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Umformungseinrichtung-init bewegten Kontakten Die Erfindung bezieht
sich auf Umformungseinrichtungen, die mitbewegten Schaltkontakten arbeiten und bei
denen diesen Schaltkontakten Drosseln vorgeschaltet sind, die bei Nennstrom hochgesättigt
sind und deren Sättigungsgrenze bei einem im Verhältnis zum Nennstrom sehr niedrigen
Stromwert liegt. Den Schaltkontakten können dabei noch Nebenwege parallel geschaltet
sein, die einen gewissen Stromfuß über die Drosseln auch dann noch aufrechterhalten,
wenn der Kontakt geöffnet ist. Die genannten Drosseln haben die Wirkung, daß .der
Strom in der abzulösenden Phase in der Nähe des Nulldurchganges, d. h. bei bereits
sehr kleinen Werten, sich nur langsam ändert, so .daß eine stromschwache Pause entsteht,
die für die Trennung des in dieser Phase liegenden Kontaktes zur Verfügung steht.
Bei Belastung ist im Einschaltaugenblick der Folgephase die in der abzulösenden
Phase liegende Drossel noch voll gesättigt. Der Sättigungswert der magnetischen
Induktion möge gleich Bj sein. Da die 'stromschwache Pause einsetzt, wenn der Strom
dieser Drossel unter die Sättigungsgrenze gesunken ist, so herrscht in diesem Augenblick
in der Drossel die dem Sättigungsknick der magnetischen Kennlinie entsprechende
Induktion B, Vom Augenblick der Schließung des Folgekontaktes bis zu demjenigen
Zeitpunkt, in dem die Öffnung des abzulösenden . Kontaktes erfolgen kann, das ist
der Zeitpunkt, in dem die Sättigungsgrenze erreicht wird, muß also der Fluß der
Drossel um einen Betrag q # (Bj-B,) geändert werden, wenn q der Kernquerschnitt
der Drossel ist. In dem durch die Überlappung der Einschaltzeiten der beiden einander
ablösenden Kontakte gebildeten Kurzschlußkreise liegt nun aber auch noch die der
ablösenden - Phase zugeordnete Drossel. Diese ist am Ende des Kommutierungsvorganges,
d. h. in dem frühest möglichen öffnungszeitpunkt des abzulösenden Kontaktes, ebenfallsvoll
gesättigt
und hat die Induktion Bi. Im Schließungszeitpunkt des Folgekontaktes besitzt die
diesem zugeordnete Drossel eine Induktion, die unter anderem von der Betnessung
der Nebenwege abhängt und die meist in der Nähe des Sättigungswertes liegen wird,
| Sie möge mit 13e", bezeichnet werden. Di " '" |
| samte Flußänderung dieser Drossel bis @" |
| Ende des überlappungsabschnittes ist a1 |
q # (Bi -1@'etn).
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Nun ist, um die Flußänderung der Drossel zu bewirken, ein Spannungszeitintegral
erforderlich, das sich in einem Kurvenbild, in dem die Spannungen in Abhängigkeit
von der Zeit aufgetragen sind, als Fläche darstellt und das deshalb wegen der stromwendenden
Wirkung der zugehörigen Spannung als Wendespannungsfläche bezeichnet werden möge.
Aus der. bekannten Spannungsgleichung
ergibt sich diese Wendespannungsfläche, wenn w die Windungszahl jeder der Drosseln
ist, zu w ' q ' (2 Bi -BE,@@t @s) Man erkennt,
daß die lediglich zur Flußänderung in den Kernen der Drossel erforderliche Wendespannungsfläche
in erster Annäherung unabhängig ist von der Größe des zu kommutierenden Stromes,
da sich der Wert B,j nur wenig mit der Stromstärke ändert. Nun liegen aber in dem
Kurzschlußkreis noch weitere Induktivitäten. Diese sind bedingt in erster Linie
durch die Streuung der Transformatorwicklungen sowie durch die Luftinduktivität
der hochgesättigten Drosseln. Die Größe der hierdurch bedingten Flüsse ist offenbar
proportional dem Strom, und es kommt auf diese Weise zu dem vorher erwähnten konstanten
Anteil der Wendespannungsfläche noch ein stromabhängiger Anteil hinzu, der sich
nach der bekannten Beziehung gesamte Streu- und Luftinduktivität in den
errechnet zu L # Tg, wenn L die Kurzschlußkreis und Js der zu kommutierende
Strom ist. Für die Wendespannungsfläche ergibt sich somit, wenn mit e", der Augenblickswert
der Wendespannung bezeichnet wird, zusammengefaßt folgende Gleichung:
wobei die Grenzen der Integration- gegeben sind durch den Einschaltwinkel ö und
den um den Überlappungsabschnitt u später liegenden Ausschaltwinkel cS -}-
a.
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Entnimmt man nun die Wendespannung dem Wechselstromnetz, so muß, Gleichrichterbetrieb
vorausgesetzt, der Kommutierungsvorgang gegenüber dem Zeitpunkt der Spannungsgleichheit
der beiden einander ablösenden Phasen im Sinne der Nacheilung verschoben werden,
da nur hinter dem Schnittpunkt der Phasenspannungskurven eine Diffe-
| nz zwischen den Phasenspannungen mit |
| ,m richtigen Vorzeichen zur Verfügung |
| ht. Da die notwendige Wendespannungs- |
| äche, wie gezeigt, stromabhängig ist, so ver- |
schiebt sich der Eintritt der durch die Schaltdrosseln bewirkten stromschwachen
Pause mit @vachsendem Strom immer mehr im Sinne der Verzögerung. Nun muß aber der
Ausschaltzeitpunkt immer noch innerhalb der stromschwachen Pause liegen. Man kann
dies an sich dadurch erreichen, daß man die Kontaktüberlappung stromabhängig ändert.
Das macht jedoch den Kontaktapparat in unerwünsehter Weise verwickelt. Es ist daher
wünschenswert, mit vom Strom unabhängigem Überlappungsabschnitt zu arbeiten. Grundsätzlich
ist dies dadurch möglich, daß man die stromschwache Pause durch entsprechende Bemessung
der Schaltdrosseln länger macht als die größte zeitliche Verschiebung ihre Anfangspunktes.
Das zwingt jedoch zu einer erheblichen Vergrößerung der Schaltdrosseln. Außerdem
gibt es gewisse Schaltungen, z. B. die Graetzschaltung, der Kontakte mit nur drei
Drosselspulen, bei denen die Schaltdrossel nach verhältnismäßig kurzer Zeit wieder
für einen neuen Kommutierungsvorgang bereit sein muß. Beide Einflüsse bewirken also
eine fühlbare Beeinträchtigung des bei konstanter Überlappung erreichbaren Belastungsspielraumes.
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Die Erfindung schafft eine wesentliche Besserung dieser Verhältnisse
dadurch, daß der Unterschied zwischen dem von der Netzwechselspannung bei stromunabhängiger
Überlappungsdauer der Kontaktschließungszeiten einander ablösender Phasen gelieferten
und dem zur Kommutierung erforderlichen Zeitintegral .der Wendespannung durch in
die Kominutierungskreise eingeführte stromabhängige Zusatzspannungen ausgeglichen
wird. Man kann nunmehr, was vorher mit Rücksicht auf die Richtung der Differenz
zwischen den Phasenspannungen nicht möglich war, den überlappungsabschnitt im wesentlichen
symmetrisch zu dem Zeitpunkt der Spannungsgleichheit der einander ablösenden Phasen
legen. Eine Verschiebung des Überlappungsabschnittes gegenüber dieser Symmetrielage
ist nur noch insoweit erforderlich, als dadurch der konstante Anteil der Wendespannungsfläche
aufgebraucht werden muß.
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Das Wesen der Erfindung möge an Hand des einfachen Beispiels einer
dreiphasigen
Sternpunktschaltung zunächst grundsätzlich erläutert
werden. In Fig. i i ist eine derartige Sternpunktschaltung dargestellt. Darin bedeuten
U, Tl und W die Sekundärwicklungen des dreiphasigen Transformators,
i die zur Herstellung der stromschwachen Pause erforderlichen gesättigten Drosseln,
2 die Schaltkontakte, 3 die Nebenwege zu diesen Kane takten und q. die äußere Wendespannungsduelle,
die hier als vom Belastungsstrom erregter, umlaufender Dreiphasengenerator angenommen
wurde. . In der Fig. i a- sind die vom Transformator gelieferten Wechselspannungen
dargestellt und mit ic, v.und w bezeichnet. Fig. i zeigt ein Diagramm für-die Einschaltdauer
der Kontakte, die einander uni den Betrag a überlappen. In Fig. i f sind die Ströme
in den einzelnen Transformatorzweigen, Schaltdrosseln bzw. Kontakten .dargestellt,
wie sie sich unter der Voraussetzung eines völlig geglätteten Gleichstromes Il ergeben
würden. In der Fig. i b ist eine Reihe von zusätzlichen Spannungsstößen dargestellt,
wie sie bereits ausreichen würden, um die Stromwendung in richtiger Weise zu bewirken.
Diese Spannungsstöße werden beispielsweise von der Wendemaschine q. in der in Fi:g.
i a, linke Seite, gezeigten Weise in Form der schraffierten Flächen den sinusförmigen
Transformatorspannungen hinzugefügt. Im Stromwendeabschnitt a ist beispielsweise
der Transformatorspannung v ein positiv gerichteter Spannungsstoß zugesetzt. Dieser
Spannungsstoß bewirkt indem durch die Gberlappung gegebenen Kurzschlußkreis einen
Kurzschlußstrom 'k, der so gerichtet ist, daß er den Strom in der Phase it aufhebt
und ihn in der Phase v entstehen läßt. In entsprechender Weise würden sich die Stromwendungen
in den übrigen Phasen vollziehen. Die vom Umformer erzeugte Gleichspannung ist während
der Überlappungsdauer gegeben durch den Mittelwert der Spannungen der im Wendekreis-
liegenden Phasen. Es ergibt sich damit die in der Fig. i a, linke Seite, stark ausgezogene
Spannungskurve. Es ist ersichtlich, daß das auf den Überlappun:gsabschnitt entfallende
waagerechte Stück der Gleichspannungskurve, genau genommen die Kuppe einer Sinuskurve,
je nach der Größe des Belastungsstromes eine verschiedene Höhe hat, weil der Wendespannungsimpuls
verhältnisgleich dem Belastungsstrom ist. Das bedeutet aber, daß die Wendespannungsmaschine
bei einer Ausgestaltung, wie vorbeschrieben, einen Beitrag zu der abgegebenen Leistung
liefert. Bei Leerlauf ist der Beitrag gleich Null entsprechend dem gestrichelten
Spannungsverlauf; er nimmt zu mit wachsendem Strom. .Dieser Beitrag ist im gezeichneten
Falle generatorisch. Grundsätzlich könnte man auch ebensogut einen entsprechenden
Spannungsimpuls mit negativem Vorzeichen der abgebenden Phase hinzusetzen; man würde
dann ebenfalls eine ordnungsgemäße Stromwendung, aber einen motorischen -Leistungsanteil
der Wendespannungsmaschine erhalten. Beide Fälle sind unerwünscht. Mit Rücksicht
auf rlie Antriebsleistung der Wendespannungs-' `.-'ihaschine wählt man vorteilhafter
die Zusatzspannungen so; .daß die Wendemaschine als reiner Blindleistungserzeuger
arbeitet. Dies wird erreicht durch Aufteilung der gesamten stromabhängigen Wendespannungsfläche
zur Hälfte auf die abgebende, zur Hälfte auf die übernehmende Phase, wie dieses
auf der rechten Seite der Fig. i a gezeigt ist. Der Gleichspannungsverlauf ist dann
unabhängig von der Höhe des Stromes immer derselbe. Die von der Wendespannungsmaschine
in diesem Fall zu liefernden Spannungsflächen sind in Fig. i c dargestellt. _ Der
in F ig. i c dargestellte Spannungsverlauf ergibt jedoch einen schlecht ausgenutzten
Generator von abnormaler Form. Ohne den ordnungsgemäßen Ablauf der Stromwendung
zu beeinflussen, kann man statt dessen auch einen symmetrischen Drehstromgenerator
vorsehen, der Spannungskurven nach Fig. i d liefert. Die außerhalb des Überlappungsabschnittes
a gelieferten, nicht schraffierten Teile der Spannungen haben bei dem gezeichneten
rechteckförmigen Verlauf weder auf die Stromwendung noch auf den Gleichspannungsmittelwert
einen Einfluß, sondern wirken sich lediglich auf den Stromverlauf im Nebenweg aus.
