-
Anordnung zurinergieübertragung zwischen zwei Gleichstromnetzen oder
zwischen einem Gleichstrom- und eineng Wechselstromnetz Es sind bereits Anordnungen
bekanntgeworden, bei denen mit Hilfe von gittergesteuerten Dampf- oder Ga sentladungsstrecken
unter Zwischenschaltung energiespeichernder Mittel Gleichstrom einer Spannung in
solchen anderer, vorzugsweise höherer Spannung übergeführt wird. Die verwendeten
Energiespeicher bestehen dabei aus Induktivitäten, die auf einem mehrschenkligen
Kern untergebracht sind, wobei .den auf jedem Schenkel aufgebrachten Wicklungen
jeweils ein Kondensator parallel geschaltet ist und die äußeren Wicklungsenden dieser
Speicherinduktivitäten über Entladungsstrecken mit den Polen der speisenden Gleichstromquelle
verbunden sind. Anzapfungen der Wicklungen führen über trä.nsformatorische mehrphasige
Induktivitäten zum Pol des anderen Gleichstromnetzes, während der andere Pol dieses
Netzes mit dem des speisenden Netzes übereinstimmt. Bei einer bekannten Anordnung
wurde bereits angegeben, daß bei entsprechender transformatorischer Kopplung mit
den mehrphasigen induktiven Wicklungen des Wechselstromzwischenkreises ein mehrphasiges
Wechselstromnetz gespeist werden kann. Dabei wird aber die Charakteristik der Übertragungsanordnung
nicht geändert, d. h. die Konstantspannung des Gleichstromnetzes wird in eine Konstantspannung
des Wechselstromnetzes übergeführt.
-
Die Erfindung befaßt sich nun mit der Aufgabe, aus einem Gleichstromnetz
konstanter
Spannung ein anderes mit Konstantstromcharakteristi'k
zu speisen. Zu diesem Zweck dienen im allgemeinen die von B o u c h e r o t angegebenen
und unter dem Namen Kondensatortransformatoren bekanntgewordenen Schaltungen, die
:aus, einer Kombination von einer oder mehreren Drosseln und Kondensatoren bestehen.
Durch Einfügen von Entladungsstrecken in deren Stromkreis läßt sich dann die Energieübertragung
unmittelbar aus einem Gleichstromnetz konstanter Spannung in ein Wechselstromnetz
konstanter Stromstärke oder umgekehrt durchführen, wobei gegenüber den bekannten
Anordnungen mit Wechselstromzwischenkreis der Vorteil besteht, daß dabei die Energiespeichermittel
wesentlich besser ausgenutzt und demgemäß in ihren Typenleistungen kleiner ausgelegt
werden können, da hierbei die störenden Gleichstromkomponenten im Wechselstromzwischenkreis
vermieden werden.
-
Die Anordnung gestattet es ferner, Blindlast zu liefern und mit einem
geringen Aufwand an Induktivitäten'im Gleichstromkreis zu arbeiten, so daß der Wirkungsgrad
der Anlage ein Optimum wird. Der Erfindungsgedanke beruht auf der Überlegung, daß
durch die Einschaltung einer transformatorähnliehen Anordnung, die Energiespeicherungsmittel
besitzt, in Verbindung mit gesteuerten Entladungsstrecken in den speisenden Gleichstromkreis
eine Umwandlung der konstanten Spannung in konstanten Strom erfolgen und gleichzeitig
für die als Wechselrichter arbeitende Gruppe von Entladungsstrecken eine Kommutierungsspannung
erhalten werden kann.
