DE664281C - Anordnung zur Verbesserung des Leistungsfaktors bei mehrphasigen Umformungseinrichtungen mit gesteuerten Entladungsstrecken - Google Patents

Anordnung zur Verbesserung des Leistungsfaktors bei mehrphasigen Umformungseinrichtungen mit gesteuerten Entladungsstrecken

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DE664281C
DE664281C DEA67147D DEA0067147D DE664281C DE 664281 C DE664281 C DE 664281C DE A67147 D DEA67147 D DE A67147D DE A0067147 D DEA0067147 D DE A0067147D DE 664281 C DE664281 C DE 664281C
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commutation
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voltage
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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 zurVerbesserung des Leistungsfaktors bei mehrphasigen. Umformungseinrichtungen mit gesteuerten Entladungsstrecken Zusatz zum Patent 642 387 Gegenstand des Hauptpatents 642 387 ist eine Anordnung zur Verbesserung. des Leistungsfaktors, wobei eine in ihrer Phasenlage regelbare Wechselspannung von höherer harmonischer Frequenz, bezogen auf die Spannung des .an die Umformungseinrichtung angeschlossenen Wechselstromnietzes, zwischen den hauptstromseitig in mindestens zwei Gruppen unterteilten Entladungsstrecken wirksam ist. Bei einer derartigen Anordnung läßt sich, wie im Hauptpatent erläutert ist, der natürliche Kommutierungszeitpunkt verlegen ,und damit der Leistungsfaktor, unabhängig von anderen Betriebsbedingungen, beeinflussen, d. h. gegenüber einer Einrichtung mit aus-' schließlich natürlicher Kommutierung verbessern.
  • Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Weiterbildung :des im oben genannten Patent ausgesprochenen Erfindungsgedankens, und zwar wird gemäß der Erfindung,die Wechselspannung höherer harmonischer Frequenz über eine .als K ommutierungstransformator zu bezeichnende Vorrichtung der Umformungseinrichtung zugeführt; diese Wechselspannung höherer harmonischer Frequenz wird dabei mittels einer primär- oder sekundärseitig parallel oder in Reihe mit der Hauptumformungseinrichtung .liegenden zusätzlichen Umformungseinrichtung bzw. eines besonderen, zeitweilig als Spannungsquelle dienenden Kondensators erzeugt. Die Erfindung gestattet es, den Hauptstromkreisen der Entladungsstrecken Kommutierungswechselspannungen beliebiger Frequenz -und Phasenlage jederzeit zuzuführen und dabei gleichzeitig für die Ha `uptstromkreise normal ausgeführte Transformatoren zu verwenden.
  • In Abb. i der Zeichnung ist eine Umformungseinrichtung dargestellt, die ein Gleichstromnetz i o .mit einem dreiphasigen Wechselstromnetz i z kuppelt. Die Umformungseinrichtung enthält einen Haupttransformator mit einer an das Wechselstromnetz i i angeschlossenen Wicklung 13. Außerdem ist eine in die Hauptstromkreise der gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäße 2o bis 31 eingefügte, aus den. Wicklungsteilen 15 und 16 bestehende Wicklung vorgesehen. In die eine Gleichstromleitung ist ferner in bekannter Weise eine Drosselspule 14 eingeschaltet. Nimmt man an, daß das Wechselstromnetz i i eine taktgebende Wechselspannung, die Frequenz und Kurvenform bestimmt, enthält, so werden die Gitterkreise der Entladungsgefäß 2o bis 3 i aus diesem Netz über eine passend6 Phaseneinstellvorrichtung erregt. Im vorliegen, den Falle ist der Gittertransformator i 7, i $ über einen Drehtransformator 17a an die Leitungen des Wechselstromnetzes i i angeschlossen. In. den Gitterleitungen liegen die Widerstände ig. Die Kommutierung zwischen den einzelnen Entladungsgefäßen wird durch einen. Kommutierungstransförmator 32 mit Wicklungen 33 und 34 bewirkt, und zwar haben diese beiden Wicklungen Mittelanzapfungen, deren jede an einen der beiden Gleichstromleiter ,angeschlossen ist. Bei der dem Ausführungsbeispiel zugrunde gelegten Graetz-Schaltung sind die Entladungsgefäße, die gleiches Kathodenpotential aufweisen, an die Wicklung 33, die Gefäße, die gleiches Anodenpotential aufweisen, an die Wicklung 34 angeschlossen. Dabei sind die Entladungsgefäße innerhalb einer Gruppe derart angeordnet, Uaß die nicht in der Stromführung aufeinanderfolgenden Entladungsstrecken, z. B. 20, 24 und 28, an das eine Wicklungsende, im vorliegenden Falle von 33, angeschlossen sind. Entsprechendes gilt auch für die anderen Entladungsstrecken derselben Gruppe, d. h. 22, 26 rund 30 sind an das andere Ende, der Wicklung 33 angeschlossen. Die für den Kommutierungsvorgang erforderliche höherfrequente Spannung kann in verschiedenartiger Weise erzeugt und dem Transformator 32 zugeführt werden, z. B. durch einen. besonderen Wechselrichter in Parallelanordnung 35. Dieser Wechselrichter, der zur Hauptumformungseinrichtung gleichstromseitig parallel liegt, enthält zwei gittergesteuerte Dampf-,oder Gasentladungsgefäße 37 und 38 und die Wick. lung 36 des Kommutierungstransformators 32., Ferner ist ein Kammutierungskondensator 39 vorgesehen, Die Gitterkreise herhalten ihre