DE642153C

DE642153C - Einrichtung zur Frequenzumformung mit Entladungsgefaessen

Info

Publication number: DE642153C
Application number: DES114501D
Authority: DE
Inventors: Dr Wilhelm Leukert
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens Corp
Priority date: 1934-06-28
Filing date: 1934-06-28
Publication date: 1937-02-26

Description

Es ist bekannt, daß gittergesteuerte Entladungsstrecken, insbesondere in Gefäßen mit Gas- oder Dampffüllung, mit Vorteil verwendet werden können, um eine Wechselspannung gegebener Frequenz in eine Wechselspannung anderer Frequenz umzuformen. Die Erfindung betrifft ein neues Steuerverfahren für einen derartigen Umformer und bezieht sich dabei insbesondere auf Umformer zur Erzeugung einer Wechselspannung, deren Frequenz größer ist als diejenige der dem Umformer zugeführten Wechselspannung.

Gemäß der Erfindung werden zur Vervielfachung der Frequenz einer Wechselspannung die positiven und negativen Halbwellen der umgeformten Spannung aus je einem ansteigenden und einem abfallene Ast von zwei in der Phase gegeneinander verschobenen Halbwellen der zugeführten Spannung gebildet.

Das Grundsätzliche des neuen Steuerverfahrens sei an Hand der Fig. 1 näher erläutert. Gegeben sind zwei in der Phase um 90 ° gegeneinanderverschobeneWechselspannungeni und 2, deren Kurven in der üblichen Weise im .Diagramm dargestellt sind. Der Kurvenverlauf der umgeformten Spannung ist in dem Diagramm in stark ausgezogenen Linien eingezeichnet. Wie ersichtlich, sind die positiven Halbwellen der umgeformten Spannung je aus einem ansteigenden und einem abfallenden Ast der positiven Halbwelten der Spannungen 1 und 2 zusammengesetzt. Die Spannung 1 liefert dabei jeweils den abfallenden Ast und die Spannung 2 den ansteigenden Ast der umgeformten 'Halbwelle. Bei gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefäßen gelingt diese Umformung dadurch, daß zu Beginn der positiven Halbwellen der umgeformten Spannung zunächst die zugeführte Spannung 2 auf dem ansteigenden Ast ihrer Halbwelle strömführend ist. Kurz vor dem Schnittpunkt zwischen den Halbwellen 2 und 1 wird die der Spannung 1 zugeordnete Anode gezündet, und der Strom geht auf diese Anode über, so daß die Halbwelle ι auf ihrem abfallenden Ast die zweite Hälfte der umgeformten Spannungshalbwelle liefert.

Die negativen Halbwellen der umgeformten Spannung werden in entsprechender Weise je aus einem ansteigenden und einem abfallenden Ast der Halbwellen der zugeführten Spannung gebildet. Ein Unterschied gegenüber den positiven Halbwellen ist nur insofern gegeben, als diejenige Anode, auf die der Strom übergehen

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Wilhelm Leukert in Berlin-Siemensstadt,

soll, kurze Zeit nach dem Schnittpunkt der beiden Spannungshalbwellen der zugeführten Spannung gezündet wird.

Die Frequenz der umgeformten Spannung ist bei dem in Fig. ι dargestellten Ausführungsbeispiel doppelt so groß wie die Frequenz der zugeführten Spannung.

Fig. 2 zeigt das gleiche Steuerverfahren für einen Umformer, der 3phasig gespeist ist. In

ίο diesem Falle ist die Frequenz der umgeformten Spannung dreimal so groß wie die Frequenz der zugeführten Spannung.

Bei Entladungsgefäßen mit einer größeren Phasenzahl, beispielsweise bei 6phasigen oder I2phasigen Entladungsgefäßen, kann die gegebene Frequenz durch das Steuerverfahren nach der Erfindung in mehreren Stufen umgeformt werden.

In Fig. 3 ist das Beispiel der Frequenzumformung an einem 6~Phasen-Umrichter dargestellt. Die Halbwellen der umgeformten Spannung werden je nach der gewünschten Sekundärfrequenz aus ansteigenden und abfallenden Ästen verschiedener Primärspannungen gebildet. a.5 Wie aus dem Diagramm ersichtlich ist, entstehen zwei Sekundärspannungen, von denen die eine die i,5fache Frequenz und die andere die 3fache Frequenz der gegebenen Spannung hat; je größer die Phasenzahl des Entladungsgefäßes ist, um so größer ist die Zahl der Frequenzstufen, welche durch das neue Steuerverfahren erreichbar ist.

Die Erfindung ist von besonderer Bedeutung für den Betrieb von Wechselstrommotoren, deren Drehzahl durch die zugeführte Frequenz gegeben ist. Die Erfindung kann daher beispielsweise für den Betrieb von Holzbearbeitungswerkzeugmaschinen mit Vorteil angewendet werden.

Wenn die Frequenz in mehreren Stufen umgeformt wird, so werden zweckmäßig Mittel vorgesehen, um gleichzeitig mit der Frequenz auch die zugeführte Spannung zu ändern und insbesondere mit steigender Frequenz auch die zugeführte Spannung zu erhöhen.

Zur Steuerung der Zündzeitpunkte, wie sie sich aus den Diagrammen der Fig. ι bis 3 ergeben, können die an sich bei anderen gittergesteuertenEntladungsstreckenbekanntenZünd- verfahren gewählt werden, also entweder umlaufende Kontaktapparate oder Steuerungen, die mit ruhenden Apparaten arbeiten, und bei denen auf rein elektrischem Wege die Phase der Zündzeitpunkte festgelegt wird. In Fig. 4 ist noch die Schaltung eines nach dem neuen Steuerverfahren arbeitenden Umrichters dargestellt. An ein Drehstromnetz 10 ist ein Transformator 11 angeschlossen, dessen Primärwicklung wie die eines Scott-Transformators geschaltet ist. Die Sekundärwicklung ist in vier Phasen aufgeteilt, von.denen je zwei gleichphasige Spannungen erzeugen, die auf den Spannungen der beiden anderen Phasen senkrecht stehen. Die vier Enden der Sekundärwicklungen des Transformators 11 sind an vier Anoden eines Quecksilberdampfentladungsgefäßes 12 angeschlossen, während die beiden Nullpunkte mit den Enden des Ausgangstransformators 13 verbunden sind. Die Mittelanzapfung (Nullpunkt) des Transformators 13 liegt an der Kathode des Entladungsgefäßes 12. An die Sekundärwicklung des Transformators 13 ist der zu speisende Stromverbraucher, beispielsweise ein Wechselstrommotor 14, angeschlossen.

Das Steuerverfahren nach der Erfindung kann selbstverständlich nicht nur zur Erzeugung einer einphasigen Wechselspannung geänderter Frequenz verwendet werden, man kann vielmehr mehrere einphasige Spannungen in der üblichen Weise zu mehrphasigen Spannungen zusammensetzen, wie sie beispielsweise zum Betrieb von Drehstrommotoren notwendig sind.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Frequenzumformung mit Hilfe von gesteuerten, insbesondere zündpunktgesteuerten Gas- oder Dampfentladungsstrecken nach Patent 638 599, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vervielfachung der Frequenz einer Wechselspannung die positiven und negativen Halbwellen der umgeformten Spannung aus je einem ansteigenden und einem abfallenden Ast von zwei in der Phase gegeneinander verschobenen Halbwellen der zugeführten Spannung gebildet werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der positiven Halbwelle der umgeformten Spannung der Übergang von dem ansteigenden Ast einer Phasenspannung der zugeführten Spannung auf den abfallenden Ast einer anderen Phasenspannung dadurch herbeigeführt wird, daß die dem abfallenden Ast zugehörige Anode kurz vor dem Schnittpunkt der beiden Phasenspannungen gezündet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der negativen Halbwelle der umgeformten Spannung der Über- no gang von dem ansteigenden Ast einer Phasenspannung der zugeführten Spannung auf den abfallenden Ast einer anderen Phasenspannung dadurch herbeigeführt wird, daß die dem abfallenden Ast zugehörige Anode kurz nach dem Schnittpunkt der beiden Phasenspannungen gezündet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phasen, aus deren ansteigenden bzw. abfallenden Kurvenästen die umgeformte Spannung bei mehrphasiger, beispielsweise 6phasiger Umformung ge-

bildet wird, beliebig ausgewählt werden können, so daß mit der gleichen Entladungsstreckenanordnung verschiedene Sekundärfrequenzen erreichbar sind:
5. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und folgenden zur Umformung einer 3-Phasen-Spannung in eine i-Phasen-Spannung doppelter Periodenzahl, dadurch gekennzeichnet, daß ein an ein Drehstromnetz angeschlossener Transformator (11) primärseitig als Scott-Transformator geschaltet ist, während die Sekundärwicklung in vier Teilwicklungen aufgeteilt ist, von denen je zwei elektrisch auf den beiden anderen senkrecht stehen, wobei die Enden der Sekundärphasen an vier Anoden eines Entladungsgefäßes (12) und die beiden Nullpunkte der Sekundärwicldung an den Ausgangstransformator (13) angeschlossen sind, dessen Nullpunkt mit der Kathode des Entladungsgefäßes verbunden ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Einphasenspannungen mit umgeformter Frequenz zu einer Mehrphasen-, insbesondere 3-Phasen-Wechselspannung, zusammengesetzt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen