CH305835A - Anordnung zum Speisen von Verbrauchern mit Gleichstrom hoher Ampere- und kleiner Voltwerte. - Google Patents

Description

  Anordnung zum Speisen von Verbrauchern mit Gleichstrom hoher Ampere.  und kleiner Voltwerte.    Die Erfindung betrifft eine Anordnung  zum Speisen von Verbrauchern mit. Gleich  strom hoher Ampere-     und    kleiner Voltwerte  aus einem     mehrphasigen    Wechselstromnetz       überWeeliselstrom-Gleichstrom-Umformer.    Ins  besondere für     Elektrolyseanlagen    besteht die  Aufgabe, Gleichströme von<B>100 000</B> Ampere  und darüber bei einer Spannung von etwa  <B>'_)O</B> Volt und darunter zur Verfügung zu  haben,

   um die Anlage mit einem möglichst  kleinen     Spannii-ngsabf    all und hohen     Wirkungs-          !.        -rad    betreiben zu können. Die Betrachtung  der Verluste einer solchen Anlage ergibt aber,       (lass    mit zunehmender Stromstärke vor allen  Dingen die Verluste zu berücksichtigen sind,  welche mit dem Quadrat der     Stromstärk-e    zu  nehmen, wie vor allem die     Leitungs-    und die       Kontaktverhiste.    Daraus entsteht die Aufgabe,  die     Ohnisehen    und die     Kontaktverhiste    soweit  als möglich zu verkleinern.

   Diese Aufgabe ist  erfüllt, -wenn alle     Verbindungsleitungen    der  Anlage kurz gehalten und Kontaktstellen so  wie     Verbind-ungsstücke    in den Leitungen vom  Transformator zur     Elektrolyseanlage    vermie  den sind.

   Weitere zusätzliche Verluste     res-Ld-          tieren        aus    dem üblichen     inehrphasigen    Speise  transformator der Anlage, indem nicht nur  die Verbindungen der     Spulengruppen    im  Transformator Sitz von Verlusten sind,     son-          dem    auch die von ihnen erzeugten starken  Felder Verluste in     metallisehen        Konstruk-          ilonsteilen    hervorrufen.

   Die starken     Streu-          Telder    der     Iloehstromwiehlung    des Tranefor-         mators    und seiner Ableitungen bewirken fer  ner induktive Spannungsabfälle, die um so  nachteiliger sind, als die in     Elektrolyseanla,     gen üblichen Spannungen bei hohen Strömen  sehr klein sind.  



  Gegenstand der Erfindung ist nun     eine     Anordnung zum Speisen von Verbrauchern  mit Gleichstrom hoher Ampere- und kleiner  Voltwerte aus einem mehrphasigen Wechsel  stromnetz über einen     Weehselstrom-Gleich-          strom-Uinformer,    für Verbraucher in Grup  penbetrieb, bei dem die geschilderten Mängel  dadurch behoben sind,     dass    erfindungsgemäss  die einzelnen Phasen des Wechselstromes<B>je</B>  einer Verbrauchergruppe zugeordnet werden,  wobei der in Gleichstrom umzuformende  Wechselstrom jeder Phase in einem Trans  formator erzeugt wird, dessen Eisenkern von  einem     #einphasigen        Fluss    durchsetzt ist.  



  In der Zeichnung ist als Ausführungsbei  spiel schematisch eine Anordnung gemäss der  Erfindung unter Weglassung der für das Ver  ständnis der Erfindung entbehrlichen kon  struktiven Einzelheiten des Transformators,  des     Wechselstroni-Gleichstrom-Umformers    und  der     Elektrolyseanlage,    deren Bau und Wir  kung als bekannt vorausgesetzt -ist.  



  In der Figur ist mit<B>A</B> der Transformator  zum Speisen der Bäder einer     Elektrolysean-          lage        C    mit, Gleichstrom aus einem nicht ge  zeichneten mehrphasigen Wechselstromnetz  bezeichnet. Der im Transformator erzeugte      Wechselstrom wird in dem Umformer B in  Gleichstrom zur Speisung der Bäder     -tunge-          formt.    Als     Wechselstrom-Gleichstrom-Umfor-          mer    dient ein mechanischer Kontaktapparat  bekannter Bauaxt mit synchron im Takte der  Frequenz des     primärenWechselstrome,

  3        schwin-          .genden    Kontakten und mit     Parallelkreigen    zu  <B>0</B>  den Kontakten. Da der Kontaktapparat nicht  Gegenstand der Erfindung ist,- sind der Über  sichtlichkeit der Zeichnung wegen nur die  Kontakte     gl    bis 94 angedeutet. Der Antrieb  der Kontakte des Kontaktapparates kann bei  spielsweise durch mechanische Kräfte     syn-          ehron    mit dem primären     Wechselstromerfol-          gen    oder durch von den Strömen erzeugte  elektromagnetische Kräfte.

   Der Transformator  <B>A</B> ist mit den Schaltdrosselspulen     fl,        f.2    zu  sammengebaut, die in bekannter Weise zur  Erzeugung stromschwacher Pausen in der  Kontaktdauer dienen. -Erfindungsgemäss ist  der Transformator so ausgeführt,     dass    sein  Eisenkern nur von einem einphasigen     Fluss     durchsetzt ist. Die Sekundärwicklung des  Transformators besteht aus konzentrischen  Rohrleitern.

   Der Kern a des Transformators  trägt die Primärwicklung<B>b.</B> Die     Sekundär-          oder        Hochstromwicklung    umschlingt als Hülle  den     Transformatorkern    mitsamt der     Primär-          "x#        icklung    und den koaxial zum     Transformator-          kern    angeordneten Kernen der Schaltdrossel  spulen.

   Die die     Hochstromwicklung    bildende  Hülle ist     doppelmantelig    ausgebildet, sie be  steht aus den konzentrischen Rohrleitern     el     bis<B>c,1</B> und aus den diese Rohrleitern an ihren  Stirnenden überbrückenden Leiterteilen     d,    bis       d-l.    Als Wicklungsanschlüsse vom Transfor  mator     zinn    Kontaktapparat dienen konzen  trische Rohrleiter, die in Richtung der Achse  des     Transforinatorkernes    wegführen.

   Die Rohr  leiter     cj_,    e2     bzw.   <B>C3,</B> G4 sind parallel geschaltet  für die Speisung von Phase     und    Gegenphase,  von ihrer     Mittenanzapfung    führt ein Strom  leiter     e.0    zum     Transformatorsternpunkt.    Die       Zuleitmigen    vom Kontaktapparat zu den Bä  dern der     Elektrolyseanlage    sind als konzen  trische Rohrleiter hl,     A2    ausgeführt; mit<B>h3</B>  ist der     Sternpunktsleiter    bezeichnet, der     kon-          zentriseh    zu<I>hl,</I>     h,    liegt.

      Der mit Schaltdrosselspulen zu einem Bau  teil vereinigte Transformator, der mechani  sche Kontaktapparat und die aus diesem ge  speisten Bäder liegen in einer Fluchtlinie. Zu  folge der Verwendung von Rohrleitern nicht       nur    als     Hochstromwicklung    im Transformator,  sondern auch als Ableitung von dieser zum  Kontaktapparat und als Verbindung zu den  Bädern der     Blektrolyseanlage    ergibt sich eine  äusserst gedrängte Bauweise für die gesamte  Anlage -unter Vermeidung langer Leitungen  und von störenden Kontaktverlusten. Die Füh  rung der hohen Ströme in konzentrischen  Rohrleitern ergibt den Vorteil der Vermei  dung von     Wirbelstromverlusten    und grossen  Spannungsabfällen sowie von störenden Streu  feldern.

   Die konzentrische, die magnetische  Wirkung der Ströme selbstkompensierende  Verlegung der Stromleiter ist besonders vor  teilhaft, solange es sich um die     Fortleitung     des Wechselstromes handelt,<B>d.</B> h. bis zum Kon  taktapparat; die Auflösung der Ströme erfolgt  erst in unmittelbarer Nähe der     Elektrolyse-          anlage.    Jedem Transformator mit von einem  einphasigen     Fluss    durchsetzten Eisenkern ist  ein mechanischer Kontaktapparat zugeordnet.  



  Sind an die     Hochstromrohrleiter    eine Mehr  zahl von Kontakten in     Parallelsehaltang    anzu  schliessen, so können die Kontakte um die     Hoch-          stromrohrleiter    in radialer Verteilung grup  piert angeordnet werden. Zur Sicherung  gleichmässiger Stromverteilung     auf    die Kon  takte können die     Hochstromrohrleiter    in Par  allelpfade aufgeteilt werden.  



  Die Schaltdrosselspulen können auch an  statt wie beim Ausführungsbeispiel in direk  tem Zusammenhang mit dem Transformator  auch auf den     VerbindLingsleitungen    zwischen  Transformator     und    Kontaktapparat angeord  net sein. Schliesslich können mindestens die  Rohrleiter des Transformators mit einem       Kühlmittel    gefüllt oder von einem solchen  durchflossen sein. Für die Kühlung kommt  sowohl Luft als auch ein flüssiges Kühlmedium  in Betracht.  



  Der gleichgerichtete Strom kann direkt  zu den Bädern<B>C</B> geführt werden, wie darge-      stellt. Die volle dreiphasige Auslastung     auf     der Netzseite mit Rücksicht auf die Kompen  sation der Oberwellen erfolgt dann entspre  chend der Zusammenschaltung von mehreren  Bädergruppen. Der gleichgerichtete Strom<B>je-</B>  der an einem Transformator angeschlossenen  Verbrauchergruppe kann aber auch für sich  mit den Strömen anderer     Verbrauchergrappen     zusammengeschaltet werden, so     dass    eine voll  ständige Auslastung auf der Primärseite er  folgt. In diesem Fall wird erst der so zusam  mengeschaltete Strom den Bädern zugeführt.  



  Für die Speisung einer mindestens     drei-          phasigen    Verbraucheranlage können die Ströme  von mindestens drei Verbrauchergruppen zu  sammengeschaltet werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRTTCH: Anordnung zum Speisen von Verbrauchern mit Gleichstrom hoher Ampere- und kleiner Voltwerte aus einem mehrphasigen Wechsel stromnetz über einen Wechselstrom-Gleich- strom-Umformer, für Verbraucher in Grup penbetrieb, dadurch gekennzeichnet, dass jede Verbrauehergruippe einer Phase des Wechsel stromnetzes zugeordnet wird, wobei der in Gleichstrom umzuformende Wechselstrom einer Phase in einem Transformator erzeugt wird, dessen Eisenkern von einem einphasigen Fluss durchsetzt ist, so dass der Spannungsabfall zwischen Transformator und Verbraucher so klein wie möglich gemacht werden kann.

   UNTERANSPRüCHE: <B>1.</B> Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der Wechselstrom- Gleichstrom-Umformer ein mechanischer Kon taktapparat mit synchron im Takte der Fre quenz des primären Wechselstromes schwin genden Kontakten sowie mit Schaltdrossel spulen in den Zuleitungen und mit Parallel kreisen zu den Kontakten ist. 2.

   Anordnung nach Unteransprach <B>1,</B> da durch gekennzeichnet, dass die Sekundärwick lung des Transformators aus konzentrischen Rohrleitern besteht, <B>3.</B> Anordnung nach Unteranspruch 2, da durch gekennzeichnet, dass jedem-Transforma- tor ein mechanischer Kontaktapparat zugeord net ist. 4. Anordnung nach Unteranspruch<B>3,</B> da durch gekennzeichnet, dass an die Hochstrom- rohrleiter des Transformators eine Mehrzahl von Kontakten eines Kontaktapparates in Parallelschaltung angeschlossen ist.

   <B>5.</B> Anordnung nacli Unteranspruch 4, da durch gekennzeichnet, dass die Kontakte um die Hochstromrohrleiter in radialer Gruppie rung verteilt angeordnet sind. <B>6.</B> Anordnung nach Unteranspruch <B>1, -</B> da durch gekennzeichnet, dass die Kontakte des Kontaktapparates durch mechanische Kraft synchron betätigt werden. <B>7.</B> Anordnung nach Unteranspruch<B>1,</B> da durch gekennzeichnet, dass die Kontakte des Kontaktapparates durch von den Strömen er zeugte elektromagnetische Kräfte betätigt wer den.

   <B>8.</B> Anordnung nach Unteranspruch<B>5,</B> da durch gekennzeichnet, dass zur Sicherung gleichmässiger Stromverteilung auf die Kon takte die Hochstromrohrleiter durch Ein schneiden in Parallelpfade aufgeteilt sind. <B>9.</B> Anordnung nach Unteransprueh <B>1,</B> da durch gekennzeichnet, dass die Sehaltdrosseln mit dem Transformator zusammen zu einem Bauteil vereinigt sind.

   <B>10.</B> Anordnung nach Unteranspruch <B>1,</B> da- darch gekennzeichnet, dass die Schaltdrossel spulen auf den Verbindungsleitern zwischen Transformator und Kontaktapparat angeord net sind. <B>11.</B> Anordnung nach Unteranspruch<B>1,</B> da durch gekennzeichnet, dass die Zuleitungen vom Kontaktapparat zu dein Verbraucher kon- zentriselle.Rohrleiter sind. 12. Anordnung nach Unteranspruch 2 und <B>11,</B> dadurch gekennzeichnet, dass die Rohr leiter von einem Kühlmittel durchflossen sind.

   <B>13.</B> Anordnung nach Unteranspruch 12, da durch gekennzeichnet, dass Luft als Kühlmittel dient. 14. Anordnung nach Unteranspruch 12, ge kennzeichnet durch ein flüssiges Kühlmedium. <B>15.</B> Anordn-Lmg nach Unteranspruch<B>1,</B> da durch gekennzeichnet, dass für die mehr- phasige Speisung der ganzen Verbraucheran- lage die gleichgerichteten StrÖme jeder über einen Transformator gespeisten Verbraucher gruppe zusammengeschaltet sind.