DE966183C

DE966183C - Einrichtung zur Phasendrehung von Wechselspannungen, insbesondere fuer die Gittersteuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken

Info

Publication number: DE966183C
Application number: DEA11583D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Schrieber
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1942-06-25
Filing date: 1942-06-26
Publication date: 1957-07-11

Description

(WiGBl. S. 175)

AUSGEGEBEN AM 11. JULI 1957

(Ges. v. 15. 7. 1951)

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Phasendrehung von- Wechselspannungen, insbesondere für die Gittersteuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken, unter Verwendung von gleichstromvormagnetisierten Drosselspulen. Solche Einrichtungen sind bereits bekannt. Beispielsweise schaltet man eine solche Drosselspule als veränderlichen Widerstand in den einen der vier Zweige einer Brückenschaltung. Durch willkürliche oder selbsttätige Veränderung der Gleichstromvormagnetisierung wird die Phase der Brückenspannung gedreht. Es ist weiter bekanntgeworden, an Stelle einer einzigen Drosselspule zwei gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen in ein und denselben Zweig der Brückenschaltung zu schalten.

Dabei sind bei grundsätzlich gleicher Bemessung beider Drosselspulen diese so geschaltet, daß sich jeweils bei der einen Drosselspule die Augenblickswerte von Gleich- und Wechselfluß addieren, bei der anderen dagegen subtrahieren. Man erreicht dadurch, daß geradzahlige Harmonische der Wechselspannung vermieden werden.

Für viele Zwecke ist der erzielte Bereich der Phasendrehung nicht ausreichend. Die Einrichtung nach der Erfindung ermöglicht nun in einfacher Weise, den Bereich der Phasendrehung groß genug (bis fast i8o°) zu wählen. Nach der Erfindung gelingt dies dadurch, daß mindestens zwei gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen so geschaltet und so gleichstromvormagnetisiert sind, daß zur

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Erzielung der Phasendrehung die Gleichstromvormagnetisierung der einen vergrößert, die der anderen verringert wird.

Eine einfache Ausführungsmöglichkeit der Erfindung besteht darin, daß die beiden gleichstromvormagnetisierten Drosselspulen miteinander in Reihe geschaltet zwei Zweige einer Brückenschaltung bilden, während die anderen beiden Zweige durch zwei unveränderliche Scheinwiderstände oder durch eine Transformatorwicklung mit Mittelanzapfung gebildet sind. Die Phase der Brückenspannung (d.h. der Spannung zwischen der Verbindung der beiden Drosselspulen und der ■ Verbindung zwischen den beiden unveränderlichen Scheinwiderständen) wird um etwa 90⁰ nach jeder Richtung, also insgesamt um annähernd i8o° gedreht und hat in der einen Grenzlage praktisch die gleiche Phasenlage wie die speisende Spannung, in der anderen Grenzlage praktisch eine Phasenverschiebung von i8o°. Daß die Amplitude der Br-ückenspannung dabei schwankt, ist unerheblich, es kommt nur darauf an, überhaupt in der Phase verschobene Potentialänderungen zu erhalten.

Ein Schaltbild für eine dreiphasige Anordnung, bei der auch die Stromkreise für die Gleichstromvormagnetisierung dargestellt sind, zeigt Fig. 1 der Zeichnung. Sechs in einem Vieleck angeordnete Drosselspulen 1 . .. 6 sind über die Leitungen R, S und T und nicht näher bezeichnete Ruhekontakte eines Schnellschaltreläis 7 an das nicht dargestellte speisende Drehstromnetz angeschlossen. An die Leitungen U, V und W sind z. B. die Primärwicklungen der Gittertransformatoren einer Gleichrichteranlage angeschlossen. Die Drosselspulen 1, 3 und 5 haben je zwei nicht näher bezeichnete Gleichstromvormagnetisierungswicklungen, deren erzeugte Gleichflüsse einander entgegengerichtet sind, die Drosselspulen 2, 4 und 6 haben nur je eine ebenfalls nicht näher bezeichnete Gleichstromvormagnetisierungswicklung. Die Gleichstromvormagnetisierungswicklungen der Drosselspulen 2, 4 und 6 und je eine Gleichstromvormagnetisierungswicklung der Drosselspulen 1, 3 und 5 sind miteinander in Reihe geschaltet und liegen über eine zweckmäßigerweise einstellbare Drosselspule 9 und einen zweckmäßigerweise ebenfalls einstellbaren ohmschen Widerstand 10 und einen Arbeitskontakt d_± des Relais D gemäß Fig. 2 an einer Hilfsgleichspannung. Der außerdem noch vorgesehene Widerstand 11 soll die Lichtbogenbildung beim Abschalten des induktiven Stromkreises durch, den Arbeitskontakt <£, herabsetzen. Die anderen Gleichstromvormagnetisierungswicklungen der Drosselspulen 1, 3 und 5 sind ebenfalls miteinander in Reihe geschaltet und liegen über Kontakte b_n bzw. d₂ der Relais B bzw. D gemäß Fig. 2 an derselben Hilfsgleichspannung.

