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Trockengleichrichteranlage für hohe Stromstärken Die Erfindung bezieht
sich auf Trockengleichrichteranlagen, die mit geringen Spannungen, aber hohen Stromstärken
arbeiten. Bei solchen Anlagen, wie sie beispielsweise für die Speisung von galvanischen
oder Elektrolysebädern benutzt werden, arbeiten im allgemeinen mehrere Trockengleichrichtergruppen
in Parallelschaltung aufein Sammelschienenpaar. Nun erreichen bei den hier angenommenen
Spannungs- und Stromverhältnissen die Ohmschen Spannungsabfälle in den Sammelschienen
Werte, die gegenüber den Betriebsspannungen bereits erheblich ins Gewicht fallen.
Da die Anschlußpunkte der einzelnen Gleichrichtergruppen von den Anschlußpunkten
des Verbrauchers an die Sammelschieren verschieden weit entfernt sind, so muß man,
wenn die parallel arbeitenden Gleichrichtergruppen alle den gleichen Strom führen
sollen., bei der Spannungseinstellung der Gleichrichtergruppen die Ohmschen Spannungsabfälle
in den Sammelschienen berücksichtigen.
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Eine solche Anlage in .der Form, wie sie bisher angewendet wurde,
zeigt Fig. z. Es ist hier angenommen, daß an das aus positiver Schiene P und negativer
Schiene N bestehende Sammelschienenpaar fünf Gleichrichtergruppen x bis 5 in Parallelschaltung
angeschlossen sind. Die Punkte A und B sind die Anschlüsse der Sammelschienen an
den Verbraucher. Man sieht, daß der Spannungsabfall in den Sammelschienen, der zwischen
den Gleichrichtergruppen und, den Verbraucheranschlüssen
auftritt,,
für alle Gleichrichtergruppen verschieden große ist; und zwar am größten- für die
Gleichrichtergruppe i, am kleinsten. für,die Gleichrichtergruppe $. Daher muß, wenn
sich der Gesamtstrom: auf die Gleichriehtergruppen i bis 5 gleichmäßig aufteilen
soll, die Gleichrichtergruppe 4 auf eine höhere Klemmenspannung eingestellt werden
als die Gleichrichtergruppe 5, die Gleichrichtergruppe 3 wiederum auf eine höhere
Spannung als die Gleichriehtergruppe 4 usw. .
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Fig. 2 gibt ein Schaubild wieder, welches zeigt, auf welche Klemmenspannungswerte
die einzelnen Gleichrichtergruppen einzustellen sind.. Es ist dabei vorausgesetzt,
daß, -d-ie Sammelschienen überall den gleichem Querschnitt besitzen. An dem Anschlußpunkt
der Gleichrichtergruppe i möge zwischen der positiven Schiene P und der negativen
Schiene N die Spannung U1 herrschen. Mit wachsender Entfernung l von dem Anschlußpunkt
der Gleichrichter-, gruppe i tritt in. der negativen Schiene ein Spannungsabfall
/ UN auf, der durch den vertikalen Abstand der Kurve D von der Nullinie dargestellt
wird.. Entsprechend gibt der vertikale Abstand der Kurve C von der im Abstand Ui
auf der Abszissenachse gezeichneten Horizontalere den Spännungs-. abfall A
Up in der positiven Schiene an. Für den Verlauf der Kennlinien C und D ist
zu beachten, daß die Stromstärke in den Sammelschienen auf der rechten Seite eines
Gleichrichteranschlusses um den Strom dieser Gleichrich tergruppe größer ist als
in dem Abschnitt auf der linken Seite des betreffenden Gleichrichteranschlusses.
Die Spannung zwischen den Sammelschienen ergibt sich als vertikaler Abstand zwischen
den Kennlinden C und D. Sie erreicht beispielsweise an dem Anschlußpünkt der Gleichrichtergruppe4
denWert U4 und sinkt schließlich bis zu den Verbraucheranschlüssen auf den Wert
UAB ab. Für jede Gleichrichtergruppe erhält man die für eine gleichmäßige Stromaufteilung
erforderliche Klemmenspannung, wie inan sieht, dadurch, -daß man senkrecht unter
den betreffenden Gleichrichteranschluß in Fig. i den Abstand zwischen C und D abgreift.
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Gemäß: der Erfindung lassen sich nun die Klemmenspannungen.; auf die
die einzelnen Gleichrichtergruppen eingestellt werden müssen, .dadurch vergleichmäßigen,
daß von den Anschl.ußpunkten des Verbrauchers an die Sammelschienen her gesehen,
die -einzelnen. Gleichrichter mit ihren, positiven Klemmen in umgekehrter Reihenfolge
an. @ die zugehörige Sammelschiene angeschlossen werden wie mit ihren negativen
Klemmen.
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Eine solche Anordnung zeigt beispielsweise Fig. 3, und -zwar ebenfalls
unter der Voraussetzung, daß der Sammelschienenquerschndtt überall der gleiche ist:.
Die obere Sammelschiene ist genau so geschaltet wie in Fig. i, dagegen ist :die
untere Sammelschiene, von dem Anschlußpunkt B an den Verbraucher ausgehend; zunächst
ohne Gleichrichteranschlüsse bis zu: dem Anschluß:pünkt der Gleichrfchtergruppe
i glatt durchgeführt. Dieses Stück ist mit Endstrich oben bezeichnet. Bei dem.Anschlußpunkt
des Gleichrichters i kehrt die Sammelschiene ihre Richtung um (Teilstück N) und
ist nun, beginnend mit dem Gleichrichter i; der Reihe nach an die einzelnen Gleichrichtergruppen
angeschlossen.. Infolgedessen führt beispielsweise der Abschnitt der Sammelschiene
N zwischen den Gleichrichtern 4 und 5 nur den Strom des Gleichrichters 5, während
der entsprechendeAbschnitt der positivenSämmelschieneP die Summe der Ströme der
Gleichrichter i bis 4 zu führen hat.
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Den; sich. hierbei ergebenden Spannungsverlauf zeigt Fig. 4. Die Kurven
C und D haben wiederum die gleiche Bedeutung wie in Fig. 2, nur daß hier die Kurve
D von dem Anschlußpunkt des Gleichrichters 5 aus nach links ansteigt, während sie
in Fig. i von dem Anschlußpunkt des Gleichrichters i aus nach rechts anstieg. Der
vertikale Abstand zwischen den Kurven C und D gibt wiederum für jede Entfernung
l von dem linken, durch den Anschluß des Gleichrichters i gebildeten Bezugspunkt
die Spannung zwischen den Sammelschienen P und N an. Der Spannungsabfall, der durch
den Gesamtstrom J in dem Widerstand RN des Sammelschienenteiles N' entsteht, wird
.durch die Kennlinie E berücksichtigt. Daraus ergibt sich die Spannung UAB zwischen
den Verbraucheranschlußpunkten A und B als vertikaler Abstand zwischen den Kurven
C und E senkrecht unterhalb der Punkte A und D. Man: erkennt, claß
der Unterschied zwischem den Klemmenspannungen der einzelnen Gleichrichtergruppen
wesentlich geringer ist als bei der vorher beschriebenen Anlage: Die Klemmenspannung
der Gruppe i stimmt mit der der Gruppe 5 und die Klemmenspannung der Gruppe 2 mit
der der Gruppe 4 überein.
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Eine weitere Verbesserung- läßt sich dadurch erreichen, daß die Sammelschienen
nach den Verbraucheranschlüssen -hin mit zunehmendem Querschnitt ausgeführt werden,
und zwar zweckmäßig derart, daß:.der Sammelschienenquerschnitt jeweils an den Anschlußpunkten
der einzelnen Gleichrichter um soviel zunimmt; daß an allen Stellen der Sammelschiene
etwa die gleiche Stromdichte herrscht, Hierfür zeigt Fig.5 ein Ausführungsbeispiel,
das im übrigen dem Ausführungsbeispiel nach Fig.3 vollkommen entspricht. Da in dem
Sammelschienenstück N' auf die ganze Länge hin die gleiche Stromstärke vorhanden
ist, kann dieses Stück mit konstantem Querschnitt ausgeführt werden.. Die -zugehörigen
in Fig.. fi dargestellten Kennlinien C und D verlaufen nunmehr geradlinig, und zwar
mit gleicher Neigung; so daß der vertikale Abstand zwischen ihnen,. tief die Klemmenspannung
zwischen den Sammelschienen .P und N für die einzelnen Entfernungen i von dem linken
Bezugspunkt abgibt, konstant ist. Die Gleichrichter können also alle auf den. gleichen
Klemmenspannungswert eingestellt werden.
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Das in den Fig. 3 und 5 vorgesehene Sammelschienenstück N' kann gespart
werden, wenn man die Sammelschienen. U-förmig ausbildet und die Gleichrichtergruppen
in zwei Reihere aufgestellt zwischen ihnen anordnet. Hierfür zeigt Fig. 7 ein Ausführungsbeispiel.
Man erkennt, daß der positive
Anschluß der Gleichrichtergruppe 5
dem Verbraucheranschlußpunkt.g und der negative Anschluß der Gleichrich.tergruppe
i dem Verbraucheranschlußpunkt B unmittelbar benachbart sind.
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Die Anwendbarkeit der Erfindung ist nicht nur auf die Fälle beschränkt,
wo es sich darum handelt, mehrere selbständige Gleichrichtereinheiten parallel zu
schalten. Vielmehr kann die Erfindung sinngemäß auch angewendet werden: für die
Parallelschaltung der einzelnen Gleichrichterscheib-en oder von Gleichrichterscheibengruppen
innerhalb der Gleichrichtergeräte.