DE750490C

DE750490C - Arrangement for direct voltage conversion

Info

Publication number: DE750490C
Application number: DEM146742D
Authority: DE
Priority date: 1938-12-14
Filing date: 1938-12-14
Publication date: 1945-01-18

Description

Anordnung zur Gleichspannungsumformung In dem Hauptpatent 740 303 ist eine Anordnung zur Gleichspanrnungsumformung beschrieben, bei der ruhende Kondensatoren über umlaufende Kontakte periodisch einzeln oder in :kleinen Gruppen mit einem Netz von niedrigerer Spannung verbunden werden. Hierauf weiden diese Kondensatoren ebenfalls über umlaufende Kontakte periodisch in Reihe geschaltet und die dadurch entstehenden Reihenschaltungen von Kondensatoren jeweils mit einem Netz von höherer Spannung verbunden. Gemäß einem weiteren Vorschlag können noch zur möglichsten Vermeidung einer Funkenbildung .an den Kontakten auf der Unterspannungs- und Oberspannungs-, leite der,Umforrnungseinrichtung Ventile vorgesehen werden.Arrangement for direct voltage conversion The main patent 740 303 describes an arrangement for direct voltage conversion in which resting capacitors are periodically connected individually or in small groups to a network of lower voltage via rotating contacts. Then these capacitors are also periodically connected in series via circumferential contacts and the resulting series connections of capacitors are each connected to a network of higher voltage. According to a further proposal, valves can be provided on the contacts on the low-voltage and high-voltage line of the reshaping device to avoid spark formation as much as possible.

Durch die Erfindung wird eine derartige Anordnung dadurch verbessert, daß die Kontakte und die auf ihnen schleifenden Bürsten im entgegengesetzten Sinne umlaufen, so daß eine hohe Differenzgeschwindigkeit erreicht wird. Die Erfindung sei nachfolgend an dem in der, Abbildung veranschaulichten Ausführungsbeispiel näher erläutert.The invention improves such an arrangement that the contacts and the brushes dragging on them in the opposite sense rotate so that a high differential speed is achieved. The invention will be closer to the embodiment illustrated in the figure explained.

In dieser Abbildung sind die Kondensatoren der Anordnung zur Gleichspannungsurnformung mit C, bis C", die Hauptkontakte mit K und die Hauptbürsten mit r1 bezeichnet. Zur Vermeidung von Funkenbildung sind gemäß einem anderweitigen Vorschlag noch Hilfskontakte B, Hilfsbürsten H und Widerstände R vorgesehen.In this figure, the capacitors of the arrangement for Gleichspannungsurnformung with C, referred to C ", the main contacts with K and the main brushes with r1. An otherwise proposal nor auxiliary contacts B, auxiliary brushes H and resistors R are provided in accordance with In order to avoid sparking.

G;:mäß der Erfindung laufen nun die Kontakte 11 und B, d. h. in dem in der Abbildürig dargestellten Ausführungsbeispiel die voll ausgezogenen dargestellten "teile, beispielsweise im Uhrzeigersinn, und die Kondensatoren Cl bis C, sowie die Bürsten A und H, d. h. die gestrichelt gezeichneten Teile, entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn um. Hierdurch könnten die in der Umformungseinrichtung verwendeten Kondensatoren bzw. Drosselspulen mit einer hohen Frequenz betrieben werden. Die Kosten von elektrischen Kondensatoren, bezogen auf i kVA Leistung, werden bekanntlich bei wachsender Frequenz niedriger. Das Entsprechende gilt für die Kosten von Drosselspulen, welche, ebenfalls auf i kVA Blindleistung bezogen, mit wachsender Frequenz niedriger werden. Da nun der Preis von Kondensatorum.formungseinriclitungen zum wesentlichen Teil vom Preis der Kondensatoren abhängt, wird durch die Erfindung eine beträchtliche Verbilligung der Einrichtungen nach dem Hauptpatent erzielt.G;: According to the invention, the contacts 11 and B, ie in the exemplary embodiment shown in the illustration, the fully drawn out parts shown, for example, clockwise, and the capacitors C1 to C, and the brushes A and H, ie the dashed lines As a result, the capacitors or choke coils used in the conversion device could be operated at a high frequency. The costs of electrical capacitors, based on i kVA output, are known to decrease with increasing frequency. The same applies to the Cost of choke coils, which, also related to i kVA reactive power, decrease with increasing frequency. Since the price of capacitor conversion devices depends to a large extent on the price of the capacitors, the invention achieves a considerable reduction in the price of the devices according to the main patent.

