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Einrichtung zum Betrieb einer Wechselrichteranlage, bei der mehrere
Wechselstromverbraucher an einen und denselben Wechselrichter angeschlossen sind
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Betrieb einer Wechselrichteranlage,
bei der mehrere Wechselstromverbraucher, beispielsweise mehrere in der Drehzahl
regelbare Drehstrommotoren, an einen und denselben Wechselrichter angeschlossen
sind. Unter Wechselrichter ist dabei eine Stromrichteranordnung zu verstehen, welche
Gleichstrom in Wechselstrom gewünschter Frequenz umformt und dabei gas- oder dampfgefüllte
Entladungsstrecken mit steuerbarer Lichtbogenzündung verwendet. Die Erfindung betrifft
eine Verbesserung und Vereinfachung des Betriebes einer solchen Wechselrichteranlage
und besteht darin, daß der den Wechselrichter mit dem speisenden Gleichstromnetz
verbindende Schalter mit einer Einschaltspule versehen ist, deren Stromkreis außer
einer Stromquelle die Verbindungsleitung zwischen dem Nullpunkt der Sekundärwicklung
des Wechselrichtertransformators und einer sämtliche Nullpunkte der Verbraucher
verbindenden Hilfssammelschiene enthält. Der Stromkreis der Einschaltspule wird
somit geschlossen, sobald einer der Verbraucher an die von dem Wechselrichter gespeisten
Sammelschienen angeschlossen wird. Die Erfindung hat den Vorteil, daß der Wechselrichter
nur dann eingeschaltet wird, wenn mindestens einer der von ihm gespeisten Wechselstromverbraucher
Energie bedarf, daß also unnötiger Leerlauf des Wechelrichters vermieden wird. Blindstromv
erbraucher, welche auf der Wechselstromseite des Wechselrichters liegen und für
die Aufrechterhaltung eines stabilisierten Wechselrichterbetriebes notwendig sind,
werden ebenfalls nur in Betrieb genommen, wenn ein Verbraucher tatsächlich eingeschaltet
ist.
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Das Prinzip einer Hilfsschaltung, welche einen Umformer an das ihn
speisende Netz anschließt, sobald ein Verbraucher an den
Umformer
bzw. das von diesem gespeiste Netz angeschlossen wird, ist an sich bekannt. Es ist
beispielsweise vorgeschlagen worden, für einen einzelnen Verbraucher, der über einen
ihm zugeordneten Gleichrichter an ein Wechselstromnetz angeschlossen ist, eine Verriegelungsschaltung
vorzusehen, die aus einer Vielzahl von sich gegeneinander verriegelnden Relais besteht
und durch diese Relais dafür sorgt, daß das vorgenannte Prinzip erfüllt wird. Die
Erfindung löst dieses Prinzip für das Sondergebiet des Wechselrichters mit ganz
wesentlich einfacheren Mitteln. Besonders Hilfsrelais o. dgl. sind b--i der Erfindung
nicht erforderlich. Die Aufgabe wird vielmehr dadurch gelöst, daß ein ohnehin zwischen
dem Wechselrichter und, dein ihn speisenden Netz notwendiger Schalter mit einer
besonderen Schaltung für die Einschaltspule ausgerüstet wird.
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In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung iin Schaltungsschema
dargestellt. Bei der Ausführungsform nach Fig. i wird ein Wechselrichter i, welcher
mit gittergesteuerten gas- oder dampfgefüllten Entladungsstrecken arb; itet, von
einem Gleichstromnetz 2 gespeist. In der Verbindungsleitung zwischen dein Nullpunkt
des Wechselrichtertransformators 3 und der Plusleitung des Gleichstromnetzes 2 liegt
ein Schalter 4, dessen Erregerspule den Nullpunkt der Sekundärwicklung des Transformators
3 mit dem Plusleiter des Gleichstromnetzes verbindet. An das von dem Wechselrichter
gespeiste Drehstromnetz 5 sind Verbraucher 6, und 8 angeschlossen. Die Nullpunkte
dieser Verbraucher sind an eine gemeinsame Hilfssammelschiene 9 angeschlossen, die
ihrerseits über eine Drosselspule io mit dein 'Minusleiter des Gleichstromnetzes
2 verbunden ist. Parallel zum Verbraucher 8 ist eine Stützirossel i i zur Bildung
eines Hilfssternpunktes an die Sammelschiene 9 angeschlossen, weil die Wicklung
des Verbrauchers nicht wie bei den Verbrauchern 6 und 7 in Stern, sondern in Dreieck
geschaltet ist. An Stelle dieser Drossel kann auch jedes andere bekannte 'Mittel
zur Bildung eines künstlichen Sternpunktes mit Widerständen oder Drosselspulen angewendet
werden. Sämtliche Verbraucher 6 bis 8 werden über zugehörige Schalter 12 bis i4
mit dem Drehstromnetz 5 verbunden.
