DE966722C

DE966722C - Stromrichter mit Gleichstromzwischenkreis

Info

Publication number: DE966722C
Application number: DEP42463A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Karl Maertens
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1949-05-11
Filing date: 1949-05-12
Publication date: 1957-08-22
Also published as: GB707640A; CH283538A; BE495663A; FR1017419A

Description

Es ist bekannt, für den Betrieb von Wechselrichtarn, d. h. Einrichtungen, zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom oder Drehstrom, auf der Wechsel- bzw. Drehstromnetzseite einen Taktgeber vorzusehen,, um insbesondere bei dem selbsterregten, Wechselrichter Frequenz- und Spannungshaltung· ohne Schwierigkeiten: zu, gewährleisten (vgl. Beschreibungseinleitung zur deutschen Patentschrift 721 135). Weiter ist es bekannt, über Wechselrichter gespeiste Synchronmaschinen im Motorbetrieb zu verwenden:. Diese sogenannten Stromrichitermotoren haben den, Vorteil, auf einfache Weise günstig in weiten Grenzen: in ihrer Drehzahl regelbar zu sein. Sie dienen daher vorzugsweise als Ersatz für Gleichstrommotoren, namentlich, für solche sehr hoher Drehzahlen, Leistungen: und Spannungen, für die der Bau und Betrieb eines Kollektors kaum möglich wäre (Vorschläge von Prof. Dr. Kübler).

Die Erfindung betrifft eine Stromrichteranord- ao nung, bestehend aus einem Gleichrichter und einem von diesem gespeisten Wechselrichter mit Taktgebermaschinei, bei der erfindungsgemäß die Taktgebermaschine über einen regelbareiiTransfofmatOT an das zu, speisende Netz angeschlossen ist.

Nach diesem Prinzip lassen, sich den. jeweiligen. Bedürfnissen entsprechend in, mehr oder weniger weiten. Grenzen, regelbare Umformeranordnungen schaffen. Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß man die Netzspannung und alle übrigen charakteristischeni Werte konstant halten kann und die Möglichkeit hat, die Drehzahl der Maschine und damit die Frequenz für sich allein zu beeinflussen. Vor allem läßt sich auch das Anfahren auf diese Weise einfach verwirklichen, Auf der primären und sekundären. Seite können gleiche oder auch verschiedene Netzphasenzahlen vorgesehen sein.

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Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert,

R₁, S₁, T₁ ist das primäre Netz mit der Frequenz f_r 2 ist eine Glaichrichteranordnung in Graetzschaltung,-die; an. dieses Netz angeschlossen ist. An. den Gleichstromkreis, in, dem zur Verkleinerung der Oberwellen eine Drossel 8 vorgesehen, ist,, ist eine Wechselrichteranordnung 3, ebenfalls in Graetzschaltung, angeschlossen,. Sie arbeitet auf das Sekundärnatz R₂, S₂, T₂ mit der Frequenz f₂. Es wäre auch möglich, daß das Primär- oder das Sekundärnetz oder beide zweiphasig wären oder sonst irgendeine beliebige Anzahl Phasen aufweisen. Zur Takthaltung des Wechselrichters dient eine elektrische Maschine: 4, vorzugsweise Synchronmaschine!, die über einen. Regeltfansformator. 5 an das Sekundärnetz angeschlossen ist. Mit diesem Regeltransformator kann man die Drehzahl der Maschinen und damit die Frequenz des Sekundär-

zo netzes regeln, und zwar unabhängig von seiner Spannung, wenn, der Regeltransformator zwischen

Netz und Takthaltermaschine angeordnet, das Netz also vor dem Transformatoreiingang abgezweigt ist.

Mit 6 ist eine Steuerainrichtung für die Wechselrichtergefäßa angedeuteit, die auf irgendeine Weise in, gegenseitiger Abhängigkeit von der Frequenz und Phasenlage des Sekundärnetzes arbeitet und gegebenenfalls lastabhängig beeinflußt werden kann. Die Verwendung je eines normalen Wechselstronischalters 10 bzw. 11 (Drehstromschalters) hinter dem Netz R₁, S₁, T₁ und vor dem Netz R₂, S₂, T₂ erübrigt die Anwendung der schwierigen Gleichstromschalter.

Es ist auch möglich, ein vom Primärstromkreiis elektrisch vollkommen getrenntes. Sekundärnietz R^, S₃, T₃, wie gestrichelt angedeutet, über einen mit der Hilf smaschiine 4 direkt gekuppelten Generator 7 zu speisen.

Dar Wechselrichterteil einer solchen Umfo'rmeranordnung hat eine mit einfachen Mitteln erzielbare, besonders betriebssichere Selbstführung. Die Takthaltermaschine 4 braucht nur für einen Teil der Leistung des Sekundärnietzes bemessen; zu sein. Es können auch mehrere parallel arbeitende Takthaltermaschinen angeordnet sein. Weitere Vorteile bestellen darin, daß eine vollkommene Stabilität des Betriebes auch bei schwankender und stoßweise auftretender Belastung gewährleistet ist, daß Freizügigkeit und bequeme Regelbarkeit bzw. Einstellbarkeit der Ausgangsfrequenz erzielt wird und daß hohe und höchste· Leistungen mit wirtschaftlichem Aufwand bei hohen. Eingangsspannungen bewältigt werden können.

Die Anwendungsmöglichkeiteni der Erfindung sind außerordentlich, vielseitig. Man kann sie beispielsweise für die gemeinsame Drehzahlregelung einer Vielzahl oder Gruppe von Elektromotoren verwenden. Solche Aufgaben.· treten vielfach, in industriellen Beitrieben auf, beispielsweise bei der Regelung der Wanderrostantriebe von Kesselanlagen·.

Seil dagegen, die Erfindung zur Regelung von Mehrmotorenantrieben von einer Art, bei der gewisse Abweichungen der einizelnen Motoren: voneinander hinsichtlich ihrer Drehzahl erforderlich sind, angewendet werden, z. B. für Papier- oder Textilmaschinen,, SO' sind gewisse zusätzliche Einstellmöglichkeiten für die einzelnen Motoren erforderlich, um deren Drehzahlen noch um einige Prozent voneinander verschieden, einstellen zu können.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten sind für den Bahnbetrieb gegeben, wobei es sich beispielsweise darum handelt, ausgehend vom normalfrequenten Strom der Landesstromversorgung Strom mit einer niedrigen Frequenz zur Speisung der Fahrleitungen, zur Verfügung zu stellen oder beispielsweise bei Speisung der Fahrleitung mit normalfrequentem Strom den Fahrmotoren Strom mit einer niedrigeren Frequenz, und/oder Spannung zuzuführen.

Claims

Patentansprüche:

1. Stromrichferanordnung, bestehend aus einem Gleichrichter und einem von diesem g&- speisten Wechselrichter mit Taktgebermaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Taktgebermaschine. über einen, regelbaren, Transformator an das vom Wechselrichter zu speisende Netz angeschlossen ist.

2. Anordnung nach Anspruch. 1, gekennzeichnet durch, ihre Verwendung für die Drehzahlregelung einer Vielzahl oder Gruppe von, Elektromotoren.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Rege- lung der Wanderrostantriebe von Kesselanlagen.

4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, ge-' kennzeichnet durch Verwendung zur Regelung von Mehrmotorenantrieben;, wobei zweckmäßig für die einzelnen, gemeinsam zu regelnden Motoren, noch zusätzliche Einrichtungen vorgesehen sind, um deren Drehzahlen um einige Prozent verschieden voneinander einstellen zu können.

5. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ihre Verwendung zur Frequenzumformung in, Bahnstromversorgungsanlagen.

In Betracht gezogene Druckschriften-:

Deutsche Patentschriften Nr. 614 864, 627 784, 638 428, 642 628, 677 346;

österreichische Patentschrift Nr. 140 779;

USA.-Patentschrift Nr. 1 222 440;

Kyser, »Die elektrische Kraftübertragung«, Berlin, 1920, 1. Band, S. 180/181.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen