Einrichtung zur liupplung eines Wechselstromnetzes gegebener Frequenz mit einem Wechselstromnetz kleinerer Frequenz. Die Spannungsregulierung durch gitter gesteuerte Gleichrichter geschieht durch Ver zögerung des Zündpunktes der Anoden. Ist diese Verzögerung a , so wird, wie man zei gen kann, die Gleichspannung e2 <I>=</I> E2 <I>.</I> cos a. Sie hat daher in Abhängigkeit von der Win kelverzögerung a die Form einer Cosinus- kurve (Abb.l).
Handelt es sieh um die Umformung eines Wechselstromes von der Periodenzahl c,. in einen Wechselstrom von der kleineren Perio denzahl c", so wird sich jede Halbwelle der kleineren Periodenzahl aus einer Mehrzahl sich teilweise überdeckender Halbwellen der höheren Periodenzahl zusammensetzen und, falls diese Halbwellen gleiche Amplitude haben, wird die so erzeugte Halbwelle eine Trapezform besitzen.
Eine solche Abwei chung von der Sinusform bedeutet aber, dass die Kurve der Halbwelle kleinerer Frequenz stark ausgeprägte Oberharmonische besitzt, welche die Wirkungsweise des Umformers nachteilig beeinflussen. Eine entsprechende Abstufung der Amplitudengrössen der Span nungen der Primärphasen würde zwar ermög lichen, der Kurve der Sekundärspannung einen mehr sinusförmigen Verlauf zu geben, aber diese Massnahme ist nur zulässig,
wenn es sieh um ein festes unveränderliches Ver hältnis der beiden Frequenzen
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also iim eine sogenannte starre Kupplung zweier Netze handelt. Liegt eine solche nicht vor, dann würde bei Änderung des Frequenzver- hä,ltnisses die sekundäre Sinuswelle stärker verzerrt werden, als es ohne die Abstufung der Primärphasenspannungen der Fall wäre.
Man hat daher den sinusförmigen Verlauf der Sekundärspannung in anderer Weise zu erzielen versucht, nämlich dadurch, dass man von den sich aneinanderreihenden primären Halbwellen verschiedene Teile herausschnitt und so die umgeformte Spannung .sinusför- mig zu- und abnehmen liess, indem man die Zündung der den verschiedenen Primärpha sen zugeordneten Anoden mehr oder weniger verzögerte.
(Ein Vorverlegen des Zündpunk- tes würde das künstliche Löschen der vorher brennenden Anode erfordern und ist daher mit normalen Gittern beim Quecksilberdampf- gleichrichter nicht zu erreichen.) In Abb. 2 bedeutet K einen Kollektor, welcher mit der primären Periodenzahl c, synchron rotiert. .Seine Lamellen sind über Schleifringe mit den Gittern des Gleichrich ters dauernd verbunden.
Auf dem Kollektor schleift eine Bürste, welche den Lamellen im Zündpunkt die positive Gitterspannung er teilt. Das Verstellen des Zündpunktes erfolgt durch Drehen der Bürste b genau um den Winkel a. Wollen wir .die Halbwelle einer Sinuskurve auf diese Weise erzeugen, müs sen wird die Bürste mit gleichmässiger Ge schwindigkeit von a = 90 bis 0 drehen, um den aufsteigenden Ast zu erhalten, und dann von dort zurück mit der gleichen Ge schwindigkeit bis 90 , um den absteigenden Ast zu erzeugen.
Die Bewegung, die die Bürste machen muss, ist in Abhängigkeit von der Zeit als Geschwindigkeit vb in Abb. 3 aufgetragen.
Man erkennt, dass diese sich bei a = 0 , auf dem Höhepunkt der Spannung E2, ruck artig von -I- vb auf - vb ändern muss. Dieses ist mit einer einzigen Bürste nicht zu errei- ehen, wegen der Massenträgheit. Die Folge ist eine Verzerrung der Kurve und eine un gewollte Abweichung von der Sinusform.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, werden erfindungsgemäss zwei Bürsten verwendet, welche sich gegenläufig mit der konstanten geforderten Geschwindigkeit vb drehen, die eine mit -I- vb, die andere mit - vb. Es ist klar, dass die Drehzahl der Bürsten synchron mit der sekundären Periodenzahl c_2 sein muss.
