-
Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Energieübertragung zwischen
Wechselstromnetzen oder zwischen Gleich- und Wechselstromnetzen Die Erfindung bezieht
sich äuf elektrische Übertragungs- und Verteilungsanlagen. Für solche Anlagen sind
bereits Einrichtungen bekanntgeworden, mit denen die Arbeitskennlinie zugeordneter
Belastungskreise geregelt werden kann, insbesondere in der Weise, daß in einem vorbestimmten
Bereich der zu übertragenden Leistung dem Belastungskreis eine im wesentlichen unveränderliche
Spannung zugeführt wird, bei Überschreitung eines v orbestimmtenLeistungswertes
dagegen, also im Fall starker überlastung, nur noch ein begrenzter Strom: Manche
dieser bekannten Einrichtungen sehen im letzteren Fall eine allmählich sinkende
Spannung vor. Bei diesen bekannten Einrichtungen, insbesondere auch bei solchen,
welche mit Entladungsstrecken eindeutiger Stromdurchlaßrichtung arbeiten, kann die
angestrebte Strombegrenzung nur durch Inkaufnahme eines erheblichen Verlustes hinsichtlich
_ des Höchstwertes der übertragbaren Leistung erreicht werden. Außerdem wird die
Spannungsregelung ungünstig beeinflußt.
-
Die Erfindung erlaubt, diese Nachteile zu vermeiden. 'Sie bezieht
sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Energieübertragung zwischen
Wechselstromnetzen oder zwischen Gleich= und Wechselstromnetzen in Abhängigkeit
von der übertragenen Leistung unter Verwendung einer vormagnetisierbaren Drosselspule
mit mindestens zwei gleichstromdurchflossenen Vormagnetisierungswicklungen, die.
dem Verbraucherkreis
bzw. '.einem Verbraucher oder Transformator
im - Wechselstronnkreis _ vorgeschaltet ist. Gemäß ,der Erfindung wird von den Vormagnetisierungswicklungen
eine.. mit im wesentlichen unveränderlichem StZ- und mindestens eine andere mit
einem i den Belastungsbedingungen der übertragungs? einrichtung abhängigen Strom
so erregt, daß einerseits in einem vorbestimmten Arbeitsbereich, vorzugsweise von
Leerlauf bis Volllast, eine vorbestimmte Arbeitskennlinie, insbesondere eine von
der Belastung angenähert unabhängige Spannung, für den Verbraucherkreis aufrechterhalten
wird und daß andererseits bei Überschreitung dieses Bereiches eine vorbestimmte
Abweichung von dieser Kennlinie, insbesondere eine Regelung auf konstanten Strom,
eintritt.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann jedoch die Gleichstromvormagnetisierung
insgesamt auch in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Spannung des speisenden
Netzes und der die eigentliche steuernde Gleichstromvormagnetisierung liefernden
Spannung erfolgen. Als Steuerspannung dient gemäß der Erfindung vorzugsweise eine
dem Spannungsabfall an der Regeldrosselspule proportionale Spannung, welche an dieser
gegebenenfalls unter Zwischenschaltung geeigneter, die Phase, Amplitude und Kurvenform
der Steuerspannung bestimmender Elemente abgenommen wird.
-
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung kann insbesondere bei Leistungsübertragungseinrichtungen
zur Kupplung von Gleich- und W echselstromkreisen die Übertragungskennlinie zusätzlich
noch durch eine entsprechende Ausbildung der Gittersteuerung der zur Umformung von
Wechselstrom in Gleichstrom bzw.umgekehrt dienenden Entladungsstrecken beeinflußt
werden.
-
Zur Steuerung der Gleichstromvormagnetisierung der Regeldrosselspule
sieht die Erfindung vorzugsweise die Verwendung von Entladungsstrecken, in. erster
Linie von gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken in Gleichrichterschaltung
vor.
-
Der Erfindungsgedanke und die Wirkungsweise der die Erfindung verkörpernden
Anordnungen möge an Hand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele
näher erläutert werden.
-
Abb. i zeigt das Beispiel einer Leistungsübertragung zwischen einem
Drehstromnetz i und einem einphasigen Wechselstromnetz 2. Beide sind über einen
Transformator 3 miteinander gekuppelt. Zwischen dem speisenden Drehstromnetz i und
dem Transformator 3 ist eine gleichstromvormagnetisierbare Drosselspule 6 vorgesehen.
