DE600458C

DE600458C - Siebvorrichtung mit Kondensatorregelung zum Anschluss an Wechselstromnetze

Info

Publication number: DE600458C
Application number: DEK129936D
Authority: DE
Original assignee: Dr-Ing Ottomar Kasperowski
Current assignee: Dr-Ing Ottomar Kasperowski
Priority date: 1933-04-28
Filing date: 1933-04-28
Publication date: 1934-07-23

Description

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AUSGEGEBEN AM
23.JULI1934

Die Spannungskurve von Wechselstromnetzen enthält bekanntlich Oberwellen, die infolge hoher Eisensättigung der Netzbelastungen entstehen. Mit Hilfe von Siebkreisen lassen sich die Oberwellen unmittelbar verwerten oder insbesondere in i6²/₃periodischen Bahnnetzen mit dem Grundwellenstrom zu einer solchen Kurvenform zusammensetzen, daß man nimmerfreies Licht erhält. Um Schwankungen der Oberwellen und der Netzspannung auszugleichen, bedarf es einer Regelung. '

~~ Bisher sind zur Regelung der Siebkreisspannungen und -ströme Regeltransformatoren und Regeldrosselspulen vorgeschlagen worden. Nach der Erfindung werden zur Regelung Kondensatoren mit veränderlicher Kapazität benutzt. Die nur geringen Verstellkräfte bei dieser Regelungsart bringen einfache Antriebe mit sich. Weitere Vorteile, besonders auch bezüglich der Kurvenformveränderung, gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.

Abb. ι zeigt die Schaltung einer Mischwellensiebvorrichtung, die beispielsweise beim Anschluß an ein 16²/₃periodisches Netz einen Stromkreis für flimmerfreie Beleuchtung speist. Die in Reihe geschalteten Lampen L₁ bis L₄ usw. liegen in einem Schwingungskreis, der aus dem Kondensator C und der Induktivität der Zuleitung des Netzes N gebildet wird. Da diese zur Abstimmung benutzt wird, ist keine besondere Abstimmdrosselspule erforderlich. Der Siebkreis ist auf eine Frequenz abgestimmt, die höher ist als die der Grundwelle. Da aber in dem Schwingungskreis bei eingeschalteten Lampen L₁ bis L₄ usw. eine starke Ohmsche Dämpfung vorhanden ist, werden neben derjenigen Oberwelle, auf die abgestimmt wurde, auch die Grundwelle und andere Oberwellen hindurchgelassen. In der Spannung des Netzes N ist die Grundwelle ausschlaggebend, daher ist auch der Anteil der Grundwelle im Siebkreisstrom bei eingeschalteten Lampen beträchtlieh. Der kapazitive Widerstand des Kondensators, bezogen auf die Grundfrequenz, wird größer gewählt als der Ohmsche Gesamtwiderstand der in Reihe liegenden Lampen L₁ bis L₄. Deswegen und infolge der geometrisehen Zusammensetzung der Widerstände von Kondensator, Induktivität und Lampen können letztere einzeln abgeschaltet werden, ohne daß sich der Strom allzu stark ändert.

Um den Einfluß des Abschaltens einzelner Lampen vollkommen aufzuheben .und um auch Stromänderungen infolge Schwankens der Netzspannung auszugleichen, ist der Kondensator C regelbar ausgeführt. Seine Kapazität kann selbsttätig verändert werden und die Steuerung des Regelantriebes wegen der Reihenschaltung der Lampen etwa durch den im Kondensatorkreis fließenden Strom erfolgen. Steigt der Strom, dann wird der kapazitive Widerstand vergrößert, und umgekehrt. Hierbei ändert sich zwar die Resonanzfrequenz, was jedoch bei der starken Ohmschen Dämpfung ohne große Bedeutung für die Kurvenform und Höhe des Lampenstromes ist.

Abb. 2 zeigt die Schaltung eines Siebkreises, durch den eine ganz bestimmte Ober-Avelle nutzbar gemacht werden kann. Um die Grundwelle des Netzes .Y vom Verbrauchernetz V, beispielsweise den Lampen L₁, L₂, L₃ und L₄, fernzuhalten, ist ein auf die Grundfrequenz abgestimmter Sperrkreis C₁, D_x vorhanden. Zur Abstimmung auf die Frequenz der im Verbrauchernetz V zu verwertenden ίο Oberwelle dienen eine Drosselspule D-, und. ein Kondensator C₂. Letzterer ist regelbar, um die Schwankungen der ausgesiebten Oberwellenspannung auszugleichen.

