-
Anordnung zum Betrieb von Umformungseinrichtungen mit Entladungsstrecken,
vorzugsweise Dampf- oder Giasentladv.ngsstrecken, und Saugtransformatoren Beim Betrieb
von Umformungseiinmichtungen mit Entladungsstrecken, vorzugsweise Dampf-oder Gasemtladungsstrecken,also
Gleich@riicht,eirn, Wechselrichtern, Umdichtern wsw., verwendet man häufig zur Unterteilung
des Stromes auf mehrere Entladungsstrecken sogenanaee Stromteiler, und zwar melisten@teillis
iin der Farm von. Siaugtranisform@atoren, ibei denen an, verschiedenen Phasen spannungen
liegende Entladungsstrecken zum Parallelarbeit!en gezwungen werden. Dabeii könnten,
die Entladungsstrecken an Phasenspannungen gleicher oder verschiedener Größe liegen.
Es ist auch schon vorgeschlagen worden, die Abstufung oder das Verhältnis dleir
beiden WickLungshäilften eines Siaugtrans,formiators,auch Spamnungsteliler genannt,
von i verschieden zu, wähnen. Aus Gründen dier Spramnungsregelung halt man ferner
Anordnumglen benutzt, bei denen oder Saugtmansifarrnator in gewisisen Zeitaib@schnitten
uunwiirksam gemacht werden konnte. Dieses Unwlürksammachen dos Saugtransformators
kannbeispielsweise auch nn(i.ttelsi W sonderer Entladungsstrecken erfolgen.
-
Während nun biei, den bisher bekannten Schaltungen mit Saugtransformatoren,
deir durch ding Entladungsstrecke fließende Strom, jedenfiafis bei Gleichrichtern
und Wechselrichtern, rechteckförnnig
ist, bezweckt vorliegende Erfindung
die Erzielung einer treppenförmig auf- und abs.teiWndiein Kurve des Entladungsstromes.
Durch Anwendung einer derartigen Stromkurve ergibt sich unter anderem der Vorteil,
.diaß kurz vordem Erlöschefin ,dl,#r Entladungsstrom verhältnismäßig klein isst,
so da,ß die Gefahr von Rückzündungen erheblich vermindert wird. An :sich isind treppenförmig
.auf- und absteigende Kurven des Entl!adungssuromes @is@pi,e;lswe ,ise auf Grund
der zwölfphiasliigen Stromrichiterscihailtun;gaten von Krämer und Lenn.okx bekannt,
bei ,denen ,drei: b zw. fünf Entliadungsstrecken rirnfolge Reihenschaltung der Piimärwi,c1kIiwng!en.
der beiden Haupttransformatoren gleichzeitig Strom führen. Erfiindungsgeimäß werden
bei: Umformereiinrichtungen mit Entladungsstrecken, vorzugsweise Dampf-oder Gasentlwdungsistnecken,
und S,augtranisifo@rmatoren treppenförmig auf- und. absteigende Kurven dies Entl!aldungsistromes
,dadurch erzielt" daß das Wind'ungsz:ahlverhältnis des Saugtransformutors periodisch,
vorzugsweise mit einer Frequenz gleich dem Vielfachen der Frequenz des Wechselstromnetzes
(Gleiichrichiter; Wechhselrischte!r) .bzw. Beis einen (Umniichte!rs) geändert wised.
