CH157161A - Verfahren zum Umwandeln von Mehrphasenstrom bestimmter Frequenz in Einphasenstrom kleinerer Frequenz. - Google Patents

Description

  Verfahren zum Umwandeln von     Mehrphasenstrom    bestimmter Frequenz  in Einphasenstrom kleinerer Frequenz.    Es ist vorgeschlagen worden (siehe  schweizerisches Patent Nr. 150092), Mehr  phasenstrom von gegebener Frequenz in Ein  phasenstrom kleinerer Frequenz von     sinus-          artiger    oder anderer     Kurvenform    mit Hilfe  von zwei     mehrphasigen        Gleichriehtersystemen          (Gasentladungsstrecken    oder andern elektri  schen Ventilen mit     Gleichrichterwirkung)     umzuwandeln, von denen das eine System die  eine Halbwelle des Einphasenstromes und das  andere System die andere Halbwelle liefert.

    Der Einphasenstrom wird dabei aus Teil  stücken der aufeinanderfolgenden Mehr  phasenströme gebildet. Den Anoden der  Gleichrichter werden Ströme in geeigneter  Grösse und Aufeinanderfolge zugeführt, wäh  rend den Kathoden der Einphasenstrom ent  nommen wird. Die erforderliche Steuerung  der Anodenströme im     Gleichrichter    kann da  bei in beliebiger Weise, zum Beispiel durch  einen mechanischen Schalter, einen     Licht          bogenschalter    oder auch     mittelst    Gitter er-    folgen. Zur Erzeugung eines Einphasen  stromes von bestimmter Kurvenform werden  gegebenenfalls     Mehrphasenströme    verschie  dener Spitzenwerte verwendet.

   Man kann zu  dem Zweck die Gleichrichter mit Trans  formatoren speisen, deren Wicklungsphasen  in ihrer     Windungszahl    abgestuft sind, oder  man kann bei gleichen     Windungszahlen     durch verschiedenes Einsetzen der Gitter  spannung Teile mit verschiedenen Spitzen  werten aus der     .Spannungskurve    ausschnei  den.  



  Bei     diesen    Verfahren werden zwei     @nc-          phasige        Gleichrichtersysteme    verwendet, von  denen jedes eine Halbwelle erzeugt, und es  werden die beiden Halbwellen zu einer Voll  welle der gewünschten Frequenz und Kurven  form zusammengesetzt. Die Zusammen  setzung der beiden Halbwellen lässt sich in  dessen ohne weiteres nur dann durchführen,  wenn- der Leistungsfaktor des     Einphasen-          stroMes    gleich 1 ist oder doch in der Nähe      von 1 liegt, da sonst interne Kurzschlüsse  entstehen.

   Die Erfindung betrifft ein Ver  fahren, welches es ermöglicht, auch bei  grösseren Phasenverschiebungen einwandfrei  die Umwandlung der     Mehrphasenströme    in  Einphasenstrom vorzunehmen.  



  Nach der Erfindung werden in die Kurz  schlusskreise     Gegenspannungen    eingefügt. Die  Gegenspannungen werden zweckmässig von  den     Transformatorenwicklungen    selbst gelie  fert. Das kann beispielsweise dadurch ge  schehen, dass eine in bestimmter Reihenfolge  geregelte Steuerung der Anodenströme beider  Systeme     stattfindet.       In     Fig.    1 der Zeichnung wird allgemein  die Umwandlung von     Mehrphasenstrom    in       Einphasenstrom    geringerer Frequenz erläu  tert. Es ist hierbei angenommen worden, dass  keine Phasenverschiebung besteht. Die Strom  kurve fällt daher mit der Spannungskurve  zusammen.

   In der Zeichnung ist angegeben,  zu welchen Anoden die einzelnen Teilstücke  der Kurve gehören.     Fig.    2 zeigt die Kurven  für den Fall einer Phasenverschiebung von  90  . In     Fig.    3 ist eine Ausführungsform der  für das Verfahren verwendbaren Vorrich  tungen dargestellt.  



  Es sind zwei     6-phasige    Gleichrichter G,  und     G,    vorhanden. Zur Erzeugung der ver  schiedenen Spitzenwerte der Mehrphasen  ströme dient je ein Transformator. Die Pri  märwicklungen sind mit P,     bezw.        P2    und die  Sekundärwicklungen mit 1-6     bezw.        1'-6'     bezeichnet. Diese Wicklungen haben beispiels  weise abgestufte     Windungszahlen,    derart,  dass die erhaltenen     Spannungswerte    unter  Berücksichtigung ihres zeitlichen Abstandes  auf einer     Sinuskurve    liegen.

   Zwischen die       Transformatörenwicklungen    und die Gleich  richter sind     Schaltvorrichtungen    eingeschal  tet, die an sich beliebig ausgebildet sein kön  nen und in der     Zeichnung    nur schematisch  durch Schalthebel     S,-8,        bezw.        S,'-S,'    dar  gestellt sind.

   Von diesen Schaltern führen  die Ströme zu den Anoden     A,-Ar,        bezw.          A,'-As    der Gleichrichter G,,     G2.    Die Ka  thoden F"     FZ    sind durch Leitungen     N".        N,       mit den Nullpunkten 0,, 0, verbunden. Zwi  schen diesen Leitungen ist der Stromab  nehmer M für den erzeugten Einphasen  strom geschaltet.  



  Es wird der kritische Augenblick betrach  tet, bei dem der Einphasenstrom von einer  Halbwelle zur andern, also vom Gleichrichter  G, auf den Gleichrichter     G2    übergeht. Die  Spannung, sowie der Strom seien als positiv  bezeichnet, wenn der Strom vom Sternpunkt  durch die Wicklung einer Phase hindurch  nach der Anode hin gerichtet ist. In dem  Zeitpunkt, in dem die Wicklungsphase 1'  das positive Spannungsmaximum besitzt, hat  die Wicklungsphase 1 das negative Span  nungsmaximum. Ist nun die Phasenverschie  bung des Einphasenstromes gleich Null  (Fix. 1), so erlischt der Strom in der Anode  Al in dem Augenblick, in dem die Anode  A,' zu brennen beginnt. Der Übergang auf  den Gleichrichter     G2    ergibt sich somit voll  kommen zwanglos.

   Ist aber die Phasenver  schiebung auf der     Einphasenseite   <B>90'</B> (Fix. 2),  so ist der Strom in der Anode A, noch im       Maximum,    wenn die Spannung     El    (Fix. 3)  auf Null gesunken ist. Nun steigt, während  der Schalter     Si    geschlossen wird,     El    im  negativen Sinne an, und gleichzeitig     E,'    im  positiven Sinne, während der Strom in A,  weiter fliesst. Wird nun der Schalter     S,'    ge  schlossen, so besteht ein     Kurzschlussstrom-          kreis    012,     A_,.',   <I>C, 0,, A,, B, 0,</I> da     E_'    nun  mehr E, überwiegt.

      Um diesen Kurzschluss zu verhindern.  werden in den oben erwähnten     Kurzschluss-          kreis    Gegenspannungen eingeführt, was zum  Beispiel durch eine besondere Art der Schal  terbetätigung wie folgt geschehen kann:  Es wird etwa gleichzeitig mit dem Schal  ter     S2'    der Schalter     Si!    geschlossen und dann       S,    geöffnet, so dass der Strom über     Az    weiter  fliessen kann und im     Kurzschlussstromkreis     sich jetzt<B>EJ</B> und     E2    das Gleichgewicht hal  ten. Ein     Kurzsebluss    wird somit verhindert.

    Dann werden  &  und     S3    geschlossen und  hierauf     S4    und<B><I>S,',</I></B> so dass der phasenverscho  bene Strom zwanglos zu Ende fliesst. Bei      induktiver Belastung werden die Schalter  ;jedes Gleichrichters in der folgenden Reihen  folge     betätigt,    1,2 bis m, 1,2 bis
EMI0003.0002  
    bei     kapazitiver    Belastung ergibt sich sinn  gemäss- die Reihenfolge
EMI0003.0004  
    bis m, 1,2 bis     m,1,    wobei mit 1 der Schalter  der ersten Anode, mit 2 der Schalter der  zweiten Anode und mit m der Schalter der  letzten, nämlich der     m-ten    Anode bezeichnet  ist. m bedeutet dabei die Zahl der Phasen  der Gleichrichter.

   Die angegebene Reihe zeigt  die Reihenfolge der Schaltungen für den ein  zelnen Gleichrichter. Es wird also bei induk  tiver Belastung zunächst der Schalter der       Gleichrichterphase    1, dann der Schalter der       Gleichrichterphase    2 usw. bis zum Schalter  der     Gleichriehterphase    6 (das ist im vorlie  genden Falle m), dann wieder der Schalter     1-          der    Schalter 2 usw. bis Schalter 4 (im vor  liegenden Falle geschlossen.

   Bei       kapazitiver    Belastung
EMI0003.0013  
   wird zuerst der Schal  ter der     Gleichrichterphase   
EMI0003.0015  
    sodann der Schalter
EMI0003.0016  
   dann  der Schalter 6; der Schalter 1, der Schalter 2  usw. bis Schalter 6 =     (m)    geschlossen und  dann wieder der Schalter 1.  



  Wie schon dargelegt wurde, können als  Schalter alle Einrichtungen verwendet wer  den, die geeignet sind, Anodenströme zu  steuern, also mechanische Schalter, beispiels  weise mit Kontaktringen und Ringsegmen  ten versehene, umlaufende Trommeln, auf  denen Bürsten schleifen, oder Lichtbogen  schalter, oder gesteuerte Zündspulen oder  Steuergitter. Die angegebene Verbesserung  des Verfahrens ist     anwendbar    auf alle Ver  fahren zum Umwandeln von Mehrphasen  strom gegebener     a    Frequenz in Einphasen-    Strom kleinerer Frequenz mit Hilfe von min  destens zwei     m-phasigen    Systemen von  Gleichrichtern beliebiger Art.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Umwandeln von Mehr phasenstrom gegebener Frequenz in Ein phasenstrom kleinerer Frequenz vermittelst mindestens zweier m-phasiger Systeme von Gleichrichtern (Gasentladungsstrecken oder andern elektrischen Ventilen mit Gleich richterwirkung), von denen das eine System die eine Halbwelle des Einphasenstromes, das andere System die andere Halbwelle liefert, dadurch gekennzeichnet, dass zur Er möglichung grösserer Phasenverschiebungen zwischen Einphasenstrom und Einphasen spannung zur Vermeidung innerer Kurz schlüsse in die gurzschlusskreise Cxegenspan- nungen eingefügt werden.

   UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die in die Kurz schlusskreise einzuschaltenden Gegenspan nungen den Transformatorentwicklungen selbst entnommen werden . 2. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einfügung der Gegenspannungen dadurch geschieht, dass die -m Anoden jedes Gleichrichters bei induktiver Be lastung in der Reihenfolge 1,2 bis na, <I>1,2</I> bis EMI0003.0032 bei kapazitiver Belastung in der Reihenfolge EMI0003.0034 bis m, 1,2 bis. m,1 eingeschaltet werden.