CH222888A

CH222888A - Stromrichter mit Drosseln zur Erleichterung der Kommutierung.

Info

Publication number: CH222888A
Authority: CH
Inventors: Haftung Licentia Beschraenkter
Original assignee: Licentia Gmbh
Priority date: 1940-11-25
Filing date: 1941-11-01
Publication date: 1942-08-15

Description

Stromriehter mit Drosseln zur Erleichterung der ILommutierung. Aus der Entwicklung der Stromrichter technik ist es bekannt, dass man mit zu nehmender Phasenzahl bemüht war, die Brenndauer nicht kleiner werden zu lassen. Bereits bei sechsphasigen Schaltungen. ver meidet man möglichst eine Brenndauer von <B>60'</B> und erreicht unter Benutzung eines Saugtransformators eine Brenndauer von 120 . Bei noch höheren Phasenzahlen, z. B.

l'2 Phasen, verlangt man eine Brenndauer von mindestens 90 , was beispielsweise durch Zusammenarbeiten von drei Vierphasen systemen mittels eines dreiphasigen Saug transformators erreicht werden. kann.

Es ist nun weiterhin bekannt, bei Strom richtern zur Erleichterung der Kommutie- rung Drosseln - sogenanute Schaltdrosseln - mit einem Eisenkern zu verwenden, der sich bereits bei kleinen Strömen sättigt. Bei diesen Anordnungen ist es notwendig, dass das Sättigungsknie scharf ausgeprägt ist. Dies bedingt hochwertiges magnetisches Material und in vielen Fällen Ringform für den Eisenkern. Daher ist der Aufwand für die Drosseln verhältnismässig gross.

Aufgabe der Erfindung ist es unter anderem, durch Wahl einer günstigen Schal tung den Aufwand für die Drosseln zu ver ringern. Erfindungsgemäss -gelingt dies da durch, dass die zur Verwendung gelangende Phasenzahl grösser als drei ist, dass Voll wegschaltung (Graetzschaltung) vorgesehen ist, und dass jeder Phase höchstens eine von Strom beider Richtungen durchflossene Dros sel (Schaltdrossel) zugeordnet ist.

Vorzugs weise ist die den Entladungs- bezw. Schalt strecken zugeordnete Wicklung des Strom richterhaupttransformators in Vieleck ge schaltet, damit der Aufwand für ihn klein bleibt und günstige Kommutierungsverhält- nisse erzielt werden.

Bezeichnet man die Phasenzahl mit n, so sind n Drosseln erforderlich, die für die verkettete Spannung bemessen sein müssen. Die Grösse der verketteten Spannung nimmt bei gegebener Gleichspannung mit wach sender Phasenzahl etwa ab wie sin n/n. Ent sprechend nimmt die Bauleistung (Typen leistung) der Drosseln ab. Der Effektivwert des jede Drossel durchfliessenden Stromes nimmt mit wachsender Phasenzahl mit
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ab.

Insgesamt erhält man für die Bauleistung aller Drosseln in Abhängigkeit von der Pha senzahl n den Ausdruck
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Dieser Ausdruck ist etwa gleich 1,5 für 7a = 3, etwa gleich 1,25 für 7a = 6, etwa gleich 0,9 für n = 12 und etwa gleich 0,65 für n = 24. Man sieht also, dass mit zu nehmender Phasenzahl die Typenleistung aller Drosseln beträchtlich abnimmt.

Arbeitet der Stromrichter mit mecha nischen Kontakten, so ist es bei kleinen Kon taktdauern zur Erhöhung der Schaltgenauig keit zweckmässig, die Kontakte durch ein Organ, welches eine nichtsinusförmige Bewe gung ausführt, derart anzutreiben, dass bei grosser Trenn- und Schliessgeschwindigkeit der Kontakthub klein bleibt.

Mit Rücksicht auf Schwierigkeiten beim Einschalten darf der Augenblickswert der Spannung an dem einzuschaltenden Kontakt nicht grösser als etwa 800 V gewählt wer den. Verwendet man nach der Erfindung Schaltungen mit höherer Phasenzahl als drei, so wird die erzeugte Klemmenspannung be trächtlich grösser als die am einzelnen Kon takt beim Einschalten maximal auftretende Spannung. Auf diese Weise ist es durch An wendung der Erfindung möglich, bei Um formern, welche mit Kontakten arbeiten, in einem System bei einer Trennstrecke je Phase beträchtlich grössere Spannungen als 300 V zu beherrschen.

Arbeitet der Stromrichter mit mechani schen Kontakten, so bietet die Erfindung den weiteren Vorteil, dass der Strom über den einzelnen Kontakt in seinem Effektivwert mit
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: abnimmt. Da die bauliche Gestal tung mechanischer Kontakte für sehr grosse Ströme auch bei Anwendung künstlicher Kühlung Schwierigkeiten bietet, so liefert die Erfindung die Möglichkeit, bei Kontakt strömen, welche noch bequem zu beherrschen sind, sehr grosse Nennströme in einer Ein heit umzuformen.

Ist die einzelne kommutierende Spannung gering, z. B. kleiner als 100 V, so ist es vor teilhaft, die Induktivitäten im kommutieren den Kreis, insbesondere die Induktivitäten der Leitungen, möglichst klein zu halten. Dies erreicht man, indem man den Strom richterhaupttransformator und die Schalt drosseln mit viel Eisen und wenig Windun gen ausrüstet und die Verbindungsleitungen möglichst induktionsarm gestaltet.

Der Erfindungsgegenstand lässt sich ins besondere auch bei elektrischen! Maschinen anwenden, indem zum Beispiel ein Synchron generator hoher Phasenzahl direkt mit einer aus mechanischen, Kontakten mit Schalt drosseln gekuppelten Kommutierungseinrich- tung versehen wird; auf diese weise erhält man Gleichstromgeneratoren sehr grosser Stromstärke und Spannung, ohne dass die be kannten Nachteile der üblichen Kollektoren mit Schleifbürsten auftreten.

Die Erfindung bietet schliesslich noch den weiteren Vorteil, dass zwischen den einzelnen Stromübert.ragungsperioden beider Richtun gen für die Ummagnetisierung der Schalt drosseln genügend Zeit zur Verfügung steht. Bei dreiphasigen Schaltungen beträgt diese Zeit nur 60 , und es ergeben, sich im Hin blick auf die Anforderungen an die Reak- tanzen im Kommutierungskreis, auf Über lastbarkeit und Möglichkeit voller Aus steuerung Schwierigkeiten.

Diese Schwierig keiten sind bereits bei der vierphasigen Schaltung, bei der die Zeit zwisehen zwei Stromübertragungsperioden 90 " beträgt, praktisch beseitigt, noch besser jedoch bei der sechsphasigen Schaltung.

In der Zeichnung ist die Erfindung bei spielsweise dargestellt. 1 ... 6 sind die Teil- wicklungen der Sekundärseite eines Um spanners in Vieleckschaltung. 7 ... 12 sind von Strom beider Richtungen durchflossene Sehaltdrosseln, welche beispielsweise von Drehstrom vorerregt sein können. 13 ... 24 Kind Schaltstrecken, welche von einem Syn chronmotor 25 angetrieben werden. Parallel zu den Strecken können Kondensatoren an geordnet sein. Die Wicklungen 1... 6 kön nen die Wicklung eines Synchrongenerators oder eines Motors darstellen.

Wie bereits gesagt, hat die Erfindung schon Bedeutung bei der vierphasigen Voll wegschaltung. Diese Schaltung, die bei zwei- phasigen Netzen in Betracht kommt, erfor dert vier Drosseln und acht Schaltstrecken. Ausserdem ist bei zweiphasigen Netzen noch die achtphasige Vollwegschaltung von Be deutung. Bei den vorherrschenden dreiphasi- gen Netzen kommen ausser der dargestellten sechsphasigen Vollwegschaltung -vorzugs weise noch die neun- und zwölfphasige Voll wegschaltung in Betracht.

Claims

PATENTANSPRUCH: Stromrichter mit Drosseln zur Erleichte rung der Kommutierung, deren Eisenkerne sich bereits bei kleinen Strömen sättigen, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Ver wendung gelangende Phasenzahl grösser als drei ist, dass Vollwegschaltung (Graetz- schaltung) vorgesehen ist, und dass jeder Phase höchstens eine vom Strom beider Rich- tungen durchflossene Drossel (Schaltdrossel) zugeordnet ist. UNTERANSPRÜCHE: 1.

Stromrichter nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die den Schalt strecken zugeordnete Wicklung des Strom richter-Haupttransformators in Vieleck ge schaltet ist. 2. Stromrichter nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei Verwendung von Kontakten für die Kommutierung, das Antriebsorgan für die Kontakte eine nicht- sinusförmige Bewegung macht. 3. Stromrichter nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass bei gegebener Ge samtspannung die Phasenzahl derart ge wählt ist, dass der Augenblickswert der Spannung an dem einzuschaltenden Kontakt nicht grösser als 300 V ist. 4.

Stromrichter nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Speisung des Stromrichters ohne Zwischenschaltung eines Transformators direkt aus der Arbeitswick lung eines mehrphasigen Synchrongenerators erfolgt.