DE684816C - Einrichtung zum Erzeugen von belastungsabhaengigen Zusatzspannungen fuer Gleichstromanlagen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Erzeugen von belastungsabhängigen Zusatzspannungen für Gleichstromanlagen In der Elektrotechnik werden oftmals. Zusatzspannungen benötigt, um die durch die Biela-stung hervorgerufenen zeitweise beträchtlichen Spannungsabfälle ausgleichen. zu können. Diese Maßnahme ist z. B. dann erforderlich, wenn parallel liegende Spamungsquellen im Verhältnis ihrer Nennleistungen, dauernd zur Stromlieferung herangezogen werden sollen. Ein weiteres Beispiel für die Anwendung von Zusatzspannungen in Abhängigkeit von der Belastung soll im folgenden geschildert werden.
• In Gleichstrombahnnetzen wird bekanntlich die Fahrschiene als Rückleitung benutzt. Sowohl im Fahrdraht als auch in der Rückleitung treten infolge der Widerstände Spian.-nungsabfälle auf, die mit der Länge der Strecke zunehmen. Gemäß Fig. i der Zeichnung wird der Streckenabschnitt A, B bzw. C von einem Gleichrichter i mit Strom versorgt. Der Spannungsabfall im Fahrdraht 2 und der in der Rückleitung 3 sind durch die schraffierten Flächen @dargestellt.
• Aus, der Zeichnung ist ,erkenntlich, daß, ein: verhältnismäßig großer Spannungsunterschied zwischen,den PunIdenA und B vorhanden ist. Die Folge dieses großen Spannungsunterschiedes wird sein, daß die Rückströme auf der Fahrschiene allein nicht abfließen. kön, nen. Da erfahrungsgemäß die Fahrschiene oftmals nichteinwandfrei, zuweilen sogar, sehr unvollkommen von Erde isoliert ist, wird es unvermeidlich sein, daß ein erheblicher Teil des Rückstromes sich auch über Ro'hrleitungen, Wasser, Erde o. dgl. verbreitet. Es: entstehen Irrströme, die wegen ihrer schädlichen elektrolytischen Zersetzungsarbeit nach Mög- lichkeit unterbunden werden müssen. Dies kann erreicht werden, wenn man an die Fahrschiene an einem bestimmten, vorher rechnerisch festgelegten Punkt, im Beispiel mit D bezeichnet, ein Hilfslabel anschließt und der Fahrschiene eine Zusatzspannung zuführt. Die Zusatzspannung verändert die Kennlinie des Spannungsabfalls auf der Fahrschiene Im Ausführungsbeispiel ist die Kennlinie dq.# Zusatzspannung durch die nicht schraffierte Fläche dargestellt. Man erkennt ohne weiteres; daß die Potentialunterschiede zwischen dem Punkt :A und irgendeinem beliebigen anderen Punkt der Fahrschiene kleiner geworden sind, als dies ohne Anwendung,der Zusatzspannung der Fall war. Hätte diese Zusatzspannung eine bestimmte feste Größe; dann wäre die vorliegende Aufgabe nur unbefriedigend gelöst, denn die Zusatzspannum:g muß richtig so bemessen werden, daß sie mit der Belastung der Strecke steigt und bei Entlastung entsprechend abfällt. Bisher löste man diese Aufgabe mit umlaufenden Zusatzgeneratoren.
• Nach der Erfindung wird an Stelle von Zusatzgeneratoren zum Erzeugen von belastungs, abhängigen Zusatzspannungen für aus Wechselstromnetzen, insbesondere über Gleichrichter gespeiste Gleichstromanlagen ein auf der Gleich- oder Wechselstromseite angeordnetes Steuerglied -vorgesehen, dessen von der Belastung abhängige Spannung als Betriebs-oder Steuerspannung einem zur Erzeugung der Zusatzspannung dienenden Zusatzgleichrichter zugeführt wird.
• Im Ausführungsbeispiel nach Fig. i wird die Hauptbelastung von dem Gleichrichter i übernommen, der von dem Haupttransformator q. Spannung erhält. In den Phasen des Haupttransformators liegt der Zusatztransformator 5, dessen Spannung von der Belastung des Haupttransformators abhängig ist. Die Spannung dies Zusatztransformators 5 wird im Ausführungsbeispiel den Anöden des Zusatzgleichrichters 6 zugeführt, der die Zusatzspannung liefert, die im Punkt D der Strecke an die Fahrschiene angeschlossen ist. Der Zusatztransformator in den Phasen des Haupttransformators arbeitet im vorliegenden Fall ähnlich wie ein Stromwandler, und je größer die Belastung des Haupttransformators ist, um so größer wird sich die Zusatzspannung selbsttätig einstellen.
