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Anordnung zur Frequenzumformung durch Steuerstromrichter Die Erfindung
betrifft Anordnungen zur Umformung einer Wechselspammung gegehener Frequenz in eine.
Wechselspannung geänderter Frequenz ;und gegebenenfalls geänderter Phasenzahl. Zur
Umformung dienen steuerbare Stromrichter, d. h. gas- oder dampfgefüllte Entladungsstrecken
mit lichtbogenartiger Entladung undsteuerbarerLichtbogenzündung. Wesentlicher Bestandteil
derartiger Stromrichteranordnungen sind zwei Teilstromkrieise, von denen jeder Beine
-der beiden Halbwellen der zu erzeugenden Wechselspannung fü#hrt. In jedem Teilstromkreis
liegteinie je nach der Phasenzahl des zwischen Netz und Stromrichter geschalteten
Transformators mehT Moder weniger große Anzahl vön steuerbaren Entladungsstrecken.
Diese Entladungsstreckien können dabei in einem oder mehreren Entladungsgefäßen
zusammengefaßt seine. Für die Ausbildung des den Stromrichtern zugeordneten Transformators
sind verschiedenie Schaltungen'möglich. Das Kennzeichen einer dieser Schaltungen
besteht darin, d#aß jede Wicklungsphase des die Exitladungsstrecken speisenden Transformators
sowohl mit Entladungsstreckein des einen der beiden Teilstromkreise als auch mit
Entladungsstrecken des anderen Teüstr-omkreis,es verbunden ist. jede Wicklungsphase
kann denmach an der Stromführung beider Halbwellen der zu erzeugenden Wechselspannung
teilnehmen.
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Die Erfindung bezieht sich auf die letztgenannte' Transformatoranordnung
für Fr-equenzumformer und betrifft eine besondere Ausg-estaltung solcher Umrichterschaltungen
für den Fall, daß Hilfseiinrichtungen im Entladungskreis verwendet werden, die dazu
dienen, die Brenndauer der einzelnen Entladungsstrecken größer zu machen, als es
dem Phasenwinkel zwischen den einzelnen Wicklungsphasen entspricht, die mithin dafür
sorgen, daß stets mehrere Anoden feines Entla.dungsgefäßes gleichzeitig an der Stromführung
teilnehmen. Hilfseinrichtungen dieser Art kö#nn#en jentweider in dein Kathodenstromkreis
der Entladungsstrecken oder in deren Anodenstromkreis geschaltet sein. Sie sind
bekannt -unter der Bezeichnung Saugdros,selspulen, und Stromteilerdrosselspulen.
Saugdrosselspulen liegen meist in der Verbindungsleitung an den Nullpunkten der
Transformatoren, während die Stromteilerdrossielspulen meist in die Verbindungsleitung
zwischen Transformator -und Anode geschaltet sind.
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Gemäß der Erfindung werden bei Umrichteranordnungen, bei denen ieine
Wicklungsphase des den Umformer speisienden Transformatorg
' zur
Speisung beider Teilstromkreise dient, die Hilfseinrichtungen, welche die Brenndauer
der Entladungsstrecken vergrößern, derart in die Stronikreise der En.t7-ladungsstrecken
geschaltet, daß die Hilfs"j spannungen, welche zur Vergrößerung der. Brenndauer
bestimmt sind und von den Hilfseinrichtungen erzeugt werden, jeweils nur von Strömen
in einem #deT beiden Teilstromkreise des Umrichters abhängig sind. Die Erfindu:ng
hat den Vorteil, daß die besonderen Betriebsbedingungen, welche bei einem Vmrichter
für die Entladu:ngsstrecken im Gegensatz zu dem Gleichricliterbetrieb giegeben
sind, nicht ungünstig auf die Wirkung von Saugdrosselspulen oder Stromteilerdrosselspulen
einwirken können. Es hat sich nämlich gezeigt, daß, wenn die Erfindung nicht angewendet
wird, zu bestimmten Zeiten, und zwar insbesondere beim übergang der einen Halbwelle
der umgeformten Wecliselspannung auf die andere, ungleichmäßige Stromverteilungen
in den Saugd::rosselspulen oder Stromteilerdrüsselspulen auftreten. Diese ungleichmäßige
Verteilung erzeugt in den Drosselspulen eine unerwünschte Gleich.-stromvormagnetislerung,
welche je nach ihrer Größe die beabsichtigte Stromteilerwirkungg mehr oder
weniger beeinträchtigt oder gar ganz beseitigt. Durch die Erfindung gelingt es,
diese Nachteile zu beheben, und zwar auch für den Fall, daß zu bestimmten Zeiten
innerhalb der Periode der von dem Ümfo#rmei* erzeugten Spannung beide Teilstromkreisedes
Umrichters gleichzeitig Strom füh:ren.
