DE741400C - Anordnung zur lastabhaengigen Kuehlung von Stromrichtergefaessen - Google Patents

Description

• Anordnung ,zur lastabhängigen Kühlung von Stromrichtergefäßen Die Erfindung betrifft .eine besonders zweckmäßige Anordnung zur lastabhängigen Kühlung vori Stromrichtergefäßen. Erfindungsgemäß werden die Lüfter mittels einer vom Strornrichterkreis erzeugten lastabhängigen Wechselspannung betrieben, deren Grundfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Netzfrequenz ist. Diese Anordnung ist u. a. deshalb vorteilhaft, weil bekanntlich die räumlichen Abmessungen von elektrischen Geräten, die zur Übertragung einer bestimmten Leistung dienen und auf induktivem Wege wirksam sind, mit wachsender Frequenz abnehmen.
• Die Erzeugung der häherfrequenten Wechselspannung kann erfindungsgemäß durch einen Stromwandler erfolgen, der primärseitig von mehreren, vorzugsweise allen Anodenströmen des Stromrichters durchflossen wird. Es ist schon vorgeschlagen worden, zwecks lastabhängiger Kühlung von Gleichrichtergefäßen den Lüftermotor mittels in die Anodenzuleitungen eingeschalteter Wandler zu speisen, doch bildet man solche Anordnungen stets so aus, daß die Grundfrequenz der dem Lüftermotor zugeführten Spannung gleich der Frequenz der den Gleichrichter speisenden Spannung, also meist 5o Hz ist. Gemäß der Erfindung wird dagegen vorzugsweise ein einziger Stromwandler von den Strömen aller z n-Anoden eines Stromrichters gerader Phasenzahl durchflossen, und zwar ,so, daß Ströme unmittelbar nacheinander zündender Anoden den Wandler in entgegengesetztem Sinne beeinflussen. Die Grundfrequenz der erzeugten Wechselspannung beträgt dann das nfache der Netzfrequenz. Die Auslegung des für diese hohe Frequenz zu bemessenden Wandlers bzw. die Wahl des Verhältnisses zwischen Eisen- und Kupferaufwand erfolgt in besonders vorteilhafter Weise so, daß der Wandler als Stabwan.dler ausführbar .ist.
• Die Abbildung stellt eine sechsphasige Gleichrichteranlage mit lastabhängiger Luftkühlung dar, bei der die angeführten Erfindungsgedanken verwirklicht sind. Die Anlage weist einen Gleichrichtertransformator auf. dessen alleingezeichnete Sekundärwicklung mit i bezeichnet ist. Das etwa aus Glas, oder auch aus Metall bestehende Stromrichtergefäß -2 besitzt sechs Hauptanoden 3 .bis 8, ferner drei Erregeranoden c} bis i i sowie drei Hilfsanoden 12 bis 1q.. Die allen diesen Anoden gemeinsame Kathode ist mit 15 bezechnet. Zur Kühlung des Stromrichtergefäßes dient der Lüfter 16. Dieser wird mittels eines Stabwandlers 1; betrieben, der einen Eisenkern 18 und eine getrennt gezeichnete Sekundärwicklung i9 aufweist. Die Primärwicklung des Stabwandlers wird durch zwei die Anodenzuleitungen dee Stromrichtergefäßes darstellende, in entgegengesetztem Sinne durchgesteckte Dreileiterkabel .2o und 21 gebildet. Die sechs aufeinanderfolgenden Phasen des Gleichrichtertransformators sind abwechselnd an je einen Leiter des ersten und des zweiten Dreileiterkabels angeschlossen, so daß jeder Kommutierung des Stromes zwischen zwei Anoden eine Richtungsumkehr der Durchflutung des Wandhers entspricht. Die Frequenz der an der Sekundärwicklung i 9 abgenommenen Wechselspannung beträgt ,daher das Dreifache der Netzfrequenz, im allgemeinen also i 5o Hz. Diese Spannung kann, wie durch die strichl.inmert geze:Iehneten Verbindungslinien angedeutet, unmittelbar .zum Antrieb eines Wechselstromlüfterinotors 1E' verwendet «erden, und zwar kann dieser beispielsweise ein Hauptstromkommutatormotor sein. Gemäß der in vollen Linien dargestellten Ausführungsart wird jedoch der höherfrequente Wechselstrom mittels der Hilfsanoden 12 und 14 gleichgerichtet und etwa über eine Glättungsdrossel 2a dem Anker des Lüftermo,tors 16 zugeführt. Dank der hohen Frequenz des gleichgerichteten Stromes ist der Aufwand für Glättungsniittel, falls solche überhaupt eigens vorgesehen «-erden müssen, nur gering. Die Feldwicklung a3 kann zwecks Speisung mit einem belastungsunabhängigen Gleichstrom, .wie gezeichnet, in den Erregerkreis des Stromrichtergefäßes geschaltet werden. Die in das Schaltbild eingezeichnete Sekundärwicklung des Erregertransformators ist mit 24 bezeichnet. An Stelle eines fremderregten Gleichstrommotors kann jedoch auch ein von der gleichgerichteten höh.erfrequenten Wechselspannung gespeister Gleichstromserienmotor verwendet werden. Der Mittelpunkt der Sekundärwicklung icg des Wandlers 1; ist an die Hilfsanode 13 angeschlossen, welche das allfällig Auftreten von Überspannungen an den Induktivitäten des Lüfterkreises bzw. des Wandlers verhindert.
• Die Drehzahl des Lüfters, dessen Leistun.gsbedarf normal der dritten Potenz, dessen 'Drehinomentsbedarf normal dein Quadrat vier Drehzahl proportional ist, wird bei der Verwendung eines Nebenschlußmotors finit der Wurzel aus dem Strom, bei Verwendung eines Serienmotors direkt mit dem Strom ansteigen. Letztere Aussage gilt unter der Annahme, daß das Feld linear mit dein Strom absteigt. Es müssen daher im allgemeinen Maßnahmen getroffen werden. um ein Durchgehen des Lüftermotors bei Cberlast oder Kurzschlüssen zu vermeiden. Man kann das allzu hohe Ansteigen der Lüfterdrehzahl bei «-achsender Stromrichterbelastung durch Ausnützen der Erscheinung der Eisensättigung vermeiden. Zu diesem Zweck wird der zur Gewinnung der höherfrequenten Wechselspannung dienende Wandler so bemessen, daß bei stärkeren Durchflutungen die Priinäramperewindungen zufolge zuneliLnender Sättigung einen raschen Anstieg erfahren, oder es kann beispielsweise der Sekundärwicklung des Wandlers eine Drosselspule parallel geschaltet «-erden, die ebenfalls so angelegt ist, daß der von ihr aufgenommene Strom oberhalb.einer bestimmten Spannung steil ansteigt.
• Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf die Kühlung von Stromrichtergefäßen 1>eschränkt. Die Erfindung kann vielmehr in gleicher Weise bei allen L'mforinungseinrichtungen oder sonstigen elektrischen Anlagen angewendet «-erden, deren Stromverlauf <lein eines Stromrichters entspricht.

