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Anordnung zur Beeinflussung des. Leistungsfaktors von mit gittergesteuerten
Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Umformungseinrichtungen Zusatz zum
Patent 665 638
Gemäß dem Hauptpatent wird der Leistungsfaktor bei Anordnungen,
die mit gitter-Uesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrekken arbeiten, dadurch beeinflußt,
daß zwischen der Uniformungseinrichtung und dem speisenden bzw. gespeisten Wechselstromnetz
ein aus Dro#sselspulen und Kondensatoren gebildeter Umwandlungskreis zur Umformung
konstanter Spannung in konstanten Strom, und umgekehrt, vorgesehen wird, der durch
t' Cseeignete Bemessung seines Symmetriegrades das Verhältnis der Leistungsfaktoren
auf der Ein- oder Ausgangsseite zu beeinflussen oder ändern gestattet. Bei den Anordnungen
nach dem Hauptpatent treten infolge der Anwesenheit von Induktivitäten in den Gleichstromkreisen
bereits bei verhältnismäßig geringen Ungleichmäßigkeiten in den . Scheinwiderständen
der Brückenschaltungen (Boucherotkreise) verhältnismäßig große Spannungsunterschiede
zwischen svmmetrischen Teilen der Brückenschaltung a#f. Es sucht nämlich dann, wenn
die Schaltelemente in den einzelnen Phasenleitungen verschieden groß sind, jeder
der Einzelteile der Brückenschaltungen einen konstanten Strom verschiedener Größe
in den ihm zugeordneten Phasenleitungen aufrechtzuerhalten. Die in den Gleichstromkreis
eingeschaltete
Induktivität hingegen versucht einen derartigen Betrieb aufrechtzuerhalten, daß
alle Wechselströme in den einzelnen Phasen zumindest gleichen Momentanwert besitzen.
Diese beiden einander widersprechenden Bedingungen, Aufrechterhaltung verschiedener
Ströme in den einzelnen Phasen zufolge der Boucherotkreise und der Vergleichmäßigungsversuch
der Gleichstrorndrossel, rufen recht erhebliche Last- bzw. Spannungsungleichmäßigkeiten
in den Wechselstromphasen konstanter Stromstärke hervor. Infolge dieser ungleichmäßigen
Lastverteilung unterliegen einzelne Scheinwiderstandselemente der Brückenschaltungen
höheren Spannungen, als wenn ausgeglichene Betriebszustände vorliegen; das bedeutet
für die einzelnen Scheinwiderstände eine in bezug auf die Scheinleistung notwendig
werdende weitaus größere Bemessung. Durch die vorliegende Erfindung wird eine ungleichmäßige
Bemessung einzelner Schaltelemente verrnieden, indem die einzelnen Scheinwiderstände
der Brückenschaltungen so miteinander gekoppelt werden, daß die Vektorsumme der
Spannungen der Scheinwiderstände gleicher Art in jedem Augenblick angenähert gleich
Null ist. Gemäß einer Ausführungsform des Erfindungsgedankens werden die Scheinwiderstände
der Brücke induktiv mit den #cheinwiderständen gleicher Art gekoppelt; gemäß einer
anderen Ausführungsart erfolgt der Ausgleich der Ungleichmäßigkeiten mit Hilfe induktiver
Übertragung der Ungleichmäßigkeiten von einem Außenleiter der Brückenschaltung zum
anderen.
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Die Abb. i zeigt eine Umforrnungseinrichtung, die im wesentlichen
derjenigen der Abb. 3 des Hauptpatents entspricht. Die Anordnung kann sowohl
als Gleichrichter wie auch als Wechselrichter arbeiten und vermag eine Energieübertragung
zwischen dem Gleichstromnetz io und dem dreiphasigen Wechselstromnetz i i vorzunehmen.
Gleichstromdrosseln 1:2 sind, im Sinne einer Vergleichmäßigung, in die Gleichstromzuleitungen
eingeschaltet, während dem Wechselstromnetz i i ein unabhängig arbeitender Wechselstromerzeuger
13 zugeordnet ist. Die Brückenanordnung (Boucherotkreis) für die Übertra-,gung
konstanter Spannung in konstanten Strom, oder umgekehrt, wurde mit 14 bezeichnet
und enthält die Kapazitäten 15 und die Induktivität 16. Es kommt dabei nicht darauf
an, eine bestimmte Schaltung der KonstantstromÜbertragungseinrichtung (Boucherotkr-eis)
vorzusehen. Die vorliegende Abb. i zeigt eine Anordnung im Dreieck. Die induktive
Kopplung der Wicklungen 16 erfolgt durch die Anordnung aller dieser Induktivitäten
auf einzelnen Schenkeln des Kernes 17. Die einzelnen Brückenpunkte 18, ig und 2o
sind dem Stromkreis io', der die Wechselspannung konstanter Stromstöße enthält,
zugeordnet, während die übrigen Brükkenpunkte 21, :22 und :23 dem Stromkreis mit
konstanter Spannung ii zugeordnet sind. Liegen in sämtlichen Phasen der Anordnung
gleiche Stromverhältnisse vor, so ist die Summe der magnetischen Flüsse, die zufolge
des Stromes in den Wicklungen 16 im Eisenkern ie erzeugt werden, in jedem Augenblick
Null. Treten jedoch Abweichungen von diesem Zustand infolge ungleichmäßiger
Spannungen im Stromkreis ii oder ungleichmäßigen Stromes im Stromkreis io' oder
infolge von Ungleichmäßigkeiten in den Scheinwiderständen der einzelnen Brückenschaltungselemente
auf, so durchsetzt den Eisenkern 17 ein resultierender Fluß, der einen Aus eich
im Sinne einer Wiederherstellung 91 e# des Brückengleichgewichtes herbeiführt.
Es, ist dabei nicht notwendig, daß die Spannungen an den einzelnen Scheinwiderständen
unbedingt gleich werden, aber infolge der induktiven Kopplung einzelner Scheinwiderstände
der Brücke gemäß der vorliegenden Erfindung wird trotzdem die Vektorsumme der Spannungen
an den betreffenden Scheinwiderstandselementen gleicher Art in jedem Augenblick
angenähert oder vollständig Null sein.
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Die Konstantstrom - I#-,onstantspannungs-Übertragungseinrichtung
ist nun mit Hilfe der Endpunkte 18, ig,:2o an den Gleichstromkreis io über die Entladungsstrecken
24, 25,
26 und :27, 28, 29 angeschlossen. Die Stromführung sowie
die Kommutierung dieser einzelnen Entladungssirecken erfolgt in vollkornmen gleicher
Weise wie nach dein Hauptpatent. Zur Gittersteuerung dieser Entladungsstrecken sind
ein Drehregler 33, Gittertransformatoren 32, Strombegrenzungswiderstände
3o und Vorspannungsbatterien31 vor-13,esehen, Die Wirkungsweise der Anordnung ist
nun die folgen-de: Unter der Voraussetzung, daß die Entladungsstrecken
25 und 27 gerade leitend sind, wird sich ein Stromfluß über die Entladungsstrecke
25, einen der Kondensatoren 15 und die zugehörige Induktivität 16 zur Entladungsstrecke
27 hin ausbilden. Wenn die Stromablösung in den einzelnen Stromkreisen in
der Reihenfolge ig, :2o, iS vor sich geht, so wird nach etwa 6o' elektrisch die
Entladungsstrecke 2-9 geöffnet,_und d2r,Strom geht von der Entladungsstrecke
27 auf die Entladungsstrecke:29 über. Das gleiche geschieht 6o' später mit
der Entladungsstrecke 25; der Strom geht dann von der Entladungsstrecke
25 auf die Entladungsstrecke:z4 über. In dieser Art und Weise wird der Strom
cyclisch
mvischen den einzelnen Entladungsstrecken kommutiert und damit das mehrphasige Netz
ii gespeist. -
Die Abb. 2 zeigt eine Umformungseinrichtun- wie in Abb. i,
mit dem Unterschied je-
doch, daß voneinander unabhängige einzelne Eisenkerne
17' den einzelnen Induktivitäten zugeordnet sind, wobei diese Kerne untereinander
mit Hilfe der Wicklungen 16' induktiv gekoppelt werden. Die Kopplung und Schaltung
ist dabei so getroffen, daß jede Spannungsdifferenz bzw. jeder Strom in den Wicklungen
16 in dein entsprechenden Kern 17' einen Fluß hervorruft, der seinerseits einen
Kreisstrom durch die Wicklungen 16' treibt und damit jede Neigung zu Ungleichmäßigkeiten
in der Brückenschaltung unterdrückt. Die übrigen Schaltungselemente und ihre Bezugszeichen
entsprechen denen der Abb. i.
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Abb. 3 zeigt eine Anordnung, die im we-:;entlichen den vorhergehenden
entspricht. Die Kopplung der einzelnen Kerne und Induktivitäten erfolgt hier jedoch
nicht unmittelbar, sondern mit Hilfe von Transformatoren 34, die die Primärwicktungen
35 und die miteinander in Reihe geschalteten Sel-undärwicklungen
36 aufweisen. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen denen der Abb. i und
2.
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Abb. 4 zeigt, daß in gleicher Weise die kapazitiven Elemente der Brückenschaltung
induktiv bzw. transformatorisch miteinander gekoppelt werden können. Den Kondensatoren
15 sind dort die Transformatoren 37 mit den Primärwicklungen 38 und
den Sekundärwicklungen 39 zugeordnet. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen
denen der Abb. 3.
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Die Abb. 5 zeigt eine Abweichung von den bisher gezeigten Anordnungen
insofern, als die induktive Kopplung einzelner Brückenelemente gewissermaßen in
den Außenkreisen der Brückenschaltung vorgenommen wird. Die Anordnung zeigt insbesondere
einen Transformator 40, der zwischen dem Wechselstromnetz i i und der Brückenschaltung
liegt. Der Transformator zeigt eine Dreiecksternschaltung mit der Primärwicklung
41 und der Sekundärwicklung 42. Diese Sekundärwicklung liegt an den Brückenpunkten
21, 22, 23.
Ferner ist zwischen die Brückenschaltung und die Umformungseinrichtung
ein Transforrnator 43 mit den Wicklungen 44 und 45 geschaltet. Die Endender Sekundärwicklung
4.4 liegen an den entsprechenden Brückenpunkten 18, ig, 2o. Die Sternp-unkte der
Sektindärwicklungen 42 und 44. können entweder beide geerdet oder nur über eine
Leitung 46 initeinander verbunden sein. Die Wirkungsweise dieser Anordnung beruht
darauf, daß bei Ungleichmäßigkeiten in den einzelnen Elementen der Brückenschaltung
über die Leitung 46 ein Stromfluß in den Wicklungen 42 oder 44 sich ausbilden kann,
der einen Kreisstrom in den geschlossenen Wicklungen 41 oder 45 zur Folge hat. Dieser
Kreisstrom wirkt seinerseits ausgleichend, und zwar so, daß die Vektorstimm-, der
Spannungen der Scheinwiderstände gleicher Art in der Brückenschaltung in jedem Augenblick
angenähert gleich Null ist. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen denen der zuvor
beschriebenen Abbildungen.
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Wie die Abb. 6 zeigt, kann die Brückenschaltung auch unmittelbar
mit dem Netz i i verbunden sein. Es genügt, wenn parallel zu diesen Verbindungsleitungen
ein Transforinator 47 mit der Prinlärwicklung 49 und der Sekundärwicklung 48 vorgesehen
ist. Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist die gleiche wie diejenige der Abb.
5. Auch die übrigen Bezugszeichen stimmen mit denen der Abb. 5 überein.