Einrichtung zur Beeinflussung der Spannungskur ve eines Quecksilberdampfgleichrichters im Sinne einer fallenden Charakteristik. Die Queeksilberdalnpfgleiclirichtcr besitzen eine durch die Kurve a in Fig. 1 der Zeich nung dargestellte Abhängigkeit der Gleich stromspannung von der Stromstärke. Die Art dieser Abhängigkeit erschwert das Parallel arbeiten mit anderen Stromquellen von an nähernd konstanter EPIK, besonders Batterien und \Tebenschtussmaschinen, und macht es ganz unmöglich, mit geringer Belastung zu arbeiten.
Sobald nämlich die Stromstärke über den Punkt der höchsten Spannung, der beispielsweise bei dem der Kurve zugrunde gelegten Modelle bei 100 Amp. liegt, zuriick- geht, sinkt die Spannung weiter und damit der Strom; bis der Gleichrichter erlischt. \ un kann man dies vermeiden, wenn man eineu Ohmschen Widerstand von 0,07 0. in den Stromkreis legt.
Der von dieseln Widerstand erzeugte Spannungsverlust y subtrahiert sich von der Spannungskurve a des Gleichrichters, so dass diese ihren mit dein Strome steigenden Verlauf verliert und die Kurve 1'i der Fig. 1 ergibt. Dieses Verfahren bringt aber grosse Verluste mit sich, die bei 300 Amp. bereits 300= # 0,07 = 6,3 KW betragen.
Noch lingfinstiger gestalten sich die Ver hältnisse, wenn man in die Zuleitungen zum Gleichrichter statt des Ohnischen Wider standes eine Drosselspule mit hoher Sättigung einschaltet. Legt man diese in den Sekundär- kreis eines vor dem Gleichrichter liegenden Transformators, so wirkt sie hauptsächlich nur in der Weise, dass sie die Oberwellen aus gleicht; ohne auf die Spannungskurve einen w e senthchen Einfuss zu haben, indem sie die beim Entstehen der gleichgerichteten Halbwelle auf gespeicherte Energie beim Verschwinden der Halbwelle wieder abgibt.
Sie bewirkt daher nicht eine Verminderung der Gleichstrom spannung, sondern hauptsächlich ein Über- decken der einzelnen Wellen.
Schaltet man die Drosselspule in den Primärkreis des Transformators, so kann sie zwar den gewünschten Effekt erzielen- sie muss aber, um einen nennenswerten Span nungsabfall zu erzeugen; wie die nachfolgende Rechnung zeigt, sehr gross gemacht werden. Ausserdem wird anfangs die Gesamtspannung nur sehr wenig, mit wachsendem Strome da gegen immer stärker beeinfusst. Es würden also die Verluste noch grösser werden als bei Verwendung eines induktionsfreien Wider standes.
Es werde angenommen, bei einer gebräuch- lichenAnordnungeinesEinpliasengleichrichters, bei dein die Anoden an die Aussenleiter eines Spannungsteilers angeschlossen sind, und so- init die Kathode zum Pluspol, der Nullpunkt des Spannungsteilers zum Minuspol des Gleich stromnetzes wird, betrage die an den Span nungsteiler gelegte Wechselstromspannung 440 Volt, was einer gleichgerichteten Span nung von etwa 200 Volt entspreche.
Soll der Spannungsabfall im Gleichstromkreise bei 100 Amp. wieder 7 Volt betragen, so riiafi die Wattkomponente der Wechselstromspannung um etwa 16 Volt fallen. Unter der Annahme, dass bei Leerlauf die wattlose Spannungs komponente gegenüber der Wa tkomponente klein sei, muss nun die Spannung der Drossel spule, da sie rech<U>twinkli</U>g auf der Wattkom ponente steht; 1/44<B><I>6</I></B>2-Ü4-' = 118 Volt be tragen. Diese Drosselspannung möge bei 300 Amp. infolge der Sättigung nur auf den dop pelten Wert von 236 Volt ste<U>igen.
Dann</U> be trägt die Wattkomponente 1/440=-2362 = 371 Volt. Trotzdem die Drosselspannung nur um 100 jo beim dreifachen Strome gestiegen ist, ist der Spannungsverlust von 16 auf 69 Volt, also um mehr als das Vierfache, und der Energieverlust auf 9,4 KW gestiegen. Das rührt daher, dass mit grösser werdendem Strome die wattlose Komponente immer mehr in die Richtung der (;esamtspannung füllt.
Durch die Erfindung wird nun der Lei stungsverlust, der durch den erforderlichen Spannungsabfall bedingt ist, dadurch möglichst herabgesetzt, dass induktive und Ohrnsche Widerstände miteinander kombiniert sind, wobei das Knie der Eisensättigung des in duktiven Widerstandes bei einer Stromstärke erreicht wird, die dein Punkte der höchsten Spannung der Gleichrichterkurve entspricht.
Werden zum Beispiel ein Ohinscher Wider stand und eine Drosselspule parallel geschaltet, so wird bei kleiner Stromstärke zunächst der Spannungsabfall annähernd proportional mit dem Strome steigen, da der Spannungsverlust direkt dem Ohmschen Verluste des Wider standes proportional ist.
Die beiden Drossel spulen in der Anordnung, wie sie Fig. 2 der beiliegenden Zeichnung zeigt., seien beispiels weise so dimensioniert, dass ihre Spannung bei 100 Amp. Gesamtstrom je 7 Volt beträgt, wobei ihre Sättigung so gewählt ist,
dass der grösste Teil des Stromes den Widerstand und nur ein geringer Teil die Drosselspule durch- fliesst. Damit fällt der Verlust fast ganz in die Richtung der Wattkomponente. Steigt der Strom weiter auf 300 Amp., wobei die Spannung an der Drosselspule etwa 14 Volt betrage, so fällt die Spannung im Gleichstrom kreise etwa um 12 Volt.
Der Verlust beträgt dann 12 mal 300 = 3600 Watt oder 3,6 KW, das heisst er beträgt nur etwa die Hälfte von dem Verluste, der bei Verwendung eines Widerstandes allein auftreten würde, und er ist verhältnismässig noch erheblich kleiner beim Vergleiche mit dem Falle, wo eine Drosselspule allein benutzt wird.
Die zig. 2 bis 5 stellen Ausführungsbei- spiele dar, bei denen Ohmsche Widerstände und Drosselspulen parallel geschaltet sind.
In Fig. 2 ist G der Gleichrichter, T ein Spannungsteiler. Die Drosselspulen D, und D= liegen hierbei in den zu den Anoden füh renden Leitungen. Den Drosselspulen sind die Widerstände zcr und zrz parallel geschaltet.
Fig. 3 zeigt die Anordnung der Drossel spulen im Nullpunkte des Transformators. Verwendet inan, wie es meistens der Fall ist, einen Transformator finit einer Primär- und Selz--niidiirwicli:lung, so genügt eine Doppel spule mit einer Wicklung und einem Wider stande, wie Fig. 4 zeigt. Für mehrphasigen Strom, z. B. Drehstrom, kann auch eine mehr- phasige Drosselspule verwendet werden (Fig. 5).
Die Bezeichnungen der Fig. 3-5 stimmen finit denen der Fig.2 überein. Die Fig. 6 zeigt die Wirkungsweise der Anordnung. Hier zeigt die Linie a wieder die Abhängigkeit der Spannung des Gleichrichters von der Be lastungsstromstärke bei gewöhnlicher Schal tung, während Linie L die Abhängigkeit der Spannung der Drosselspule und des Parallel widerstandes von dein Strome darstellt.
Subtrahiert man Kurve L von Kurve a. so erhält man die Kurve c, die nunmehr die Abhängigkeit der Gleichrichterspannung von -dem Strome zeigt. Diese Kurve stellt eine für alle Werte des Stromes fallende Charak teristik dar und ermöglicht damit ein stabiles Arbeiten des Gleichrichters.
Die Drosselspule erhält die gewünschte Charakteristik dadurch, dass man ihre Sättigung derart wählt, dass das Knie der 112agnetisierungskurve mit dem höchsten Werte der Spannungskurve des Gleichrichtern annähernd zusammenfällt. Der parallel geschaltete Widerstand lässt sich auch ersetzen durch einen Sekundärkreis, der auf .einen 'iderstand arbeitet, oder auch durch einen massiven Eisenkern.
,in dem die Wirbel- ströme die Rolle des den Olimschen Wider stand durchflie(ienden Stromes übernehmen.
Verwendet man an Stelle der mit Parallel widerstand versehenen Drosselspule einen sekundär mit einem Widerstande belasteten Transformator, so kann man durch Einbau eines Streupfades die Wirkung noch weiter verbessern.