Die Drosselspule besteht aus einem Kern 7, den Wechselstromwicklangen 8, deren Induktivität
geändert werden söll,'der ersten Vormagnetisierungswicklung9 und der zweiten Wicklung
io für die steu-> de Vormagnetisierung. Die in Parallel-Itung dargestellten Wechselstromwick-8
können natürlich auch in Reihe ge-Itet sein. Die VormagnetisierungswickngL"q wird
aus einer passenden nicht dargestellten Gleichstromquelle i i über einen Regelwiderstand
12 mit einem einstellbaren Vormagnetisierungsstromgespeist. DieWicklungen io erhalten
ihren Strom aus dem Drehstromnetz i über eine gesteuerte Dampf-oder Gasentladungsstrecke
13. Der Steuerkreis dieser Entladungsstrecke wird gemäß der Erfindung, um eine von
der übertragenen Leistung abhängige Regelung der dem Verbraucherkreis z zugeführten
Spannung zu erhalten, von einer Spannung gespeist, die dem an die-Drosselsputenwicklungen
8 angeschlossenen abgestimmten Schwingungskreis 18 entnommen ist. Dieser besteht
z. B. aus Kondensatoren i9 und 2o und einer Drosselspule 21, die untereinander in
Reihe geschaltet an den Klemmen der Wicklungen 8 liegen. Der Schwingungskreis 18
hat in erster Linie die Aufgabe, unabhängig von dem Sättigungsgrad der Drosselspule
6 und damit unabhängig von der unregelmäßigen Kurvenform des Drosselspulenstromes
bzw. der Drossel= spulenspannung eine im wesentlichen sinusförmige Steuerspannung
für den Gittertransformator 22 zu liefern. Die vom Schwingungskreis 18 auszugleichenden
Stromverzerrungen in der Drosselspule 6 treten beispielsweise dann auf, wenn der
Verbraucher über gesteuerte Gasentladungsstrecken angeschlossen ist. Die am Kondensator
i9 auftretende Spannung besitzt eine im wesentlichen feste Phasenlage gegenüber
der Spannung an der Drosselspule 6 und ist in ihrer Größe der letzteren proportional.
Der dem Steuertransformator22 zugeführten Steuerspannung wird im Steuerkreis mittels
des 'Fransformators 26 eine weitere Steuerwechselspannung zugesetzt. Diese Teilspannung
besitzt unveränderliche Amplitude und eine Phase, die mittels einer geeigneten.
phasendrehenden Einrichtung, z. B. des Drehreglers 25, eingestellt werden kann.
Es kann damit der Leistungswert bestimmt werden, bei welchem die Entladungsstrecke
13 gerade gesperrt wird. Im Gitterkreis der Entladungsstrecke 13 ist vorteilhaft
noch ein strombegrenzender Widerstand 2,4 angeordnet. Die dem Steuergitter der Entladungsstrecke
13 zugeführte Spannung setzt sich vektoriell aus den beiden Teilwechselspannungen
zusammen, wie Abb.2 zeigt. Diese gibt das Polardiagramm für die Abhängigkeit des
Anodenstrommittelwertes der Entladungsstrecke 13, vorn Phasenwinkel der endgültigen
Gitterspannung
gegenüber der Anodenspannung. Die ausgezogene Kurve zeigt den bekannten Zusammenhang,
daß bei Phasenverschiebungen zwischen o und 18o elektrischen Graden der Strommittelwert
vom vollen Wert.-:-auf den Wert Null sinkt und daß für Phasenverschiebungen zwischen
i8o und 36o elek-' trischen Graden die Entladungsstrecke 13 (Abb. i) stets voll
geöffnet ist. Der Vektor OB stellt die Spannung des Transformators 26 für
eine fest eingestellte Phasenlage dar. Der Vektor BC bzw. BC gibt die bei zwei verschiedenen
Belastungsfällen am Kondensator i9 abgegriffene und dem Transformator 2? zugeführte
Steuerspannung, deren Phasenlage ja im wesentlichen konstant bleibt. Die Abbildung
zeigt nun, daß bei wachsender Durchgangsleistung und sonst ungeänderten Verhältnissen
die endgültige Gitterspannung an der Entladungsstrecke 13 (Abb. 1, OB, 0C, 0C')
ihre Phase im Sinne einer Nacheilung und gleichzeitig ihre Größe im Sinne einer
Verringerung ändert. Durch geeignete Wahl der Phase und Größe der Teilspannungen
läßt sich erreichen, daß innerhalb eines vorbestimmten Bereiches der zu--übertragenden
Leistung der Mittelwert des Stromes der Entladungsstrecke 13 und damit die Vormagnetisierung
der Drosselspule 6 sich gar nicht oder nur sehr wenig ändert. In einem weiteren
Bereich kann dann der Mittelwert des Vormagnetisierungsgleichstromes der Wicklung
io rasch kleiner werden, oder aber es .kann sogar die Entladungsstrecke 13 fast
plötzlich nichtleitend werden, dann nämlich, wenn die gleichzeitig mit der Phasenverschiebung
der Gitterspannung gegenüber der Anodenspannung der Entladungsstrecke 13 kleiner
werdende Gitterspannungsamplitude den Wert der kritischen Gitterspannung unterschreitet.
-
Die Schaltung der Wicklungen 9 und io ist nun beispielsweise so getroffen,
daß die von ihnen hervorgerufenen Vormagnetisierungsflüsse einander unterstützen.
Bei normalem Leistungsfluß unterhalb einer vorbestimmten Grenze ist nach dem oben
Gesagten die Entladungsstrecke 13 voll leitend. Die gesamte Vormagnetisierung der
Drosselspule 6 ist daher groß und die Induk.tivität der Wicklungen 8 klein. Änderungen
des Leistungsflusses innerhalb der vorgegebenen Grenzen verursachen keine wesentliche
Änderung der Vormagnetisierung und damit der dem Einphasennetz 2 zugeführten Spannung.
Der Verlauf der Stromspannungskennlinie, wie ihn beispielsweise Abb: 3 zwischen
den Punkten a und b für diesen Bereich zeigt, kann durch geeignete Wahl der Größe
und Phase der beiden Teilspannungen im Steuerkreis der Entladungsstrecke 13, also
durch die Bemessung der Kondensatoren i9, 2o der Drosselspule 21 und durch das Übersetzungsverhältnis
der Transformatoren 22 und 26, in vorgegebener Weise festgelegt werden. Außerdem
läßt er sich durch Betätigung des Drehreglers 25 auch während des Betriebes in gewissen
Grenzen beeinflussen, wie eine Betrachtung der Abb.2 (Phasenlage des Vektors
OB) ohne weiteres ergibt. Überschreitet die übertragene Leistung .die vorgegebene,
durch den Drehregler 25 ebenfalls beeinflußbare Grenze (vgl. Abb, a), so sinkt die
mittlere Leitfähigkeit der Entladungsstrecke 13 und damit die Gesamtvormagnetisierung
der Drosselspule 6 je nach der Wahl der Verhältnisse allmählich oder sehr plötzlich
bis zur völligen Unterbrechung des Vormagnetisierungsstromes in .den Wicklungen
io. Der Scheinwiderstand der Wicklungen 8 steigt sehr rasch an und verringert damit
die dem Einphasennetz 2 zugeführte Spannung (vgl. den Teil bc der Kennlinie in Abb.
3).
-
Die Einrichtung arbeitet in genau der gleichen Weise auch dann, wenn
Leistung in: der umgekehrten Richtung, d. h. vom Einphasennetz a mach dem Drehstromnetz
1, fließt.
-
Die Anordnung des Ausführungsbeispiels kann auch eine Abwandlung in
der Richtung erfahren, daß bei Überschreitung einer vorgeschriebenen Übertragungsgrenze
statt des plötzlichen Spannungsabfalles b c entsprechend Abb.3 ein ebensolcher plötzlicher
Spannungsanstieg auftritt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß
die Vormagnetisierungswicklungen 9 bzw. io nicht wie im beschriebenen Ausführungsbeispiel
gleichsinnig, sondern gegensinnig erregt werden. Ihre Bemessung erfolgt dann so,
daß im normalen Arbeitsbereich die Drosselspule 6 ungesättigt oder wenig gesättigt,
der Scheinwiderstand der Wechselstromwicklungen 8 daher verhältnismäßig hoch ist.
Bei Überlastung nimmt ebenso wie im beschriebenen Ausführungsbeispiel die Erregung
der Wicklungen io ab. Die Gesamtvormagnetisierung der Drosselspule 6 nimmt jedoch
in diesem Fall hierdurch zu und bewirkt eine entsprechende Verringerung des Drosselspulenblindwiderstandes
und damit ein plötzliches Ansteigen der dem - Einphasennetz 2 zugeführten Spannung.
-
In Abb. q. ist ein weiteres Ausführungsbeispiel für die Erfindung
dargestellt, welches sich auf eine Leistungsübertragung zwischen einem Drehstromnetz
i und einem in Regenerativschaltung angeordneten Gleichstrommotor 27 bezieht. Das
Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem der Abb. i durch eine andere Steuerung
der Regeldrosselspule 6. Entsprechende Schaltungsteile sind
genau
so bezeichnet wie in Abb: i. Die Arbeitsweise der Regeldrosselspule, welche dem
Transformator 28 mit der Primärwicklung 29 und den beiden Sekundärwicklungen
30 vorgeschaltet ist, ist die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach
Abb. i. Lediglich der abgestimmte Kreis 40 zur Entnahme der lastabhängigen Steuerspannung
für die Regeldrosselspule ist anders ausgebildet. Er hat ebenso wie der Schwingungskreis
nach Abb. i die Aufgabe, den Einfluß von Unregelmäßigkeiten in der Kurvenform .der
Spannung an der Wechselstromwicklung 8 auf die Steuerung der Entladungsstrecke
13 auszuschalten. Zu diesem Zweck ist ein kleiner Transformator 41 vorgesehen,
dessen Primärwicklung42 an die Drosselspulenwicklungen8 angeschlossen ist. Der Stromkreis
der Sekundärwicklung 43 schließt sich über einen Kondensator 44. Dieser bildet mit
der Induktivität des Transformators 41 einen Sch-wingungskreis, dessen Eigenfrequenz
vorzugsweise mit der Frequenz des speisenden Drehstromnetzes i übereinstimmt. Mittels
einer nicht näher bezeichneten Anzapfung wird an der Sekundärwicklung 43 eine passende
Teilspannung abgegriffen und dem Steuertransformator 22 zugeführt. Diese sinusförmige
Steuerspannung bewirkt dann, wie schon beschrieben, die gewünschte Steuerung der
Regeldrosselspule.
-
Als Verbraucher ist an den Transformator 28 der Motor 27 über Entladungsstrecken
3 i bzw. 32, die in Gleichrichter- bzw. Wechselrichterschaltung angeordnet sind,
für beliebige Leistungsrichtung angeschlossen. Die Schaltung hierfür ist an sich
bekannt. Die Steuerkreise des Gleichrichters bzw. Wechselrichters werden über die
Gittertransformatoren 34 und 35 erregt, welche primär in Reihenschaltung von dem
Transformator 36 und in Parallelschaltung von dem Transformator 37 gespeist werden.
-Der Transformator 36 ist so an eine Phase des speisenden Drehstromnetzes i und
an eine Anzapfung der Primärwicklung 29 des Transformators 28 angeschlossen, daß
er eine Vorspannung liefert, deren Phase vorzugsweise um .etwa go elektrische Grade
gegenüber der -der Anodenspannung in nacheilendem Sinne verschoben ist. Der Transformator
37 ist mittels eines Spartransformators 39 so mit dem Drehstromnetz i verbunden,
daß er eine Spannung liefert, welche im wesentlichen 45 elektrische Grade voreilend
gegenüber der Spannung des Transformators 36 in der Phase verschoben ist. Mit dieser
Steueranordnung kann eine selbsttätige Regelung der Leitfähigkeit der Entladungsstrecken
31 bzw. 32 so erfolgen, daß die Leistungsrichtung sich umkehrt, wenn der Gleichstrommotor
27 .Vorn motorischen zum generatorischen Betrieb übergeht.
-
In solchen Anlagen versucht der Strom gerade zu Beginn der Leistungsrücklieferung
verhältnismäßig stark anzusteigen. In diesen Fällen verhindert die selbsttätige
Regeldrosselspule 6 durch selbsttätige Vergrößerung ihres Blindwiderstandes ein
Anwachsen des Stromes über eine vorgegebene zulässige Grenze hinaus.