In Abb. 4 stehen die Bürsten b1 und b2 einander gerade diametral gegenüber, a = 90 und<B>270</B> . Beide bewegen sich mit konstan ter Geschwindigkeit c2 auf den obersten Punkt a = 0 zu. Wirksam sei zunächst nur Bürste b,. Diese lässt daher die Sekundär spannung von 0 bis (EZ)m", sinusförmig anwachsen. Im Augenblick, wo b1 oben an kommt, kommt auch b2 dort von links an.
Im folgenden wird b2 wirksam und reguliert die Sekundärspanung von (E2).", auf 0 zurück. In diesem Augenblick steht b2 bei <B>90'</B> und b1 bei 270 . Während im weiteren Verlauf die beiden Bürsten auf der untern Hälfte sich kreuzen, sind sie wirkungslos. Nun soll Bürste b1 erst wieder wirksam wer den, wenn sie über 180 bei 90 wieder an gekommen ist und das Spiel sich wiederholt.
Man könnte einen Kontaktapparat anord nen, welcher die Wirksamkeit beider Bürsten auf den gewünschten Quadranten von 0 bis 90 beschränkt, wie in Abb. 5 angegeben. Auf einer feststehenden Trommel ist der ge wünschte Quadrant mit einem leitenden .Seg ment ausgerüstet, das mit dem Pluspol der Steuerbatterie verbunden ist. Die beiden Bürsten b'1 und b'2 rotieren synchron mit den Hauptbürsten b1 und b2 der Abb. 4 und sind mit ihren Hauptbürsten verbunden.
Man er kennt, dass mit diesem Apparat jeweils die jenige Hauptbürste an die Steuerspannung gelegt wird, welche in den gewünschten Qua dranten hineinkommt.
Da der Kollektor mit der Frequenz cI, die Bürsten mit der beliebig gewählten Sekun därfrequenz c2 rotieren, ist die Erzeugung der Sinusform der sekundären Spannung nicht von einem festen Verhältnis der Fre quenzen cl und c2 abhängig, sie wird also ebensogut bei starrer, wie bei elastischer Kupplung der Netze erreicht.
Zur Lieferung von wattlosen und Rück wattströmen auf der Sekundärseite ist es rotwendig, die wirksame Zone auszudehnen und deshalb das spannunggebende Segment über 90 bis 1$0 auszudehnen, wie in Abb. 5 gestrichelt angedeutet. Dann ist die Bürste b1 über 180 und anschliessend die Bürste b2 über die restlichen 180 der sekundären Spannung wirksam (Abb. 6).
Für normale Verhältnisse ist jedoch die besondere Ausbildung des Kontaktapparates gemäss Abb. 5 nicht erforderlich. Man kann nämlich die Bürsten b, und b2 beide dauernd an die positive Steuerspannung legen, da nur auf der gewünschten Hälfte von 0 über 90 bis 180 die Gitter die betreffenden Anoden zünden können, während auf der andern Hälfte im Augenblick, wo ihre Gitter posi tive Spannung erhalten, die Anoden gegen über der vorhergehenden, der jeweils gerade brennenden Anode eine negative Spannungs differenz haben.
Eine Anode kann aber nur zünden, wenn sie gegenüber der gerade bren nenden Anode eine positive Spannungsdif ferenz hat.
Anstatt den Kollektor mit der Frequenz cl und die Bürsten in zueinander entgegen gesetztem Sinne mit c2 rotieren zu lassen, kann man nach dem Prinzip der Relativität auch den Kollektor ruhen lassen und die eine Bürste (b,) mit der Summe der Geschwindig keiten (cl + c2), die andere Bürste (b2) da gegen mit der Differenz der Geschwindig keiten (c, - c2) rotieren lassen.
In diesem Falle sind in Abb. 7 die Zeitmomente an der Abszissenachse angegeben, wann das betref fende Anodengitter positive Steuerspannung durch die Bürste b1 erhält, welche mit der Geschwindigkeit e, i- c. über den Kollektor gleitet, in Abb. 8 das gleiche für die Bürsta bz, welche mit c, - e2 über den Kollektor gleitet.
