Einrichtung zur Umformung eines Mehrpliasenstromes gegebener Frequenz in einen Einphasenstrom kleinerer Frequenz (und umgekehrt) mit Hilfe gittergesteuerter Ventilgleichrichter. Die bisher in Vorschlag gebrachten Ein richtungen und Schaltungen zur Umformung eines Mehrphasenstromes gegebener Frequenz in einen Einphasenstrorn kleinerer Frequenz mit Hilfe gittergesteuerter Ventilgleichriehter erfordern entweder zwei getrennte Gleich richter, die, aus zwei besondern Sekundär wicklungen eines gemeinschaftlichen Mehr- phasentransformators gespeist werden,
ferner zwei Steuerschalter für die Anodengitter der beiden Gleichrichter und gegebenenfalls noch einen Einphasentransformator, dem der Strom der kleineren Frequenz entnommen werden kann, oder aber einen einzigen Gleichrichter mit zwei Anodensätzen, von denen jeder aus einer besonderen Sekundärwicklung eines gemeinschaftlichen Mehrphasentransformators gespeist wird, ferner zwei Steuerschalter und einen Einphasentransformator zur Entnahme des Stromes der kleineren Frequenz, welcher mit zwei Primärwicklungen ausgerüstet sein muss. Die erstgenannte Einrichtung ist in Fig. <B>1</B> schematisch veranschaulicht.
Es be deutet Ni ein dreiphasiges Primärtietz von gegebener Frequenz<B>(50</B> Perioden), an wel ches die Primärwicklung P des Dreiphasen- transformators TI angeschlossen ist. Die beiden besonderen sechsphasigen Sekundär wicklungen Qi und<B>Q2</B> speisen die beiden Gleichrichter Gi und G2" deren Anodengitter durch die beiden synchron miteinander an getriebenen Steuerschalter Si und<B>82</B> ge steuert werden.
Die Kathode Ki des Gleich richters Gl ist mit dem Sternpunkt 02 der Wicklung <B>Q2,</B> die Kathode K2 des Gleich richters G?, ist mit dem Sternpunkt 01 der Wicklung Qi verbunden.
Der Stromkreis Oi-K2-02-Ki-Ot hat die Form einer liegenden<B>8.</B> Man kann daher diese Schal tung der Einfachheit halber die Achter schaltung oder abgekürzt die A-Schaltung des Gleichrichters nennen.<B>An</B> die Kathoden Ki und K2 ist die Primärwicklung des Se kundärtransformators Tn angeschlossen, des sen Sekundärwicklung der Strom der klei neren Frequenz (16'/3 Perioden) entnommen werden kann.
Die Sekundärfrequenz wird mit Hilfe der (rotierenden) Steuerschalter erzeugt, indem sie periodisch bald den Lichtbogen- weg des einen, bald den des andern Gleich richters sperren, und der Takt, in welchem dies geschieht, bestimmt die Frequenz der Spannung und des Stromes im Sekundär transformator TII. Diese Einrichtung hat den Nachteil, zwei getrennte Gleichrichter, zwei getrennte Sekundärwicklungen des Trans formators TI und zwei Steuerschalter zu er fordern. Der Materialaufwand ist somit relativ gross und die Anlage wird dementsprechend teuer.
Die andere Einrichtung ist insofern wirt schaftlicher, als sie die Verwendung nur eines Gleichrichters, allerdings mit doppelter Anodenzahl, ermöglicht. Sie ist in Fig. 2 dargestellt. Hier stellt Cr einen Gleichrichter mit 2 X<B>6</B> Anoden dar, deren Gitter von den Steuerschaltern<B>81</B> und Sm# gesteuert werden. Die Bedeutung der Buchstaben ist die gleiche wie in Fig. <B>1,</B> nur besitzt der Transformator Tu die beiden Primärwick lungen P'l und P'2 und die Sekundärwick- Jung Q', welche das Sekundärnetz NI, speist.
Die beiden Primärwicklungen M und P'2 sind im Punkte in miteinander verbunden; m ist an die Kathode K des Gleichrichters angeschlossen. Die freien Enden von P' und P" sind zu den SternpunkteD 01 bezw. 02 geführt. Die Stromkreise und iii-P'2-02-K-ni bilden die Form eines liegenden Buchstabens B. Man kann daher diese Schaltung der Einfachheit und Abkürzung halber die B-Schaltung nennen.
Die B-Schaltung hat der A-Schaltung gegen über zwar den bereits erwähnten Vorteil, nur einen Gleichrichter zu erfordern, aber dafür den Nachteil der doppelten Primär wicklung auf dem Transformator Tu.
Zu einem geringen Materialaufwand ge langt man nun aber, wenn man erfindungs gemäss die Primärwicklungen des Sekundär- transformators TI, nicht in die Kathoden stromkreise, sondern in die Anodenstrorn- kreise des Gleichrichters legt.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Einrichtung zur Umformung eines Mehrphasenstromes ge gebener Frequenz in einen Einphasenstrom kleinerer Frequenz (und umgekehrt) mit Hilfe gittergesteuerter Ventilgleichrichter, bei wel cher die Halbwelle der niederfrequenten Spannung aus der Aneinanderreihung gleich gerichteter Wellen verschiedener Phase der gegebenen Mehrphasenspannung gebildet wird und die Steuerung der Anodengitter in der Weise erfolgt, dass der Stromdurchgang für die Anoden verschiedener Phasen in zykli scher Folge freigegeben wird.
Das Kenn zeichen dieser Einrichtung besteht darin, dass eine m-phasige, mit Sternpunkt versehene Sekundärwicklung eines primär an das ge- gebeneMehrphasennetz angeschlossenen Trans formators zwei m-Anoden eines Gleichrichters in der Weise speist, dass jede Sekundärphase des Transformators mit zwei Anoden über gegeneinander gerichtete Primärspulen eines einphasigen Sekundärtransformators verbun den sind. Die Schaltung ist ferner in der Weise ausgeführt, dass die Kathode des Gleichrichters mit dem Sternpunkt der den Gleichrichter speisenden Wicklung verbunden ist.
Die Anodengitter werden dabei durch einen synchron laufenden Schaltapparat der art gesteuert, dass in zyklischer Phasenfolge der Lichtbogendurchgang stets für zwei uni <B>180 1)</B> in der Phase verschobene, an Primär spulen entgegengesetzterRichtung angeschlos sene Anoden freigegeben wird.
Die Erfindung sei anhand des Ausfüh- rutigsbeispiels der Fig. <B>3</B> näher erläutert. In dieser Figur bedeutet NI ein Mehrphasen- primärnetz von<B>50</B> Perioden, NI, das Ein- phasensekundärnetz von<B>16</B> 1/9 Perioden, T, den Primärtransformator, dessen Primärwick- Jung P an das Netz NI angeschlossen ist.
Der Transformator TI besitzt nur eine sechs- phasige Sekundärwicklung<B>Q,</B> deren Stern punkt<B>0</B> über die Drossel<B>D</B> mit der Kathode K des Gleichrichters<B>G</B> verbunden ist. Die Klemmen der Sekundärwicklung<B>Q</B> sind mit den beiden Anodengruppen Ul <B>....</B> a6 Und U'I <B>. . . .</B> A über zwei Priniärwicklungsgrup- pen des Sekundärtransformators Tij verbun den.
Die Primärwicklungsgruppen werden aus den Wicklungen pi <B>. . .</B> .,v6 und p'l <B>....</B> p% gebildet. Von diesen stellen die Paare pi _P'i, p2,P'2 <B>- - . -</B> _PO p'(I <B>je</B> eine zusammenhängende, mit einem Anzapfpunkt versehene Wieklung dar. Diese sechs angezapften Wicklungen sind den versebiedenen Sekundärphasen des Transformators TI zugeordnet.
Die an die freien Enden dieser Wicklungen angeschlos senen Anoden sind somit jeweils der gleichen Phase zugeordnet, und es ist die betreffende Aussenklemme der Wieklung (2 mit dem An- zapfpunkt des zugehörigen Primärspulenpaares verbunden. Von den Anzapfpunkten aus ge sehen sind die beiden Primärwicklungsgrup- pen einander entgegengerichtet, da die sie durchfliessenden Anodenströme in ihnen MAIK entgegengesetzter Richtung erzeugen.
Wird nun für eine Halbwelle des<B>16</B> 1/s-periodigen Stromes durch Steuerung der Gitter (Init Hilfe des Steuerschalters<B>8)</B> der Lichtbogen- weg für die Anoden al <B>....</B> a6 freigegeben, dann führen nur die Primäi#wicklttngenpi-,v6 Strorn. Diese Ströme sind im Scbaltungsbild von rechts nach links gerichtet.
Wird für die andere Halbwelle des 161/,3-pei-iodigen Stromes dagegen der Lichtbogenweg für die Anoden 21<B>. ...</B> af, freigegeben, darin führen nur die Primärwicklungen V'1-12'6 Strom. Diese Ströme sind im Schaltungsbild von links nach rechts gerichtet. Die Stromrich tung im Transformator I'n wechselt also wie gewünscht im Takte der Sekundärfrequenz. Da die Spannung für alle Phasen der Wick lung Q die gleiche ist, würde sich die sekun däre Spannungswelle im Transformator TI, aus 50periodigen Wellen gleicher Amplitude zusammensetzen.
Die erzeugte Spannungs kurve der niedrigeren Frequenz würde daher stark von der Sinusforrn abweichen. Um sie sinusähnlicher zu gestalten, inaeht man die Übersetzungsverhältnisse
EMI0003.0052
derart verschieden voneinander, dass sie während eines Steuerzyklusses nach dem Sinus des sekundären Zeitwirikels zu- und abnehmen, so dass die Kurve der nieder frequenten<B>'</B> Sekundärspannungannäherndsinus- förr.nig verläuft.
Setzt man die Halbwelle des Stromes kleinerer Frequenz aus<B>in</B> -#- <B>1,</B> hier also aus sieben Halbwellen der höheren Frequenz zu sammen, so dass die Reihe der Halbwelle mit der gleichen Phase beginnt und endigt, wie dies Fig. & ', zeigt, dann ist die Reihen folge eingeschalteter Primärwicklungen für die eine niederfrequente Halbwelle:
pi-p2- p3-p4-pä-_po-piy für die andere Halbwelle die Win- dungszahl für die Primärwicklungen ist dann von pi bis p4 fallend, von p4 bis _pi steigend, ebenso von V'4 bis p', fallend, von p', bis P'4 steigend. Man wird diese Primärwicklungen, <B>um</B> Streuungen zu ver <B>.</B> meiden, möglichst über die Länge der Sekundärwicklung Q' gleich mässig verteilen und sie untereinander ver mischt anordnen.
Vorteilhaft ist es, die als Zylinderwicklung ausgeführte Sehundärwick- lang Q' zwischen die in Scheibenspulen aus geführten, auf zwei Zylindern angeordneten Primärwicklungen zu legen (Sandwichanord- nung), weil man in dieser Form eine relativ günstige Konstruktion des Transformators TI, erzielen kann. Da die einzelnen Prin-lärwick- lungen nur kurzzeitig mit Strom beansprucht sind, kann die Stromdichte relativ hoch ge wählt werden.
Der Kupferaufwand ist trotz dem etwas grösser als bei dem Transformator TI, in der 13-Schaltung. Dieser Nachteil wird aber dadurch bei weitem ausgeglichen, dass man beim Transformator TI nur eine Sekun därwicklung verwenden muss, und dass man nur einen Gleichrichter und nur einen Steuer schalter braucht.
Die Verwendung nur eines Steuerschalters ist dadurch ermöglicht, dass mit einer Phase der einen Anodengruppe stets die Gegenphase der andern Anoden gruppe gleichzeitig und gleichsinnig gesteuert wird,<B>so</B> dass die Gitter beider Gruppen paar weise verbunden sein können. Es kann zweck mässig sein, der Zündung der Gegenphasen eine gewisse Nacheilung gegenüber der Zün dung der zugehörigen Phasen der andern Anodengruppe zu geben.
Man v#ird in<B>d '</B> iesem Falle dem Steuerschalter zweckmässig eine zweite Kontaktbahn geben, aber es ist nicht erforderlich, einen besonderen Steuerschalter für die Gegenpbasen zu verwenden.
Die ina Kathodenstromkreis eingeschaltete Drosselspule hat den Zweck, Stromstösse beim Übergang des Lichtbogens von einer Gegen phase auf die andere, insbesondere bei induk tiver Belastung des Sekundärnetzes, abzu dämpfen.