-
Abb.5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Dieses bezieht sich
auf eine abgeänderte und vereinfachte Steuerung der Regeldrosselspule und zeigt
ferner, wie bei Speisung des Verbrauchers über gittergesteuerte Entladungsstrecken
durch geeignete Steuerung dieser Entladungsstrecken die mit der Regeldrosselspule
erzielbare Arbeitskennlinie noch verbessert werden kann, insbesondere im normalen
Lastbereich. Der Gleichstromverbraucherkreis 2 wird über die Wechselsträmwicklung
8 der Regeldrosselspule 6, den Transformator -3 und die in Gleichrichteranordnung
geschalteten, gesteuerten Entladungsstrecken 4, welche vorzugsweise als gittergesteuerte
Dampf- oder Gasentladungsstrecken ausgebildet sind, aus .dem Wechselstromnetz i'
gespeist. Die Regeldrosselspule 6 besitzt eine Vormagnetisierungswicklung 9, welche
über den Transformator i i i mit der Primärwicklung 112 und der Sekundärwicklung
113, die Vollweggleichrichteranordnung 114 und einen Regelwiderstand 9' aus dem
Wechselstromnetz i' mit einem im wesentlichen unveränderlichen Strom gespeist wird.
Eine zweite Wicklung io für die steuernde Vormagnetisierung wird von der an der
Primärwicklung des Transformators 3 auftretenden Spannung, die die Differenz zwischen
der Netzspannung und der Spannung an der Wicklung 8 der Drosselspule 6 ist, über
den Vollweggleichrichter 118 und den Regelwiderstand io' gespeist. Die beiden Gleichrichterröhren
114 und i 18, welche entweder Hochvakuumröhren oder Dampf- oder Gasentladungsstrecken
sein können, erhalten den Heizstrom für ihre Kathoden aus einer dritten Wicklung
113' des Transformators 111.
-
Für die zusätzliche Beeinflussung der Kennlinie sind im Steuerkreis
der Entladungsstrecken 4 Einrichtungen zur Veränderung der Phasenlage der Steuerwechselspannung
in Abhängigkeit von der dem Verbraucherkreis 2' zugeführten Leistung, beispielsweise
inAbhängigkeit von dessen Strom oder Spannung, vorgesehen. Dem Gittertransformator
i26 wird die Ausgangsspannung einer phasenverschiebenden Einrichtung i ig zugeführt,
welche über den Transformator 121 von der Wechselspannung des Netzes i' gespeist
wird und in bekannter Weise, z. B.
als Brückenschaltung, ausgebildet
ist, in deren einem Zweig ein Ohmscher Widerstand 122 und in deren anderem Zweig
ein Kondensator 124 und eine vormagnetisierbäre Drosselspule 123 eingeschaltet ist.
Um eine möglichst sinusförmige Steuerwechselspannung zu erhalten, kann dem Transformator
126 ein Kondensator 125 parallel geschaltet sein. Zur Speisung der Vormagnetisierungswicklung
123' der Drosselspule 123 dient beispielsweise bei Regelung in Abhängigkeit von
der Verbraucherspannung ein an das Netz 2' angeschlossener Spannungsteiler 31 mit
regelbarem Abgriff. Die gesamte Regeleinrichtung 30 für die Beeinflussung
der Vormagnetisierungswicklung 123' besteht ferner vorteilhaft aus einer nicht näher
dargestellten Gleichstromvorspannungsquelle 27 mit einem regelbaren Spannungsteiler
28 sowie einem Gerät 32 mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung, welches eine Erregung
der Wicklung 123'
nur in einer Richtung erlaubt. Die am Spannungsteiler 31
abgegriffene lastabhängige Regelspannung und die am Spannungsteiler 28 abgegriffene
unveränderliche Vorspannung sind in Reihe geschaltet.
-
Diebeiden Vormagnetisier u,ngswicklungen g und io der Regeldrosselspule
6 können einander entgegenwirken. Im Ausführungsbeispiel mögen sie jedoch so erregt
bzw. gewickelt sein, daß die von ihnen erzeugten magnetischen Gleichflüsse einander
unterstützen. Diese sollen so bemessen sein, daß die Regeldrosselspule 6 innerhalb
des normalen Belastungsbereiches im wesentlichen stark gesättigt ist. Die Wicklung
io möge dabei eine größere Windungszahl aufweisen als die Wicklung g. Änderungen
der Spannung des Transformators 3 können sich daher beträchtlich auf die Vormagnetisierung
der Drosselspule 6 auswirken.
-
Die Arbeitsweise der gesamten Einrichtung möge an Hand der Abb.6 etwas
eingehender erläutert werden. Zunächst ist die anfängliche Einstellung der verschiedenen
Regelgeräte zu beachten. Sowohl die Vormagnetisierung der Drosselspule 6 als auch
die Steuerung der Entladungsstrecken 4 werden so eingestellt, daß im Verbraucherkreis
a' bei Leerlauf die gewünschte Leerlaufspannung auftritt. Die Einstellung der Drosselspulenvorinagnetisierung
geschieht mittels der Einstellwiderstände g' und io', und zwar so, daß die Drosselspule
6 bei Leerlauf stark gesättigt ist und auch bis zu einer gewissen Belastungsgrenze,
d. h. innerhalb des vorbestimmten Arbeitsbereiches, im wesentlichen gesättigt bleibt,
auch unter Berücksichtigung der mit der Spannung am Transformator 3 sinkenden Erregung
der Wicklung io. Innerhalb dieses Arbeitsbereiches wird dann die Induktivität der
Wicklung 8 nur langsam ansteigen. Die Widerstände g' und io' sind aber so eingestellt,
daß beim Auftreten stärkerer Belastung der Blindwiderstand der Wicklung 8 unter
dem Einfluß der abnehmenden Erregung der Wicklung io rascher wächst, so daß damit
auch die Spannung am Transformator 3 schnell abfällt.
-
. In Abb. 6 zeigt die Kurve A den Verlauf der Spannung am Belastungskreis
2' in Abhängigkeit vom Belastungsstrom unter der Annahme, . daß der Scheinwiderstand
der zwischengeschalteten Widerstände unverändert bleibt. Für die beschriebene Veränderung-des
Blindwiderstandes der Regeldrosselspule 6 ergibt sich dagegen im Arbeitsbereich
eine etwas stärkere Neigung der Arbeitskennlinie, die bei Überschreitung einer vorgegebenen
Belastung in einen plötzlichen Abfall der Spannung übergeht (Kurve B). Wünschenswert
ist jedoch eine Arbeitskennlinie nach Kurve C, welche zwar .den steilen 'Abfall
bei Cberlastungen aufweist, aber im eigentlichen Arbeitsbereich unabhängiger von
der übertragenen Leistung ist. Zur Beeinflussung der Arbeitskennlinie der Kurve
B in diesem Sinn dient die bereits erwähnte zusätzliche Steuerung der Entladungsstrecken
4. Die einzelnen Teile der Phasenschieberbrücke iig sind so bemessen, daß bei Leerlauf
die Phasenverschiebung zwischen Gitter und Anodenspannung um einen gewissen Betrag
kleiner als 18o elektrische Grade nacheilend ist. Mittels der Vormagnetisierungswicklung
123' der Drosselspule 123 wird bei Belastung die Gitterspannung im Sinn einer Voreilung
oder einer Nacheilung verschoben, je nachdem, ob die Spannung im Belastungskreis
z' sinkt oder steigt. Die anfängliche Vormagnetisierung der Drosselspule 123 und
damit .die anfängliche Phasenverschiebung der Steuer-. wechselspannung werden mit
Hilfe der einstellbaren Spannungsteiler 28 und 31 so gewählt, daß die gewünschte
Leerlaufspannung im Verbraucherkreis auftritt. Die Einstellung der Spannungsteiler
und die Bemessung der Brückenscheinwiderstände wird dabei vorteilhaft so vorgenommen,
daß die Drosselspule 123 bei Leerlauf ungesättigt ist.
-
Steigt nun die Belastung innerhalb des normalen Arbeitsbereiches (x
bis y in Abb.6), so wird der lastabhängige Spannungsabfall ganz oder zum Teil durch
das anwachsen Tier mittleren Leitfähigkeit der Entladungsstrecken 4 ausgeglichen.
Übersteigt dagegen die Belastung die vorgegebene Grenze, so bewirkt der Strom in
der Wicklung 123' eine solche Vormagnetisierung der Drosselspule 123, daß ihre Induktivität
im wesentlichen unverändert bleibt. Für Belastungen oberhalb dieser Grenze tritt
also keine weitere
Phasenverschiebung der Steuerspannung und damit
keine weitere Vergrößerung der Leitfähigkeit derGleichrichterentladungsstrecken4
ein, so .daß der durch die Regeldrosselspule 6 bewirkte plötzliche Spannungsabfall
voll wirksam wird.
-
Der Gegenstand der Erfindung kann auch bei einer Anordnung gemäß Abb.