-
Erfindungsgemäß werden daher zwei gegebenenfalls wieder aus Untergruppen
bestehende Gruppen von Entladungsstrecken vorgesehen, von denen die eine Gruppe
im Gleichstromkreis mit einem aus auf einem mehrschenkligen Kern aufgebrachten Wicklungen
'bestehenden Kommutierungstransformator, der Energie speichernde Mittel besitzt,
in Reihe geschaltet ist und von denen die andere im wesentlichen im Gleichrichterbetrieb
arbeitende Gruppe von Entladungsstrecken, denen die erforderlichen Kommutierungsspannungen
aus den Energie speichernden Mitteln geliefert werden, entweder über galvanisch
gekoppelte Sekundärwicklungen zwischen die Anoden der ersten Gruppe von Entladungsstrecken
und derjenigen Gleichstromseite eingefügt ist, die nicht mit den Kathoden der ersten
Entladungsstreckengruppe verbunden ist, oder welche über induktiv gekoppelte Sekundärwicklungen
im Wechselstromnetz bzw. dem zweiten Gleichstromnetz liegt. Dabei wird die magnetomotorischeKraft
des Kommutierumgstransformators durch geeignete Bemessung der vorgesehenen Energiespeicher
und der Brenndauer der ersten Gruppe von Entladungsstrecken unter gleichzeitiger
Rege--Jung der mit veränderlicher gegenseitiger Phasenverschiebung gegenüber der
ersten Gruppe von Entladungsstrecken arbeitenden zweiten Gruppe von Entladungsstrecken
konstant oder annähernd konstant gehalten, damit das Eingangs- oder Ausgangsnetz
eine Konstantstromcbarakteristik erhält. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung
erfolgt hierbei die Regelung der Leistungsübertragung durch Änderung der Gittersteuerungsfrequenz
der gesteuerten Entladungsstrecken und/oder der Veränderung des Phasenverschiebungswinkels
zwischen den Zündeinsatzpunkten der beiden Gruppen von Entladungsstrecken. B.eeinflußt
werden kann die Größe der Energieübertragung ebenfalls noch durch Änderung des übersetzungsverhältnisses
zwischen den primären und sekundären Wicklungen des Kommutierungstransformators,
obwohl man das im allgemeinen urgeändert lassen wird. Gleichfalls kann, auch nur
in den seltensten Fällen möglich, eine Regelung durch Größenveränderung der Energiespeicherungsmittel,
beispielsweise der hauptsächlich hierzu verwendeten Kondensa-. toren herbeigeführt
werden.
-
Man kann theoretisch nachweisen, daß bei der Benutzung des oben erfindungsgemäß
genannten Transformators in Verbindung mit Schaltelementen, die Charakteristiken
ähnlich den gesteuerten Entladungsstrecken besitzt, die Summe der im Kommutierungstransformator
fließenden Wechselstromflüsse gleich Null ist. Gleichzeitig ist damit die Summe
der einzelnen Phasenspannungen des Transformators gleich Null. Da diese Spannungen
an den Kondensatoren gleichermaßen erscheinen, ist die Summe der Kondens@atorströme
gleich Null. Wenn man nun annimmt, daß zu gewissen Zeiten gleichzeitig Strom in
entsprechenden Entladungsstrecken der beiden Gruppen, die einer und derselben Phase
zugeordnet sind, fließen, so folgt aus der Summenbeziehung, daß auch Strom in den
anderen Kondensatoren fließen muß und infolgedessen auch in den zugeordneten Transformatorwicklungen.
Solche Ströme würden einen Wechselfluß zur Folge haben, es sei denn, daß die magnetomotorischen
Kräfte an allen drei Phasen gleich groß sind. Es sind magnetomotorische Kräfte vorhanden,
die einen Endenstreufluß der Wicklungen des Transformators verursachen, d. h. einen
Streufluß zwischen den beiden Querjochen des mehrphasigen Transformators. Da die
Ströme in beiden Teilwicklungen einer Phase gleich groß und konstant sind und keine
anderen
Stromquellen für diese Ströme vorhanden sind, tritt ein
:konstanter Endenstreufluß auf.
-
An Hand der Abb. i bis 13 soll der Erfindungsgedanke näher erläutert
werden. Die Abb. i zeigt die Übertragung von Gleich-. stromkonstantspannung aus
dem Netz io in Wechselstrom konstanter Stromstärke in das Netz i i. Die Gesamtanordnung
enthält einen vielphasigen Kommutierun.gstransformator.13, der die Schenkel 12"
bis i2, besitzt. Jeder Schenkel enthält eine Wicklung 1.4, 15 und 16, zu der parallel
ein Energiespeicher, beispielsweise ein Kondensator, liegt. Die Kondensatoren 17
bis i9 können auch Teilen der Wicklungen 14 bis 16 parallel geschaltet werden. Auf
der einen Seite sind die Wicklungen 14. bis 16 mit dem Gleichstromleiter io verbunden,
auf der anderen Seite mit dem anderen Gleichstromleiter über gesteuerte Entladungsstrecken
12 bis 23, vorzugsweise solche mit Dampf- oder Gasfüllung.
-
Der Wechselstromkreis i i ist an einen Transformator mit den Wicklungen
24. bis 26 geführt, die als Sekundärwicklung für die in den Umformungseinrichtungen
enthaltenen, auf gleichem Schenkel aufgebrachten Wicklungen 27 bis 29 dienen. Der
Stromfluß durch die letztgenannten Wicklungen wird durch die Entladungsstrecken
3o his 32 geregelt, die an die einen Enden dieser Wicklungen angeschlossen sind.
Das andere Ende jeder dieser Wicklungen liegt zwischen dem Kommutierungstransformator
13 und - der entsprechenden Entladungsstrecke 21 bis 23. Der gemeinsame Kathodenpunkt
der Entladungsstrecke 3o bis 32 ist durch den Leiter 33 über die Gleichstromdrossel
34 mit dem positiven Pol der Gleichstromleitung io verbunden. Entladungsstrecken
mit gleichem Kathodenpotential können aber auch, wie bekannt, zu einem einzigen
Gefäß mit gemeinsamer Kathode zusammengezogen. werden.
-
Die Gitter der Entladungsstrecken werden von einer Wechselspannungsquelle
35 über Zwischentransformatoren 36 und 38 und einem Drehregler 37 gesteuert. Strombegrenzende
Widerstände im Giiterkreis können, sofern nötig, vorgesehen werden. Die Größe und
die Richtung der Energieübertragung kann, wie bereits gesagt, durch Änderung der
Frequenz und Phasenlage der Gittersteuersp.annung 35 erreicht werden. Zur Lieferung
eines angenähert konstanten Gleichstromes wurde noch die Drosselspule 39 in den
Gleichstromkreis eingeschaltet. An Stelle der Kapazitäten 17 bis i9 können natürlich
auch andere der Energiespeicherung dienende Mittel Verwendung finden.
-
Die Arbeitsweise der Anordnung beruht, wie schon angedeutet, darauf,
daß di.eEnergiespeicher des Kommutierungstransformators 13 den gesamten magnetischen
Fluß in jedem Schenkel des Kommutierungstransformators konstant zuhalten versuchen.
Jede der Entladungsstrecken 21 bis 23 hzw. 3o bis 3 2 führt bei der ,dargestellten
dreiphasigen Anordnung während etwa 12o° Strom, und zwar mit einer Frequenz, die
der Gittersteuerungsfrequenz der Spannungsquelle 35, die gleich oder größer als
die Frequenz ;des Wechselstromes i i sein kann, entspricht. Dabei werden die Entladungsstrecken
der unteren Gruppe" zeitlich .abweichend von denen der oberen Gruppe, zweckmäßigerweise
voreilend, leitend. Dieser Voreilungswinkel liegt zwischen den Werten o° und i8o°.
Er kann eingestellt werden mit Hilfe des Drehreglers 37, der gleichzeitig die Größe
und Richtung des Energieflusses regelt. Dieser Fluß ist, wie schon gesagt, abhängig
von dem Übersetzungsverhältnis des Transformators, der Größe .der Wicklungen 1d.,
15 rund 16, der Energiespeicher, der Frequenz der Gittersteuerung und eben der unterschiedlichen
Phasenlage des Leitendwerdens der einen Gruppe von Entladungsstrecken gegenüber
der der anderen.
-
Nimmt man an, daß die Entladungsstrecke 21 mit einer Nacheilung von
i2o° .gegenüber der Entladungsstrecke 3o ausgesteuert wird, so wird zunächst die
Entladungsstrecke 30 für i2o° Strom führen. Da durch vorherliegen-des Arbeiten der
Entladungsstrecke 21 der Kondensatör 17 aufgeladen worden ist und sich danach über
die Wicklung 14 umgeladen hat, ist ein solcher Stromfluß durch die Entladungsstrecke
30 möglich. Nach i2o° wird die Entladungsstrecke 2 1 leitend, und der Stromfluß
der Entladungsstrecke 3o setzt aus. Der Kondensator 17 wird sich in diesen i2o°
über die Entladungsstrecke 21 wieder aufladen. Während der verbleibenden 12o° sind
die beiden Entladungsstrecken 21 und 30 stromlos. Während dieser Zeit entlädt sich
der Kondensator 17 über die Wicklung 14. und hält dadurch die magnetomotorische
Kraft der Transformatorwicklung auf einem annähernd konstanten Wert. Dabei wechselt
er seine Polarität und ist dann in der Lage, wieder eine Stromführung in der Entladungsstrecke
30 zu ermöglichen. Es zeigt sich, daß die Energiespeicher 17 bis i9 nicht
nur eine Kommutierungsspannung für die Entladungsstrecken 21 bis 23 liefern, sondern
auch als Energiespeicher für die Entladungsstrecken 3o bis 32 dienen. Es ist bereits
gesagt worden, daß die Energierichtung nicht festliegt, sondern beliebig zwischen
dem einen und anderen Netz wechseln kann.
-
Die Abb. 2 unterscheidet sich von der vorhergehenden Abbildung nur
dadurch, daß die
Sekundärwicklungen des Ausgangstransformators geteilt
sind und demzufolge eine Vervielfältigung der Ausgangsentladungsstrecken vorgesehen
wird. In der Abb. :2 sind, wie auch in den folgenden Abbildungen, de gleichen bzw.
entsprechenden Schaltungselemente wie in Abb. i mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Die Entladungsstrecken 3o bis 32 und 3ö bis 32' sind an die Wicklungen .1o bis 4,;
angeschlossen. Da die Entladungsstrecken 21 bis 23 mit der doppelten Frequenz gegenüber
den doppelt vorgesehenen Entladungsstrecken der i4usgangsseite gesteuert «-erden
müssen, werden ihnen über den Dreh-, regler 37 Wechselspannungen zugeführt, .die
in den Transformatoren 52 bis 5.4 mit Hilfe der Gleichrichter 55 und der Widerstände
56 in solche doppelter- Frequenz umgewandelt wurden. Die Gitter der Entladungsstrecken
3o bis 32 und 30' bis 3-2' -werden über den Transformator 57 gespeist. Da
die Frequenz in dem Kommutierungstransformator durch die Anordnung nach er Abb.2
verdoppelt wird, so kann eine Erniedrigung der Größe der Energiespeicher und auch
eine Verkleinerung des Transformatoreisens vorgenomrnen werden. Gleichzeitig wird
wegen des gegenläufigen Stromflusses in den Windun gen 40 und 41 eine unerwünschte
Gleichstromvormagnetisierung im Schenkel des Ausgangstransformators vermieden.
-
Bei den Anordnungen, die bereits bekanntgeworden sind, bestand der
Nachteil, daß die zu kuppelnden Netze galvanisch miteinander verbunden waren. Gemäß
einer Weiterbildung der Erfindung kann auch dieser Nachteil unter gleichzeitiger
Beibehaltung aller Vorteile der obengenannten Art vermieden werden. Die Verbindung
--wischen den Primär-und den Sekundärwicklungen des Kommutierungstransformators
wird nicht mehr wie auch in den Abb. i und 2 galvanisch, sondern nur noch induktiv
durchgeführt. Die Bedingungen für die Konstanz der magnetomotorischen Kräfte ,bleibt
dabei dieselbe wie für die vorhergehenden Anordnungen.
-
In der Abb. 3 wird Energie zwischen einem Konstantspannungssystem
io und einem Konstantstromsystem i i' übertragen. Die Anordnung enthält Energiespeicher
und einen Kommutierungstransformator, der aus einem dreiteiligen Eisenkern 13, dessen
nähere Ausführung in der Abb. q. gezeigt ist, besteht. Jeder Schenkel besitzt zwei
Wicklungen 12, his 12, bzw. 27 bis 29. Jedem zusammengehörigen Paar von Wicklungen
ist ein Energiespeicher in Form eines Kondensators 17, iL9 oder i9 zugeordnet. Die
Kapazitäten können vollständig parallel zu den Transfortnatorwicklungen geschaltet
sein oder auch parallel zu einzelnen Teilen der Wicklung liegen. Der Sternpunkt,
d. h. die Endpunkte der Primärwicklungen 1a" bis 12" sind mit j dem einen Gleichstrompol
verbunden; die noch freien Windungsenden liegen über Entladungsstrecken, vorzugsweise
solche mit Dampf- oder Gasfüllung, am anderen Gleich-Strompol io. Entsprechend liegen
die Enden der Wickhingen 27 bis 29 einerseits gemeinsam am einen Pol des Konstantstromnetzes
i i, während die übrigen Wicklungsenden ebenfalls über gesteuerte Entladungsstrecken
3o bis 3.2 zum anderen Gleichstrompol führen. Die Gitter der Entladungsstrecken
21 bis 2 3 bzw. 30 bis 32 werden mit Hilfe einer Wechselspannung
über die Zwischentransformatoren 36 und 38 von einer Wechselspannungsquelle 35 veränderbarer
Frequenz gesteuert. Da, wie schon gesagt, die Entladungsstrecken 2 1 bis 23 zu anderen
Zeitpunkten Strom führen müssen als die Entladungsstrecken 3o bis 32,
ist eine Vorrichtung 37 vorgesehen, die die relative Phasenlage der Gittersteuerspannungen
