DE643691C - Anordnung fuer ueber gittergesteuerte Entladungsgefaesse in Umrichterschaltung gespeiste Wechselstrommotoren und Wechselstromnetze - Google Patents

Description

Unter den Umformungsmöglichkeiten mit gittergesteuerten Entladungsgefäßen, vorzugsweise gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäßen, kommen neben den Gleichrichterschaltungen für die Wechselstrom-Gleichstrom-Umformungen und den Wechselrichterschaltungen für die Gleichstrom-Wechselstrom-Umformungen in neuerer Zeit die Umrichterschaltungen in Frage.

Bei diesen handelt es sich um die unmittelbare Umformung von Wechselstrom einer Frequenz in solchen anderer Frequenz. Verwendet werden hierzu im Falle der Umformung von Drehstrom höherer Frequenz in Einphasenstrom niederer, meistenteils konstanter Frequenz zwei Gruppen gittergesteuerter Entladungsgefäße mit eindeutiger Stromdurchlaßrichtung, die abwechselnd entsprechend den in Frage kommenden Vorzeichen der Halbwellen des erzeugten Wechselstromes leitend sind. Häufig kommt auch der Fall in Frage, wo der als Verbraucher wirkende, im allgemeinen mehrphasig ausgebildete Wechselstrommotor mit den in Umrichterschaltung angeordneten Entladungsgefäßen in unmittelbarer räumlicher Verbindung steht und meistenteils aus einem einphasigen Wechselstromnetz gespeist wird. In diesem Fall, der beispielsweise für elek- ^s trische Bahnen Bedeutung hat, wird dem Motor ein Wechselstrom regelbarer Frequenz zugeführt.

Vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf eine. Verbesserung solcher Umrichterschaltungen und hat ihre besondere Bedeutung, wenn die Umrichter Wechselstrommotoren oder Wechselstromnetze speisen.

Erfindungsgemäß sind in die Stromkreise der einzelnen Gruppen von Entladungsstrecken, die gegebenenfalls auch zu einem mehranodigen Entladungsgefäß zusammengefaßt werden können, Drosselspulen geschaltet. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung können die Wicklungen der Drosselspulen auch in vorbestimmter Weise miteinander verkettet sein.

In Abb. ι der Zeichnung sind die Hauptstromkreise für zwei in Umrichterschaltung angeordnete Gruppen von gittergesteuerten Entladungsgefäßen 23 ... 28 und 33 ... 38 dargestellt, die den Anker 10 einer einphasigen Synchronmaschine mit der Feldwicklung

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

Max Stöhr in Berlin-Hennsdorf.

Claims (4)

1. Ii unter Mitwirkung des Transformators 3 mit den Wicklungen 20... 22 aus einem Drehstromnetz speisen. In den Stromkreis jeder der beiden Gruppen von Entladung^; gefäßen ist je eine Drosselspule 9 eingeschsui tet. Beide bewirken eine Glättung der Kur^ des erzeugten Wechselstromes und begrenzen' im Falle eines inneren Kurzschlusses über beide Gefäßgruppen den in Frage kommenden Kurzschlußstrom, der sich unter Umgehung des Ankers 10 ausbilden kann. Die Synchronmaschine möge Fremderregung erhalten, also eine Xebenschlußcharakteristik aufweisen. Jedoch ist dies nicht wesentlich, da man die Erfindung auch in Zusammenhang mit anderen Drehzahlcharakteristiken anwenden kann. Die Gittersteuerung ist der Einfachheit halber nicht dargestellt. Sie erfolgt in Abhängigkeit von der Stellung des Läufers und kann beispielsweise in der Weise erfolgen, daß für jede der beiden Gefäßgruppen je eine gemeinsame Steuerung vorgesehen ist, die sämtliche Entladungsstrecken innerhalb jeder Gruppe gleichzeitig und gleichsinnig beeinflußt.