Bei dem in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Konta:ktscheiben vorgesehen, auf denen sich die beiden Gruppen von Hauptkontakten k und die Hilfskontakte B befinden. Die Durchmesser dieser Kontaktscheiben werden im allgemeinen gleich groß gemacht. In ,der Abbildung erscheinen sie aus Darstellungsgründen verschieden groß. Die Kondensatoren Cl bis C',8 sind über die Hauptbürsten A kurzzeitig mit Je zwei Kontakten K verbunden.In the embodiment shown in the figure, three contact disks are provided on which the two groups of main contacts k and the auxiliary contacts B are located. The diameters of these contact disks are generally made the same size. In, the figure they appear in different sizes for reasons of presentation. The capacitors C1 to C ', 8 are briefly connected to two contacts K each via the main brushes A.

Die Kontaktsegmente und/oder die Bürsten können in mehrere Gruppen eingeteilt werden. Dann erhält man eine weitere Verbesserung der Anordnung gemäß der Erfindung dadurch, daß während eines Umlaufes der Kontakteinrichtung eine mehrfache Auf- und Entladung der Kondensatoren erfolgt. Bei dem in der Abbildung dargestellten Ausführungsbeispiel sind zu diesem Zwecke die insgesamt vorhandenen 18 Kondensatoren Cl bis C, in drei Gruppen eingeteilt. Je einer .der Kondensatoren einer Gruppe, nämlich Cl, C7 und. C,3, wird in dem dargestellten Augenblick gerade über .die Zuleitungsschleifringe L und D aufgeladen. Die Kondensatoren C. bis C;; sowie die entsprechenden Kondensatoren der anderen Gruppen werden in der bereits bekannten Weise durch die Schalteinrichtung in Reihe geschaltet. Die Schleifringe E und F stellen die Verbindung mit dem Netz oder der Belastung der Oberspannungssedte her. Besonders zweckmäßig ist es, -,nenn die vorstehend erwähnten verschiedenen Gruppen von Segmenten und Bürsten derart angeordnet werden, daß hierdurch zugleich eine lückenlose Gleichspannung erzeugt und ein Speicherkondensator unnötig wird. Jede dieser Segment-, Bürsten- und Kondensatorgruppen muß dann eine vollständige Umformungseinrichtung für sich darstellen, und diese Umformungseinrichtungen- müssen so gegeneinander versetzt sein, dß die Arbeitsperioden der einen Gruppe die Lücken der anderen überdecken.The contact segments and / or the brushes can be divided into several groups. A further improvement of the arrangement according to the invention is then obtained in that the capacitors are charged and discharged several times during one revolution of the contact device. In the embodiment shown in the figure, the total of 18 capacitors C1 to C, which are present, are divided into three groups for this purpose. One of the capacitors of a group, namely Cl, C7 and. C, 3, is being charged via the supply slip rings L and D at the moment shown. The capacitors C. to C ;; and the corresponding capacitors of the other groups are connected in series by the switching device in the already known manner. The slip rings E and F establish the connection with the network or the load of the high-voltage sedte. It is particularly expedient, if the various groups of segments and brushes mentioned above are arranged in such a way that a continuous DC voltage is thereby generated at the same time and a storage capacitor is unnecessary. Each of these segment, brush and capacitor groups must then represent a complete conversion device in itself, and these conversion devices must be offset from one another in such a way that the working periods of one group cover the gaps in the other.

Bei der Anordnung gemäß der Erfindung. mit im entgegengesetzten Sinn umlaufenden, die Segmente enthaltenden Scheiben und Bürsten wird man zweckmäßigerweise die Bürsten auf einer gemeinsamen. umlaufenden Bürstenbrücke anordnen. 'Man kann aber auch mehrere Scheiben mit Kontaktsegmenten im entgegengesetzten Sinn umlaufen lassen und entsprechende Segmente jeweils durch Bürstenbrücken miteinander verbinden. Für die Umladung der Kondensatoren ist dann die Differenzgeschwindigkeit der Kontaktscheiben maßgebend.In the arrangement according to the invention. with in the opposite sense Circumferential disks and brushes containing the segments are expediently used the brushes on a common. Arrange all-round brush bridge. 'One can but also run around several discs with contact segments in the opposite direction and connect the corresponding segments with each other with brush bridges. The difference in speed between the contact disks is then used to charge the capacitors authoritative.

Bei Anlagen, die ein sehr großes Übersetzungsverhältnis erhalten müssen, kann die Gesamtanlage in mehrere Stufen unterteilt werden. Wenn beispielsweise eine Gleichspannung auf den hundertfachen Betrag gebracht werden soll, so kann zunächst in einer Umformungseinrichtung die zehnfache Spannung und in einer weiteren, mit der ersten in Reihe geschalteten Anlage wieder die zehnfache Spannung erzeugt werden. Diese beiden Umformungsstufen können zu einer Gesamtanlage zusammengefaßt werden und auf einer gemeinsamen, umlaufenden Welle sitzen.For systems that have to have a very large transmission ratio, the entire system can be divided into several levels. For example, if a DC voltage is to be brought to a hundred times the amount, so can initially in one conversion device ten times the voltage and in another with ten times the voltage can be generated again in the first system connected in series. These two transformation stages can be combined to form a complete system and sit on a common, rotating shaft.

Die Anordnung gemäß der Erfindung kann noch dadurch verbessert werden, daß die Kondensatoren jeweils periodisch völlig entladen werden. Hierdurch kann die Belastung der Umformungseinrichtung gesteigert werden. Durch weitergehende Belastung kann man sogar indt entgegengesetzter Aufladung der Kondensatoren arbeiten. Die Kondensatoren werden dann jeweils im Aufladekreis mit der durch die Drosselspule entstehenden Schwingung auf eine entsprechend höhere Spannung aufgeladen, wie dies bereits anderweitig vorgeschlagen worden ist. Weiterhin können auch unter Verwendung der Anordnung geinäß der Erfindung mehrere Kondensatoren über umlaufende Kontakte und über ein oder mehrere Ventile in Parallelschaltung aufgeladen, dann in Reihe geschaltet und über ein i oder mehrere Ventile mit einem Netz von höherer Spannung verbunden werden.The arrangement according to the invention can be further improved by that the capacitors are periodically fully discharged. This can the load on the forming device can be increased. Through further exposure it is even possible to work with the capacitors being charged in the opposite direction. the Capacitors are then each in the charging circuit with the by the inductor resulting oscillation is charged to a correspondingly higher voltage, like this has already been suggested elsewhere. You can also use the arrangement geinäß the invention several capacitors via circumferential contacts and charged via one or more valves in parallel, then in series switched and via one or more valves with a network of higher voltage get connected.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Arrangement for DC voltage conversion, in which capacitors are periodically connected individually or in small groups to a network of lower voltage via rotating contacts, according to patent 740 30.3, characterized in that the contacts and the brushes sliding on them rotate in opposite directions, see above that a high differential speed is achieved. -. Arrangement according to claim i, characterized in that several. -Isolating washers with contacts run in the opposite direction, a series connection being made in such a way that the duration of contact between brushes and contacts is as short as possible. 3. Arrangement according to claim i or a, characterized in that the capacitors, contacts and brushes are divided into several groups, so that a continuous DC voltage is achieved and a storage capacitor is unnecessary. 4 .. Arrangement according to claim i or the following, characterized in that the higher transmission ratio to achieve the final voltage several arrangements are connected in series and the different contact disks necessary for this purpose are arranged on the same shaft. 5. Arrangement according to claim r or the following, characterized in that a longer time is provided for charging or discharging the capacitors on the low-voltage side than for charging the capacitors on the high-voltage side. To differentiate the subject of the application from the state of the art, no publications were taken into account in the granting procedure.