DE642153C

DE642153C - Device for frequency conversion with discharge vessels

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.It is known that grid-controlled discharge paths, especially in vessels with Gas or vapor filling, can be used with advantage, given an alternating voltage To convert the frequency into an alternating voltage of a different frequency. The invention relates to a new control method for such a converter and relates thereby in particular on converters for generating an alternating voltage, the frequency of which is higher than that of the alternating voltage supplied to the converter.

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.According to the invention are used to multiply the frequency of an alternating voltage the positive and negative half-waves of the transformed voltage from one increasing each and a falling branch of two half-waves shifted in phase with respect to one another of the applied voltage.

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.The fundamentals of the new control method will be explained in more detail with reference to FIG. There are two alternating voltages i which are shifted by 90 ° in relation to one another in the phase and 2, the curves of which are shown in the usual manner in the diagram. The course of the curve the transformed stress is shown in the diagram in strong lines. As can be seen, the positive half-waves of the transformed voltage are each made up of a rising and a falling branch composed of the positive half-worlds of voltages 1 and 2. The tension 1 supplies the falling branch and voltage 2 the rising branch of the deformed 'Half wave. This transformation is successful in the case of gas or vapor-filled discharge vessels in that at the beginning of the positive half-waves of the transformed voltage initially the supplied voltage 2 is flowing on the rising branch of its half-wave is. Shortly before the point of intersection between half-waves 2 and 1, voltage becomes 1 assigned anode ignited, and the current is transferred to this anode, so that the half-wave ι the second half of the transformed voltage half-wave on its falling branch supplies.

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 übergehenThe negative half-waves of the transformed voltage are correspondingly depending from a rising and a falling branch of the half-waves of the applied voltage educated. There is only a difference from the positive half-waves insofar as the anode to which the current passes

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dr. Wilhelm Leukert in Berlin-Siemensstadt,Dr. Wilhelm Leukert in Berlin-Siemensstadt,

soll, kurze Zeit nach dem Schnittpunkt der beiden Spannungshalbwellen der zugeführten Spannung gezündet wird.should, a short time after the intersection of the two voltage half-waves of the supplied Voltage is ignited.

Die Frequenz der umgeformten Spannung ist bei dem in Fig. ι dargestellten Ausführungsbeispiel doppelt so groß wie die Frequenz der zugeführten Spannung.In the embodiment shown in FIG. 1, the frequency of the converted voltage is twice as great as the frequency of the applied voltage.

Fig. 2 zeigt das gleiche Steuerverfahren für einen Umformer, der 3phasig gespeist ist. InFig. 2 shows the same control method for a converter that is 3-phase fed. In

ίο diesem Falle ist die Frequenz der umgeformten Spannung dreimal so groß wie die Frequenz der zugeführten Spannung.ίο this case is the frequency of the reshaped Voltage three times the frequency of the applied voltage.

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 the case of discharge vessels with a larger number of phases, for example with 6-phase or I2-phase discharge vessels, the given frequency can be controlled by the control method be reshaped according to the invention in several stages.

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.In Fig. 3 the example of the frequency conversion on a 6 ~ phase converter is shown. The half-waves of the transformed voltage are depending on the desired secondary frequency formed from rising and falling branches of different primary stresses. a.5 As can be seen from the diagram, arise two secondary voltages, one of which is 1.5 times the frequency and the other has 3 times the frequency of the given voltage; the greater the number of phases of the discharge vessel is, the greater is the number of frequency stages that are generated by the new control method is attainable.

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.The invention is of particular importance for the operation of AC motors, whose speed is given by the supplied frequency. The invention can therefore for example can be used to advantage for the operation of woodworking machine tools.

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.If the frequency is converted in several stages, then means are expedient provided in order to change the supplied voltage at the same time as the frequency and in particular to increase the voltage supplied as the frequency rises.

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.To control the ignition times, as they emerge from the diagrams in FIGS. 1 to 3, the ignition process can be selected, i.e. either rotating contact devices or controls, who work with stationary apparatus, and in those who work in a purely electrical way, the phase of the Ignition times is set. 4 also shows the circuit of a converter operating according to the new control method shown. A transformer 11 is connected to a three-phase network 10, the Primary winding is connected like that of a Scott transformer. The secondary winding is divided into four phases, each of which generates two in-phase voltages that are applied to the The voltages of the other two phases are perpendicular. The four ends of the secondary windings of the transformer 11 are connected to four anodes of a mercury vapor discharge vessel 12 connected while the two zero points with the ends of the output transformer 13 are connected. The center tap (zero point) of the transformer 13 is at the cathode of the discharge vessel 12. To the secondary winding of the transformer 13 is the power consumer to be fed, for example an AC motor 14, connected.

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.The control method according to the invention can of course not only be used for generation a single-phase alternating voltage of changed frequency can be used, but rather Combine several single-phase voltages in the usual way to multi-phase voltages, such as those used for operation of three-phase motors are necessary.

Claims

Patent claims:

i. Method for frequency conversion with the help of controlled, in particular ignition point controlled Gas or vapor discharge paths according to patent 638 599, characterized in that to multiply the Frequency of an alternating voltage, the positive and negative half-waves of the transformed Voltage from one rising and one falling branch of two in the phase shifted half-waves of the applied voltage are formed will.

2. The method according to claim 1, characterized in that in the positive half-wave the transformed voltage is the transition from the rising branch of a phase voltage the supplied voltage is brought about on the falling branch of another phase voltage in that the anode belonging to the falling branch is ignited shortly before the point of intersection of the two phase voltages.

3. The method according to claim 1, characterized in that in the negative half-wave the transformed voltage is the transition from the rising branch of a phase voltage the supplied voltage is brought about on the falling branch of another phase voltage in that the anode belonging to the falling branch is ignited shortly after the point of intersection of the two phase voltages.

4. The method according to claim 1, characterized in that the phases from which rising or falling branches of the curve, the transformed voltage for multi-phase, for example 6-phase forming

forms can be selected at will can, so that with the same discharge path arrangement different secondary frequencies can be reached:

5. Device for performing the method according to claim 1 and the following for Conversion of a 3-phase voltage into an i-phase voltage with double the number of periods, characterized in that a transformer connected to a three-phase network (11) is connected on the primary side as a Scott transformer, while the secondary winding is divided into four partial windings, two of which are electrically connected the other two are perpendicular, the ends of the secondary phases at four anodes of a discharge vessel (12) and the two zero points of the secondary winding are connected to the output transformer (13) whose zero point is connected to the cathode of the discharge vessel.

6. The method according to claim 1 to 4, characterized in that several single-phase voltages with a converted frequency to form a multi-phase, in particular 3-phase alternating voltage will.

1 sheet of drawings