Man erkennt, dass nur im Zeitraum der stark ausgezogenen Kurve, also von 180 über 90 bis 0 die gesteuerte Anode eine positive Spannungsdifferenz gegenüber der vorhergehenden, vorher brennenden Anode hat. Also kann sie nur in diesem Zeitraum zünden. Im andern Zeitraum der stark ge strichelten Kurve hat sie im Steuermoment eine negative Spannungsdifferenz gegenüber der vorherigen, sie kann also nicht zünden. In Abb. 7 und 8 bedeuten die Zahlen an der Abszissenachse die Phasennummern der Ano den, welche in diesem Moment positive Steuerspannung erhalten.
Die Sinuslinien der höheren Frequenz stellen die Anoden spannungen, die Sinuslinien der kleineren Frequenz die mittlere resultierende Spannung der Sekundärfrequenz dar.
Bisher wurde nur die eine räumliche Hälfte des Kollektors von a = 180 über 90 bis 0 benutzt. Die Bürste, welche jeweils auf der andern Hälfte läuft von 180 über 270 bis 0 erwies sich, wie gezeigt, als un wirksam. Nun benötigt man aber einen zwei ten Anodensatz für die andere Stromhalb welle, welche gerade 180 im sekundären Zeitmassstab gegen die betrachtete Strom halbwelle zeitlich verschoben ist. Für diese Halbwelle kann die bisher unwirksame, räumliche Hälfte des Kollektors ausgenützt werden, indem die gleichen Segmente des Kollektors parallel an die Gitter eines zwei ten Anodensatzes angeschlossen werden, des sen Anoden um 180 versetzt sind.
Das Seg ment, das bisher die Anode 1 steuerte, wird mit Anode 4' des zweiten Satzes parallel ver bunden, 2 mit 5', ä mit 6' und so fort. Dann -wird der zweite Anodensatz mit denselben Bürsten b1 und b" und demselben Kollektor gesteuert. Dieses ist jedoch nur zweckmässig, wenn beide Anodensätze in einem Gleichrich- tergefäss vereinigt sind, bezw. falls bei Ver teilung auf zwei Gleichrichter die Kathoden derselben direkt miteinander verbunden sind.
Liegen aber zwischen den beiden Kathoden die Wicklungen des Sekundärtransformators so dass zwischen den Kathoden die doppelte Sekundärspannung herrscht, so stellt man für jeden Gleichrichter einen getrennten Kon taktapparat auf.
Abb. 9 veranschaulicht den erstgenannten Fall. Es bedeutet T. , den Primärtransforma tor, dessen Primärwicklung P an ein gegebe nes Dreiphasennetz N, angeschlossen ist. T,. besitzt die beiden Sekundärwicklungen Q1 und Qe,
welche je sechs in Stern geschaltete Phasenwicklungen besitzen und mit je einem Anodensatz des Gleichrichters G verbunden s in <B> </B> d. Die Kathode K des Gleichrichbers ist über je eine Primärwicklung P2', P2" des Transformators T= mit den Sternpunkten 0:
t bezw. 0. der Wicklungen Q1 bezw. Qz ver bunden. Die Sekundärwicklung des Trans formators T, ist an das .Sekundärnetz N2 an geschlossen.
Die Anoden des einen Satzes sind der Phasenfolge entsprechend mit 1, 2.... 6, die des andern Satzes mit 1', 2', . . . 6' bezeichnet. Allen Anoden sind Steuergitter vorgelagert, die mit den Lamellen 1 bis 6 des gemeinsamen Steuerköllektors verbunden sind, und zwar ist Lamelle 1 mit den Gittern der Anoden 1 und 4', Lamelle 2 mit den Git tern der Anoden 2 und 5' usw. verbunden. Auf diesem Kollektor, der ruhend angeord net ist, rotieren die nicht gezeichneten Bür sten b, und b2 in der beschriebenen Weise.