Steuerspannung, zweckmäßigerweise ebenfalls wie bei der Hauptumformungseinrichtung eine Steuerwechselspamiung spitzer Wellenform, durch einen Gittertransformator 4o, und zwar ist die Frequenz der zugeführten Spannung eine Harmonische der Frequenz des Wechselstromkreises i i, im vorliegenden Fall die dritte: In den Gitterkreisen liegt der Widerstand 41. Erzeugt wird diese Steuerspannung durch einen Generator q.3, der synchron mit einem Synchronmotor 42 umläuft, der an die Wicklung 17 des Gittertransformators angeschlossen ist. Erweist es sich im Betrieb als notwendig, den Leistungsfaktor entsprechend den veränderten Verhältnissen neu einzustellen, so wird man dies mittels des Drehtransformators 17R bewirken und erreicht dadurch, daß sowohl die -Presse der Gitterspannung der Hauptgefäße als ,auch die Gitterspannung der
    °:GEfäße 37 und 38 der Zusatzeinrichtung den
    rderten Verhältnissen entsprechen. An
    oe eines Wechselrichters in Parallelanord-
    g kann man auch einen Wechselrichter
    `in Reihenanordnung, gegebenenfalls auch eine
    Kombination beider, verwenden.
  • Die Arbeitsverhältnisse der Hauptumformungseinrichtung können, soweit normale Kommutierungsbedingungen in Frage kommen, ,als bekannt vorausgesetzt werden. Soweit es für das Verständnis der Wirkungsweise der höherfrequenten Spannung in Betracht kommt, sei ,auf die Ausführungen des Hauptpatents (vgl. Abb:5 und 6) verwiesen. Es wird noch bemerkt, daß die Erzeugung der höherfreqnenten Spannung mittels eines Wechselrichters sich als vorteilhaft erweist. Dies ist auch verständlich, da ein ruhender Umformer infolge Fehlens von mechanischen Trägheiten in einfacherer Weise gesteuert und den veränderten Betriebsverhältnissen angepaßt werden kann. Das Einstellen auf die veränderten Betriebsverhältnisse kann dabei in gleichartiger oder ähnlicher Weise wie im Hauptpatent erfolgen.
  • In Abb. ä der Zeichnung,: bei der die gleichen Bezugszeichen verwendet sind wie in Abb. i, ist eine andere Ausführungsform dargestellt, ;und zwar liegt der zusätzliche Wechselrichter 35 gewissermaßen in Reihe mit- der Hauptumformungseinrichtung. Eine solche Anordnung erweist sich beim Auftreten von Kurzschlüssen als vorteilhaft, beispielsweise beim Versagen der Sperrfähigkeit einzelner Entladungsstrecken, da im Gegensatz zu Abb. i die Gleichstromquelle stets von drei Entladungsstrecken und der dazwischengeschalteten Induktivität des halben Transformators des Wechselrichters kurzgeschlossen wird. Setzt man voraus, daß das Übersetzungsverhältnis des Kommutierungskondensators i : i ist, so, ist der Sachverhalt in bezug auf die Kondensatorbemessung (Bemessung des Kondensators für die gesamte zu kommutierende Leistung) der gleiche wie bei der Anordnung in Abb. i. Ändert man jedoch das Übersetzungsverhältnis, d. h. macht man z. B. das Verhältnis der Erregerwicklung zu den Kommmutierurigswicklungen kleiner als i, so verteilt sich der Belastungsstrom auf den Kondensator und die eine Hälfte der Erregerwicklung. Der sich dabei ergebende Kundensatörwert braucht daher nur gleich einem Bruchteil desjenigen Kondensatorwertes zu sein, der sich ergeben würde, wenn der Kondensator in Reihe mit dem Belastungskreis liegt, da das Übersetzungsverhältnis entsprechend mit eingeht. Dieser Fall liegt z. B. bei der Anordnung gemäß Abb. 3 vor. Bei dieser ist nämlich der Kommutierungstransformätor durch zwei Autotransformatoren 44 und 45 ersetzt, an deren voller Spannung zwei Kommutierungsk ondensatoren 46 und 47 liegen. Diese Kondensatoren 46 und 47 liegen iii: Reihe mit den Teilentladung sstromkreisen. Jn. ihrer Wirkungsweise unterscheiden 'sich die Kommutierungskondensatoren nicht von der Anordnung gemäß Abb. i, denn, wie wohl nicht näher erläutert .zu werden braucht, werden die Kondensatoren ,abwechselnd positiv und negativaufgeladen. Die Frequenz der an den Kondensatoren liegenden Spannung ist die dritte Harmonische der Frequenz des Wechselstromkreises i i. Die Verwendung :einer höherfrequenten Kommutierungsspannung, die sich wie bei Abb.2 und 3 je nach den Belastungsverhältnissen .ändert, hat den Vorteil, daß die Kommutierungsspannung mit der Belastung zunimmt und daß die Phase der Kommutierungsspannung selbsttätig mit der Phase des Belastungsstromes geändert wird.
  • Abb.4 der Zeichnung stellt eine Ausführungsform der Erfindung dar, bei der zwei Kondensatoren 48 und 49 parallel zur eigentlichen Umformungseinrichtung liegen. Sie werden parallel, aber mit entgegengesetzter Polarität geladen; die Entladung erfolgt in Reihe über die vier an dem Kommutierungsvorgang beteiligten Gefäße.
  • Wie beim Hauptpatent kann der Erfindungsgedanke auch bei anderen Umformungseinrichtungen mit .abweichender Phasenzahl angewendet werden, und jebenso ist die Anwendung der höherfrequenten Spannung nicht nur auf die dritte Harmonische beschränkt; viel-
    mehr können ,auch andere Harmonische Be -
    atüng haben, z. B. die zweite Harmonische
    rtr den Einph:asenwechselrichter.