Grundsätzlich ist man nicht an einen rechteckförmigen Verlauf der Spannungskurven
gebunden; dieser würde lediglich der Einfachheit halber gezeichnet. Maßgebend ist
immer nur, daß die Größe der Spannungsfläche der eingangs genannten Stromwendebedingung
entspricht; diese ist aber unabhängig von der Form der Kurve. Man wird daher den
Kurvenverlauf einerseits . so wählen, dai man einen gut ausgenutzten Generator bekommt,
und andererseits so, daß der Stromübergang von einer Phase zur nächsten zeitlich
in einer zweckmäßigen Weise erfolgt. Es ist -somit ohne weiteres möglich, die Stromwendung
durch einen Drehstromgenerator vorzunehmen, der sinusförmige Spannungen gemäß Abb.
i e liefert. Hierbei sind wiederum'für die Stromwendung lediglich die .auf den Überlappungsabschnitt
a entfallenden Flächen maßgebend. Die Gleichspannungskurve wird zwar durch die zwischen
zwei Überlappungsabschnitten liegenden, mit p' und bezeichneten- Flächenstücke verzerrt,
jedoch ist .der Beitrag im Mittel gleich Null. Die i Wendemaschine leistet also
auch hier keinen Beitrag zur Leistungsübertragung, sondern
ist eine
reine Blindleistungs.maschine. Aus der Phasenlage der iri Fig. i e gezeichneten
Sinusspannungskurven ist ersichtlich, daß man diese Spannungskurven an sich auch
unmittelbar, wenn auch nicht ohne weiteres stromabhängig, aus dem Drehstromnetz
als Differenz zweier Phasenspannungen, also als verkettete Spannung, entnehmen könnte.
Dies ist jedoch nicht ratsam, da hierdurch der Leistungsfaktor keine Verbesserung
erfahren würde. -Die in den Fig. i c, d und e dargestellten Wendespannungskurven
besitzen die gleiche Frequenz wie das den Umformer speisende Drehstromnetz. Die
Ausnutzung der Wendespannungsmaschine läßt sich verbessern, wenn man die Wendespannung
mit einer höheren Frequenz als die Netzfrequenz erzeugt. In Fig. i h ist in Abwandlung
der Fig. i d dargestellt, wie man symmetrische Drehstromspannungen von rechteckiger
Form mit doppelter Frequenz erzeugen muß, um die Stromwendung in gewünschter Weise
zu bewirken. Auch diese Kurvenform ergibt keinen Leistungsbeitrag der Wendespannungsmaschine,
jedoch wie oben infolge der einander im Mittel aufhebenden Flächenstücke und ß'
eine Verzerrung der Gleichspannungskurve. Auch hier können die Rechteckkurven wiederum
ersetzt werden durch andere Formen, z. B. Sinuskurven. Im letztgenannten Fall würde
die Wendespannungsmaschine also aus einem einfachen Drehstromgenerator für die doppelte
Frequenz bestehen. Dieser würde also bei einer Netzfrequenz. von 5o Hz in zweipoliger
Ausführung mit 6ooo U/min angetrieben werden müssen; in vierpoliger Ausführung wäre
seine Drehzahl 3000 U/min, so daß er dann unmittelbar mit dem Umformer gekuppelt
werden könnte. .
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Bei allen denjenigen Umformerschaltungen, die als Grundelement die
dreiphasige Sternpunktschaltung mit i2o° Haupteinschaltdauer verwenden, also beispielsweise
bei der sechsphasigen Saugdrosselschaltun.g und den hiervon abgeleiteten höhenphasigen
Schaltungen, kann die Wendespannungsmaschine grundsätzlich für jedes System die
gleiche Form erhalten, wie eben beschrieben. Eine Verbesse- , rung der Ausnutzung
erzielt man aber dadurch, daß man auf einer Maschine mit nur einem Polsystem mehrere
zu den verschiedenen gegeneinander versetzten Dreiphasensystemen gehörige Wicklungen
unterbringt.
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Ein Beispiel für die Verwendung einer Wendespannungsmaschine dreifacher
Frequenz ist gegeben in Fig. 2. Das Schaltbild Fig. -2 e stellt eine sechsphasige
Sternpunktschaltung mit 6o° Haupteinschaltungsdauer des einzelnen Kontaktes dar.
Mit U, Tl, W,
X, Y und Z sind die Sekundärwicklungen des sechsphasigen
Transformators bezeichnet, mit die Kontakte, mit q. die Wendespannungsmaschine.
Die gesättigten Drosseln und die Nebenwege zu den Kontakten sind der Einfachheit
halber fortgelassen. Als Wendespannungsmaschine ist hier ein Einphasengenerator
dreifacher Frequenz mit Mittenanzapfung zweckmäßig. Die Kurven der Transformatorspannungen,
die erforderlichen Wendespannungsflächen und die Gleichspannungskurve gehen hervor
aus Fig. z a. Die Wendespannungsflächen wurden wiederum so gewählt, däß die Wendespannungsmaschine
als reine Blindleistungsmaschine arbeitet. In Fig. 2 c sind die Einschaltdauern
der Kontakte, in Fig. 2 d die Ströme in den Transformatorwicklungen bzw. in den
Kontakten dargestellt. Die gemäß Fig. 2a erforderliche Wendespannung hat den in
Fig. 2 b dargestellten Verlauf. Eine Verfolgung der einzelnen Stromwendevorgänge
ergibt, daß diese Spannungskurve durch den dargestellten einphasigen Wendespannungsgenerator
geliefert wird, wenn dieser mit dreifacher Frequenz arbeitet. Sofern man an Stelle
der Rechteckstöße sinusförmige Spannungen verwenden will, erfüllt ein einfacher
Einphasengenerator die dargestellten Bedingungen. Er muß als zweipolige Maschine
bei einer Netzfrequenz von 5o Hz .mit gooo U/min laufen; bei sechspoliger Ausführung
beträgt' die erforderliche Drehzahl 3000 U/min, so daß er in diesem Fall
wieder unmittelbar mit dem Umformer gekuppelt werden kann. Legt man Wert darauf,
Spannungsstöße von einer nur der Überlappungsdauer entsprechenden Breite zu erhalten
mit dazwischenliegenden Pausen, so sind Sonderausführungen der Wendespannungsmaschine
notwendig. Die in Fig. 2 g gezeichnete Spannungsform beispielsweise kann man erhalten
mit einem Einphasengenerator des in der Fig. :2f schematisch dargestellten Aufbaues.
Dieser Generator enthält ein zweipoliges System, wobei der einzelne Pol in zwei
gleichsinnig magnetisierte Polzacken unterteilt ist (Doppelpolmaschine). Die Form
der Spannungskurve sowie die Größe der spannungslosen Pause ist abhängig von der
Breite der Wicklungsabschnitte und der Breite der Polzacken. Für die gezeichnete
sechsphasige Schaltung ergeben sich bei einer zweipoligen Maschine vier Wicklungsabschnitte
auf dem Umfang. Bei einer zwölfphasigen Schaltung läßt sich die Ausnutzung der Wendemaschine
dadurch verbessern, daß die Lücken zwischen den bewickelten Abschnitten ausgefüllt
werden mit den Wicklungen für das zweite, um 30° versetzte System.
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In Fig. 3 sind schließlich noch .die Verhältnisse dargestellt für
eine sechsphasige Graetzschaltung
mit i2o° Haupteinschaltdauer
.der einzelnen Kontakte. Das Schaltbild ist dargestellt in Fig. 3e, wobei mit
U, Tl, W die Sekundärwicklungen des dreiphasigen Transformators, mit
2 die Kontakte und mit q. wiederum die Wendemaschine bezeichnet sind. Auch hier
sind die gesättigten Drosseln und die Nebenwege zu --den Kontakten der Deutlichkeit
halber fortgelassen. - Fig. 3 a zeigt wiederum die Wechselspannungen der einzelnen
Transformatorphasen, Fig. 3 b die Einschaltdauern der Kontakte und Fig. 3 c den
Stromverlauf. In Fig. 3 a ist die Überlagerung der Zusatzspannungen über,die Wechselspannung
gezeichnet. Das Bild entspricht im Prinzip der linken Hälfte der Fig. i a. Dabei
findet eine Leistungsabgabe der Wendemaschine statt. Besser macht man auch hier
die Wendemaschine zur reinen Blindleistungsmaschine durch Verwendung von Wendespannungen
nach Fig. 3 d. Man erkennt, daß die nach Abb. 3,d erforderliche Wendespannung mit
Grundfrequenz periodisch ist, jedoch in jederHalbwelle2 gl.eichgerichteteImpulse
aufweist. Solche Spannungskurven lassen sich wiederum mit einer Doppelpolmaschineerzielen.
So liefert die in Fig. 3 f gezeichnete Doppelpolmaschine je Halbwelle zwei Impulse,
bei fein verteilter Wicklung von dreieckiger Form, bei . Verwendung einer Dreilochwicklung
im Ständer von Treppenform, wie in Fig. 3 g dargestellt. Auch hier kann man sinusförmige
Spannungskurven verwenden, wenn man die beiden gleichgerichteten Impulse jeder Halbwelle
durch eine einzige Sinushalbwelle ersetzt.
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Die in Fig. 3 f dargestellte Doppelpolmaschine ist grundsätzlich verwendbar
auch für solche höherphasigen Schaltungen, die :als Grundelement die sechsphasige
Graetzschaltung wer--wenden. Bei einer zwölfphasigen Gesamtschaltung beispielsweise
kann die Ausnutzung der Wendemaschine dadurch verbessert werden, daß man die Wicklungen
des zweiten, um 30° in der Phase versetzten Graetzsystems in den Lücken zwischen
.den Wicklungsabschnitten des ersten Graetzsystemsunterbringt.
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Die in den Fig. i bis 3 niedergelegten Grundgedanken lassen sich sinngemäß
auch auf alle sonstigen Umformerschaltungen übertragen. Bezüglich der Anordnung
der Wicklungen der Wendemaschine ist noch zu sagen, daß diese Wicklungen nicht,
wie in den Fig. i und 3, im Transformatorsternpunkt zu liegen brauchen. Sie können
auch in Fig. i beispielsweise in den unteren Sternpunkt der drei Kontakte gelegt
werden, in Fig. 3 zwischen Transformatorwicklung und die Kontakte. Die in Fig. 2
zwischen die Kontaktgruppe geschaltete Wendemaschine kann ohne Änderung der Wirkungsweise
auch ebensogut ähnlich wie eine Saugdrossel zwischen die in zwei dreiphasige Wicklungssterne
aufgeteilte sechsphasige Wicklung geschaltet werden: Die in Fig. 3 dargestellten
Verhältnisse erfordern, wie schon gesagt, eine mit Grundfrequenz arbeitende Wendemaschine.
Auch bei Graetzschaltungen lassen sich Wendemaschinen mit höherer Frequenz, die
entsprechend besser ausgenutzt sind, verwenden, wenn man die von ihnen gelieferten
Spannungsimpulse, die bei fester Einschaltung der Wicklungen in die Stromkreise
nicht ohne weiteres die erforderliche Richtung haben würden, durch ein besonderes,
periodisch arbeitendes Kontaktsystem jeweils so in die Kreise hineinschaltet, daß
die gewünschte stromwendende Wir-, kung erzielt wird.
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Bei niedrigen Gleichspannungen und größeren Strömen ergeben sich für
die Wendespannungsmaschine unbequeme Verhältnisse, nämlich eine geringe Windungszahl
der Wicklungen bei großem Leiterquerschnitt. Man gelangt zu einer günstigeren Ausführung
der Maschine, wenn man zwischen Maschine und Umformerschaltung einen Anpasstingsumspanner
einschaltet.
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Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß für die Form der Wendespannungsimpulse
verschiedene Gesichtspunkte maßgebend sind. Einen Einfluß auf die Kurvenform besitzt
man neben .der Wahl der Polbreite und der Wickelbreite auch in der Ausführung eines
längs des Ankerumfanges ungleichmäßig großen Luftspaltes.
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In den Fig. i bis 3 waren als Wendespannungserzeuger umlaufende Maschine
gewählt worden. Der Erfindungsgedanke beschränkt sich jedoch keineswegs nur auf
die Verwendung umlaufender Maschinen. Zur Erzeugung bestimmter Impulse können auch
irgendwelche andersgearteten Maschinen verwendet werden, z. B. solche mit hin und
her schwingenden Wicklungen oder Polen. Auch andersgeartete umlaufende Maschinen,
als in den Beispielen genannt, sind möglich, z. B. solche der Gleichpoltype. Grundsätzlich
ist es aber auch möglich, die Wendespannungsimpulseauf ganz andere Art zu erzeugen,
vorzugsweise mit ruhenden Einrichtungen. Hier ist beispielsweise die Erzeugung der
Spannungsimpulse mit Hilfe von Kondensatorentladungeil zu nennen, die transformatorisch
in den Wendekreis übertragen werden können. Auch eine Vereinigung von Kondensatoren
und Induktivitäten zu Schwingungskreisen, aus denen .dann periodisch die Wendespannungsimpulse
entnommen werden, ist möglich. Wesentlich dabei ist jedoch, daß erfindungsgemäß
die Größe des Wendespannungsimpulses stromabhängig gemacht wird. Bei Ver-
Wendung
von Kondensatoren kann dieses beispielsweise dadurch erfolgen, daß der Entladevorgang
bzw. der Aufladevorgang der Kondensatoren stromabhängig gemacht wird, etwa durch
Einfügung einer vom Belastungsstrom vormagnetisierten Drossel. Ähnliche Mittel lassen
sich beispielsweise auch bei Schwingungskreisen verwenden. Auch gesättigte Drosseln
sind grundsätzlich zur Erzeugung von- rechteckföritiigen oder andersgearteten Spannungsstößen
geeignet, wie dies ja auch bereits bei der in der Umformerschaltung verwendeten
gesättigten Drossel der Fall ist, die während des Durchlaufens. des ungesättigten
Teiles der Magnetisierungskurve eine durch die Netzspannungen in ihrer Form bestimmte
Spannungsfläche an ihren Klemmen aufrechterhält. Zur Durchführung .des Erfindungsgedankens
kann demnach eine besondere Drossel vorgesehen werden, die beispielsweise durch
Anbringung einer Vormagnetisierung dazu befähigt ist, eine Spannungsfläche von einer
vom Strom abhängigen Größe an ihren Klemmen zu halten.