Wie es praktisch erreicht werden kann, dass Bürste b, mit der Geschwindigkeit c, + c.@, Bürste b= mit der Geschwindigkeit c, - e rotiert, wird durch Abb. 10 veranschaulicht. Die beiden Bürsten werden getrennt von Mo toren a, und a2 angetrieben, welche beide mit ihren Statoren an dem Primärnetz mit cl Pe rioden liegen.
Die Rotoren sind über Schleif ringe an das Sekundärnetz mit c2 Perioden angeschlossen, und zwar so, da.ss der eine unter-, der andere übersynchron läuft. Die Rotoren können dreiphasig ausgeführt wer den und untereinander parallel geschaltet werden. Da es ,sich um kleine Motoren han delt, kann das Anlassen und Synchronisieren von Hand mittelst Kurbel und Zahnräder oder Riemen erfolgen. Den Bürsten b, und b2 wird die positive Steuerspannung über Schleifringe d, und d2 parallel zugeführt.
Wie bereits erwähnt, können auch alle watt losen Ströme ohne besondere weitere Hilfs bürsten oder Kontaktapparate umgeformt werden, ebenso kann mit der Anordnung Wattenergie rückgeliefert werden. Die bei den Bürsten können auch vermittelst eines Differential-Zahnrädergetriebes D angetrie ben werden, wie Abb. 11 beispielsweise sche matisch zeigt.
Die -Anordnung ist besonders auch für elastische Kupplung zweier Netze geeignet, welche beide unabhängig voneinander ihre Periodenzahl halten. Sie kann aber auch zur starren Kupplung verwendet werden. Die bei den Bürsten können dann starr über Zahn räder von einem Motor angetrieben werden, der synchron mit dem Primärnetz läuft. Die Zahnräder müssen ein solches Übersetzungs verhältnis erhalten, dass ,die eine Bürste mit c, -i- c2, die andere mit e, - c2 umläuft.
Es kann auch die oben beschriebene Anordnung benutzt werden (Abb. 10 und 11), indem die gewünschte Periodenzahl e von einem klei nen Synchrongenerator erzeugt wird, der von einem Motor vom Primärnetz her angetrieben wird. Wird dieser in der Tourenzahl regu lierbar gemacht, kann die gewünschte Perio- deniahl e beliebig eingestellt werden.
Aber das Problem ist mit der Erzielung einer annähernd sinusförmigen Spannung der Sekundärfrequenz bei starrer oder elastischer Netzkupplung noch nicht völlig erschöpft.
Die genauere Betrachtung der Verhält nisse der Umrichtung von 50 auf 162/3 Perio den bei Sechsphasenschaltung zeigt, dass 'die Bürste b,, welche mit e, + e2 rotiert, nur während 15 elektrische Grade primärer Fre quenz in Kontakt mit einem Gitter sein darf, das heisst die Segmente auf dem Kollektor dürfen nur
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des Umfanges breit sein. Anderseits darf die Bürste b2 nicht mehr als 30 in Kontakt mit einem Gitter sein.
Da diese mit c,_ - c2 auf dem Kollektor schleift, führt auch diese Be dingung zu einer Segmentbreite von g des Umfanges, das heisst die Kontaktbreite darf nicht grösser als ein Drittel der Teilung des Kollektors sein.
Die Verhältnisse sind in Abb. 12 dar gestellt. Auf dem absteigenden Spannungsast ist die stark gestrichelte Kurve (Bürste b2) wirksam, die stark ausgezogene soll unwirk sam sein. Wenn auch die Zeitpunkte, in denen die Gitter positive .Steuerspannung er halten, in Zeiten fallen, wo die betreffende Anodenspannung (ausgezogene Kurve) nega tiver ist als die Spannung der jeweils bren nenden Anode (gestrichelte Kurve), also nicht zünden kann, so wird doch abwechselnd nach 15 und 30 primärer Frequenz jene Anodenspannung kurzzeitig positiver als die Spannung der jeweils brennenden Anode.
Würde also nach 15 das Gitter noch posi tive Spannung haben, so würde auch die bis her stromlose Anode zünden, und es gäbe einen Kurzschluss und unübersehbare Ver hältnisse.