Claims (3)

  1. YATRNTANSPRÜCI3R: i. Anordnung zur Verbesserung des Leistungsfaktors bei mehrphasigen Umformungseinrichtungen mit gesteuerten Entladungsstrecken, vorzugsweise gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken, nach Patent 642 387, dadurch gekennzeichnet, daß die die Kommutierung bewirkende Wechselspannung höhierer harmonischer Frequenz dem Hauptstromkreisten über einen besonderen Kommutierungstransformator zugeführt wird.
  2. 2. Anordnung nachAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, d:aß die Wechselspamiung höherer harmonischer Frequenz üi einer zusätzlichen Umformungseinrichtung erzeugt wird, die primär- oder sekundärseitig parallel oder in Reihe mit der Hauptumformungseinrichtung liegt.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Wechselspannung höherer harmönischer Frequenz Kommutierungskondensatoren Verwendung finden.
DEA67147D 1931-10-01 1932-09-16 Anordnung zur Verbesserung des Leistungsfaktors bei mehrphasigen Umformungseinrichtungen mit gesteuerten Entladungsstrecken Expired DE664281C (de)

Applications Claiming Priority (1)

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ID=22069441

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DEA67147D Expired DE664281C (de) 1931-10-01 1932-09-16 Anordnung zur Verbesserung des Leistungsfaktors bei mehrphasigen Umformungseinrichtungen mit gesteuerten Entladungsstrecken

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