CH174801A - Einrichtung zum Umformen von Drehstrom in Einphasenstrom anderer Frequenz. - Google Patents

Description

  Einrichtung zum Umformen von Drehstrom in Einphasenstrom anderer     Frequenz.       Es ist bekannt, dass man     Drehstrom    un  mittelbar in Einphasenstrom anderer Fre  quenz, und umgekehrt, umformen kann, in  dem man gittergesteuerte     Quecksilberdampf-          ventile    verwendet, und die Gittersteuerung in  an sich beliebiger und bekannter Weise so vor  nimmt, dass die vom Ventil abgegebene Ein  phasenspannung     rechteckförmige    Kurvenform  besitzt.

   Auf der an das     Einphasennetz        an-          treschlossenen    Sekundärseite des Einphasen  transformators ist. dabei eine Einrichtung  vorgesehen, die die .dem     Einphasentransfor-          mator    primär zugeführte     rechteckförmige     Spannung auf der Sekundärseite desselben in  eine     sinusförmige    Spannung umwandelt.

    Diese Einrichtung besteht aus einer     Induk-          tivit;it,    einem Kondensator und Sperrkreisen  mit Kondensator und Drosseln in     Reihe,    wo  bei letztere die Oberwellen beseitigen     bezw.          kurzschliessen.    Bei dieser Einrichtung wird  ,der an das Netz abgegebene Einphasenstrom       sinusförmigsein.    Die Rückwirkung der pul  sierenden     Einphasenbelastung    des Umformers    auf das Drehstromnetz wird unter diesen  Voraussetzungen so sein, dass die vom     Dreh-          s-tro:

  mnetz    abgegebene     Leistung    während  einer Periode der     Einphasenfrequenz    zweimal  durch Null geht. Daraus entsteht der Nach  teil, dass das Drehstromnetz nicht konstant,.  sondern pulsierend belastet ist.  



  Zur Erzielung einer     konstanten    Dreh  stromleistung bei pulsierender Einphasen  leistung hat man bereits vorgeschlagen, ro  tierende Maschinen zu     verwenden,    .die die  pulsierende     Einphasenleistung    in eine kon  stante umwandeln. Die Verwendung rotieren  der Maschinen kompliziert aber die Anlage  und erhöht die Unterhaltungskosten der  selben.  



  Gegenstand der Erfindung ist nun eine       Einii,ehtung    zum Umformen von Drehstrom  in Einphasenstrom anderer Frequenz, und  umgekehrt, über wenigstens ein     gitter-          gesteuertes        Quecksilberdampfventil,    das so  gesteuert ist, dass die von dem letzteren un  mittelbar gelieferte Spannung     Reehteckform         besitzt, und     .dass    dieses Ventil unmittelbar  oder über einen     Einphasentransformator    an  ein     Einphasennetz    gegebener     sinusförmiger          Spannung        angeschlossen    ist,

   bei der erfin  dungsgemäss zur Erzielung einer konstanter.       Drehstromleistung    bei pulsierender     Einpha-          senleistung    in die Kathodenleitung .des Ven  tils,     bezw.    in die Verbindungsleitungen     zwi-          s:chen    dem     Einphasentransformator    und dem  oder den     Nullpunkten    der Sekundärwicklun  gen des     Speisetransformators    für das Ventil       Induktivitäten,    und parallel zu :

  den Wicklun  gen oder Wicklungsteilen des     Einphasen-          tranaformato@rs.    Kondensatoren von solcher  Grösse     eingeschaltet    sind, dass die     Induktivi-          tIt    die Differenz zwischen :der     Rechteck-    und  der     Sinusspannung,    und die Kondensatoren  die Differenz     zwischen    dem konstanten  Gleichstrom in     der    Kathodenleitung und dem       Sinusstrom    des.     Einpha@sentran.sformators,    auf  nehmen.  



  In der Zeichnung sind in     Abb.    1 bis 9       Ausführungsbeispiele    der Erfindung schema  tisch dargestellt. In allen Abbildungen be  deutet     a    das Drehstromnetz, b das     Einphasen-          netz    und e das     Quecksilberdampfventil    mit  Anoden und Kathode und den Anoden     vor-          gelagerten    Steuergittern. Das     Ventil    wird aus  dem Drehstromnetz über ,den     Transformator     <I>d</I> gespeist. Mit<I>f</I> ist der     Einphasentransfor-          mator    bezeichnet.

   L ist die in der Kathoden  leitung     bezw.    in den     Nullpunktsverbindun-          gen    zu den     Sekundärwicklungen    des Speise  transformators gelegte     Drosselspule,    und c,  <B>ei,</B>     e2    sind :die parallel zu den Wicklungen  des     Einphasentransformato:rs    gelegten Kon  densatoren. Mit s,     si,    s2 sind Sperrkreise be  zeichnet, :die aus einem Kondensator in Reihe  mit einer Drossel     bestehen.     



  Bei dem     Ausführungsbeispiel    einer Um  formeranlage nach     Abb.    1 liegt in der die  Kathode des Ventils     e    mit dem     Mittelpunkt     der Primärwicklung des     Einphasentransfor-          mators.   <I>f</I> verbindenden     Leitung    die Drossel<I>L,</I>  während die Wicklungsenden zu     :den    Null  punkten der Sekundärwicklungen des     Speise-          transformato@rs    d geführt sind. Parallel zu  den     Primärwicklungshälften    des Einphasen-         transformators.    liegen :die Kondensatoren ei,  c2.

   Die Art der Gittersteuerung des Ventils  ist als für das     Verständnis    der Wirkungs  weise der Erfindung weder :dargestellt, noch  braucht dieselbe eingehend erörtert zu wer  den.  



  Die Wirkungsweise dieser     Anordnung    ist  die, dass die Drossel L den     Kathodenstrom     praktisch     konstant    hält, so:     .dass    die Ströme,  die zu .den beiden Nullpunkten der     Sechs-          phasen-Sekund;ärwicklungen    des Speisetrans  formators d fliessen,     Rechteckform    erhalten.  Nach den gemachten Voraussetzungen soll  aber im     Einphasentransfo:rmator    ein Sinus  strom fliessen.

   Die Differenz zwischen diesem       Sinusstrom    und den     erwähnten        Rechteckströ-          men    fliesst durch die Kondensatoren     ei    und  c2. Die Spannung an den     Klemmen,des    Ein  phasentransformato-rs ist     sinusförmig,    denn  sie wird vom     Einphasennetz    aus bestimmt.

         Zwischen    der Kathode des Ventils und den  beiden Nullpunkten :der     Sechsphasenwicklun-          gen    des     Speisetransformators    d ist die Span  nung, wie     erwähnt,        rechteckförmig.    Die  Differenz zwischen dieser     rechteckförmigen     und der     sinusförmigen        Einphasenspannung     wird von     :der    Drossel L aufgenommen.

   Es er  gibt sich also,     dass    bei dieser Anordnung und  bei     sinusföranigem    Einphasenstrom und       sinusförmiger        Einphasenspannung    der Ka  thodenstrom .des Ventils     konstant    ist, und  dass ferner die Spannung zwischen Kathode  und :dem Nullpunkt des jeweils brennenden  Systems ebenfalls konstant bleibt.

   Daraus  folgt, dass das Drehstromnetz konstant so be  lastet wird, wie wenn ein gewöhnlicher       Se@e-hspha.sen-Gleichrichter    Gleichstrom ab  geben würde, das heisst. das Drehstromnetz       gibt    eine kontinuierliche Leistung ab und  die vom Umformer abgegebene Einphasen  leistung pulsiert mit doppelter Einphasen  frequenz, wobei die Speicherung der Diffe  renz :dieser beiden Energien durch :die Drossel  L und die Kondensatoren ei und e2     vollzogen     wird.  



  Bei dem Ausführungsbeispiel nach     Abb.        \?     sind die Kondensatoren ei und e2 der     Abb.    1  zu einem einzigen Kondensator c vereinigt.      In diesem Fall wird der konstante Kathoden  strom beim Eintritt in den     Einphasentrans-          formator        f    so.     zerlegt,        :

  dass    die eine Kompo  nente durch den einen Teil der Primärwick  lung des     Einphasentransformators    d zum  .Nullpunkt des einen     Sechsp.hasensystems    des       Speisetransformators    d geht, und die andere  Komponente über den andern Teil der Pri  märes     ieklung    des     Einphasentransfo:rmators    d  durch den Kondensator c zum erwähnten  Nullpunkt desselben     Sech:sphasensystems     fliesst.

   Es wird also .die Summe der beiden  Teilströme einen Strom     reohteckförmiger     Kurve ergeben, und :die Differenz der beiden  Teilströme wird unter     Berücksichtigung    :des       L'bersetzungsverhältnisses.    .des     Einphasen-          transformato:rs    den     sinusförmigen    Einphasen  strom ergeben.  



  In     Abb.    3 ist die     letzterwähnte    Schaltung  dadurch ergänzt,     :dass    zum     Kondensator    c  noch. Siebkreise     si    und     s2    parallel geschaltet  sind, wodurch erreicht wird, dass der Konden  sator c kleiner bemessen werden kann, weil  die     Harmonischen    kleinerer     Frequenz    durch  die Siebkreise und nicht durch den Konden  sator c fliessen     müssen.     



  In der     Abb.    4 ist eine weitere Schaltung  angegeben, die sieh von den vorigen nur .da  durch unterscheidet, dass     anstatt    eines ein  zigen Ventils zwei Ventile ei,     e2    verwendet  werden, deren Anoden gemeinsam aus einem       Sechsphasensystem    des Speisetransformators  d gespeist werden.  



  Es ist auch möglich, :den oder die     Pa-          rallel-Kondensatoren        und    die     Siebkreise    an  statt auf der Primärwicklung     :des    Einphasen  transformators auf der Sekundärseite     .dieses     Transformators anzuordnen, wie dies     Abb.    5       -neigt.    Es ist :dann notwendig,     :dass    zwischen  Kondensator e, Siebkreis     si    und     s2    und dem       Einphasennetz    eine Drossel     L2    geschaltet  wird, die die Oberwellen zurückhält, :

  damit  die oben erwähnten Differenzströme zwi  schen :dem     rechteckförmigen    Strom im     Ein-          phasentransfo.rmator    und dem     sinusförmigen     Strom des     Einphasennetzes    durch den Kon  densator c     und,die    Siebkreise     si    und 32 flie  ssen. In diesem Falle wird der Einphasen-         trans.formato:r    einen     rechteckförmigen    Strom  transformieren.  



  Es kann auch eine Anordnung entspre  chend     Abb.    6 gewählt werden, :die sich von  der     Schaltung    nach     Abb.    5 nur     :dadurch    un  terscheidet,     :dass    der Kondensator c und der  Siebkreis s nicht an die volle Einphasen  spannung, sondern über :eine     Anzapfung    P  des     Einphasentra,nsformators,    die auch ein  stellbar sein kann,     angeschlossen    wird.

   Wird  nämlich der Punkt P auf der     @Sekundärwiek-          lung    des     Einphasentransformators    verscho  ben,     su    kann dadurch eine Regelung :des  Stromes. im Kondensator c und im Siebkreis  s erreicht werden, .damit bei verschiedenen  Belastungen :des Umformers die Stärke :des       Oberwellenstromes    im Kondensator c     und     Siebkreis s der     Belastung    angepasst werden  kann.  



       Abb.    7 zeigt eine Einrichtung, :die genau  gleich wirkt wie :die Anordnung nach     Abb.    6,  wobei aber die Regelung :des     Kondensator-          und        Siebkreis-stromes    durch eine Regulier  drossel La besorgt wird.  



       Abb.    8 zeigt ein weiteres Beispiel, ,das im  wesentlichen mit dem Beispiel     Abb.    2 sich  deckt, mit :dem     Unterschied,        :dass    die Drossel  L der     Abb.    2 nicht in :die Kathodenleitung,  sondern in die Zuleitung zu den Nullpunkten  .der beiden     Sechsphasensysteme    verlegt     iet.     Diese Drossel     Lit        erhät    zwei Wicklungen,  die so geschaltet sind,     dass    sie am gleichen  Sinne magnetisieren. Die     Wirkungsweise    :der  ganzen Einrichtung ist dieselbe wie vorher  beschrieben.  



       Schliesslich    zeigt     Abb.    9 ,eine Möglichkeit,  zwei     Ventile    in Achterschaltung zu verwen  den, wobei dann der     Einphasentransformator          weggelassen    werden     kann.    Die Drossel     Lit     erfüllt den gleichen Zweck wie in     Abb.    B.  Der Kondensator c,     Siebkreis.    s und Drossel       L2    entsprechender Einrichtung von     Abb.    5.  



  Da die Kondensatoren in den erwähnten  Schaltungen recht gross ausfallen, so     können     diese     auch    zur Lieferung     voll        Blindleistung     an .das Einphasen- oder an das Drehstrom  netz herbeigezogen werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Einrichtung zum Umformen von Dreh strom in Einphasenstrom anderer Frequenz, und umgekehrt, über mindestens ein gitter gesteuertes Quecksilberdampfventil, dessen Anoden an die Sekundärwicklung oder -wick- lungen eines primär an das Drehstromnetz angeschloesenen Transformators angeschlos sen sind und bei welchem zwischen Kathode und dem oder den Nullpunkten der genann ten Sekundärwicklungen das Einphasennetz gegebener <RTI

   ID="0004.0013"> sinusförmiger Spannung oder die Wicklung der einen Seite eines Einphasen- transformators liegt, dessen andere Seite an das Einphasennetz gegebener sinusförmiger Spannung angeschlossen ist, dadurch gekenn zeichnet, dass das Quecksilberdampfventil so gesteuert ist,

   dass die von ihm unmittelbar gelieferte Spannung Rechteckform besitzt und dass zur Erzielung einer konstanten Drehstro@mleistung bei pulsierender Einpha- senleistung in die Kathodenleitung .des Ven tils, bezw. in die Verbindungsleitungen zwi schen dem Einphasentransformator und dem oder den Nullpunkten der Sekundärwicklun gen des Speisetransformators für das Ventil Induktivitäten,

   und parallel zum Einphasen netz bezw. zu den Wicklungen oder Wick lungsteilen des Einpha.sentransformators Kon densatoren von solcher Grösse eingeschaltet sind, .dass die Induktivität die Differenz zwi schen der Rechteck- und der Sinusspannung, und der oder die Kondensatoren die Differenz zwischen .dem konstanten Gleichstrom in,der Kathodenleitung und dem Sinusstrom des Einphazentransformators aufnehmen. UNTERANSPRüCHE 1.

   Einrichtung nach Patentanspruch, -da- ,durch .gekennzeichnet, dass parallel zu ,den Kondensatoren Siebkreise geschaltet sind. 2. Einrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass die Konden satoren und die Siebkreise zum Strom ausgleich auf der Primärseite des Ein- phasentransformato:rs vorgesehen sind.

   3. Einrichtung nach Unteranspruch 1, da durch gekennzeichnet, dass :die Konden satoren und die Siebkreise zum Strom ausgleich auf der Sekundärseite des Ein- phasentransfürmators vorgesehen sind. 4. Einrichtung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass zwischen Kondensatoren, Siebkreisen und Ein phasennetz eine Drossel geschaltet wird. 5.

   Einrichtung nach Unteranspruch 8,, da durch gekennzeichnet, dass ein Konden sator und ein Siebkreis an Anzapfungen .der Sekundärwicklung des Einphasen transformators gelegt werden. 6. Einrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass der Strom im Kondensator und im Siebkreis in Ab hängigkeit der Belastung durch Verän- ,deruug der Anzapfung reguliert werden kann. 7.

   Einrichtung nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Regelung des Kondensator- und Siebkreisstrome@ mittelst einer zusätzlichen Regulierdros sel herbeigeführt wird. B. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass in .die Zulei tung zu den beiden Nullpunkten der Sechsphasenwicklungen des Speisetrans formators für das Ventil eine Zweiwick- lungsdrossel derart geschaltet ist, dass beide Wicklungen im gleichen Sinne magnetisieren. 9.

   Einrichtung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass zwei Ventile in Achterschaltung in Verbindung mit Kondensator und Siebkreis und einer zwischen letzteren und dem Einphasen netz geschalteten Drossel verwendet wer -,den, wodurch der Einphasentransforma- tor entbehrlich wird. 1-0. Einrichtung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die verwen deten Kondensatoren zur Lieferung von Blindleistung an das Einphasennetz her beigezogen werden.