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In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung die'Schaltung
eines Umrichters dargestellt, durch den eine ' Dreiphasenspannung des Wechselstronmetzes
i in eine Einphasenspannung kleinerer Frequenz des WechseIstromnetzes 2 umgeformt
wird. Der Umrichter besteht in üblicher Weise aus einem Transformator
3, dessen Sekundärwicklung an zwei Stromrichtergefäße 4 und 5
angeschlossen
ist. Der Transformator 3 hat zwei sechsphasige Sekundärwicklungen
6 und 7,
deren Nullpunkte an je ein Ende der beiden Teilwicklungen
8 und 9 des Einphasentransformat-ors io angeschlossen sind, während
die anderen Enden dieser Wicklungen 8 und 9
tnit den Kathoden der Entladungsgefäße
4 und 5 verbunden sind.
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Die Verbindungen zwischen den Wic'klwigsphasen des Transformators
3 und den beiden Entladungsgefäßen4 und 5 sind nur für je
,eine
der Phasen der beiden Wicklungen 6
und 7 dargestellt. Das Wesentliche
dieser Schaltung besteht darin, daß jede Wicklungsphase sowohl mit :einer Anode
des Entladungsgefäßes 4 als auch mit einer entsprechenden Anode des Entladungsgefäßes
5 verbunden ist. Jede Wicklungsphase der beiden Wicklungen6 und
7 kann also entweder in den Teilstromkreis geschaltet sein, in dem das Entladungs-.gefäß4
imd die Teilwicklung8 liegt, oder in zweiten Tellstromkreis, in dem das Entladungsgefüß
5 und die Teilwicklung 9 liegt. Die beiden Sekundärwicklungen
6 und. 7
des TransformätOrs 3 sind über einem als Saugdrosselspgle
zu bezeichnende Hilfseinrichtung mit den -Selzundärwicklungen des Einphasentransformators
io verbunden. Die Saugdrosselspule: besteht dabei nicht, wie üblich, aus einer einfachen
Drosselspule, die zwischen den Nullpunkten der beiden Wicklungen 6
und
7 liegt -und deren Mittelanzapfung an die zugehörige- Mittelanzapfung des
Einphasentransformat-ors angeschlossen ist, vielmeln- ist gemäß der Erfindung eine
von dem üblichen abweichende Schaltanordnung für die Saugdro#sselspule verwendet.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind zwei Saugdrosselspulen i i und 12 vorgesehen,
die mit ihren beiden Enden in Paranelschaltung an die Nullpunkte der beiden Sekundärwicklungen
6
und 7 angeschlossen sind. Die Mittelanzapfung der Saugdrosselspule
i i ist mit #dor Teilwicklung 8, die Mittielanzapfun,- der Saugdrosselspule
12 dagegen mit der Teilwi#cklun,g 9 des Einphasentransformators i o verbunden.
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Das wesentliche Merkmal dieser neuartigen Saugdrosselspulenschiahung
bestelit darin, daß jeder der beiden Teilstromkreise des Umrichters leine besondere
Saugordrosselspule erhält, daß also, anders iausgedrücli--t, die Hilfsei.nrichr
tung, welche in den Entladungsstromkreisen der einzelnen Anoden Hilfsspannungen
zur Vergrößerung der Brenndauer der Ahoden bzw. zur Verteilung des Stromes auf mehrere
i Anoden erzeugt, derart geschaltet ist, daß die von ihr erzeugten Hilfsspannungen
jeweils nur von Strömen eines der beiden Teilstronikreise des Umrichters abhängig
sein können. Würde man bei der Umrichterschaltung, welche in der Zeichnung
dargestellt ist, eine Saugdr,os#selspulenan,or,dnu%- anwenden, wie sie bisher üblich
war, so würden in den beiden Hälften der Saugdrosselspule Spannungen erzeugt werden
können, die sowohl von Strönwen des Entladungsgefäßes 4 als auch von Strömen des
Entladungsgefäßes 5 abhängig sind. Bei der neuen Schaltung ist das vermieden.
In der Saugdrosselspule i i können nur Ströme wirksam sein, die in dem Teilstromkreis
des Entladungsgefäßes 4 fließen, während in der Saugdrosselspule 12 nur durch Ströme
des Entladungsgefäßes 5 Hilfsspannungen zur Vergrößerung der Brenndauer bzw.
zur Verteilung des Stromes auf mehrere Anoden erzeugt werden können. Wenn bei der
Schaltung nach der Erfindung, insbesondere
beim übergang einer
Halbwelle der Einphasenspannung auf die nächstfolgende Halbwelle, gleichzeitig in,
beiden Teilstromkreisen Ströme fließen, so ist das für die Wirkung der beiden Saugdrosselspulexi
i i und 1-2 gleichgültig; denn die Ströme der folgenden Halbwelle können auf die
Sa:ugdrossel- >
spule, die der anderen Halbwelle zugeordnet ist, keinen Ein-fluß
haben, soweit es sich um die Vergrößerung der Brenndauer handelt.
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Es wurde bereits erwähnt, daß die Erfindung sich -.nicht nur auf Schaltungen
von Saugdrosselspulen, sondern auch auf Schaltungen mit sog. Stromteilerspuleu bezieht,
und daß beide Anordnungen sowohl im. Kathoden- als auch im Anodenkreis der Entladungsgefäße
liegen können. In jedem Falle kommt es bei der Erfindung darauf an, daß Saugdrosselspulen
sowohl wie Stromteilerspulen nicht in einem beiden Teilstromkreisen des Umrichters
gemeinsamen Leitungsabschnitt liegen, sondern daß die Schaltung so gewählt ist,
daß immer nur Ströme eines der beiden Teilstronikreise für die Stromteilung bzw.
Ver-Crrößerung der Bren-nda;uer maßgebend sein können. In der Zeichnung der Erfindung
müßte eine Stromteilerdrüsselspule unmittelbar den Anoden der beiden Entladungsgefäße
4 und 5 vorggeschaltet sein. Sie dürftealso nicht zwischen den Wicklungsphasen
der Transformatoren 6 und 7 -und demjenigen Anschlußpunkt liegen,
an dem von dieser Wicklungsphase die Leitungsverbindungen zu den beiden Entladungsgefäßen
4 und 5 abgezweigt sind. jedes Entladungsgefäß muß im Gegensatz zu hisher
bekannten Anordnungen eine besondere, den Anoden -unmittelbar vorgeschaltete Anordnung
von Stromteilerdrosselspulen erhalten.
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In der Zeichnung ist zur Erläuterung der Erfindung eine Umrichterschaltung
dargestellt, bei der die Sekundärwicklung des Umrichtertransformators aus zwei sechsphasiggen
Teilwicklungen besteht. Die Erfindung ist nicht an eine solche Transformatorscha-Itung
gebunden. Sie kann vielmehr auch bei Transformatoren angewendet werden, die nur
eine Sek#un,där,#vickl,uxig besitzen, derenjedePhasenwicklun,- an beide Entladungsstrecken
4 und 5
angeschlossen ist. In diesem Falle ist dann lacht eine im Kathodenkreis
liegende Saugdr#o,ss#elspulle,. sondern eine Drosselspulenanordnung anzuwenden,
die zwischen dem Trans-.formator und den Entladungsgefäßen liegt. Die Drosselspulenanordnung
kann in diesem Falle, als Stromteilerdrosselspule ausgebildet sein und liegt auch
hier wiederum dienAnoden der beiden Entladungsgefäße unmittelbar vorgeschaltet,
michlt dagegen in dem Teil der Verbindungsleitungen zwischen Transformator und Entladungsgefäßen,
der beiden Gefäßen gemeinsam. ist.