfach als Kreuzschaltung bezeichnet. Die Entladungsstrecken der beiden Gruppen der Stromrichteranordnung müßten nun so geeeuert werden, daß, die Spannung der als Gleichrichter arbeitenden Gruppe stets kleiner ist als die Spannung der als Wechselrichter ausgesteuerten Entladungsstrecken, damit kein Kreis- oder Ausgleichstrom zwischen den beiden Gruppen von Entladungsstrecken entstehen kann. Da die als Wechselrichter arbeitenden Entladungsstrecken aus bekannten Gründen, insbesondere mit Rücksicht auf die Kommutierungssicherheit, nicht voll ausgesteuert werden können, müssen auch die Gleichrichterentladungsstrecken bei höchster Spannung der Umformeranordnung mit Teilaussteuerung betrieben werden. Es läßt sich indessen nicht erreichen, daß die Spannung des Gleichrichters in jedem Augenblick kleiner ist als die des Wechselrichters.
  • In Fig. z sind die Spannungsverhältnisse einer Stromrichteranordnung in Kreuzschal- -tung in der üblichen Weise im Diagramm dargestellt. Die Spannungskurven oberhalb der Nullinie gelten für die Gleichrichtergruppe, die Kurven unterhalb der Nullinie für die Wechselrichtergruppe. Durch die schraffierten Flächen ist angedeutet, wann und in welcher Größe Spannungen auftreten, die Kreisströme zwischen den beiden Gruppen von Entladungsstrecken fließen lassen.
  • In Fig.2 sind diese Spannungen für sich herausgezeichnet. Solche Spannungen sind immer dann wirksam, wenn der Augenblickswert der von den Gleichrichterentladungsstrecken abgegebenen Spannung größer ist als der Augenblickswert der Wechselrichterspannung. Die durch die Differenzspannungen hervorgerufenen . Kreisströme müssen durch entsprechend bemessene Drosselspulen oder auch durch entsprechend verschlechterte Aussteuerung auf ein für den Betrieb des Stromrichters zulässiges Maß begrenzt werden.
  • Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zum wechselseitigen Leistungsaustausch zwischen einem Wechselstrom- und einem Gleichstromnetz mittels zweier- in Kreuzschaltüng angeordneter Gruppen von gesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken, von denen stets die eine. als Gleichrichter; die andere als Wechselrichter ausgesteuert ist, bei welcher die Größe der Differenzspannungen und damit auch die Größe der Kreisströme gegenüber den bekannten Umformeranordnungen wesentlich herabgesetzt wird. Gemäß der Erfindung wird die Anordnung so getroffen, daß die Anodenspannungen der beiden Gruppen von Entladungsstrecken in der Phase gegeneinander verschoben sind. Die beiden Entladungsstreckengruppen der Kreuzschaltung werden also bei dem Erfindungsgegenstand nicht mehr entsprechend dem Diagramm der Fig. i mit gleichphasigen Spannungen betrieben, sondern die Spannungskurven sind um ein bestimmtes Maß gegeneinander versetzt, wobei diese Phasenversetzung so gewählt ist, daß möglichst kleine Differenzspannungen und damit möglichst kleine Kreisströme entstehen.
  • An sich sind schon Anordnungen von Entladungsstrecken bekanntgeworden, bei denen ihrer gleichrichtenden Wirkung nach in Reihe geschaltete Entladungsstrecken mit Anodenspannungen verschiedener Phasenlage betrieben werden. Das ist nämlich bei gewissen Stromrichteranordnungen, bei denen die Entladungsstrecken in Graetzscher Schaltung liegen, sowie auch in bestimmten Gleich- und Wechselrichtern der Fall, bei denen die gesaiute Gleichspannung auf mehrere hintereinandergescbaltete, aber an verschiedene Wechselspannungen angeschlossene Entladungsstrecken aufgeteilt ist. Diese bekannten Anordnungen stellen jedoch keineKreuzschaltungen dar; und es fehlt bei ihnen vor allen Dingen die Möglichkeit des Auftretens von Kreisströmen, um deren Herabsetzung es sich bei der Erfindung handelt.
  • In Fig. 3 ist das der Fig. i entsprechende Diagramm für den Fall gezeichnet, daß die Spannungen der beiden Gruppen von Entladungsstrecken um 30° in der Phase verschoben sind. Auch in diesem Diagramm sind ebenso wie in dem Diagramm der Fig. i die Differenzspannungen durch schraffierte Flächen kenntlich gemacht, und in Fig. 4 sind diese Spannungen für sich herausgezeichnet. Der Vergleich zwischen den Diagrammen der Fig.2 und 4 zeigt ohne weiteres, daß die Differenzspannungen bzw. die Kreisströme durch die Erfindung erheblich herabgesetzt werden.
  • Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht .darin, daß sie es ermöglicht, die Kreisströme, die bei gleichphasiger Speisung beider Entladungsstreckengruppen bei kleinster Aussteuerung am größten sind; durch eine entsprechende gegenseitige Verschiebung der Anodenspannungssysteme gerade bei Leerlauf am kleinsten zu machen. Das ist außerordentlich wichtig bei Anlagen, bei denen, wie beispielsweise bei Förderanlagen, mit längeren Leerlauf- bzw. Stillstandsperioden gerechnet werden muß.
  • In Fig. 5 ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine .Schaltung dargestellt, bei der zwei sechsphasige Entladungsgefäße i und 2 an die beiden Sekundärwicklungen 3 und 4 eines Transformators angeschlossen sind; dessen Primärwicklung 5 in Dreieckschaltung an ein Drehstromnetz angeschlossen ist. Die Kathoden der beiden Entladungsgefäße sind in bekannter Weise mit den Nullpunkten der beiden Sekundärwicklungen 3 und 4 des Transformators verbunden, und zwischen den beiden Kathoden liegt ein Gleichstrommotor 6, der über die Umformeränordnung mit regelbarer Drehzahl undDrehrichtung betrieben werden soll und der jeweils über den Wechselrichter Energie an das Drehstromnetz zurückliefern kann.
  • Wie aus 'dem Schaltungsschema ersichtlich, sind die beiden Sekundärwicklungen 3 und 4 des Transformators in Zickzack geschaltet; derart, daß die resultierenden Phasenspannungen um 30° gegeneinander versetzt sind. Für die Umformeranordnung der Fig.5 gelten somit die Diagramme der Fig. 3 und 4.
  • Die den beiden Gruppen von Entladungsstrecken zugeführten Wechselspannungen können auch noch durch andere an sich bekannte Mittel gegeneinander in .der Phase verschoben werden. Man kann beispielsweise für jedes der beiden Gefäße einen besonderen Transformator verwenden und die Primärwicklung des einen Transformators in Stern, die des anderen dagegen in Dreieck schalten.
  • Es wurde bereits erwähnt, daß die Erfindung eine starke Verringerung der Kreisströme ermöglicht, und daß dadurch die Kathodendrosselspulen gegenüber bisher bekannten Umformeranordnungen wesentlich verkleinert werden. Ein weiterer Vorzug `der Erfindung besteht darin, daß der sogenannte Respektabstand oder Steuerabstand der beiden Gefäßgruppen verkleinert werden kann. Das hat zur Folge, däß bei höchster Gleichrichterspannung mit einer Aussteuerung gearbeitet werden kann, die einer größeren mittleren Gleichspannung entspricht. Die Entladungsgefäße werden dadurch besser ausgenutzt; und außerdem erhält man einen besseren Leistungsfaktor der Anlage.
  • Die Erfindung kann nicht nur bei Strömrichteränordnungen verwendet werden, die zu einem wechselseitigen Leistungsaustausch zwischen einem Wechsel- und einem Gleichstromnetz dienen, sondern überall da; wo durch die Kreuzschaltung zweier Entladungsstreckengruppen die Möglichkeit des Auftretens von Kreisströmen gegeben ist. Ein Beispiel hierfür ist der Umrichter, bei dem mit Entladungsstrecken in Kreuzschaltung Wechselstrom gegebenerFrequenz inWechselstrom einer anderen, insbesondere kleineren Frequenz umgeformt wird.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE: r. Anordnung zum wechselseitigen Leistungsaustausch zwischen einem Wechselstrom- und einem Gleichstromnetz mittels zweier in Kreuzschaltung angeordneter Gruppen von gesteuerten DampfoderGasentladungsstrecken, von-denen stets die eine als Gleichrichter, die andere als Wechselrichter ausgesteuert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenspannungen der beiden Gruppen von Entladungsstrecken in der Phase gegeneinander verschoben sind. a. Anordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Primär- oder Sekundärwicklungen der die beiden Gruppen von Entladungsstrecken speisenden Transformatoren der gewünschten Phasenverschiebung entsprechend ausgebildet und geschaltet sind. 3. Anordnung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß beiden Gruppen von Entladungsstrecken ein Transformator mit einer Primärwicklung und zwei Sekundärwicklungen zugeordnet ist, und daß die Sekundärwicklungen durch an sich bekannte Mittel, wie Zickzackschaltung o. dgl., derart ausgebildet sind, "daß die von ihnen abgegebenen Wechselspannungen in der Phase gegeneinander verschoben sind.
DES121272D 1936-01-25 1936-01-25 Anordnung zum wechselseitigen Leistungsaustausch zwischen einem Wechselstrom- und einem Gleichstromnetz Expired DE663865C (de)

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