Vorzugsweise kommen alis für die Änderung ,des Windungsizahlverhältnssses Entladungsstrecken,
vorzugs,weiise Dampf- oder Gasentladungs,strecken, im Betracht: Ein Ausführungs-bei!spiel
,der Erfindung, das sich auf einen Joppe !dreiphiassgen Gleichdichter mix Saugtranisformator
bezieht, isst iin Abb. i der Ze!i:chnung dargestellt. Dias Wechselstromnetz i spelist
über einen Hajnputransformator 2 miiit den beiden dreiphasilgen Sekundärwicklungen
3 und 4 ,und den beitden dreianofgen Entlia(dungsigefäßen 30 (miit den Anoden 3
r, 32, 33) und 4o (mit Iden Anoden 41, 42,43) den Gleichstromverbraucher
5, gegebenenfalls ü!be:r eine- Glättungs@drosisel 6. Der Sawgtra!nsformator, bei
dem sonnst die Mittdianzapfiunig mit der einen Klemme. :dies Gleichstromnetzes veirbuniden:
nsit, besitzt @aib.-,ve,ichend ,zwai Anzapfuinbaen, an die zwei Anoden 71 und 72
eines zw@e!i,anadigen. Enitlad!un!gsgefäßes 70 angeschlossen sind.
-
Zwecks leichteren Verständnisses des .31,uis!führungäb!eüspieles sehen
zunächst noch einmal die bei ,der üb-licben Sautgtransformatonsch!altung entstehenden
Spannungskurven siin Abb..2 dargestellt, und zwar lliiefern die Anoden 31, 32, 33
die dünn gezeichnete Spannungskurve, die An0dens q.1, 42, 43 die gestrichelt gezeichnete
Spannungskurve. Die insgesamt an =das Gleichstromnetz abgegebene Gleichspannung
;isst ,die dick gezeichnete Spannungskurve B. Beim Ausführungsbeisspiel gemäß Abb.
i entstehen nun, zunächst genau wie beii ,dies üblichen Saugtransformatorschaltung
die dünn gezeichnete Spannungskurve mliit Hilfe der Anoden 31, 32, 33 und die gestrizhelt
gezeichnete Spannungskurve mit H,i:lfe ,der Anoden, 41, 42, 43. Unitersch!iied!lnch
isst jedoch idie B. Inder Zcst, in, dl: r die Anoden 31 und 41 zuisammenarbei ten,
wird die Anode 71 dann; den Stromführer, weinn, die! zu 31 gehörende Phasenspannung
posliti:ves Potential gegemii,ber :der Phaseinspannung von 41 hat; die Anode 72
wird dann Strom führen, wenn -die Anode 41 höheres poslilt!i!vas Potential- als
die Anode, 3-i h!at. Die; Komimu,tierunig zwischen den Aniaden 7,1 Und 72 wird also
!dann stattfinden, wenn die b,aiden An.c,d:en 3 Lund 41 gleiches Potential nufweiisen..
Main. erhält demnach gegenüber der Kurve, 8 in Abb. 2 eine neue Gleichspannung 8,
die .doppelt soviel Knickstellen je: Peilsode ,des Wechselstromnetzes aufweist.
Legt man die Windungszahilverhältnisse ödes S,augtransformiators 7 m!it den bei
Abb._ i ,in Klammern, gesetzten Zahlen feist, so erhält man eine Gleichspannung,
die eine Zw ölfpha,s,enwililli@gkoit aufweist. Infolge der pericodischem Änderung
des Windunigseahlverhältnisses. des S.augtrainsfiormators ändert sich die Stromkurve
jeder Entladungsstrecke. Man erhält bei Zugrundelegung der be!i ,der Abib. i ;in
Klammern gesetzrein. Zahlen die in Abb.4 dargestellte Kurve des Entladungsstromes,
,und. hieraus foligt weiter, daß auch die der Gleichrichteranlage, zugeführten eine
derartige Ku!rvemform besitzen, als wenn die,r Gleichrichter zwölfphasig arbeitete,
was man beispiel!swerise durch Addition, ,der pb!aseinverschobe!nen Entladungsströme
beweisen kann. Die Lage des Saugtransformators .. ist im übrigen nicht wesenitl!i:ch
; so kann er beisp@ieI;sweilse, ;auch zwischen: dlie der beiden dreiphiasligen Transformiatorwscklu.ngen,
g,e!scbaltet werden, wobei dann die Hauptentladungsstrecken zu einem einzigen mehranodigen
Entlad'ungsigefäB zuistammengefu,ß,t werden köninen. Dia die Spannur sbeanspruchung
der zusätzlichen Entl,adangss!urecken sehr geriiing -ist, kann mau: vorteilhaft
Sonderausführungen für Niederspannung mit besonders geringem Spannungsabfall vorsehen.
-
Ein weiteres.-bei dein die am Siaugtransformator hegenden Entladungsstrecken
m!i.t denn eigentlichen Haupt,entladwngsstrecken. in. einem mehranafbgen Entlaidungsge!fäß
io baulich vereinigt snnld, eist (in Abb. 5 der Zeiehnun!g veranschaulicht. Abweichend
gegenüber Abb. i ist die Ausbildung des Sauigt,ransformators 7, indem ,die Anoden.
71 und 72 ,an die verlängerten Enden des Siaugtnansformators angeschlossen. sind.
Hinsichtlich ,dies 'Wiirkungs,weiise e!rgeibensich ebenfalls Untersch!i!ede gegenüber
Abb. i. Wenn. geriade die Anoden 3 i Und 41 gleli!ches poslit@i!ves Potential halben,
I!iegt am Saugtranslformtaxor 7 pnaktaisch keine Spannung. Dann, wird. der gesamte
Lais Strom je zur Hälfte von den; Anoden 3 i und 41 übernommen. Gilbt man ,dem Saugtransformator
die. in Abb. 5 in Klammern beigefügten Windungszahlen, so wird 15° nach dem Zeitpunkt
der Spannungsgl,eicbheit der Anodtem, 3 i wund 41 die Anode! 71 !den Strom .von
ider Anadie 31 übernehmen, da stie höheres positives Potential als jede der Anoden
31 bis 33 aufweist. Infolge der nunmehr geltenden ungleichen Windungszahlen wird
die A node41 87%# hingegen Anode 71 130/0 des Laststromes übernehmen. Nach Ablauf
von 30°, d. h. also 15' vor dem Zeitpunkt der Spannungsgleichheit der Anoden
32 und 41, geht der Strom von Anode 71 auf Anode 32 über. Es brennten nunmehr während
30° die Aasaden 32 und 41 zusammen, wobei beide
Anode. de Laststrom
je. zur Häufte Übernehmen.. Es sch,liießt stich ein Zusammenarbeiten der Anode 32
mit der Anoden 72 ähnliich edlem Zusammenarbeiten zwischen Anode- 41 und 71 an.
Es ergibt ssieh somit abweichend gegenüber Abb. i, diaß jede der Anoden 31 bis 33
und 41 biss 43 nur während 9o° Strom führt. Man erhält die (in Abb. 6 daargeste@llste
Kurve edles Entladungsstriames. Die Anoden, 71 und 72 arbeiten abwechselnd dreimal
30° während einer Periode. Man erhält wie bei: Absb. i eine Gleichspannung, die
eine Zwölfphasenwelliigkeiit aufweist; ebenso besiitzen die der Gleiehrich:terandage
zugeführten Wechselströme eine derartige Kurvenform, als wenn der Gleichrichter
@zwölfphasig arbeitete. Bei diesem AuMühirungsibeispiel iisit noch bemerkenswert,
-daß der Spannungssprung an den Hiaiuptlontladungsstreclten nach @ihrem jeweidligen
Erlöschen in zwei zeitlich auseinanderliegende Teilsprünge von annähernd gleicher
Größe unterteilt wird, so ,daß die, eigentliche, die Entladungsstrecken beanspruchende
Sprungspannung auf etwa die Hälfte des üblichen Wertes herabgesetzt risst.
-
Um die Verhältnisse. bei. Abb. i und 5 nicht unnötig verwickelt zu
gestalten, ist der Erfindungsgedanke an urgesteuerten Gleichrichtern beschrieben
worden. Es steht jedoch nichts iiim Wege, den Erfindungsgedanken auch bei Gdeic'hnichtern
mit Gitterssteuemng =zuwenden-. Nur ist zu beachten" daß dann auch die zusätzlichen
Anoden, 71 und 72 sInnr gemäß @miit gleicher Zeitverzögerung miiitgesteuert werden
müssen.
-
Weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in Asbb. 7 und 8 dargestellt..Asbib.
7 und 8 sind ihinsiich,tilich der Wiirkunggweiise der Schgiltung gemäß A sbsb. ,gleichwertig.
Unterschiedlich gegen, ,über Abb. i isst bei Abb. 7, daß die dortigen Entladungsstrecken
71 und 72 durch die Entladungsstrecke 71 und den Transformator 73 bzw. die Entladungsstrecke
72 und den Transformator 74 ersetzt worden sind. Die beiden Transformatoren 73 und
74 sind gleichstromvormagnetiisiert, da sie Gleichstromstöße zu übertragen haben.
Verwendet man die Schaltung nach Abb. 8, so kann die Gleich,-stromvarmagneAsierung
vermieden werden, indem der konstante Gleichstrom zur Kompensatlion verwendet wird.
-
Man kann srhliießEch auch mehr als zwei An, zaapfiungen vorsehen.
So ist ein Abb. 9 der Zeichnung ein der Abib. i ähnliches Auisführungsbedspiel dargestellt,
bei dem der Siaugtranisformator 7 nicht nur mit den. Anoden 71 und 72, sondern auch
mit den Anoden 7 1' rund 72' verbunden isst. Die Anoden dies Entladungsgefäßes
70 arbeiten in der Reihenfolge 71', 71, 72', 72, 71, 71' usw. Im vorliiegeniden
Fall wiLrid der Saugtransformator in gewiisssen Zeitteilchen uawisrksiaum. Wesentlich
bist jedoch auch hier, daß das Windungsizahlverhältnis des Siaaugtranssformators
periodisch geändert wird. Bei EntlaAungsstrecken; bei denen ,die Steuerung das Ein-und
Aussetzen der Entladung bewirkt, ergeben sich kleine Besonderheiten. Verwendet man
jedoch Entladungsstrecken, bei denen die Steuerung nur das Einsetzen der Entladung
bewirkt, so sind zusätzliche Kommutieruingsmvittel vorzusehen, damit der Strom auch
von einer Anöde höheren, Potentials auf eirlse solche niederen Potenti!aLs Übergehen
kann.
-
In Abb. io ;ist nach ein Aus,fvhrunigis#beül)iiel'verans chaudicht,
das seich auf eine ,sechsphasige Glbichrichterandiage. reit dreiphasigem Saugtirans;fonmatOr
7 bezieht :und ähnliich edlem Aus-führunggbeispiiell gemäß Abb. 5 'ist. Es arbeiten
idie drei zweliphmigem TeislsYs.beme 3', 3" und 3"' mit den Anoden, 31', ...
-
32 b#zw. 3 i,. und 32" bzw. 31 , 32... zuSaunirnen. Der der Einfachheit
halber mit in Stern geschalteten, Wicklungen 7', 7" und 7... dargestellte Sojugtmns@forma,tor
7 :isst in Wirklichkeit entweder mit einer Dreieckwicklung versehen oder ein Zickzack
geschaltet. Im letzten Fall smuß jeder der beiden Teeile von 7', 7" oder 7'.. ,ein
Zickzack gesdhalltet sein. Wirkungsgemäß ergibt sich bei Zugrundelegung der in Klammern
angegebenen Wiüdungs,zah!len, dtaß die Hauptentladungsstreeken während je i5o° Strom
führen und daß die zusätzlichen Entladungss't11ecken 71', 71..' 71". abwechselnd
zweimal je 30' während einer Periode den Strom Übernehmen. Schließlich wiird noch
daß der Erfindunigisigedianke ,auch bei anderen Umformungseinrichtungen, z. B. mechanischen
Gleichrichtern und Trockengleichrichtern, angewendet werden kann.