Im aufsteigenden Spannungsast auf der rechten Seite der Abb. 12 .stellt die von Bürste hl erzeugte ausgezogene Kurve die gerade wirksame Spannung .dar, während die Spannung der gestrichelten unwirksam sein soll. Die Zeitpunkte, in denen die gerade un wirksamen Anoden positive Steuerspannung erhalten, fallen ebenfalls in Zeiten, wo die betreffende Anodenspannung negativer isL als die der gerade brennenden Anode; sie kann also nicht zünden. Jedoch nach GO bezw. 30 primärer Frequenz wird die Span nung der bisher unwirksamen Anoden posi tiver als die wirksamen.
Würde also die Kontaktgabe der Steuerspannung länger als <B>300</B> dauern, so würde die bis dahin strom lose Anode noch nachträglich zünden, und es ergäben sich wieder unzulässige Verhältnisse. Die gefährlichen Zündmomente sind mit Z eingetragen, die gefährlichen positiven Span nungsflachen durch Schra,ffuren verschiede ner Richtung veranschaulicht.
Diese maximale Kontaktbreite
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des Umfanges bei Sechsphasenschaltungl genügt zum sicheren Zünden, wie Versuche J bewiesen haben. Der Sicherheit halber wird man aber noch etwas unter diesen Wert heruntergehen.
Es muss aber noch folgendes beachtet werden: Wenn ein Umrichter alle möglichen Se kundärströme liefern oder aufnehmen können soll, das heisst Ströme beider Wirkrichtungen und jeder Phasenlage, so müssen in jedem Phasenmoment .der Sekundärspannung in bei den Richtungen Ströme fliessen können, das heisst in jedem Moment müssen beide Gleich richter bezw. Anodensätze fähig sein, Strom zu liefern je nach Bedarf, plötzlich, ohne dass Umschaltungen vorher möglich wären. Beide Gleichrichter (sowohl derjenige für die posi tive Stromhalbwelle, als auch derjenige für die negative Stromhalbwelle) laufen also ständig gleichsam parallel.
Die Spannungs kurve der beiden Gleichrichter wird zu glei- eher Zeit immer von verschiedenen Bürsten des Steuerkollektors gesteuert. Wird der eine von der Bürste b, gesteuert, dann wird der andere Gleichrichter von der Bürste b2 ge steuert. Im Maximum der Sekundärspannung wechseln sich .die beiden Bürsten ab, so dass dann der erstere Gleichrichter von der Bürste b2, der letztere von der Bürste b1 gesteuert wird.
Nun ist die von Bürste b, erzeugte Zackenkurve doppelt so grob, wie die von der Bürste b,, so dass sich die beiden Spannungs kurven, die ja nach obigem parallel arbeiten sollen, nicht decken. Einmal steht eine Zacke der gestrichelten Kurve über die ausgezogene vor, dann umgekehrt.
Aus Abb. 13 kann man diese Verhältnisse ersehen. Für nacheilenden, rein wattlosen Strom ist für den betrachteten Gleichrichter auf dem absteigenden Spannungsast die ge strichelte Spannungskurve wirksam. Wenn die Spannung negativ wird, so muss der Gleichrichter rückarbeiten. Unterdessen steht der andere Gleichrichter parallel in Bereit schaftsstellung, um jeden Augenblick, wenn der Strom die Richtung wechseln soll, einen Vorwärtsstrom zu liefern. Seine wirksame Spannungskurve ist ausgezogen.
Aus Abb. 14 ist ersichtlich, dass sich die Sekundärspannung des einen Gleichrichters G1 über seine und die andere Sekundärwick lung des Transformators T_ in negativer Richtung auf den andern Gleichrichter G_ überträgt.
In Abb. 13 ist daher beispiels weise für den Rückarbeitsabschnitt die gestri chelte Spannungskurve des Gleichrichters G1, welche hier negativ ist, umgekehrt, das heisst hier in positiver Richtung, strichpunktiert in die Spannungskurve des Gleichrichters G, eingezeichnet, wie sie sieh nach obigem über die Sekundärwicklung des Transformators T= auf den Gleichrichter G2 überträgt. Man sieht, dass sich die Zacken der beiden Kurven nicht decken, vielmehr gegeneinander gehen. Einmal ist die ausgezogene Zacke positiver als die andere Kurve.
