DE672187C - Einrichtung zur Umwandlung von niedriggespanntem Wechselstrom in hochgespannten Gleichstrom und umgekehrt - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Umwandlung von niedriggespanntem Wechselstrom in hochgespannten Gleichstrom und umgekehrt Die Wechselstrommaschinen besitzen gegenüber den Gleichstrommaschinen vermöge ihres einfacheren und betriebssichereren Aufbaues, insbesondere des Fehlens eines Kommutators, Vorteile, die es für gegeben erscheinen lassen, die .elektrische Energie in den Kraftwerken in Form von Wechselstrom zu erzeugen. Soll nun die elektrische Energie wegen der Vorteile des hochgespanntem Gleichstromes gegenüber dem hochgespannten Wechselstrome in Form von hochgespanntem Gleichstrom übertragen werden, dann ist die Umwandlung des niedriggespannten Wechselstromes bzw. Drehstromes in hochgespaninten Gleichstrom notwendig, was in der Welse erfolgen kann, daß der niedrigges:pannte Wechselstrom mit Hilfe eines Quecksilberdampfgleichrichters in niedriggespannten Gleichstrom umgeformt bzw. gleichgerichtet wird, und daß sodann,lex niedriggespannte Gleichstrom mit Hilfe des GleichstromtransformiatorsmachPatent 670007. auf hohe Spannung umgespannt wird.
• Erfindungsgemäß, kann der Gleichs.tromkondensatorentransformator nach Patent 670 007 so ausgeführt werden, daß er den niedriggespannten Wechselstrom bzw. Drehstrom unmittelbar in hochgespannten Gleichstrom umwandelt, wodurch sich die Auf-Stellung eines besonderen Gleichrichters für die Umformung des niedriggespannten Wechselstromes bzw. Drehstromes in niedriggespannten Gleichstrom erübrigt. Es entfällt auf diese Weise in der Auftranüformierungs.-anlage der schwere Wechselstromtransformator, der durch die leichten Kondensatoren der neuen. Anordnung ersetzt wird. Die bautechnischen Anlagen können infolgedessen leichter ausgeführt werden, was eine Erniedri; gung der Anlagekosten zur Folge hat.
• Naturgemäß wird durch die neue Ausführung, d. h. durch den Ersatz des Wechselstromtransformators und des Gleichrichters durch die neue Einrichtung auch der rein elektrische Teil der Auftransformierungsanlage billiger. Die Kosten der neuen Einrichtung sind sogar noch erheblich kleiner als die Kosten einer Auftransformierungs;-anlage, bestehend ,aus ,einem Wechse;lstromtransformator und einem Gleichrichter, der den hochgespannten Wechselstrom bzw. Drehstrom in hochgespannten Gleichstrom um: wandelt.
• Die neue Einrichtung besteht wie die Einrichtung nach Patent 670 007 aus zwei Hauptteilen, einem Vielfachl-,oinden;sator und einer Metallda mpfvakuumsch;alteinrichtun:g.DerVielfächkondensator wird hier in derselben Weise aufgebaut !und geschaltet wie in dem Patent 670 007. Die Schalteinrichtung unterscheidet sich indessen von der Schalteinrichtung nach Patent 670 007. Erfindungsgemäß werden auf der Niederspannungsseite der Transformatoreüirichtung mehrere Hauptanoden und Hauptkathoden angeordnet; die den niedriggespannten Wechselstrom in die Metalldampfschalteinrichtungeinleiten. Die Zahl der anzuordnenden Hauptanoden bzw. Hauptkathoden entspricht der Phasenzahl des in dem Generator erzeugten Wechselstromes. Ist beispielsweise der Generator für Drehstrom ausgeführt, dann kann beispielsweise der Generator in offener Schaltung auf die Schalteinrichtung arbeiten, die in dieseln Falle drei Hauptanoden und drei Hauptkathoden niederspannungsseitig erhält, so daß entsprechend den sechs Klemmen am Generator auch sechs Niederspannungshauptelektroden an der Schalteinrichtung vorhanden sind. Ist die Dreiphasenwicklung des Generators in Stern geschaltet, dann erhält die Schalteinrichtung drei Hauptanoden und eine Hauptkathode, wobei die eine Haiuptkathöde mit dem Sternpunkt des Generators und die drei Hauptanoden mit- den. drei, Phasenklemmen des Generators verbunden sind. Besitzt der Generator eine offene Zweiph.asenwicklung, dann verhält die Schalteinrichtung zwei Hauptanoden Bund zwei Hauptkathoden: Sind die zwei Phasenwicklungen= des Generators. in einem ihrer Endpunkte verkettet, dann .erhält die Schalteinrichtung zwei Hauptanoden und eine Hauptkathode, wobei die Hauptkathode mit dem Sternpunkt des Zweiphasensystems und die beiden Hauptanoden mit den beiden Phasenklemmen des Systems verbunden sind. Besitzt der Generator beispielsweise eine Einphasenwicklu;ng, dann erhält die Schalteinrichtung zwei Hauptanoden und eine Hauptkathode, wobei die Kathode mit dem Mittelpunkt der Einphasenwicklung verbunden ist, während die beiden Hauptanoden mit den Enden der Wicklung verbunden sind. Für größere Phasenzahlen der Generatoren wird die Schalteinrichtung entsprechend .ausgeführt.
• Im übrigen entspricht die Ausführung der Schalteinrichtung dem Patent 670 007. Vor jeder Anode und Kathode liegt eine Induktivität, die mit der zu ladenden. Kapazität des Vielfachkondensators einen Schwingungskreis bildet zum Zwecke der sinüsförmigen Aufladung des Vielfachköndensators.
• Da die Ladezeit eines Kondensatorel:ements des Vi.elfachkondensators im Verhältnis zur Schwingungsdauer dos normalen, im Genorator erzeugten gewöhnlichen 5operiodischen Wech sel.stromes sehr klein ist, bei einer Ladezeit in der Größenordnung von zo-6 Sek. etwa der Io4te Teil der Dauer einer Halbperiode des 5operiodischen Wechselstromes ist, so kann für die Ladung eines Kondensatorelements des Vielfachkondensators die Spannung des Wechselstromgenerators als konstant angesehen werden, so daß also für jede Ladung eines Kondens.ätorelemonts die Verhältnisse so liegen wie bei der Speisung des Vielfach-: kondensators durch eine Gl.eichspa,nizung. Dik Arbeitsweise der neuen Schalteinrichtung ist also im wesentlichen dieselbe wie die der rein transformatorisch wirkenden Einrichtung nach Patent 670 007. Sie unterscheidet sich von der rein transformatorischen Arbeitsweise dadurch, daß hier die Gleichrichtorwirkung, wie sie in den Metalldampfgleichrichtern bekannt ist, noch hinzukommt. Der Gegenstand der Erfindung liegt also darin, daß die Ventilwirkurig der bereits bei der rein transforinatörischen Arbeitsweise der Einrichtung nach Patent 670 007 zur Anwendung kommenden Metalldanipfvakuumschalteinrichtung ausgenutzt wird, um gleichzeitig den Wechselstrom des Generators gleichzurichten.
• In entsprechender Weise ist es naturgemäß möglich, mit derselben Einrichtung hochgespannten Gleichstrom in niedriggespannten Wechselstrom zu verwandeln. Es ist dabei notwendig, die Metalldampfschalteinrichtung mit z Hauptkathoden rund Hauptanoden auszurüsten, wobei die Zahl z gleich er Phasenzah3. des zu liefernden Wechselstromes ist. Die Hauptelektroden werden mit Gittern versehen, die die beiden Niederspannungslichtbögen der Schalteinrichtung entsprechend .der bekannten Wechselrichterschaltung so steuern, daß die Lichtbögen zyklisch von Hauptelektrode zu Hauptelektrode wandern. Der Takt der Lichtbogem ,anderung entspricht dabei der Periodendauer des zu liefernden Wechselstromes und wird entweder durch eine mechanische Schalteinrichtung beispielsweise mit Hilfe eines Elektromotors oder mit Hilfe einer Resonanzschaltung .erzeugt.

Claims (3)

1. PA.TENTANSPRÜCIII:: i. Einrichtung zur Umwandlung von niedriggespanntem Wechselstrom in hochgespannten Gleichstrom und umgekehrt zur Umwandlung von hochgespanntem Gleichstrom in niedriggospanuten Wechselstrom, dadurch gekennzeichnet, daß die niedrige Wechselspannung bzw: die hohe Gleichspamrung mit im Verhältnis zur Dauer einer Halbperiode außerordentlich kleinen Ladezeiten .nach Patent 670 007 mit Hilfe einer Metalldampfschalteinrichtung rund eines Vielfachkondensators transformiert wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldampfvakuumschalteinrichtung mit ,einer der Phasenzahl z der vorhandenen bzw. der zu liefernden niedrigen Wechselspannung entsprechenden Zahl z von niederspannungsseitigen Hauptanoden und niedürspan ;nun gsseitigen Hauptkathoden ausgerüstet ist.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch r rund 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Umw-andlung vorn hochgesp.anntern Gleichstrom in niedrig-gespannten Wechselstrom die z niederspannungsseitigen Hauptanoden und z niedersp.annu gsseitigen Hauptkathoden mit Gittern. versehen werden, denen steuerbares Potential zugeführt wird, und mit deren Hilfe ,eine beständige Wanderung der Lichtbögen der Schalteinrichtung von Hauptelektrode zu Hauptelektrode im Takte des zu liefernden Wechselstromes erreicht wird.