• Erwähnt sei noch, daß es für die Anwendung des Erfindungsgedankens belanglos ist, ob die Hauptbelastung von einem umlaufenden oder von einem ruhenden Gleichrichter oder von irgendeiner ,anderen Maschine übernomm,en wird.
• Es ist kein Erfordernis; daß die Spannung des Zusatztransformators 5 den Anoden .des Zusatzgleichrichters 6 zugeführt wird, sondern sie könnte ebensogut dazu verwendet werden; das Gittereines Entladungsgefäßes zusteuern; in diesem Falle kann der Zusatztransformator als Stromwandler ausgeführt werden, während der Zusatzgleichrichter selbst von einem zweiten Transformator gespeist werden müßte.
• Die vorbeschriebene Anordnung ist nur auchbar, wenn der Hauptgleichrichter nur lein Streckenabschnitt speist. Sie berü.ekeicItigt jedoch nicht den Fall, daß ein oder -mehrere Gleichrichter eine SammQlschi@ene versorgen, von der mehrere Streckenabschnitte, abzweigen. Da die meisten Anlagen derartig ausgebildet sind, besteht daher die Aufgabe, einzelnen dieser Streckenabschnitte Zusatzspannungen zuzuführen. Wie nun die Zusatzspannungen auch in solchen Fällen mittels Gleichrichter erzeugt werden können, zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2.
• Hier ist der die Hauptbelastung nufnehmende Gleichrichter mit i bezeichnet, der die Sammelschiene 7 speist. Von der Sammelschiene gehen z. B. die Spleiseleitungen 8, 9; io ab. Es sei angenommen, daß der abgehenden Speiseleitung i o .eine Zusatzspannung aufgedrückt werden soll. In der Speiseleitung iö wird in diesem Falle als Steuerglied der im Gleichstromverbraucherkreis liegende; vom Delastungsstrom durchflossene Widerstand 12 angeordnet. Der Belastungsstrom oder auch ein Teil desselben erzeugt in dem Steuerwiderstand 12 einen Spannungsabfall, der den Widerstand einer Drosselspule 13 beeinflüßt. Der zweite Schenkel dieser Drossielspule istüber einM 1zweiten Widerstand i i ian - deal Wecliselströmkr,eis IR, S angeschlossen. Die an dem. Widerstand ir abgegriffene veränderliche Wechselspannung wird dem Gitter des. Zusatzgleichrichters 6 (Fig. i) zugeführt, wodurch dieser eine Zusatzspamung entspr echend den Belastungsschwankungen erzeugt, Bei stromloser Speiseleitung io wird die Drosselwirkung der Spule 13 sehr groß sein, so daß an dem Widerstand i f nur ein ver-. hältnismäßig geringer Spannungsabfall auftritt. Mit Zunahme der Belastung in der Speiseleitung io wird der Widerstandswert der Drosselspule 13 abnehmen und der Spannungsabfall ,am Widerstand i i entsprechend ansteigen. Das Gitter des Zusatzgleichrichters wird deshalb in Abhängigkeit von den: Spannungsänderungen. am Widerstand i i und damit auch belastungsabhängig beeinflußtwerden. Erwähnt sei noch, daß die Spannung an dem Steuerwiderstand 12 auch in anderer Weise zur Steuerung der Zusatzspannung verwendet werden kann, z. B. mittels einer Bolometer- . sch.ältung.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Erzeugen von belastungsabhängigen Zusatzspannungen für aus Wechselstromnetzen, insbesondere über Gleichrichter gespeiste Gleichstrom- ;anlagen, gekennzeichnet durch ein auf der Gleich- oder Wechselstromseite angeordnetes Steuerglied, dessen von der Belastung abhängige Spannung als Betriebs-. oder Steuerspamiung einem zur Erzeugung; der Zusatzspannung vorgesehenen Zusatz-. gleichrichter zuggeführt wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, @dadurch gekennzeichnet, daß als Steuerglied ,ein in :den Phasen der Hauptbelastung ,angeordneter Zusatztransformator (5) dient, dessen Spannung als Betriebsspannung an :den Anoden des Zusatzgleichrichters (6) liegt.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, :daß die belastungsabhängige Spannung :des Zusatztransformators (5) als St:euerspatinung dem Gitter des Zusatzgleichrichters (6) zugeführt wird. q..
4. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, .daß als Steuerglied .ein im Gleichstromverbraucherkreis liegen-.der, vom Belastungsstrom durchflossener Widerstand (12) vorgesehen ist.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch i und q., dadurch gekennzeichnet, daß :der Spannungsabfall im Steuerwiderstand. (12) den Widerstandswert einer wechselstromgesp@eisten Drosselspule (13) beeinflußt, deren veränderliche Wechselspannung :dem Gitter des Zusatzgleichrichters (6) beispielsweise über einen zweiten Widerstand (i i ) zuggeführt wird.