An Hand der Fig. 2 möge die Wirkungsweise der Anordnung gemäß Fig. 1 erläutert werden, wobei angenommen ist, daß der Hochspannungsgleichrichter, der beispielsweise zur Speisung von Röhrensendern dient, mit Glättungskreisen ausgerüstet ist. Es möge vorgegeben sein, daß nach jedesmaligem Kurzschluß der Gleichrichter spätestens nach Ablauf 1 Sekunde wieder volle Spannung hat. Da beim Anlegen der vollen Gleichspannung die Ladung der Glättungskondensatoren in Form eines S chwingungs Vorganges erfolgen würde, ist es erforderlich, die Gleichspannung in etwa V2 Sekunde hochzusteuern. Tritt nun während des Normalbetriebes des Gleichrichters ein gleichstromseitiger Kurzschluß auf, dann schaltet die Spule F des Schnellschaltrelais 7 (Fig. 1) auf öffnung der drei nicht näher bezeichneten Ruhekontakte in den Leitungen R, S und T und Schließung des Arbeitshilfskontaktes f. Dessen Arbeitsleistungen sind aus Fig. 2 näher ersichtlich. Hierdurch wird die Anordnung vom speisenden Drehstromnetz getrennt und damit der Gleichrichter durch die Steuergitter gesperrt. Die nicht näher bezeichnete Schaltspule des Zeitrelais A und die ebenfalls· nicht näher bezeichnete Schaltspule des Relais B liegen über dem Arbeitshilfskontakt / an Spannung.

Das Relais B öffnet die drei Ruhekontakte b_x und schließt die drei verschiedenen Arbeitskontakte b_n, b₂₂ und b_2z. Der eine Arbeitskontakt b_2i schließt den einen Vormagnetisierungsstromkreis, wodurch die gleichstromvormagnetisierten Drosselspulen 1, 3 und 5 vorgesättigt werden; ferner wird das Relais B auf Selbsthaltung geschaltet und die nicht näher bezeichnete Schaltspule des Zeitrelais C an Spannung gelegt. Während der Laufzeit des Zeitrelais C steigt der Vormagnetisierungsgleichstrom in den Drosselspulen 1, 3 und 5 auf den End wert an. Das hat zur Folge, daß der Wechselstromwiderstand der Drosselspulen 1, 3 und 5 auf den Kleinstwert zurückgeht. Die Drosselspulen 2, 4 und 6 sind noch ungesättigt und haben daher den Höchstwert des WechselstromwiderStandes. In diesem Zustand wird nach Ablauf des Zeitrelais C das Schnellschaltrelais 7 über die Rückholspule E wieder zurückgeschaltet und die Vieleckschaltung der Drosselspulen damit wieder an das Drehstromnetz gelegt. Durch die eingeschaltete Gleichstromvormagnetisierung der Drosselspulen 1, 3 und 5 ist jedoch die Phasenlage der Gitterwechselspannung so gedreht, daß die Gleichrichtergefäße durch die Steuerung gesperrt bleiben. Die nicht näher bezeichnete Schaltspule des Relais D wurde gleichzeitig mit no der Rückholspule E des Schnellschaltrelais 7 über den Kontakt K des Relais C an Spannung gelegt und schließt nach der Umschaltung des Schnellschaltrelais 7 die Kontakte d_t und d₂. Nun ist auch der andere Vormagnetisierungsstromkreis geschlossen, und es entsteht ein Gleichstrom in den vormagnetisierenden Wicklungen der Drosselspulen ι ... 6. Der zeitliche Anstieg des Gleichstromes in diesem Stromkreis wird durch die Drosselspule 9 und den ohmschen Widerstand 10 iao bestimmt. Mit wachsendem Vormagnetisierungsgleichstrom in diesem Stromkreis werden die Drosselspulen 2, 4 und 6 in steigendem Maße gesättigt, während die Drosselspulen 1, 3 und 5 dadurch, daß die beiden Gleichstromvormagnetisierungswicklungen magnetisch einander entgegen-

wirken, mit wachsendem Vormagnetisierungsstrom des zweiten Gleichstromkreises entsättigt werden. Während bei der Sperrung des Gleichrichters die Drosselspulen i, 3 und 5 kleinen Wechselstromwiderstand bei hoher Gleichstromvormagnetisierung und die Drosselspulen 2, 4 und 6 großen Wechselstromwiderstand ohne Gleichstromvormagnetisierung aufweisen, wächst nach Schließung des Arbeitskontaktes Ci₁ der Wechselstromwiderstand der Drosselspulen 1, 3 und 5 durch die fortschreitende Entsättigung an, und der Wechselstromwiderstand der Drosselspulen 2, 4 und 6 geht mit steigender Gleichstromvormagnetisierung zurück. Hierbei tritt eine Drehung der Phasenlage der Spannungen an den Leitungen U, V und W ein, die eine allmähliche Verringerung des Zündverzögerungswinkels von ganzer Sperrung bis zur vollen Gleichspannungshöhe des Gleichrichters zur Folge hat. Der Drehwinkel ist durch Veränderung

ao der Größe des Vormagnetisierungsgleichstromes einstellbar. Nach Beendigung der Phasendrehung öffnet das Zeitrelais A seinen Kontakt α und schaltet damit die Selbsthaltung für das Relais B ab. Hierdurch schließen die Ruhekontakte b_x und stellen bei praktisch gleichbleibender voller Aussteuerung über die Leitungen R, S und T eine unmittelbare Verbindung zum speisenden Netz her; außerdem werden alle Relaisschaltspulen, wie aus Fig. 2 unmittelbar ersichtlich, nacheinander spannungslos, und die Ausgangsstellung des Normalbetriebes ist wiederhergestellt.

Die gleiche Wirkung der Phasendrehung läßt sich auch bei anderen Schaltungen der Gleichstromvormagnetisierungskreise erreichen; z. B. kann man die eine Hälfte der Drosselspulen im Normalbetrieb im gesättigten Zustand dauernd eingeschaltet lassen und bei dem anderen Gleichstromvormagnetisierungskreis den Abschaltvorgang zur kurzseitigen Phasendrehung verwenden. Ferner ergibt sich die Möglichkeit, jede der sechs Drosselspulen mit nur einer Gleichstromwicklung auszuführen, um dann für drei Drosselspulen den Einschaltvorgang und für die anderen drei Drosselspulen einen Abschaltvorgang zur Phasendrehung zu benutzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:

i. Einrichtung zur Phasendrehung von

Wechselspannungen, insbesondere für die Gittersteuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei gleichsitromvormagnetisierte: Drosselspulen so geschaltet und so gleichstromvormagnetisiert sind, daß zur Erzielung der Phasendrehung die Gleichstromvormagnetisierung der einen vergrößert, die der anderen verringert wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 für einphasige Wechselspannungen, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen in Reihe geschaltet zwei Zweige einer Brückenschaltung bilden, während die anderen beiden Zweige durch zwei unveränderliche Scheinwiderstände oder durch eine Transformatorwicklung mit Mittelanzapfung gebildet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 für p-phasige Wechselspannungen, dadurch gekennzeichnet, daß 2 p gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen in Vieleck so geschaltet sind, daß in zyklischer Reihenfolge auf eine Drosselspule mit sich vergrößernder Gleichstromvormagnetisierung eine solche mit sich verkleinernder Gleichstromvormagnetisierung folgt, und daß an dem einen Ende einer jeden Drosselspule eine Spannungszuführung und' an ihrem anderen Ende eine Spanniungsabführung angeschlossen ist (Fig. 1).
4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Drosselspulen eine einstellbare Gleichstromvormagnetisierung erhalten und daß die eine Hälfte der Drosselspulen eine weitere konstante Gleichstromvormagnetisierung aufweist, die der einstellbaren Gleichstromvormagnetisierung entgegenwirkt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge_: kennzeichnet, daß die einstellbare Gleichstromvormagnetisierung von einer zu regelnden Betriebsgröße (z. B. der Gleichspannung eines Gleichrichters) geliefert wird.
6. Einrichtung nach Anspruch.4, insbesondere für Anlaßvorgänge z. B. nach vorangegangener Schnellabschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß , die Gleichstromvormagnetisierung, über einen Zeitkonstantenkreis (Drosselspule 9, Widerstand 10) geliefert wird.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Schaltelement des Zeitkonstantenkreises einstellbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 609 528/290 5.56 (7095R1/32 7. 57)