DE683531C - Mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitender Wechselrichter - Google Patents

Description

• Mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentlad'ungsstrecken arbeitender Wechselrichter Die Erfindung betrifft einen mehrphasigen Wechselrichter, der mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitet und ein Wechselstromnetz ohne taktgebende Spannung speisen soll: Bekanntlich muß bei Wechselrichtern ohne taktgebende Wechselspannung durch Vorsehung besonderer Hilfsmittel für eine einwandfreie Kommutierung der Stromführung zwischen den einzelnen beteiligten Entladungsstrecken gesorgt werden. Hierfür ist außer dem *bekannten Kommutierungskondensatorauch schon vorgeschlagen worden, zusätzliche Kommutierungsspiannungsträger entweder in Reihe mit der Gleichspannung oder in Reihe mit der im Stromkreis der Entladungsstrecken auftretenden Wechs@elsp,annung vorzusehen.
• Die Erfindung stellt eine Verbesserung solcher Einrichtungen mit zusätzlicher Kommutierungsspannung im Wechselstromkreis dar und bezieht sich. auf zwölfphasige Wechselrichter bzw. Wechselrichter, deren Phasenzahl p ein ganzzahliges Vielfaches von zwölf beträgt. Der Erfindungsgedanke besteht irr wesentlichen darin, die Transfbrmatorausnutzung durch Verlängerung der Brexxndauer der Entladungsstrecken zu verbessern und ferner eine bessere Kurvenform zu erzielen, indem statt einer einzigen, mit der Frequenz des Umformungssystems arbeiten-,den Kommutierungsspannung deren zwei gegeneinander um 9o° versetzte Spannungen in die Wechselstromkreise über Kommutierungswicklungeneingefügt werden. Jede Kommutierungswicklung arbeitet dabei mit einer Gruppe von Entladungsstrecken zusammen, die in ihrer Phasenlage gegenüber der anderen Gruppe um - versetzt ist, und ist zwischen die Kathoden zweier Teilgruppen eingeschaltet, die ihrerseits mit je Entladungsstrecken und einer gegenseitiben Phasenverschiebung von arbeiten. In diesen Formeln ist p = 12 die Phasenzahl und n = eine ganze Zahl.
• Es sind bisher auch schon Wechselrichteranordnungen für zwölf und mehr Phasen bekanntgeworden, die auf ein Netz ohne taktgebende Spannung arbeiten. Die dabei angewandten Kämmutierungsspannungen weisen jedoch keine Verschiebung um 9o° auf, so daß eine schlechte Ausnutzung der Entladungsstrecken und des Transformators stattfindet. Außerdem muß die Frequenz der Kommutierungsspannungen doppelt so groß sein wie die gemäß der Erfindung.
• Der Erfindungsgedanke möge an Hand des in Abb. r dargestellten Ausführungsbeispiels eines z ®@ölfphasigen Wechselrichters zur Erzeugung einer dreiphasigen Wechselspannung näher erläutert werdetl. Der positive Pol des Gleichstromnetzes i ist mit dem Mittelpunkt der zwölfphasigen Primärwicklung 2 des Wechselrichtertransformators 3 verbunden, dessen Sekundärwicklung q. das Drehstromnetz 5 selbständig speist. Die Primärwicklung 2 ist mit den in den Gefäßen 6 und, 8 bzw. 7 und g angeordneten, zu je zwei um 3o° gegeneixz ander versetzten sechsphasigen Systemen zus:ammengefaßten Entladungsstrecken verbunden. In jedem dieser beiden Systeme wirkt eine zusätzliche Kommutierungsspannung, die dem Wechselstromkreis jeweils über eine der Kommutierungswicklungen i i bzw. 12 aufgedrückt wird. Diese zu .einem besonderen Kömmutierungstransformator ,oder -generator iö gehörigen Wicklungen liefern um goo gegeneinander versetzte Spannungen von einer Frequenz, die gleich dem Dreifachen (allgemein n der Frequenz der zu erzeugenden Wechselspannung sein muß. Hierdurch wird erreicht; daß die einzelnen Entladungsstrecken beider Systeme cyclisch, d. h. in der Reihenfolge ihres Anschlusses an die Transformatorwicklung z leitend werden. Im Gegensatz zu den bisher bekannten Anordnungen brennen jedoch gleichzeitig stets mindestens zwei Anoden, so daß sowohl die Anodenbelastung der Gefäße wie auch die Ausnutzung des Transformators verbessert wird. Als Transformator wird entweder ein für alle Phasen gemeinsamer Manteltransformator verwendet, oder es wird für jede; Phase ein Einzeltransformator benutzt.
• In der dargestellten Anordnung sind je drei Entladungsstrecken einer Halbgruppe in einem Gefäß mit gemeinsamer Kathode zusammengefaßt. Es können statt dessen auch einanodige Gefäße verwendet werden: Jeweils drei Entladungsstrecken, die von um i2o° in der Phase gegeneinander versetzten Spannungen gespeist werden, sind in einem Gefäß zu einer Teilgruppe zusamm@engefaßt und die gemeinsamen Kathodenleitungen je zweier um 6o° gegeneinander phasenverschobenen Teilgruppen über eine Kommutlerungswicklung 11, 12 miteinander verbunden. Die Mittelanzapfungen der Kommutierungswicklungen sind an den negativen Pol .des Gleichstromnetzes r angeschlossen.
• Abb. 2 zeigt die Verbesserung der erzeugten Spannungskurve a bei Anwendung des Erfindung sgedankens im Vergleich zur Spannungskurve einer normalen Sechsphasenschaltung b bzw. Zwölfphasenschaltung c. Die Welligkeit ist die gleiche wie bei der Zwölfphasenschaltung, jedoch ist die Kurve vor allem in ihrem Scheitelabschnitt breiter als jene und somit günstiger. Abb.3 zeigt ein Oszülogramm zweier um go° gegeneinander verschobener Spannungen, wie sie mit einer Schaltung gemäß Abb. i gewonnen wurden.
• Die Erfindung hat außer den genannten Vorzügen noch den Vorteil, daß der Kommutierungsgenerator statt der sechsfachen nur die dreifache Frequenz zu liefern hat, so daß in vielen Fällen normale Maschinen, mit dreifacher Drehzahl betrieben, verwendet werden können. Die Leistung; die der Kommutierungsgenerator aufzubringen hat, beträgt; wie die Versuche ergeben haben, weniger als 150/0 der Nutzleistung, während sie beispielsweise bei der bekannten Sechsphasenschaltu-ng mit einfachem Kommutierungstransförmator fast doppelt so groß ist.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstreck:en arbeitender Wechselrichter; der ein Wechselstromnetz ohne taktgebende Spannung speist, bei dem ferner die Kommutierung zwischen den einzelnen Phasen mittels besonderer Zusatzspannungen in den Hauptstromkreisen bewirkt wird und bei dem die zur Umformung des Stromes dienenden Entladungsstrecken in zwei gegeneinander um in der Phase versetzten Gruppen (p _ 12, it = eine ganze Zahl) an das ,n # 7-phasige Primärsystem eines oder mehrerer Transformatoren angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Entladungsstrecken in zwei kathodenseitig über eine zusätzliche Kommuterungs-Wicklung miteinander verbundene und mit einer zegenseitigen Phasenverschiebung von - betriebene Teilgruppen aufgelöst ist und daß die Spannungen der den beiden Gruppen zugeordneten. zusätzlichen Kommutierungswicklungen eine gegenseitige Phasenverschiebung von go° aufweisen.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Kommutierungswicklungen als Wicklung eines Kommutierungsgenerators ausgebildet sind, dessen Frequenz gleich der zu erzeugenden Netzfrequenz ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß. die Kommutierungswicklungen als Kommutierungstransform.ator ausgebildet sind, der voxi einem besonderen Generator Frequenz gespeist wird. q..
4. Anordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, d.aß der mehrphasige Netztransformator als Manteltransformator mit freiem magnetischem Rückschluß ausgebildet ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, d.aß für jede Phase der zu erzeugenden Netzwechselspannung ein Einzeltransformator vorgesehen ist.
6. 6. Anordnung nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die sämtlichen, Entladungsstrecken in vier Entladungsgefäßen mit angeordnet sind, deren Kathoden mit den Enden der im gemeinsamen Mittelpunkt an den negativen Gleichstrompol angeschlossenen Kommutierungswicklungen verbunden sind.