gegeneinander zu verschieben gestattet. Sofern notwendig, können in bekannter Weise
strombegrenzende Gitterwiderstände in die entsprechenden Zuleitungen geschaltet
-werden. Um einen lückenlosen Gleichstrom zu erhalten und irgendwelche Störungen
zwischen den Netzen i o und i i und der Umformungseinrichtung zu vermeiden, sind
Glättungsdrosseln 34 und 39 vorgesehen. Die Wirkungsweise der Anordnung ist, wenn
man die Streuung zwischen den Wicklungen auf den einzelnen Schenkeln des Kernes
13 klein hält, ganz ähnlich der der vorangegangenen Anordnungen. Die Wicklungen
in Verbindung mit den Kapazitäten versuchen, die gesamte magnetomotorische Kraft
in jedem einzelnen Schenkel des Kernes 13 auf einem annähernd konstanten Wertzuhalten.
Die Entladungsstrecken 21 bis 32 führen jede während 12o elektrischer Grade Strom;
dabei wird jede Entladungsstrecke in einem vorbestimmten Takt leitend, und zwar
mit einer Frequenz, die der des Stromkreises 35 entspricht. Um ein einwandfreies
Arbeiten der Anordnung zu erhalten, muß die untere Gruppe der Entladungsstrecken
vor den Entladungsstrecken der oberen Gruppe leitend werden. Dieser Voreilungswinkel
z-veier entsprechender Entladungsstrecken, beispielsweise der Entladungsstrecken
21 und 3o, be-wegt sich in den Grenzen von o° bis 18o°, d. h. er muß etwas größer
als o° und etwas kleiner als i8o° sein. Der Drehregler 37 gibt die D-lög@ichkeit,
diesen Voreilungswinkel einzustellen und damit gleichzeitig die Größe der Energieübertragung
zwischen den beiden Gleichstromnetzen zu regeln. Der Voreilwinkel zwischen den beiden
Gruppen von Entladungsstrecken soll beispielsweise i2o° betragen.
Die
Entladungsstrecke 30 wird daher während i2o° leitend sein, ehe die Entladungsstrecke
2i Strom führt. Während dieser Zeit wird sich der Kondensator 17, der sich auf ein
bestimmtes Potential aufgeladen hat, über die Wicklung 12" entladen, so daß zufolge
der magnetischen Verkettung mit der Wicklung 27 Energie der Entladungsstrecke
30 zugeführt wird. Zu Ende der Stromführung der Entladungsstrecke
30 wird die Entladungsstrecke 2i leitend, und die Entladungsstrecke
30 wird stromlos. Daher kann der nunmehr über :die Entladungsstrecke 2i fließende
Strom den Kondensator 17 während der Stromführungszeit aufladen und eine Energiespeicherung
vornehmen. Gegen Ende der Stromführung der Entladungsstrecke 2i wird der Strom von
dieser Entladungsstrecke auf eine der beiden anderen der gleichen Gruppe übergehen.
Die betrachteten Entladungsstrecken 2i und 30 sind während der `-erbleibenden i2o°
der Periode stromlos. Während :dieser Zeit entlädt sich der Kondensator 17 über
:die Transformatorwicklung 1z" und hält damit die magnetomotorische Kraft in dieser
Transformatorwicklung auf einem konstanten Wert: Dabei kehrt er seine Polarität
um, so daß er :dann eine derartige Spannun- besitzt, daß er beim Leitendwerden der
Entladungsstrecke 30 in der Lage ist, Energie in :den Gleichstromkreis 1i'
zu liefern. Es zeigt sich daher ,auch hier wieder, @daß die Kondensatoren 17 bis
i:9 in Verbindung mit dem Transformator nicht nur eine Kommutierungsspannung liefern,
die den Stromübergang zwischen den Entladungsstrecken 21 bis 23 ermöglicht, sondern
daß diese auch als Energiespeicher für die Stromkreise der Entladungsstrecken 3o
bis 3,2 :dienen. Es ist bisher davon dieRede gewesen, daß eineEnergierichtung vom'
Gleichstromnetz io zum Gleichstromnetz i i' eingehalten wurde. Der Energiefluß kann
selbstverständlich auch in der umgekehrten Richtung vor sich gehen. Es ist bereits
mehrfach betont worden, daß durch Änderung der Frequenz der Gittersteuerwechselspannung
3,5 die übertragene Leistung in Größe und Richtung geregelt werden .kann.
-
In der Abb. 5' ist eine Anordnung dargestellt, die in entsprechender
Weise arbeitet, wie die Anordnung nach Abb. i. In diesem Falle wird jedochEnergie
von einem Wechselstromnetz io konstanter Spannung in ein Gleichstromnetz i i* konstanten
Stromes über- j tragen. Da der Aufbau im wesentlichen der gleiche ist wie der der
Abb. i, sind für die entsprechenden Schaltelemente die gleichen Bezugszeichen gewählt
worden. Die Primärwicklung 42- und die Sekundärwicklung 43 des Wechselstromtransformators
liefern den Wicklungen 12a bis 12, und den angeschlossenen Kapazitäten eine Wechselspannung.
Die freien Enden der Wicklungen sind über gesteuerte Entladungsstrecken 40 und eine
Drosselspule 34 mit dem Sternpunkt der .Wicklung 43 verbunden. Die Anordnung kann
selbstverständlich auch so getroffen werden, daß, wie in Abb. i, cinanodige Gefäße
Verwendung finden.
-
Die Anordnung nach Abb.6 ist nur insofern unterschiedlich, als dort
von einem Gleichstromnetz io konstanter Spannung ein Wechselstromnetz i i konstanten
Stromes gespeist werden kann, und zwar über die Wicklungen 44 und 45.
-
Sofern es wünschenswert erscheint, eine Energieübertragung von größeren
Leistungen sicherzustellen, wird man sich Anordnungen bedienen, die so aufgebaut
sind, wie es Abb. 7 zeigt. Insbesondere trifft das für solche Anordnungen zu, die
aus einem Wechselstromnetz konstanter Spannung ein Gleichstromnetz konstanten Stromes
speisen sollen. Die in der Abb.7 dargestellte Anordnung kann jedoch auch so betrieben
werden, daß die Energierichtung vom Netz ii zum Netz 1o ist. Die Anordnung enthält
zwei Kommutierungstransformatoren 12 und 12", die jeder einen dreischenkligen Kern
besitzen. Das ist insbesondere in der Abb.7a und 7b dargestellt. Jeder Schenkel
des Transformators 12 besitzt eine primäre und eine sekundäre Wicklung 12a, 12b,
12, bzw. 27, 28, 29. Einer Wicklung jedes Schenkels ist jeweils ein Kondensator
17 bis i9 zugeordnet. Das gleiche gilt auch für den Transformator 12", ,der Wicklungen
12ä', 12b"2 12c ` und 27",
28", 29" und Kondensatoren 17", i8"2 19"
enthält und dessen Einzelheiten in ,der Abb. 7 b dargestellt sind. Gas- oder Dampfentladungsstrecken
21, 22, 23 bzw. .2i", 22", 23:' und 30, 31, 32 bzw. 30", 31",
32" bewirken die Umformung des zugeführten Wechselstromes und sind im übrigen
jeweils zwischen ein Netz und die freien Enden der Wicklungen des Kommutierungstransformators
geschaltet. Der gemeinsame Kathodenpunkt der Entladungsstrecken ist über eine Drosselspule
39' bzw. 39" mit dem gemeinsamen Sternpunkt der Wicklungen verbunden. Zur Glättung
ist in dem Gleichstromkreis ii noch eine-DrosselsPule 34 eingeschaltet. Die Gitter
der Entladungsstrecken werden über phasendrehende Vorrichtungen 36, 37 und 38 unter
Zwischenschaltung weiterer Transformatoren gesteuert. Selbstverständlich können
auch hier mehrere Entladungsstrecken mit gleichem Kathodenpotential zu einem Gefäß
zusammengezogen werden.
-
Bei der vorliegenden Ausführung sind die Entladungsstrecken auch während
je 12o° leitend. Auch hier gilt in gleicher Weise die
Bedingung,
daß die Entladungsstrecken der einen Gruppe zeitlich vor dem Entladungseinsatz der
Entladungsstrecken der anderen Gruppe leitend sein müssen, und zwar vor den Entladungsstrecken,
die an Wicklungen auf dem gleichen Schenkel angeschlossen sind. Es gelten die gleichen
Bedingungen für die Größe und Regelung der Energieübertragung, wie sie weiter oben
an Hand der Abb. I genannt wurden.
-
Ist z. B. die Entladungsstrecke 30 leitend, und zwar während 1-2o
elektrischer Grade, so ist dabei die Entladungsstrecke 21 stromlos. Der geladene
Kondensator 17 hat sich über die Wicklung 12" umgeladen, so daß die Entladungsstrecke
30 in der Lage ist, Strom zu führen. Zufolge der magnetischen Kopplung der
Wicklungen 12" und 27 wird nach 1-2o° die Entladungsstrecke 21 leitend, und der
Kondensator 17 kann während dieser Stromführung aufs neue geladen werden. Der Strom
geht bei Beendigung der Stromführung der Entladungsstrecke 21 auf eine der Entladungsstrecken
22 oder 23 über. Die betrachteten Entladungsstrecken 21 und 30 bleiben während der
verbleibenden i2o° der Periode stromlos. Während .dieser Zeit entlädt sich _der
Kondensator 17 über die Wicklung 12" so daß die magnetomotorische Kraft dieser Transformatorwicklung
konstant bleibt. Der Kondensator kehrt dabei seine Spannungsrichtung um, so daß
er zu Beginn der Stromführung der Entladungsstrecke 30 wieder Energie an
diese abgeben kann. Die gleiche Arbeitsweise gilt für .die entsprechenden anderen
Entladungsstrecken. Es wird also während der Zeit, während der die Entladungsstrecke
30 leitend ist, ein Strom durch .die Drossel 39"' - und die Wicklung 29" fließen,
d. h. während der ersten 6o° der Stromführung, während der zweiten 6o° der Brenndauer
der Entladungsstrecke 30 fließt ein Strom .durch die Wicklung 28". Entsprechend
gilt für die Entladungsstrecke 21, daß der Stromfluß während der ersten 6o° ihrer
Stromführung die Drosselspule 39' und die Wicklung i2'' sowie die Entladungsstrecke
23" durchsetzt, während der nächsten 6o° hingegen die Wicklung 12-b" und die Entladungsstrecke
22".
-
Die Abb.8 unterscheidet sich von der Abb.7 nur insofern, als .der
der Wechselstromseite iö zugeordnete Umformungsteil entsprechend vielphasiger ausgebildet
wurde, wodurch es gelingt, die Frequenz im Kommutierungstransformator entsprechend
zu erhöhen. Weiter unterscheidet sich die Anordnung noch :dadurch, daß die Energiespeicher
parallel zu den der Gleichstromseite i i** zugeordneten Transformatorwicklungen
geschaltet wurden. Im übrigen sind gleiche. Bezugs, -1 zeichen wie in der
Abb. 7 verwendet worden. Die entsprechend vervielfältigten Wicklungen des Kommutierungstransformators
auf der Wechselstromseite haben die Bezugszeichen a, b und c erhalten. Die Anordnung
der Wicklung auf den einzelnen Transformatorschenkeln zeigen die Abb. 8a und 8b.
Die gleichen Vervielfältigungen mußten natürlich auch für dieAnordnung der Entladungsstrecken
durchgeführt «erden.
-
Die Gitter der Entladungsstrecken «-erden von einer Wechselspannungsquelle
61 gespeist, die eine vom Netz io' abweichende Frequenz besitzt, vorzugsweise eine
höhere Frequenz. Die Gitter der Entladungsstrecken werden von der Wechselpannungsquelle
61 über den Drehregler 56' und die Transformatorenwicklungen 57' bis 6ö gesteuert.
Die Steuerurig der übrigen Fntladungsstreckert über die Zw ischentransformutoren
62 bis 67 geht unmittelbar aus der Abb. 8 hervor. Da die Steuerfrequenz im allgemeinen
höher als die Frequenz des Netzes iö ist, so werden auch die Entladungsstrecken
mit einer gegenüber der der speisenden Spannung vervielfachten Frequenz leitend
werden. Dadurch wird die Größe sowohl des Kommutierungstransformators als auch der
Energiespeicher wesentlich herabgesetzt.
-
Gewisse Vereinfachungen in bezug auf den Aufbau des Kommutierungstransformators
können dann erhalten werden, wenn man beim Kommutierungstransformator selbst eine
Zickzackschaltung anwendet. Man braucht bei dieser Anordnung die aufgestellte Forderung
der Konstanz der magnetomotorischen Kraft nicht in so strengem Maße aufrechtzuerhalten.
Die Abb. 9 zeigt den Aufbau einer derartigen Schaltung. Die' Energieübertragung
geschieht wieder zwischen den Netzen io und i i, wovon das eine ein Konstantspannungs-
und das andere ein Konstantstromsystem ist. Der dreischenklige Kommutierungstransformator
13, der nochmals in der Abb. io dargestellt wurde, besitzt die Wicklungen 12Q, 12j"
12,. und 68, 69, 7o, die den Entladungsstrecken 21 bis a3 zugeordnet sind, und die
Wicklungen 27, 28, 29 und 71, 72, 73, die den Entladungsstrecken
30 bis 32
zugeordnet sind. Die Wicklungen sind miteinander verbunden,
so daß sie, wie das die Abb..x i zeigt, eine Zickzackwicklung bilden. Diese sind
jeweils ganz oder zum Teil vom Energiespeicher (Kondensator 17 bis 19) überbrückt.
Der Hauptvorteil dieser Schaltung ist darin zu sehen, daß diese Wicklungsanordnung
an den einzelnen Schenkeln auftretende Gleichstromflüsse vermeidet bzw. ihre Wirkung
kompensiert. Die Entladungsstrecken 2i, 22 23 bzw. 30, 31, 32 werden von einer Wechselspannung
35 über die
Transformatoren 36 und 38 und gegebenenfalls über einen
Drehregler 37 gesteuert. In den Gleichstromkreisen io und ii sind noch Glättungsdrosseln
34 und 39 vorhanden.
-
Wie auch aus der Abb. i i hervorgeht, wird eine Gleichstromkomponente,
die zufolge eines Stromflusses durch eine Entladungsstrecke in der Wicklung 12"
induziert wird, durch eine-entsprechende Gegenkomponente der Wicklung 68 eliminiert
werden. Der Vorgang der Energieübertragung unterscheidet sich bei der vorliegenden
Anordnung nicht von dem der vorhergehenden Abbildung. Zuerst arbeitet die Entladungsstrecke
30, währenddessen ist die Entladungsstrecke 21 stromlos, sodann (nach i-go°) führt
die Ent-. ladungsstrecke 21 Strom. Der vorher entladene Kondensator 17 wird wieder
geladen. Während der Stromlosigkeit beider Entladungsstrecken 21 und 30 entlädt
sich der Kondensator 17 über die Wicklung 12" und 68 dergestalt, daß .eine Gleichstromflußkomponente
den durch die Wicklung 70 induzierten Fluß aufhebt.
-
Man ist jedoch, wenn man schon zur Zickzackschaltung übergeht, nicht
mehr daran gebunden, einen dreiphasigen Transformator zu verwenden, sondern man
kann auch mehrere Einphasentransformatoren, so wie das die Abb. 12 zeigt, benutzen.
Die Einphasentransformatoren, die .an sich eine gleiche Anzahl von Wicklungen tragen
wie der weiter oben geschilderte Dreiphasentransformator, müssen mit einer zusätzlichen
Wicklung 74 bis 76 versehen werden. Die Wicklungen sind in Reihe geschaltet (Tertiärwicklung)
und dienen dazu, Ungleichmäßigkeiten zwischen den einzelnen Einphasentransformatoren
auszugleichen und gleichzeitig die magnetomotorisch e Verkettung, die bei den einzelnen
Schenkeln der vorhergehenden Abbildungen durch das Joch gegeben waren, sicherzustellen.
-
Man kann aber auch, wie das die Abb. 13 zeigt, einzelne Kommutierungstransformatoren
mit freiem magnetischem Rücks,chluß ver-,venden. Die Energieübertragung zwischen
den beiden Netzen erfolgt dann mit Hilfe je zweier Wicklungen, wobei eine der Wicklungen
primär- oder sekundärseitig mit einem Energiespeicher gekoppelt ist. Da jeder Kommutierungstransformator
einen Luftspalt besitzt, wird auch hier die Wirkung der auftretenden Gleichstrommagnetisierungsflüsse
entsprechend herabgesetzt. j