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Das wesentliche Kennzeichen der Schaltung der Fig. i liegt darin,
daß die Einschaltspule des den Wechselrichter mit dem Gleichstromnetz verbindenden
Schalters 4 in einem Hilfsstromkreis liegt, der eingeschaltet wird, sobald einer
der Verbraucher 6 bis 8 an das Drehstromnetz 5 angeschlossen wird. Nimmt man beispielsweise
an, daß der Verbraucher 7 durch seinen Schalter 13 mit dem Drehstromnetz 5 verbunden
wird, so wird folgender Stromkreis geschlossen: Von dem Plusleiter des Gleichstromnetzes
2 über die Schaltspule des Schalters 4, den Nullpunkt der Sekundärwicklung des WechselriclitertransforinatOrs
3, die Netzleiter des Drehstromnetzes 5, den Schalter 13, die Wicklung des Verbrauchers
7 zur Hilfssammelschiene 9 und von dieser über die Drosselspule io zurück zuin Minusleiter
des Gleichstromnetzes 2. Treibende Spannung in diesem Hilfsstromkreis ist somit
die Spannung des den Wechselrichter speisenden Gleichstromnetzes. An Stelle dieser
Spannung können auch andere Spannungsquellen beliebiger Frequenz verwendet «-erden,
die zum Einschalten des Schalters .4 zur Verfügung stehen. Die Schaltspule kann
auch an einer anderen Stelle des Stromkreises liegen, beispielsweise in der Verbindungsleitung
zwischen der Hilfssammelschiene 9 und dem Minusleiter des Gleichstromnetzes 2. Diese
Ausführungsform ist z. B. dann anzuwenden, wenn als « echselrichtertransformator
ein Spartransformator verwendet wird, bei dem Primärwicklung und Sekundärwicklung
des Transformators einen gemeinsamen Sternpunkt besitzen. Es kommt darauf an, -
daß der Schalter 4. eingelegt wird, sobald einer der Verbraucher 6 bis 8 an das
Drehstromnetz 5 angeschlossen wird und dadurch eine leitende Verbindung zwischen
dem Nullpunkt des Wechselrichtertransforrnators 3 einerseits und der allen Verbrauchern
gemeinsamen Hilfssarninelschiene 9 andererseits hergestellt wird. Die Drosselspule
io, welche zwischen die Hilfssammelschiene 9 und den Minusleiter des Gleichstromnetzes
2 geschaltet ist, dient dazu, unerwünschte Ausgleichströme, die von Sternpunktspannungen
herrühren, zu unterdrücken. Sie ist für die Durchführung der Erfindung nicht unbedingt
erforderlich.
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Es sei noch erwähnt, daß der Schalter 4, welcher im Ausführungsbeispiel
der Fig. i den Wechselrichter mit dein Gleichstromnetz verbindet, auch zur mittelbaren
Einschaltung des Wechselrichters verwendet werden kann. Es wird von der Bauart des
Wechselrichters abhängen, ob man diesen Schalter in den Hauptstromkreis des Wechselrichters
legt oder ob man ihn in den Zündstromkreis bzw. Erregerstromkreis des Wechselrichters
schaltet. Handelt es sich uni Entladungsstrecken mit Glühkathoden oder um Entladungsstrecken
mit flüssiger Quecksilberkathode und dauernd eingeschaltetem Erregerlichtbogen,
so kann der Wechselrichter unmittelbar über den Hauptstromkreis eingeschaltet werden.