5 so abgewandelt werden, daß statt eines Spannungsabfalles ein Spannungsanstieg
bei Überlast auftritt. Ein mögliches Mittel hierzu ist eine solche Ausbildung der
Regeldrosselspule 6, daß diese im Arbeitsbereich im wesentlichen ungesättigt ist,
z. B. durch gegensinnige Anordnung der beiden Vormagnetisierungswicklungen 9 und
io. Es kann damit erreicht werden, daß der Scheinwiderstand der Wicklung 8 in einem
gewissen Arbeitsbereich im wesentlichen unverändert bleibt und bei Überschreitung
dieses Bereiches plötzlich kleiner wird. Auch in diesem Fall kann durch zusätzliche
Steuerung der Gleichrichterentladungsstrecken ,4 der Verlauf der Kennlinie im eigentlichen
Arbeitsbereich günstig beeinflußt werden.
-
Eine weitere Abwandlung des Erfindungsgedankens zeigt Abb. 7, deren
Anordnungen ebenfalls die praktische Konstanthaltung der Verbraucherspannung zwischen
Leerlauf und Vollast erlaubt, dagegen. bei Überschreitung dieses Bereiches eine
plötzlich abfallende oder eine plötzlich steigende Spannungskennlinie besitzt. Das
AusfüHrungsbeispiel bezieht sich auf eine Leistungsübertragung zwischen einem Wechselstromnetz
i' und einem Gleichstromnetz 2', wobei die Umformung beispielsweise mittels des
Transformators 3 und der v orzugsweisegesteuertenEntladungsstrecken4 vor sich geht.
Sie kann aber auch mit anderen bekannten Mitteln erfolgen. Zwischen das Netz i'
und den Transformator 3 ist die Regeldrosselspule 6 mit der Wechselstromwicklung
8 geschaltet. Diese besitzt mindestens zwei zusätzliche Wicklungen, z. B. eine aus
einer Stromquelle ii unveränderlicher Spannung gespeiste Vormagnetisierungswicklung
9 und eine weitere Wicklung io, welche in Abhängigkeit von der übertragenen Leistung,
z. B. durch den Strom des Verbraucherkreises 2', erregt wird und so bemessen ist,
daß nicht nur innerhalb des Arbeitsbereiches eine vorgeschriebene Kennlinie eingehalten,
sondern auch bei Überlast der Verlauf dieser Kennlinie in vorbestimmter Weise beeinflußt
werden kann.
-
Soll bei Überlastung die Spannung am Stromkreis 2' absinken, wie es
etwa Abb. 8 zeigt, in der die Gleichspannung h über dem Gleichstrom J aufgetragen
ist, so werden die Wicklungen 9 und io so geschaltet, daß sich die von ihnen erzeugten
Flüsse entgegenwirken. Die Wicklung 9 ist so bemessen bzw. ihre Erregung wird so
eingestellt, daß die Drosselspule 6 im normalen Arbeitsbereich stark gesättigt -ist.
Der Blindwiderstand der Wicklung 8 bleibt daher in diesem Bereich im wesentlichen
unverändert. Die Wicklung io ist dagegen so bemessen, däß durch ihre Gegenerregung
bei Überschreitung der vorbestimmten Belastungsgrenze die Sättigungsgrenze unterschritten
wird, so daß der Blindwiderstand der Wicklung 8 schnell ansteigt und damit die Spannung
am Verbraucherkreis 2' sinkt.
-
Soll dagegen eine ansteigende Spannungskennlinie erzielt werden, so
werden die beiden Vormagnetisierungswicklungen gleichsinnig geschaltet und so bemessen,
daß sich innerhalb des normalen Arbeitsbereiches der Arbeitspunkt der Drosselspule
6 nur auf dem geradlinigen Teil unterhalb des Knies der Magnetisierüngskurve bewegt,
daß aber bei Überlastung die steigende Erregung der Wicklung io eine Sättigung der
Drosselspule 6, d. h. aber eine Verringerung des Drosselspulenblindwiderstandes
und ein Ansteigen der dem Transformator 3 zugeführten Spannung bewirkt.' Der Erfindungsgedanke
läßt sich auch auf andere Leistungsübertragungseinrichtungen als solche der beschriebenen
Art anwenden und ist in seiner Benutzung auch nicht durch die Richtung des Leistungsflusses
beschränkt. Er ermöglicht es, irgendwelche Verbraucherapparate oder Übertragungseinrichtungen
praktisch bis zum Kurzschluß betriebsfähig zu halten und dabei unter Umständen teure
Schutzeinrichtungen gegen Überlastungen zu ersparen.