DEP0006719DA - Anordnung zur Frequenzwandlung - Google Patents

Description

Professor Dr.-Ing₈, Ε. Hueter

Anordnung zur Prequenswanfilung_e

Es ist bekannt, daß man zur Verdreiiachunc einer gegebenen Frequenz, beispielsweise der üblichen Ketzfre= quenz τοη 50 Ha_s drei Drosselspulen mit eiseneesehlos= senem magnetischen Ereis verwenden kann, deren wicklungen in Stern geschaltet werden. Zwischen dem Sternpunkt des Ketses (oder der speisenden Maschine) und dem der Dros= selspulen ergibt sich dann eine Spannung dreifacher Fre= quenz. Da häufig der Netzsternpunkt unzugänglich ist, kann man den Drosselspulen Sekundärwicklungen geben _f die zu einem offenen Dreieck zusammengeechaltet werden, an dem dann die Spannung dreifacher frequenz entnommen werden kann» Wünscht nan ein -Dreiphasensystem dreifacher Fre= quenz zu erhalten, so muß man drei derartige Drosselspulen= sstze verwenden und dafür sorgen,"daß deren Flüsse um + bezogen auf die Grundfrequenz, gegeneinander versetzt sind. Dann ergibt sich beispielsweise an den drei offenen Drei= ecken der Sekundärwicklungen ein Drehstromsysten drei= fächer Frequenz. Es ist übrigens nicht erforderlich, Einzel= drosselepulen zu verwenden; sie können in bekannter Art und ftei se z.E. zu Drehstromdrosselspulen zusammengebaut werden, wobei jedoch auf das Vorhandeneein eines magneti= sehen Rückschlusses zu achten ist. Die Phasenverschiebung von + 40° läßt sich (Abb. 1 unten) in einfacher frei se z.B. durch Zickzackschaltung mit passend besessenen Windungs= zahlen erzielen.

In entsprechender Weise lassen sich auch höhere Pre=

quenzen erreichen. Schaltet nan z.B. die Sekundarwick= lungen eines Satzes im offenen Dreieck zusammen und die drei offenen Dreiecke ihrerseits im offenen Dreieck, so bekommt man (Abbildung 1 oben) an den Eit Uy bezeichneten Klemmen dieser aus neun .Einzelwicklungen bestehenden Schaltung die 9-fache frequenz. Die Leietungsausbeute ist jedoch recht niedrig, da Eit steigender Frequenz die Größe der höheren Harmonischen schnell abnimmt» Aue dieses; Grunde empfiehlt es sich, zur Erzeugung einer höheren, "beispielsweise der 9-fachen Frequenz, zunächst ein Ireh= stroEsystem 3-facher Frequenz zu erzeugen und hiermit einem weiteren hatz aus drei -Drosselspulen mit eterr:{re schal te ten rriffiärwicjclungen zu speisen? der dann die 3x3 = 9-fache Frequenz liefert» Ler Auf v\ and hierfür ist nicht allzugroß, da bei Frequenzwandlerη die Leistung unter sonst gleichen Be= dingungen der Frequenz proportional ist, so daß der von 3 auf 9-fache frequenz übersetzende wandler nur 1/3 des Eisengewichtes des ersten V;andIerε aufzuweisen braucht, Iramerhin bedingt die doppelte Umformung zusätzlichen Aufwand und vereciilech= terten Wirkungsgrad*

Gegenstand der vorliegenden Lrfindung ist eine An= Ordnung, bei der unmittelbar in einen Prequenzwandlersatz die 9-fache !frequenz erzeugt v.lrd. Die Anordnung besteht aus drei Dreiphasen-Lr0 3 s e1epulen, deren Prira£rvjicklune en in Stern, bs?;, zwecks erzielung der + 40° Phasenverschiebung, in Zicksack mit passender Eemessung der Windungezahlen ge= schaltet sind (Abb_e 1 unten)» Die Sekundärwicklungen jeder Dreiphasenspule werden im offenen Dreieck und die Klemmen der drei Gruppen ihrerseits wieder im offenen Dreieck zu= samraengeschaltet (Abb. 1 oben), so daß sich wie oben an den

JLlemaien Ug die zunächst recht kleine Spannung 9-facher Frequenz ergibt® Da. diese zu vergrößern und damit eine bessere Leistungsausbeute zu bekommen, wird durch Kapa= Zitaten Gj₁ die beispielsweise in Dreieckschaltung an die drei Sternpunkte angeschlossen werden, ein kräftiger Magnetieierungsstram 3-facher Frequenz künstlich hinzu= gefügt® (Es können auch (Abb, 1 unten) Eapasitäten Gq^ in Sternschaltung angeschlossen und gegebenenfalls ihr Bternpunkt durch Schließen des Schalters Sq an den Stern= ρunkt der speisenden Meschine angeschlossen werden.) üm die Ausbeute an Leistung 9-facher Freauenz su vergrößern, empfiehlt es sich vielfach, den Frequenzwandler auch auf der Ausgangsseite kapazitiv zu belasten, etwa durch Ka= pasitäten an seinen Klemmen_e

Man wird danach streben, die verwendeten Kondensa= tor en mc' glichst gut auszunützen und ihnen z.B. ganz oder teilweise gleichseitig Ströme 3 und 9-facher Frequenz zu entnehmen. Schaltet man die Kcndenoatoren C_7n, wie in Abb. oben angegeben, und schließt die Schalter , so liegen die Kapazitäten an einer Spannung, die aus 3 und 9-facher Fre= quenz gemischt ist, so daß sie Ströme beider Ireguenaen liefern« Man kann auch so vorgehen wie in Abb. 2. Hier sind die im offenen Dreieck geschalteten Wicklungen einer Dros= seispulengruppe zun Anschluß der Kondensatoren ihrerseits in Stern zusanuEengeschaltet« Schließt man die Kapazitäten G in Dreieekschaltung an? so führen sie nur -Ströme 3-facher Frequenz; schließt man sie dagegen in Sternschaltung an₉ (C^g) und schließt den Schalter , so liegen sie wieder an einer Spannung, die aus 3 und 9-facher Frequenz ge= nischt ist und liefern entsprechende Ströme. Hierbei dienen

die Wicklungen der Abli_e 2 als * tertiäre" nur zum An= Schluß der Kondensatoren, so daß, was u.U. vorteilhaft sein kann, die Kutz- und Blindströme getrennt fließen.

Ein solcher ITequensvrandler hat auf der Kieder= frequen.seei te ziemlich hohe Phasenversehieburig₉ die sieh durch Parallelschaltung von Sondensatoren vermindern läßt. Auch hier wird man danach Sitreben_s diese Eonden= satoren oder einen Teil davon mehrfach auszunützen! schaltet man sie, wie die Kapazitäten C_j in Abb. 3» in Stern und verbindet den Sternpunkt Mt dem Sternpunkt der Primärwicklungen $e einer Gruppe₅ so liegen die Eapa= Zitaten an einer Spannung 1, 3 und 9-fächer Frequenz und liefern entsprechende Ströme.

Versucht man eine Anordnung₉ wie die oben beschrie= bene, praktisch su ven?irklieben, so stellt man feet, daß sich häufig durch das Zuschalten der Kondensatoren ungewollte Frequenzen selbst erregen, so daß das ordnungs= mäßige Arbeiten ties Frequensraandlers gestört wird. Dies IgSt sich jedoch verhindern? schalter man nämlich parallel su den Eondensatoren eine Drosselspule, so können sieh niedrige Prequensen nicht sehr erregen, ds, der Ereis für diese hohen kapazitiven Widerstand oder eogar induktiven Charakter hat. Schaltet man vor die· Kapazitäten eine Drosselspule (Keihenschaltung), so wird der Kreis für höhere Frequenzen hoehohmig oder sogar induktiv, so daß deren Selbsterregung unmöglich «ird. Sine Kombination beider Schaltungen ermöglicht es, einen Kreis zu gewinnen, der nur für· eine gewünschte Frequenz eine Kapazität größerer leitfähigkeit darstellte

Auf den ersten Blick erscheint diese Maßnahme sehr

UnwirtsciiaftIiGii_s da ja durch die Zuschaltung einer Drosselspule zu einem Kondensator die kspaaitive Blind= leistung au eines Teil in der Drosselspule selbst um= gesetzt wird. Dies ist jedoch nicht eo schlimm* Schaltet man nämlich einem Kondensator mit dem Blindwid er ε tand 1jQ. , eine Drosselspule mit dexa Blind«! der stand 9 jQ , beide Werte bezogen auf die 3-fache Preoueua_i parallel» so gehen nur 11 γ> der kapazitiven Blindleietungs verlorene Bezogen auf die Grundvselle hat aber die Drosselspule nur noch den Widere tand 3,0 _C> , die SapasltMt denselben Wider» Btand_s so daß der Kreis, wenn man von Verlusten absieht» überhaupt keinen Grundiaellenstroai zu führen Vermag_e

Arbeitet man, analog -sie oben, mit einem Fiinfphasen= EVBtes anstelle eines Iireiphasensyeteffis_e so kann man 5 und 25-faohe Prequens erzielen, durch Kombinat!on von Punf- und Drelphasensystem die fünfzehnfache frequenz.

Claims (5)

1. Patentansprüche.

   1» Anordnung zur Prequenzwandlung mittels Droeselspulen mit eisengeseiüOSBenem magnetischem Ereis auf 9-fache Prequens_s dadurch £ e 1: enn z ei c hn e τ, daß zunächst ein jjxeiphasensystem 3-facher- Frequens durch drei drei= phasige Drosselspulen mit + 40° Biaoenverschiebung er= zeugt una durch Lelastung der Spenrrang 3-facher Στβ= quenz durch Kondensattren ein kr£fticer IiEtgnctiaierungsstroiii und dasit eine kräftige Eisensattirung 3-facher Frequenz hervorgerufen wird, so daß die 9-fache Pre= quenz als 3-fache der 3-fachen mit erhöhter Leistung entnommen ?< erden kann«
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gek enns eic hn e t, daß die Kapasittten oder ein Teil davon so angeschlos= sen Werden_s daß Eie an einer aus zu ei oder mehr Pre= quenzen zu s&nimengeεetsteη Spannung Iiegen₅ so daß sie gleichzeitig Ströne mehrerer Irequencen Iiefern_e
3. 3β Anordnung nach Anspruch 1-2, dadurch gekennzeichnet» daß zwecks Yermeidung der Selbsterregung unerwünschter Irequensen den llondensatoreri oder einem Teil davon IJrossel= spulen surefügt werden und zwar in Parallelschaltung, wenn die Seibeterregung tieferer» in Reihenschaltung, v?erm die Selbsterregung höherer Frequenzen vermieden werden soll.
4. 4» Anordnung nach Anspruch 1 - 3♦ dadurch gekennzeichnet, daß Reihen- und Parallelschaltung; der Drosselspulen kombiniert angewendet wird« us den Bereich der Selbsterregungsaög== lichkeit zu beschränken.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Erzielung 5-facher Frequenzen ein Punfphasen- statt eines Dreiphasensystems verwendet wird.