DE913317C

DE913317C - Anordnung fuer als Gleichrichter oder als Wechselrichter arbeitende Umformungseinrichtungen

Info

Publication number: DE913317C
Application number: DEA11293D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Bernhard Kalkner
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1941-08-12
Filing date: 1941-08-12
Publication date: 1954-06-10

Description

Anordnung für als Gleichrichter oder als Wechselrichter arbeitende Umformungseinrichtungen Zusatz zum Patent 730 644 Das Patent 73o 644 betrifft Anordnungen für als Gleichrichter oder als Wechselrichter arbeitende Umformungseinrichtungen, bei denen synchron betätigte, mechanisch wirkende Schalter auf der Gleichstromseite eines Transformators angeordnet sind, auf der Wechselstromseite in Reihe mit den Phasenwicklungen synchron mit - den gleichstromseitigen Schaltern betriebene Schaltelemente mit gesteuerter Stromdurchlaßrichtung liegen und bei denen durch magnetischen Rückschluß oder besondere Hilfsstromkreise eine Wechselstrommagnetisierung des Transformators sichergestellt ist. In den Anordnungen nach dem Hauptpatent ist das Stromproblem für die gleichstromseitigen Schalter im wesentlichen durch die wechselstromseitigen Schaltelemente mit gesteuerter Stromdurchlaßrichtung gelöst worden und das Spannungsproblem durch die Hilfsmagnetisierung des Transformators. Zur Vermeidung der an den gleichstromseitigen Schaltern nach Beendigung der Kontaktgabe wiederkehrenden Spannungen ist schon in dem Hauptpatent angegeben worden; entweder die Phasenlage der grundfrequenten Magnetisierungsspannungen zu verschieben oder eine Hilfsmagnetisierung mit einer Spannung dreifacher Frequenz zu bewirken. Die Hilfsmagnetisierung ist bei den bisher vorgeschlagenen Anordnungen in erster Linie eingeführt worden, um das Abschalten der gleichstromseitigen Schalter zu erleichtern, d. h. sie bewirkt, daß zur Zeit der Öffnung des Schalters und auch eine nennenswerte Zeit nach der Öffnung noch keine erhebliche Spannungsbeanspruchung an der Trennstrecke auftritt.
Durch die Weiterbildung der Erfindung sollen nun auch die Einschaltbedingungen für die gleichstromseitigen Schalter verbessert werden. Zwar erfolgt bei den Anordnungen nach dem Hauptpatent im Augenblick der Kontaktgabe der gleichstromseitigen Schalter schon eine Strombegrenzung durch die Induktivität des Transformators, so daß kein sehr plötzlicher Stromeinsatz möglich wird. Da jedoch auch kleine Funkenbildungen den Kontaktapparat beschädigen können, ist es zweckmäßig, auch die Einschaltfragen besser zu lösen. Hierfür wird nach der Erfindung ebenfalls die Hilfsmagnetisierung herangezogen, indem bei den Anordnungen nach dem Hauptpatent in die für die Magnetisierung des Transformators vorgesehenen Strompfade Spannungen höherer Frequenz und solcher Kurvenform eingefügt werden, daß sowohl die an den gleichstromseitigen Schaltern nach Beendigung der Kontaktgabe wiederkehrenden Spannungen als auch die unmittelbar vor der Kontaktgabe an ihnen liegenden Spannungen herabgesetzt werden. Nach der Erfindung wird demnach eine derartige Spannungskurve für die Hilfsmagnete-. sierung verwendet, daß auch schon vor dem Schließen der Kontakte die Spannungsverläufe von ablösender Phase und Folgephase eine Zeitlang etwa zusammenfallen und daß in ähnlicher Weise nach der Kommutierung die beiden Spannungsverläufe einander noch folgen.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei a ist ein Dreiphasensystem R, S, T dargestellt, dessen einzelne Phasen zweimal in jeder Periode zur Stromübertragung herangezogen werden (Graetzschaltung). Die dargestellten Spannungen sind die Phasenspannungen des Haupttransformators auf dessen Gleichstromseite. Während der Arbeitszeiten der Phasen ist ihnen die Kurvenforen vorgeschrieben, da in diesen Zeiten die wechselstromseitigen Phasenwicklungen über ihre zugehörigen Schaltelemente mit den Netzspannungen verbunden sind. Während der jeweils 6o° el. dauernden Zwischenzeiten jedoch ist der Spannungsverlauf der gleichstromseitigen Transformatorwicklungen allein durch die Transformatormagnetisierung bedingt und daher zu beeinflussen. Nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden nun in die für die Magnetisierung des Transformators vorgesehenen Strompfade Spannungen von gegenüber der Betriebsspannung sechsfacher Frequenz eingefügt, und nach jeder vollen Periode dieser Hilfswechselspannung wird ein Polwechsel bewirkt, so daß eine Spannungsform entsteht, wie sie in der Zeichnung unter b dargestellt ist. Durch Einfügen dieser Hilfsspannung in die Magnetisierungsstrom kreise des Transformators erhalten dessen gleichstromseitige Phasenspannungen die unter a gezeigte Form. Man erkennt, daß hierbei die Forderung erfüllt ist, daß sowohl vor der Kontaktgabe als auch nach Beendigung der Kontaktgabe, d. h. also vor und nach der Arbeitszeit jeder Phase, die Spannungen von ablösender Phase und Folgephase während längerer Zeit annähernd den gleichen Verlauf haben, daß also zwischen beiden kein wesentlicher Spannungsunterschied besteht. Die Phasenlage dieser Hilfsspannungen wählt man zweckmäßig so, daß ihr Polwechsel in die Zeit der Kommutierung zwischen der Hauptspannung fällt.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung kann man den beschriebenen Spannungsverlauf auch, wie in der Zeichnung unter c dargestellt, dadurch annähern, daß man in die Magnetisierungsstromkreise des Transformators eine trapezförmige Hilfsspannung dreifacher Frequenz einfügt. Hier wird die Phasenlage der Hilfsspannung zweckmäßig so gewählt, daß die Kommutierung in den Hauptkreisen jeweils in der Mitte oder im ersten Teil des längere Zeit konstanten Scheitelwertes der Trapezspannung erfolgt.
Grundsätzlich ist über die angeführten Beispiele hinaus jede Spannungskurve, die nach Form und Größe in der Lage ist, die oben definierte Bedingung der Spannungsannäherung vor Kommutierungsbeginn und nach Kommutierungsende zu erfüllen, zur Ausführung des Erfindungsgedankens verwendbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE.: i. Anordnung für als Gleichrichter oder als Wechselrichter arbeitende Umformungseinrichtungen, bei der nach Patent 73o 644 synchron betätigte, mechanisch wirkende Schalter auf der Gleichstromseite eines Transformators angeordnet sind, auf der Wechselstromseite in Reihe mit den Phasenwicklungen synchron mit den gleichstromseitigen Schaltern betriebene Schaltelemente mit gesteuerter Stromdurchlaßrichtung liegen und durch magnetischen Rückschluß oder Hilfsstromkreise die Wechselstrommagnetisierung des Transformators sichergestellt ist, dadurch gekennzeichnet, daß in die für die Magnetisierung des Transformators vorgesehenen Strompfade Spannungen höherer Frequenz und solcher Kurvenform eingefügt werden, daß sowohl die an den gleichstromseitigen Schaltern nach Beendigung der Kontaktgabe wiederkehrenden Spannungen als auch die unmittelbar vor der Kontaktgabe an ihnen liegenden Spannungen herabgesetzt werden. a. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in die für die Magnetisierung des :Transformators vorgesehenen Strompfade Spannungen sechsfacher Frequenz eingefügt werden, wobei nach jeder vollen Periode der Netzspannung ein Polwechsel dieser Hilfsspannung bewirkt wird. 3. Anordnung nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlage der Hilfsspannung derart gewählt wird, daß ihr Polwechsel im Augenblick der Kommutierung in den Hauptkreisen bewirkt wird. q.. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in die für die Magnetisierung des Transformators vorgesehenen Strompfade Spannungen von dreifacher Frequenz und Trapezform eingefügt werden. 5. Anordnung nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Phasenlage der trapezförmigen Hilfsspannung derart gewählt wird, daß die Kommutierung in den Hauptkreisen jeweils in der Mitte oder im ersten Teil des Scheitelwertes der Hilfsspannung erfolgt.