DE399165C - Mechanisch angetriebener Gleichrichter fuer Mehrphasenstrom fuer Hoch- oder Niederspannung - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN
AM 19. JULI 1924

REICHS PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- M 399165 -KLASSE 21 g GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. Dezember 1922 ab.

Mehrphasenstrom, insbesondere Drehstrom, und zwar auch hochgespannter Strom dieser Art läßt steh mechanisch dadurch gleichrichten, daß die einzelnen Phasen durch einfache Stromwendung vorübergehend miteinander verbunden, und auf einen Zweileiterkreiis geschaltet werden derart, daß in diesem angenähert der Effektivwert der verketteten Mehrphasenspannung als nahezu konstante Gleichspannung zur Geltung kommt. .Das Ergebnis solcher Gleichrichter kommt zwar der konstanten Gleichspannung ziemlich nahe, doch weicht immerhin der so erhaltene pulsierende Gleichstrom noch in störender Weise von dem theoretisch sich ergebenden Gleichstrom ab. Es hat sich ergeben, daß dieser Mangel eine Folge der fortwährenden Unterbrechungen ist, die im Mehrphasenstromkreis durch die Wirkungsweise des Gleichrichters auftreten. Diese Stromunterbrechungen bewirken in den Sekundärkreiisen und mittelbar auch in den Primärkreisen des den Mehrphasenstrom erzeugenden Transformators oder in den Wicklungen des Mehrphasengenerators derart unsymmetrische Ausschaltvorgänge oder Überspannungen, daß Verzerrungen der Stromkurven des erzeugten pulsierenden Gleichstromes auftreten. Man war gezwungen, die Größe des Gleichrichters statt der Betriebsspannung jenen Überspannungen gemäß zu wählen.

Durch Drosselspulen, Kapazitäten und Widerstände in verschiedenen Schaltungen ist schon versucht worden, diese Ausischaltwellen auf ein Minimum herunterzudrücken, was aber nur zum kleinen Teil gelang.

Die Erfindung ermöglicht nun, dieser Schwierigkeiten völlig Herr zu werden. Durch einen synchron mit dem Mehrphasenstrom angetriebenen Schaltmechanismus erreicht man, daß der Zweileiterkreis zwar nach wie vor synchron von den Mehrphaisenpolen abgeschaltet wird, daß die Mehrphasenpole jedoch, die in dem Augenblick des Abschaltens über sie fließenden Ströme auch weiter stetig mit dem für den Mehrphasenstrom charaltteristischen Kurvenverlauf beibehalten, so daß eine Abschaltung der Ströme in den Phasen des Stromerzeugers überhaupt nicht mehr auftreten kann,

Dies wird dadurch erzielt, daß jeder Phasenpol im Augenblick des Abschaltens vom Zweileiterstromkreis über einen HilfswMerstand, der dem scheinbaren Belastungswiderstand des Zweileiterkreises entspricht, mit.dem

*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:

Walther Deutsch in Frankfurt a. M. und Wilhelm Hoss in Frankfurt a. M.-Rödelheim,

Phasenmittelpunkt des Stromerzeugers solange verbunden wird, als die Abschaltung vom Zweileiterstromkreis dauert.

Der Hilfswiderstand kann dabei je nach derBelastung eingestellt und ein rein Ohmscher oder induktiver oder kapazitiver oder durch eine geeignete Schaltung solcher Gruppen gebildet sein. Er kann von Hand oder selbsttätig der Belastung des Zweileiterstramkreises

ίο gemäß gesteuert werden.

In den Abbildungen ist die Erfindung in einer Ausführungsform für Drehstrom beispielsweise veranschaulicht.

Abb. ι zeigt die Kurvenform des gewöhnliehen Drehstroms,

Abb. 2 die Potentialverteilung an den Klemmen des Zweileiterstromkreises und

Abb. 3 die Stromkurve des im Hilfswiderstand fließenden Stromes.

Abb. 4 stellt schematisch den Aufbau und die Schaltung des Gleichrichters dar. j

Es bedeuten a, b, c das Drehstromnetz, i, 2, 3 die Primär- und I₁ II, III die Sekundärwicklungen eines Hochspannungs-Drehstrocntranstformators iv. Ein Drehstrom-Synchronmotor d trägt auf seiner Welle e die isolierte Scheibe f mit zwei über einen Winkel von je i2O° sich erstreckenden Sektoren g und /;. Auf der gleichen Welle e ist eine zweite isolierte Scheibe i mit zwei miteinander elektrisch verbundenen Sektoren j und k und dem Schleifring / befestigt, der ebenfalls elektrisch mit den beiden Sektoren verbunden ist. Die Sektoren / und k sind derart gegen die Hauptsektoren g und Ii versetzt, daß sie die öffnungen, welche die Hauptsektoren g und h freilassen, ausfüllen. Auf derselben Welle sind die beiden Isolierscheiben m und η angeordnet, deren aufgesetzte j

Schleifringe je mit einem der beiden Sektoren g und /( in elektrisch leitender Verbindung 1 stehen. Von den auf diesen Schleifringen an- j liegenden Bürsten 0 und p führen die Leitun- ', gen q und r zu dem Gleichstromnetz. Die Bürste s des Schleifringes / ist durch die Leitung t über den regelbaren Nebenwiderstand u mit dem Stirnpunkt ν der sekundären Wicklung des Transformators τι> verbunden.

Die Wirkungsweise ist nun die, daß die in den einzelnen Phasen I, II, III entstehenden Ströme durch die festen Drehstromkontakte x, y, ζ den Sektoren der Hauptscheibe g und h synchron zugeführt werden, wodurch in den j Leitungen q und r ein pulsierender Gleichstrom

entsteht. Verläßt, wie z. B. in der Abb. 4, der \ Sektor h bei der angedeuteten Pfeilrichtung die Zuführung y, so übernimmt der Sektor k ' «ler Nebenscheibe den weiteren Strom, der in der Phase III fließt, und führt ihn dieser Phase über s, t und u in solcher Stärke wieder zu, wie aus der Abb. 3 zu ersehen ist. In den Wicklungen I, II, III fließt daher ein ungestörter Drehstrom gemäß Abb. 1. Der in den Leitungen q und r fließende pulsierende Strom wird daher durch Ausgleichsströme im Transformator w nicht beeinflußt und nimmt die theoretische Form der Abb. 2 an.

Die Erfindung bezieht sich auf mechanische Mehrphasengleichrichter sowohl für Hoch- wie für Niederspannung, hat aber besondere Bedeutung für die Erzeugung von Gleichstrom aus hochgespanntem Mehrphasenstrom, wie er für den Betrieb von Stromverbrauchern, welche mit Hochspannung geringer Energie arbeiten, z. B. elektrischen Gasreinigern, Röntgenröhren u. dgl., üblich ist. Die Erfindung gibt auch die Möglichkeit, Gleichstrom in Mehrphasenstrom, insbesondere Drehstrom, umzuwandeln.

Claims (2)

Patent-An Sprüche:

1. Mechanisch angetriebener Gleichrichter für Mehrphasenstrom für Hoch- oder Niederspannung, durch den die einzelnen Phasen der Stromquelle (Transformator, Generator o. dgl.) vorübergehend miteinander verbunden und auf einen Zweileiterkreis geschaltet werden, in welchem angenähert der Effektivwert der verketteten Mehrphasenspannung als nahezu konstante Gleichspannung zur Geltung kommt, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitweise von dem Zweileiterkreis abgeschalteten Pole des Mehrphasenstromerzeugers während der Zeitdauer ihrer Abschaltung über einen in der Größenordnung des scheinbaren Belastungswiderstandes gewählten Hilfswiderstand mit dem Phasenmittel- oder Neutralpunkt des Mehrphasenstromerzeugers verbunden sind.

2. Mechanisch angetriebener Gleichrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichachsig mit der die umlaufenden Kontakte (g, h) tragenden isolierten Scheibe o. dgl. (J) ein zweiter isolierter Umlaufkörper (i) vorgesehen ist, dessen Kontakte (/', k) mit Bezug auf die unbeweglichen Kontakte (x, y, z) gegen die Kontakte der anderen Scheibe versetzt sind und den bei der Unterbrechung der Pha- no senströme auftretenden Ausgleichsstrom dem Hilfswiderstand (u) und über diesen dem Neutralpunkt (v) der Mehrphasenstromquelle zuführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.