Will man jedoch auch diese Stromkreise bei ausgeschaltetem Verbraucher außer Betrieb
halten;
so muß der Steuerschalter in demj enigenHilfsstromkreis liegen, der den Wechselrichterbetrieb
vorbereitet, also in dem Zündstromkreis eines Entladungsgefäßes mit flüssiger Quecksilberkathode
oder in dem Heizstromkreis bei Entjadungsgefäßen mit Glühkathode. AnAbhängigkeit
von der durchgeführten Vorbereitung dieser Hilfsstromkreise wird dann auch der Hauptstromkreis
des Wechselrichters eingeschaltet.
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In Fig.2 ist ein Ausführungsbeispiel für diese Ausführungsform der
Erfindung dargestellt. Ein Wechselrichterentladungsgefäß_ 15 besitzt eine Zündanode
Z und eine Erregeranode E. Das Entladungsgefäß ist über einen Transformator 16 an
das Drehstromnetz 17 angeschlossen und wird von der Gleichstromquelle 18 gespeist.
Der Minusleiter der Gleichstromquelle 18 ist ebenso wie bei der Schaltung nach Fig.
i über ein Hilfssammelschiene i9 an den Nullpunkt eines Verbrauchers 2o angeschlossen.
21 ist der Schalter, welcher den Wechselrichter mittelbar in Betrieb setzt, sobald
der Verbraucher 20 über den Schalter 22 an das Drehstromnetz 17 angeschlossen wird.
Die Erregerspule des Schalters 21 ist einerseits mit dein Plusleiter der Gleichstromquelle
18 und andererseits mit dem Nullpunkt der Sekundärwicklung des Wechselrichtertransformators
16 verbunden. Sobald der Schalter 21 durch den Anschluß des Verbrauchers 20 an das
Drehstromnetz 17 eingeschaltet wird, werden der Zündstromkreis und der Erregerstromkreis
des Entladungsgefäßes 15 eingeschaltet. In den Erregerstromkreis ist die Schaltspule
eines Schalters 23 geschaltet, dessen Arbeitskontakte im Hauptstromkreis des Wechselrichters,
d. h. in der Verbindungsleitung zwischen der Gleichstromquelle 18 und dem Nullpunkt
der Primärwicklung des Wechselrichtertransformators 16, liegen. Der Schalter 23
wird eingeschaltet, sobald der Erregerstrom des Entladungsgefäßes i5 betriebsbereit
ist. Umgekehrt wird der Wechselrichter durch den Schalter 23 abgeschaltet, sobald
beim Ausschalten der Belastung, d. h. beim Ausschalten des Schalters 22 des Verbrauchers
2o, der Erregerstromkreis ausgeschaltet wird. Die Reihenfolge der Schalthandlungen
beim Inbetriebsetzen des Wechselrichters ist demnach bei der Schaltung nach Fig.
2 folgende: Einschalten des Schalters 22 des Verbrauchers 2o, Einschalten des Zündstromkreises
und des Erregerstromkreises durch den Schalter 21 und Einschalten des Schalters
23 im Hauptstromkreis des Wechselrichters.
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Die Erfindung ist nicht an die besondere Bauart und Schaltung des
die Verbraucher speisenden Wechselrichters gebenden. Sie kann auch mit besonderem
Vorteil für einen Wechselrichter angewendet werden, dessen wesentliches Kennzeichen
darin besteht, daß auf der °Wechselstromseite des Wechselrichters die Parallelschaltung
einer hochgesättigten Eisenkerndrosselspule und eines Kondensators vorgesehen ist,
wobei Kondensator und Drosselspule so bemessen sind, daß die resultierende Blindstrom-Spannungs-Kenn-Linie
einen mit wachsender Spannung abnehmenden, voreilenden Blindstrom ergibt. Eine Wechselrichteranordnung
dieser Art hat den Vorteil, daß sie außerordentlich stabil arbeitet und für die
selbständige Speisung von Stromverbrauchern besonders geeignet ist. Die Erfindung
bringt für diese Wechselrichteranordnung den Vorteil, daß die Leerlaufverluste der
gesättigten Drosselspule des Wechselrichters im ausgeschalteten Zustande der Verbraucher
vermieden werden.