Claims (13)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur lastabhängigen Kühlung von Stromrichtergefäßeri, dadurch gekennzeichnet, daß die Lüfter mittels einer vom Stromrichterkreis erzeugten lastabhängigen Wechselspannung betrieben werden, deren Grundfrequenz ein ganzzahliges Vielfaches der Netzfrequenz ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die hölierfrequente Wechselspannung einem von mehreren oder allen Anodenströmen erregten Stromwandler entnommen wird.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem 2 npliasigen, z. B. sechsphasigen, Stromrichter die Ströme aufeinanderfolgender Anoden den Stromwandler in entgegengesetztem Sinne beeinflussen, so daß die Grundfrequenz der erzeugten Wechselspannung das nfache der Netzfrequenz beträgt, bei einem sechsphasigen Gleichrichter also z. B. 15o Hz. .I.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromwandler als Stabwandler ausgebildet ist.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuleitungen zu den geradzahligen Anoden eines n-phasi:gen Stromrichters zu einem n-Leiterkabel und ebenso die Zuleitungen zu den ungeradzahLigen Anoden zu einem zweiten n-Leiterkabel zusammeng@efaßt sind und daß die beiden. n-Leiterkabel in entgegengesetztem Sinne durch den Stabwandler durchgesteckt sind.
6. 6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die höherfrequente Wechselspannung gleichgerichtet und gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Glättungsmitteln einem als Gleichstrommotor ausgebildeten Lüftermotor zugeführt ist.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, .daß der Gleichstrommotor eine vom Erregerkreis des Stromrichters gespeiste Feldwicklung besitzt.
8. 8: Anordnung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtung der höherfrequenten Wechselspannung mittels Hilfsanoden des Stromrichtergefäßes erfolgt.
9. 9. Anordnung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß nicht ,nur die Enden, sondern auch der Mittelpunkt der Sekundärwicklung des die, höherfrequenteWechselspannung lieferndenTransformators an je eine Ventilstrecke angeschlossen ist. io.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche i bis 5, dadurch gekennzeichnet, ,daß der Lüftermotor ein WechselstrommotGr, z. B. :ein Serienkommutatorm:otor, ist. i i.
11. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, däß ein zu hohes Ansteigen der Lüfterdrehzahl durch magnetische Sättigung in einem oder mehreren der zwischen den Stromrichterkreis und :den Lüftermotor geschalteten Schaltelemente verhindert wird. 1a.
12. Anordnung nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß die höherfrequente Wechselspannung einem Stromwandler entnommen wird, dessen Primärstrom bei höheren Durchflutungen zufolge zunehmender Sättigung steil ansteigt.
13. 13. Anordnung nach Anspruch i i, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärwicklung eines die höherfrequente Wechselspannung liefernden Transformators eine Drosselspule parallel geschaltet ist, deren Stromaufnahme von einer bestimmten Spannung an infolge Sättigung sehr steil ansteigt. Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren keine Entgegenhaltungen in Betracht gezogen worden.