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Bei allen den erwähnten Hilfsmitteln zur Erzeugung stromabhängiger
Wendespannungen läßt sich eine Vergrößerung der Gesamtstreuung des Wendekreises
nicht ganz vermeiden. .Da jedoch die Größe der erforderlichen Wendespannungsfläche
bei gegebenem Strom der Gesamtstreuung L verhältnisgleich ist, hat als Richtlinie
für die Ausführung von Wendespannungserzeugerit die Forderung zu gelten, daß die
durch diese Wendespannungserzeuger verursachte Vermehrung der Gesamtstreuung so
niedrig wie möglich behalten werden muß. Es ist daher beispielsweise zu vermeiden,
daß sich im Wendestromkreis während der Stromwendung irgendwelche Wicklungsteile
befinden, die nicht nutzbrin gend zur Erzeugung einer Wendespannung induziert «-erden.
Das ist beispielsweise berücksichtigt bei Verwendung von Wendespannungskurven nach
Fig. i c. während bei der Erzeugung von Kurven gemäß Fig. i b dieser Forderung nicht
Rechnung getragen ist, weil der gesamte Spannungsimpuls nur in einer der beiden
an der Stromwendung beteiligten Phasen erzeugt wird.
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Die bisher angestellten Überlegungen beziehen sielt rin wesentlichen
auf den Betrieb eines Umformers an einer gleichbleibenden Wechselspannung und bei
gleichbleibender Aussteuerung des Umformers, jedoch bei wechselndem Belastungsstrom.
Wird die Größe der dem Umformer zugeführten Wechselspannung geändert, z. B. durch
Spannungsregelung mittels eines Stufentransformators. oder wird der Aussteuerungsgrad
geändert. so ist nicht nur eine stromabhängige Beeinflussung der Wendespannungsfläche
erforderlieh, sondern auch eilte solche, die die Änderung, der eben genannten Größen
berücksichtigt. Diese Beeinflussung kann sowohl den vorgenannten stromabhängigen
Anteil der Wendespannungsfläche als auch den vorgenannten konstanten Anteil betreffen.
Bei Stufenregelung z. B. kann man bei unveränderter Überlappungsdauer und unverändertem
stromportionalein _".nteil den erforderlichen Betrag des konstanten Anteils durch
Verschiebung der Schaltzeitpunkte erhalten. =ibneltiriende Wechselspannung erfordert
zunehinende Verschiebung des Uberlappungsabschnittes aus der Symmetrielage heraus
unter- höhere Werte der vorn Netz gelieferten Wendespannungskoiriponente. Bei Teilaussteuerung
an gleichbleibender Wechselspannung dagegen kann man beispielsweise die erforderliche
gleichbleibende Größe des konstanten Wendespannungsflächenanteils dadurch erreichen,
daß mit abnehmender Aussteuerung die t'berlappung verkleinert wird. Um dann aber
bei allen Stellungen den erforderlichen stromabhängigen Anteil zu erhalten, inuß
bleichzeitig der Betrag dieser stromabhängigen Wendespannung für ein und denselben
Strom mit ahnehrnender Aussteuerung um so viel erhöht werden. daß die dein Strom
zugeordnete stromabhängige Wendespannungsfläche erhalten bleibt. Das kann z. B.
durch Nlahnahmen im Erregerkreis geschehen, indem ein mit sinkender Aussteuerung
artwachsender Anteil des Belastungsstromes der Erregerwicklung der Wendemaschine
bzw. als Vormagnetisierungsstrom den sonstigen Hilfsmitteln zugeführt wird, die
zur Erzeugung der stromabhängigen Korn -ponente dienen.