Wenn die Spannung des Gleichrichters G, (ausgezogene Kurve) positiver ist als die Spannung der strich punktierten Kurve, zündet die betreffende Anode, wenn sie positive Gitterspannung er hält. Diese Zeitpunkte sind wieder mit Z bezeichnet, die positiven Zacken schräg schraffiert.
Durch dieses Zünden des Gleichrichters G2 entsteht kein Kurzschluss, wie aus Abb. 14 zu entnehmen ist. Dort ist angenommen, dass im Gleichrichter G,_ die Anode 1 im Rück wärtsgebiet brenne und durch die überschie ssende positive Spannungszacke gleichzeitig Anode 3' des Gleichrichters G, zünde. Die ser Strom i,' wirkt im Transformator T, dem Strom i1 entgegen, sucht also den Sekundär strom, welcher ja schon im Abnehmen begrif fen ist, schneller als gewollt zum Sinken zu bringen.
Dieses ruft aber in den Reaktanzen des Sekundärnetzes eine erhöhte Gegenspan nung hervor, die das Anwachsen des Stromes i.,' um so mehr verlangsamt, je grösser die wirksamen Real-,tanzen des Sekundärnetzes sind. Im nächsten Zeitabschnitt wird die aus gezogene positive Spannungszacke abgelöst durch eine gleich grosse negative Spannungs fläche und der .Strom i3' nimmt wieder auf 0 ab; bei der nächsten positiven Spannungs zacke wiederholt sich das gleiche Spiel mit dem Strom i4' und so fort.
Wir erhalten also einen Ausgleichwellen- strom von 300 Perioden, der dem Sekundär strom J, überlagert ist. Der Ausgleichstrom ist lediglich von der Grösse der Spannungs zacken und den wirksamen Reaktanzen ab hängig und unabhängig von der Grösse des Sekundärstromes. Dieser kann also bis zur Unkenntlichkeit verzerrt werden. Daher ist zunächst eine genügend grosse Drossel D im Sekundärstromkreis einzuschalten, welche die Ausgleichströme wirksam begrenzt. Eine R.eaktanz ist sowieso zweckmässig, um die Kupplung elastischer zu gestalten.
Aber es erscheint trotzdem zweckmässig, die Aus- 0,leichströme auch an ihrem Entstehungsort zu bekämpfen. Dies kann dadurch geschehen, dass man die ausgezogene Kurve im betrach teten Zeitraum gegenüber der vom andern Gleichrichter her übertragenen, strichpunk tierten Kurve senkt, damit die Grösse der überschiessenden schraffierten Zacken verklei- nert wird. Man erzeugt den Sicherheits abstand dadurch, dass die Phase der ausgezo genen Kurve des Gleichrichters G, nacheilend verschoben wird und diejenige der strich punktierten Kurve voreilend, z.
B. je um den Winkel o aus der Mittellage der gewünschten Sekundärphase (Abb. 15). Hier ist der Win kel o gleich<B>30'</B> im primären Zeitmassstab, gleich 10 'im sekundären, angenommen. Man erkennt, dass nunmehr nur noch drei kleine schraffierte Spannungszacken überschiessen, deren Anfang mit Z bezeichnet ist, während der ganze Rest der ausgezogenen Spannungs kurve finiter der strichpunktierten Kurve bleibt. Der Ausgleichstrom ist auf ganz kleine Werte herabgesetzt.
In Abb. 16 sind die entstehenden Span nungskurven für beide Gleichrichter schema tisch dargestellt. Für Gleichrichter G1 gilt die stark ausgezogene Kurve 0 bis 90 , dann die punktierte bis 270 , um dann wieder auf die stark ausgezogene überzugehen. Die Spannungswelle von 0 bis 180 ist um zwei @@ kürzer geworden und entsprechend spitzer, von 180 bis 360 um zwei o länger und ent sprechend flacher. Die unwirksamen Teile der Kurve sind punktiert. Diese sind im Gleichrichter G2 wirksam, welcher daher das umgekehrte Spannungsbild abgibt.
Wenn man je nach der Phasenlage des Sekundär stromes zur Sekundärspannung<B>180'</B> aus dar Spannungskurve des Gleichrichters heraus greift und die restlichen<B>180'</B> aus der Span nungskurve des Gleichrichters G. nimmt, er gibt sich beim Übergang eine mehr oder we niger grosse Stufe. Bei reinem Wattstrom gibt es zum Beispiel zwei zugespitzte, nur 180-2 o breite Kurven, die durch eine wag rechte Strecke von zwei o Länge getrennt sind.
Wie die gegenseitige Phasenverschiebung o mit einem Kontaktapparat erzeugt werden kann, zeigt schematisch Abb. 17. Der Kol lektor rotiert zunächst mit e, Perioden, dann müssen sich die beiden Bürsten b,. und b,> mit -I- e. und -- e2 so bewegen, dass sie sich in a = 0 und a, = 180 treffen. Wir brauchen jetzt nur beide Bürsten um O gleichsinnig zu verschieben. Dann treffen sie sich nicht mehr im positiven Maximum der Sekundär spannung (a = 0 ), sondern um o früher, während sie sich in der Nähe von a =180 jetzt um o " später treffen.
Aus Abb. 16 ist ersichtlich, dass die aus gezogene Spannungskurve der Bürste Bz nacheilend gegenüber der gestrichelten Span nungskurve der Bürste b2 verschoben werden muss. Dieses bewirkt aber fehlerhafte Zün dungen im absteigenden Ast der ausgezoge nen Spannungskurve der Abb. 12. Dort hatte man gesehen, dass die Kontaktgabe für die C;itterspannung nicht länger als 15 elektri sche Grade im primären Zeitmassstabe erfol gen darf.
Verschieben wir nun die ausgezo gene Spannungskurve gegenüber der gestri ehelten nacheilender als 15 , so wird die Zeitdauer noch kleiner, in der die ausgezo gene Spannungskurve noch positive Steuer spannung an den Gittern der zugehörigen Anoden zulässt, wenn sie stromlos bleiben sol len. Um in der Bemessung des Phasenver- sehiebungswinkels o frei zu sein, ist es not wendig, die Bürsten in den Zeiträumen, in welchen sie nicht -wirksam sein sollen, künstlich durch Fortnahme der Steuerspan nung unschädlich zu machen. Dass dieses durch einen besonderen Kontaktapparat mög lich ist, wurde bereits an früherer Stelle ge zeigt.
Nur ist es in diesem Falle notwendig, den Kollektor in zwei Teile zu teilen.
Die sich ergebende Anordnung ist in Abb. 18 beispielsweise skizziert. Die beiden Antriebsmotoren a, und a2 sind wieder wie früher mit ihrem Stator an das primäre Sta- tornetz <B>C</B>, angeschlossen, die Rotoren sind parallel geschaltet und mit dem sekundären Einphasenstromnetz verbunden, und zwar in der Weise, dass der erste Motor mit einer übersynchronen Tourenzahl von e, -;
- c2 um läuft, der andere mit einer untersynchronen Tourenzahl von e1 - c2. Jeder Motor treibt zwei Bürsten an, welche je auf zwei Kollek toren schleifen, z. B. beim Antriebsmotor a, die Bürsten b, und b,'. Die Segmente des Kollektors der Bürste b, sind mit den Bür- sten des Gleichrichters G, verbunden, die Segmente des Kollektors der Bürste b,' mit den Gittern des Gleichrichters G2.
Es werden in der Abb. 18 die Bürsten b, und b2' über ihre Schleifringe dl und d2' pa rallel verbunden, ebenso die Bürsten b,' und bz. Beide Gruppen werden zu den beiden Segmenten eines Umschalters geführt, dessen Bürste von einem Sy nclironmotor angetrieben wird, dessen Stator an der sekundären Fre quenz liegt, mit welcher die Rotoren der bei den andern Antriebsmotoren a, und a2 ge speist werden. Der umlaufenden Bürste des Umschalters wird über. einen Schleifring die positive Steuerspannung zugeführt.
Man er kennt, dass die positive Steuerspannung immer nur an einer der beiden Bürstengrup pen liegt, während die andere keine Span nung bekommt. Die Phase der mit der sekundären Frequenz umlaufenden Bürste des Umschalters wird so gewählt, dass die Um schaltung der Spannung genau im Maximum der vom Umrichter erzeugten Sekundärspan nung erfolgt.
Um den erforderlichen Sicherheitsabstand der Kurven zu erhalten, werden die beiden Kollektorgruppen um denselben Winkel o aus ihrer Nullage verdreht, wie aus Abb. 18 ersichtlich. Um die Phasenlage der Sekun därspannung des Umrichters gegenüber der sekundären Netzspannung zu verändern (zum Zwecke der Einstellung der gewünschten Wirkleistung), wird die Phase der die beiden Rotoren der Antriebsmotoren a, und a2 und den Umschaltermotor speisenden Sekundär spannung durch eine der bekannten Einrich tungen gegenüber der Phase des Sekundär netzes verdreht. In der Abbildung ist die Schaltung so vorgesehen, -dass die Rotoren dreiphasig ausgeführt sind.
Der eine Pol des Sekundärnetzes wird an eine Phase gelegt, während der andere Pol an einen Spannungs- teiler geführt wird, dessen Enden an den bei den andern Rotorphasen liegen. Durch Ver schieben des Kontaktes auf dem Spannungs- teiler wird die den Rotoren zugeführte Phase verschoben.
Man könnte die Einstellung der Phase der Sekundärspannung gegenüber der Phase der sekundären Netzspannung auch dadurch be wirken, dass man die Kollektoren des An triebsmotors a1 um .den gewünschten Winkel fl nach links verdreht, während man die Kol lektoren des Antriebsmotors a2 um den glei chen Winkel nach rechts verdreht. Soll die Verdrehung am feststehenden Kollektor der Abb. 10 erfolgen, so muss derselbe entspre chend Abb. 18 in der Mitte geteilt werden und dann die der einen Bürste gehörende Hälfte nach rechts die andere um den glei chen Winkel nach links gedreht werden.
Dieses ist anhand der Abb. 4 oder der Abb. 17 einzusehen. In diesen Abbildungen ist angenommen, dass der Kollektor mit der. primären Frequenz cl synchron rotiert und die beiden Bürsten b1 und b2 auf denselben; die eine links herum, die andere rechts herum, mit der sekundären Frequenz e2 rotieren.
Nimmt man an, dass der Sicherheitsabstand gleich 0 gewählt sei, so müssen sich die bei den Bürsten offenbar, einerlei welche Pha senlage die Sekundärspannung des Umrich ters gegenüber der sekundären Netzspannung auch haben soll, immer noch im Maximum ihrer Sekundärspannung, das heisst bei den Zeitpunkten a = 0 und a = 180 treffen.
Um diesen Treffpunkt (das Maximum der Sekundärspannung) zum Beispiel zu ver zögern, müsste man die Bürste b, nach rechts, die Bürste b2 nach links verdrehen (beide gegen ihre Drehrichtung); dann treffen sie sich um diesen Zeitwinkel der Verdrehung später, aber immer noch in den Punkten ,=0 und a=180'. blan erhält also die gewünschte Phasenverschiebung der Sekun därspannung des Umrichters gegenüber der sekundären Netzspannung durch' Verdrehen der beiden Bürsten zueinander oder voneinan der fort und nicht dadurch, dass man sie im gleichen Sinne verdreht.
Man kann jedoch den feststehenden Kol lektor der Abb. 10 ungeteilt beibehalten, wenn man auf einen grösseren Sicherheits abstand .verzichtet und die Einstellung der zu übertragenden Wirkleistung durch Verdrehen der den Antriebsmotoren a1 und a2 zugeführ ten Spannung sekundärer Frequenz gegen über der sekundären Netzspannung vornimmt, wie dies in Abb. 18 dargestellt ist. Die Auf teilung des Kollektors wird also nur durch die Forderung eines grösseren Sicherheits abstandes bezw. eines Verdrehungswinkels c@7 notwendig.
Das System ist nicht auf die hier beschrie bene Anordnung zur Umformung von Dreh strom in Einphasenstrom beschränkt, sondern kann für alle andern Frequenzumformer- systeme sinngemäss verwendet werden; welche mit gittergesteuerten Gleichrichtern arbeiten.