Besondere Bedeutung hat eine solche Siebvorrichtung für den Anschluß an Netze, deren Grundfrequeuz i6²/_s Hz beträgt. Wird der Stromkreis mittels der Drosselspule D.₂ und des Kondensators C₂ auf die dritte Oberwelle abgestimmt, so hat der Strom im Verbrauchernetz V die Frequenz 50 Hz.

Der regelbare Kondensator C₂ hat bei genauer Abstimmung des Resonanzkreises auf die Frequenz der auszusiebenden Oberwelle und bei der kleinsten im Verbrauchernetz V auftretenden ungeregelten Spannung seine kleinste Kapazität. Steigt die Verbraucherspannung, so wird die Kapazität des Kondensators C₂ vergrößert. Auf diese Weise läßt sich die Verbraucherspannung konstant halten. Die Vergrößerung der Kapazität von C₂ bringt auch eine Verstimmung des Resonanzkreises derart mit sich, daß die Resonanzfrequenz sich der Grundfrequenz nähert. Hieraus ergeben sich aber keine Nachteile, da die Grundwelle durch den Sperrkreis C₁, D₁ ferngehalten wird. Diese Verstimmung verbessert im Gegenteil bei kleiner Belastung die Kurvenform der ausgesiebten Spannung. Denn bei kleiner Belastung ist der Ohmsche Widerstand im Verbrauchernetz V groß und daher die Resonanz unscharf, so daß außer der^ gewünschten Harmonischen noch weitere, höhere Oberwellen im Belastungsstrom auftreten können. Durch Vergrößerung der Kapazität beim Regeln nehmen jedoch die unerwünschten Oberwellenströme höherer Frequenz stark ab.

Die Regelung des Kondensators erfolgt zweckmäßig selbsttätig in Abhängigkeit von der Spannung des Verbrauchernetzes V. Die Oberwellensiebvorrichtung kann, wie in Abb. 2 gezeichnet, unmittelbar an das Wechselstromnetz N angeschlossen werden oder unter Zwischenschaltung eines Transformators. Wird die Belastung V über einen Transformator angeschlossen, so ist dieser Transformator für die Frequenz der ausgesiebten Oberwelle zu bemessen.

Die Kapazität der Regelkondensatoren nach den Abb. 1 und 2 kann dadurch verändert wer- So den, daß Drehkondensatoren verwendet oder mit einem Hauptkondensator unveränderlicher Kapazität Nebenkondensatoren kleinerer Kapazität, deren Kapazität konstant ist oder die als Drehkondensatoren ausgebildet sind, in Reihe oder parallel geschaltet werden. Schließlich kann parallel zu dem unveränderlichen Hauptkondensator ein regelbarer Ohm- _ scher Widerstand gelegt werden.

Claims

Patentansprüche:

i. Siebvorrichtung mit Kondensatorregelung zum Anschluß an Wechselstromnetze, bestehend aus einem mit dem Verbraucher in Reihe geschalteten Schwin- ⁷S gungskreis zur Verwertung der in elektrischen Energieversorgungsnetzen infolge hoher Eisensättigung der Netzbelastungen auftretenden Oberwellen, dadurch gekennzeichnet, daß der dem Schwingungskreis angehörige oder ein ihm vorgeschalteter Kondensator als Regelkondensator ausge- . bildet ist.
2. Siebvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die einzelnen Verbraucher in Reihe geschaltet sind und als Induktivität des mit dem Verbraucher in Reihe geschalteten Schwingungskreises diejenige der Verbindungsleitungen zwischen dem Energieversorgungsnetz und dem Verbraucher dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des regelbaren Kondensators in Abhängigkeit von dem konstant zu haltenden Verbraucherstrom selbsttätig verändert wird (Abb. 1). -
3. Siebvorrichtung nach Anspruch 1, bei der die einzelnen Verbraucher zueinander parallel geschaltet sind, die Kapazität des mit dem Verbraucher in Reihe geschalteten-Schwingungskreises durch einen auf die Grundwelle des Energieversorgungsnetzes abgestimmten Sperrkreis, die Induktivität durch eine besondere Drossel gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität eines zusätzlichen regelbaren Kondensators in Abhängigkeit von der konstant zu haltenden \^rerbraucherspannung selbsttätig verändert wird (Abb. 2).
4. Siebvorrichtung nach den Ansprüchen ι und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapazität des regelbaren Kondensators bei dem niedrigsten Wert der ungeregelten Verbraucherspannung und bei genauer Abstimmung des Resonanzkreises auf die Frequenz der auszusiebenden Oberwelle am kleinsten ist.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen