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Einrichtung zur Entnahme eines Gleichstroms aus einer mehrphasigen
Wechselstromquelle Es ist bekannt, daß die Abschaltung eines unbelasteten Transformators
dazu führen kann, daß in seinen Wicklungen eine überspannungswelle hervorgerufen
wird, deren Größe davon abhängig ist, an welchem Punkt der Wechselflußkurve der
Schalter geöffnet wird. Die Überspannung erreicht, was leicht verständlich ist,
ein Maximum, wenn die Abschaltung in dem Augenblick erfolgt, in welchem der Fluß
einen Höchstwert hat, und sie hat den Wert Null, wenn die Abschaltung in einem Zeitpunkt
erfolgt, in dem der Fluß den Wert Null hat.
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Die Spitzenspannungen solcher Überspannungswellen können Werte erreichen,
die viele Male größer als die normale Spannung des Belastungskreises sind und die
Zerstörung der mit dem Transformatorausgang verbundenen Geräte zur Folge haben.
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Ein besonderer Fall, in welchem solche Überspannungswellen schädlich
sind, ist z. B. derjenige eines mit niedriger Spannung und hohem Strom arbeitenden
Trockengleichrichters, der durch einen Abwärtstransformator gespeist wird, wie er
gewöhnlich in Elektroplattierungsanlagen Verwendung findet; in einem solchen Fall
kann die Überspannungswelle, die in der Sekundärwicklung des Transformators durch
die Abschaltung erzeugt wird, die Gleichrichterelemente leicht zerstören.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden, induktive Geräte gegen Überspannungen,
die durch Einschaltvorgänge hervorgerufen werden, durch Parallelschalten
eines
Kondensators zu dem Gerät- zu schützen. Obgleich eine solche Maßnahme auch einen
Schutz gegen die obenerwähnten überspannuitgswellen bildet, die entstehen, wenn.
der unbelastete Transformator abgeschaltet wird, so gibt es doch eine Form des Schaltens,
die zuweilen überspannungswellen erzeugt, die, wie es scheint, durch eine solche
Maßnahme nicht ausreichend begrenzt werden können. Dies ist der Fall, wenn ein Haupttransformator
an eine Wechselstromquelle über einen Regeltransformator oder einen die Anzapfungen
ändernden Transformator angeschlossen ist. Es ist gefunden worden, daß dann durch
Änderung der Anzapfungen an den Wicklungen des Haupttransformators hohe Spannungswellen
entstehen, selbst wenn der übliche Kondensator parallel zu diesen Wicklungen geschaltet
ist.
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Gemäß der Erfindung werden diese durch Änderung der Transformatoranzapfungen
hervorgerufenen überspannungswellen dadurch unterdrückt, daß der Sternpunkt der
Primärwicklungen des Haupttransformators und der Sternpunkt der Sekundärwicklungen
des Regeltransformators miteinander verbunden werden. Die Erfindung wird in der
Zeichnung beispield= weise näher erläutert, die in schematischer Form eine Schaltung
wiedergibt, bei welcher ein Satz Gleichrichter i, der aus den Sekundärwicklungen
:2 eines Haupttransformators 3 mit Wechselstrom versorgt wird, einem an die Ausgangsklemmen
6 anzuschließendenBelastungskreis Gleichstrom zuführt.
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Die Primärwicklungen 4 des Haupttransformators 3 sind im Stern geschaltet,
und über jede Wicklung ist ein Kondensator 7 zur Unterdrückung vonüberspannungswellengeschaltet.
Jeder Kondensator 7 kann mit einem Widerstand 8 in Reihe geschaltet sein, um irgendeine
oszillatorische Spannungswelle zu dämpfen, die durch Resonanz zwischen den Kondensatoren
und der induktiven Reaktanz des Systems verursacht wird.
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Die Primärwicklungen 4, des Haupttransformators 3 sind über einen
Regeltransformator i i mit einer Dreiphasenwechselstromquelle verbunden, die von
den Speiseleitern g dargeetellt Wird. Der Regeltransformator i i ist hier als dreiphasiger
Spartransformator mit Wicklungen 12 und einem üblichen Getriebe 13 zur Veränderung
der Anzapfungen wiedergegeben. Der Sternpunkt 14 des Regeltransformators i i ist
durch einen. Leiter io mit dem Sternpunkt 9 des Haupttransformators 3 verbunden:
Durch diese Verbindung zwischen den Sternpunkten der beiden Transformatoren werden
die bei der Umschaltung der Anzapfungen entstehenden Überspannungswellen im wesentlichen
unterdrückt.
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Die erforderliche Größe der Kondensatoren 7 hängt natürlich von den
verwendeten Geräten und den Gebrauchsbedingungen ab. Die nachstehenden Ergebnisse
sind auf Grund sorgfältig durchgeführter Versuche erhalten, die mit einer iooo-A-Plattierungsanlage
vorgenommen worden sind, die mit dreiphasigem Wechselstrom von 400 V an der Eingangsseite
des Haupttransformators und einer Ausgangsspannung von 14,5 \' zwischen den Phasenleitern
betrieben wurde. Es wurde gefunden, °daß die Parallelschaltüng`eines Kondensators
von i MF zu jeder Phase der in Stern geschalteten Primärwicklungen-4 des Haupttransformators
3 ausreicht, um eine durch Abschaltung entstehende überspannungswelle zu unterdrücken.
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Die Untersuchung einer bei der Einschaltung erzeugten überspannungswelle
unter Verwendung der auf die oben beschriebene Weise angeschlossenen Kondensatoren,
aber ohne die Verbindung io zwischen den beiden Sternpunkten 9 und 14 ergab; da8;'infolge
von, Resonanz zwischen den.Kondensat'oren und der Induktanz der Speisequelle eine
gedämpfte Schwingung mit einer Frequenz von etwa i $0o Hz aüftra't:_ Es wurde gefunden,
daß ein in Reihe mit jedem Kondensator 7 geschalteter Widerstand 8 von ioo, Qhm
-eine genügende Dämpfung dieser ;Schwingungen herbeiführte, um deren Wir-@'kung'veinächlässigen'
zu'können.
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Die Anzapfungen des Regeltransformators befanden sich bei den vorstehenden
Versuchen in der Maximumlage, so daß der Haupttransformator mit einer hohen Magnetisierung
betrieben wurde. Wenn . die Transformatoranzapfungen in die Minimumlage gebracht
wurden, was eine WechseIstromausgangsspannung am Haupttransformator von 3,7 Vergab,
. dann wurden wieder hohe Ausschaltüberspannungswellen festgestellt, obgleich die
Kondensatoren und Widerstände in en Kreis: geschaltet waren. Wenn Kondensatoren
von 2 MF und Widerstände von So Ohm an Stelle der vorher benutzten verwendet wurden,
dann wurden wieder günstige Bedingungen. . hergestellt. Diese Werte erwiesen sich
nachträglich sowohl für hohe als auch.für niedrige Anzapfwerte geeignet, um sowohl
Einschalt- als auch Abschalt; überspannungswellen zu unterdrücken, obgleich noch
gefährliche Überspannungswellen beobachtet wurden, wenn Änderungen in den Anzapfungen
(Schalten zwischen dem Regel- und Haupttransformator) vorgenommen wurden. Diese
letztere Art von überspannungswellen wurde dadurch unterdrückt, daß ,der Sternpunkt
der Primärwicklungen des Haupttransformators, die Kreise zum Absorbieren der Überspannungswelleii
und der Sternpunkt der Sekundärwicklungen des Regeltransformators miteinander verbunden
wurden, wie dies in der Zeichnung wiedergegeben ist. Es können offensichtlich auch
Kondensatoren von größerer Kapazität verwendet werden, und die Erfindung ist nicht
gLuf die Verwendung einer besonderen Größe'.iipclauf die Zahl der Wechselstromphasen
oder auf die in der Zeichnung wiedergegebenen besonderen Trans- i formatorverbindurigen
beschränkt.