   Eine erhebliche Verbesserung läßt sich erzielen, wenn man die Schaltung gemäß Abb. ι in der Weise abändert, daß gemäß Abb. 2 die beiden Drosselspulen 9 miteinander verkettet sind. Die Verkettung erfolgt dabei derart, daß der gemeinsame Kern von sämtlichen Teilströmen mit gleichem Vorzeichen magnetisiert wird, und bewirkt beim Einsetzen der Entladung in einer neuen Gruppe vor dem Nulldurchgang der Gegenspannung des Motors, daß in den Wicklungen 9 eine Spannung induziert wird, die einen in der bisherigen Gefäßgruppe etwa noch fließenden Strom unterbricht. Man kann also einen Übergang des Stromes von einer Gefäßgruppe zur anderen erreichen, ohne den Nullwert des Stromes in der ersten Gruppe abwarten zu müssen. Daher ist jetzt auch nicht mehr die Höhe der erreichbaren Drehzahl des Motors durch die primäre Netzfrequenz begrenzt. Infolgedessen lassen sich hohe Drehzahlen erreichen. Die Kommutierungsgeschwindigkeit hängt außer von der Höhe der Differenzspannung praktisch nur von der Streuinduktivität der Transformatorvvicklung ab. Die Kommutierung erfolgt also sehr schnell. Sie muß spätestens im Nulldurchgang der Gegenspannung des Motors beendet sein. Abb. 3 dient zur Erläuterung des Kommutierungsvorganges, und zwar ist einerseits angenommen, daß er praktisch zeitlos verläuft, anderseits sind die glättenden Wirkungen der Wicklungen 9 außer acht gelassen worden. Man erkennt, daß die Frequenz der stark ausgezogenen Kurve, die die erzeugte Wechselspannung darstellt, kleiner ist als die Frequenz der Scharen sinusförmiger Spannungskurven, die den Verhältnissen des Primärnetzes entsprechen. v_tVln Abb. 4 ist eine Schaltung angegeben, ' bei der der zu regelnde mehrphasige Motor i einem Einphasenstromnetz gespeist wird gleichzeitig eine Reihenschlußcharakteristik verwirklicht werden kann. Jede Phase des Ankers 10 wird in ähnlicher Weise wie in Abb. 2 gespeist. Die jeder Phase zugeordneten Wicklungspaare sind auf einem gemeinsamen Kern angeordnet, und zwar derart, daß die in jedem Schenkel erzeugten magnetischen Flüsse den in den anderen Schenkeln entgegenwirken. Hierdurch läßt sich einerseits eine Materialersparnis erzielen, anderseits das gleichzeitige Arbeiten mehrerer Entladungsstrecken sicherstellen. Die einzelnen Motorwicklungen sind versetzt auf dem ίο Anker angeordnet und geben phasenverschobene Gegenspannungen. Mit entsprechender Phasenverschiebung werden naturgemäß auch die verschiedenen Untergruppen von Entladungsgefäßen gesteuert. Auf diese Weise ist eine bessere Ausnutzung des Motors möglich, und auch günstige Formen der Gegenspannung lassen sich einfacher erreichen. Bei rechteckförmiger Gegenspannung und entsprechendem Strom nähert sich der Motor mit zunehmender Zahl von Entladungsstrecken dem Gleichstrommotor. Die einzelnen Kommutatorlamellen sind dann gewissermaßen durch die gesteuerten Entladungsstrecken ersetzt, wobei naturgemäß die Zahl der letzteren bedeutend geringer ist.

   Pa ϊ ε ν ϊ λ ν s ρ r ü c η ε :

   ι. Anordnung an gittergesteuerten Entladungsgefäßen mit eindeutiger Strom- «00 durchlaßrichtung in Umrichterschaltung, insbesondere zur Speisung von Wechselstrommotoren und Wechselstromnetzen, dadurch gekennzeichnet, daß die zu einer Halbwelle des erzeugten Stromes gehörenden Teilströme eine Drosselspule, die in die Entladungsstromkreise eingeschaltet ist, nur mit einem bestimmten Vorzeichen magnetisieren.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen Stromkreisen zugeordneten Wicklungen der Drosselspule in vorbestimmter Weise miteinander verkettet sind.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2 für Speisung von einphasigen Verbrauchern, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsamer Kern von sämtlichen Teilentladungsströmen mit gleichem Vorzeichen magnetisiert wird. iao
4. 4. Anordnung nach Anspruch 2 und 3 für Speisung von mehrphasigen Verbrauchern,

   dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrschenkliger Triansformatorkeni mit der Phasenzahl des Verbrauchers entsprechender Schenkelzahl vorgesehen ist, von denen jeder Schenkel von den Teilentladungs

   strömen der zugehörigen Phase mit gleichem Vorzeichen magnetisiert wird und bei dem die in einem Schenkel erzeugten Flüsse den in den anderen Schenkeln entgegenwirken.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen