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Gleichrichter, insbesondere Hochspannungsgleichrichter Die Vor- und
Nachteile der Glühkathoden-und Lichtbogengleichrichter gegenüber den mechanischen
(umlaufenden) Gleichrichtern sind bekannt. Der wesentliche Vorteil der mechanischen
Gleichrichter besteht darin, d.aß zu ihrem Betrieb keine Heizwandler benötigt werden
und daß sie viel weniger als die änderen bekannten Gleichrichter dem Verschleiß
unterworfen sind. Nachteilig ist bei ihnen aber die geringe Belastbarkeit, die durch
den Ab,reißlichtbogen bedingt ist, sowie ihr großer Raumbedarf und ihr geräuschvolles
Arbeiten. Außerdem wild bei ihnen nur jeweils ein kleiner Teil der Wechselstromkurve
nutzbar gemacht.
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Diese Nachteile sind bei einer bestimmten Art der mechanischen Gleichrichter
vernieden, nämlich bei den bekannten Gleichrichtern, bei denen an die gleichzurichtende
Wechselspannung ein Spannungsteiler gelegt ist, dessen Anzapfungen an eine Reihe
von Kontakten geführt sind, die von einer oder mehreren in Synchronismus mit der
Wechselspannung bewegten Bürsten bestrichen wird, an denen die gleichgerichtete
Spannung abgenommen wird.. Bei diesen Gleichrichtern sind die mit den Anzapfungen
des Spannungsteilers verbundenen Kontakte derart Angeordnet, d.aß jede Abnahmebürste
bei ihrer Bewegung von dem einen Ende des Spannungsteilers zum anderen Ende der
Reihe nach mit den :einzelnen Anzapfungen verbunden wird, so daß sich die .an der
Bürste abgenommene gleichgerichtete Spannung entsprechend der Unterteilung des Spannungsteilers
vergrößert bzw. verkleinert. Mit Bezug auf die Zeit wird die Bürste zweckmäßig so
eingestellt, daß sie sich in denjenigen Augenblicken, in denen die Wechselspannungskurve
ihr positives oder negatives Maximum erreicht, in Verbindung mit dem einen oder
.anderen Endpunkt des Spannungsteilers befindet, während sie sich bei Durchgang
der Wechselspannungskurve durch Null auf dem mit der Mittelanzapfung des Spannungsteilers
verbundenen Kontakt oder einer entsprechenden Kontaktlage befindet. Als Spannungsteiler
wird vorzugsweise die mit Aizapfungen versehene Sekundärwicklung eines Transformators
bzw. Wicklung eines Spartransforniators,benutzt. Es ist aber auch möglich, ,als
Spannungsteiler Ohtnsche, induktive oder kapazitive Widerstände oder aus solchen
Widerständen bestehende Kombinationen vorzusehen. Bei diesen mechanischen Gleichrichtern
sind alle Abreißlichtbo.gen durch die Potentialsteuerung längs, der Kontaktbahn
der umlaufenden Bürsten vermieden,
so daß der Belastbarkeit dieser
Gleichrichter durch Rundfeuer, Rückzündung u. dgl. keine Grenzen gesetzt sind. Auch
der Raumbedarf und die Geräuschbildung sind gering. Um die Kurvenform der abgenommenen
Gleichspannung den jeweils gewünschten Verhältnissen anzupassen, ist es bekannt,
die einzelnen MTindungsabschnitte des Spannungsteilers verschieden groß zu -wählen.
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Die Erfindung betrifft einen derartigen Gleichrichter, insbesondere
Hochspannungsleichrichter, bei dem an die gleichzurichtende Wechselspannung ein
Spannungsteiler gelegt ist, dessen Anzapfungen an eine Reihe von Kontakten geführt
sind, die von einer oder mehreren in Synchronismus mit der Wechselspannung bewegten
Bürsten bestrichen werden, an denen die gleichgerichtete Spannung abgenommen -wird.
Erfindungsgemäß sind zur Anpassung der Kurvenform der abgenommenen Gleichspannung
entsprechend den jeweils ge";ünschten Verhältnissen einzelne Anzapfungen des Spannungsteilers
in umgekehrter Reihenfolge wie die übrigen an die von den Bürsten bestrichenen Kontakte
angeschlossen und, oder L-mschalter zur wahlweisen Verbindung einzelner Kontakte
eritweder mit Anzapfungen des Spannungsteilers oder mit den benachbarten Kontakten
vorgesehen. Die l?rfiiidung löst die Aufgabe, die Kurvenform der jeweils abgenommenen
Spannung den jeweils gewünschten Verhältnissen a a nzupassen -, auf -wesentlich
einfachere und umfassendere Art und Weise, als es durch unterschiedliche Größe einzelner
Windungsabschnitte des Spannungsteilers möglich ist. Insbesondere ermöglicht die
Erfindung auch eine Regelung der gleichgerichteten Spa.ilnung in -reiten Grenzen.
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Ein Ausführungsbeispiel für einen Gleichrichter gemäß der Erfindung
ist schematisch in der Abb. ia dargestellt, und -zwar handelt es sich um einen Gleichrichter
zur Gleichrichtung eines Eiriphasenwecllselstronles. Die Selz:undärvv-icklung i
i eures Spannungstransformators, dessen Primärwicklung und dessen Eisenkern der
Einfachheit halber in der Abbildung weggelassen sind, ist mit einer Mehrzahl. von
Anzapfungen versehen. i i kann aber auch ein Spannungsteiler sein, dessen beide
Enden i a und 13 an die gl.eichzuriclitende Wechselspannung angeschlossen sind.
Die einzelnen Anzripfungen der Wicklung i i sind immer zu je zwei Kontakten geführt;
so ist z. B. die Mittelanzapfung 14 mit den Kontakten 15, 16 verbunden. Eine
Hälfte der Kontakte liegt mit Bezug auf die gedachte Verbindungslinie der Enden
i z und 13 spiegelbildlich zu den anderen Kontakten. Die Kontakte sind kreisförmig
angeordnet und werden von zwei Abnahmebürsten 17 und i 8 bestrichen, die uni i So'
gegeneinander versetzt sind und gemeinsam von einem an der gleichzurichtenden Wechselspannung
liegenden Synchronmotor angetrieben werden, beispiels-Wüise in Pfeilrichtung. Zwischen
ihnen ist die gleichgerichtete Spannung abnehmbar. Die Bürste i7 ist beispielsweise
als positive, die bürste is als negative Bürste bezeichnet. Die Mittelanzapfung
14 der Wicklung i i kann, wie in der Abbildung dargestellt ist, geerdet Sein.
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Wie die Abb. i.a erkennen läßt, sind nun zur lrzielting einer bestimmten
Kurvenform der i,l>g.enommenen Gleichspannung einzelne !, Anzapfungen 'der Wicklung
i i in umgekehrter Reihenfolge wie die übrigen an die von den Bürsten 17, i S bestrichenen
Kontakte angeschlossen. In der Abb. ib ist das Potential des Punktes 13 durch
die Kurve U, das des Punktes i-1 durch die Nullage dargestellt. Die Spannung, welche
die Bürste 17 bei ihrem L,mlauf -e-enüber der Nullinie hat. ist aus , b C
der mit i7' bezeichneten Kurve ersichtlich. Das Potential des Punktes 12 ist durch
die Kurve L' und die Spannung, -welche die Bürste 18 bei ihrem Umlauf gegenüber
der Nullinie hat, durch die Kurve 18' dargestellt. 1n dem innit O bezeichneten Punkt,
welcher der dargestellten Stellung der Bürsten i;, und i8 in Verbindung mit der
Anzapfung 14 entsprechen mag, sind sämtliche Anzapfungen gleich Null. _3n der Stelle
z i, an der die Bürste 18 auf dem Kontakt 15, die Bürste i; dagegen
auf dem Kontakt i 6 liegt, ,wird die Spanming -wieder zu Null. Beim @fieiterlaufen
der Bürsten kehren sich die Verhältnisse vors jetzt ab für eine halbe Periode um
-, so daß auch in der zweiten Halbperiode die Spannung der Bürste i; gegenüber der
Nullinie positiv- und die Spannung der Bürste 18 gegenüber der Nullinie negativ
bleibt. Die Größe der zwischen den Bürsten 17 und 18 jeweils herrschenden
Spannung ergibt sich aus der jeweiligen Entfernung der beiden Kurven 17' und 18'
voneinander. Erdet man statt der Mittelanzapfung 14 die Bürste 18 oder
17, so erhält inan eine pulsierende positive oder negative Gleichspannung
gegen Erde. Infolge des =gekehrten Anschlusses einzelner Anzapfungen der Wicklung
i i an die Kontakte und der Verbreiterung einzelner Kontakte ergibt sich eine ungefähr
rechteckige Kurve für die gleichgerichtete pulsierende Spanntang.
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In den Abb. 2a, 3a und 4a sind Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung
dargestellt. die zeigen sollen, wie man durch Umschalter zur wahlweisen Verbindung
einzelner Koiltakte entweder mit Anzapfungen des Spannungsteilers oder mit den benachbarten
Kontakten die Kurvenform und auch die Höhe
der abgenommenen Gleichspannung
regeln kann. In diesen Abbildungen ist der Einfachheit halber nur die obere Hälfte
der Spannungsteilenvicklung und der Kontaktbahn gezeichnet. Ebenso. ist auch in
den zugehörigen Abb. 2b bis 4b nur die eine Halbwelle der Wechselspannung und der
pulsierenden Gleichspannung dargestellt. Auch ist die zweite Bürste in den Abb.2.a
bis 4a der Einfachheit halber fortgelassen.
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Bei dem in Abb.2a dargestellten Beispiel sind Umschalter 32 bis 37
angeordnet, welche so umgelegt werden können, wie in den Abb. 3,a und 4a beispielsweise
dargestellt ist. Bei der in Abb.3a dargestellten Schaltung sind die Schalter 32
und 35 so umgelegt, daß der Kontakt 3 8 mit den nächsten beiden Kont.akten in jeder
Richtung nicht mehr an dem Ende der Wicklung i r, sondern an der ersten Anzapfung
liegt. In der Abb.4a ist die Stelhing der Schalter so, daß zu beiden Seiten des
Kontaktes 38 noch ein weiterer Kontakt mit diesem Kontakt 38 verbunden ist und alle
diese miteinander verbundenen Kontakte an die zweite Anzapfung der Wicklung i i
ang:es:chl:oss:en sind. Es ist natürlich auch möglich, die Schalter 34 und 37 in
ihre andere Stellung :entsprechend umzulegen, so daß der Kontakt 38 zusammen mit
den ihm benachbarten übrigen Kontakten über sämtliche in Reihe liegenden Schalter
an die dritte Anzapfu.ng der Wicklung i i gelegt wird.
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Die Wirkungsiv.eise dieser Umschaltung der Schalter ist aus den Abb.
2b bis 4b ersichtlich. In diesen Abbildungen ist der Spannungsverlauf des Punktes
13 -wieder mit U bezeichnet. In der Abb. 2b hat die Spannung des Punktes
13 den gleichen Verlauf 'wie die Spannung des Kontaktes 38. In der Abb. 3b
erkennt man, daß nach der Umschaltung der Schalter 32 und 35 der Kontakt 38 einen
anderen Spannungsverlauf hat als der Punkt 13. Der Spannungsverlauf des Kontaktes
38 ist mit 38' bezeichnet. Aus der Abb.4b ist ersichtlich, daß die Spannungskurve
des Kontaktes 38 noch tiefer unterhalb der Spannungskurve U des Punktes
13 hegt. Es ergibt sich also auf diese Weise eine einfache Möglichkeit, die
gleichgerichtete pulsierende Spannung in weiten Grenzen zu verändern. Die Umschaltung
der Schalter :erfolgt zweckmäßig durch eine geeignete Kurvenführung.
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Bei dieser Art der Spannungsregelung ergibt sich gleichzeitig der
Vorteil, daß beim flermlterregulieren die Spannungskurve flacher wird. Da im allgemeinen
bei geringeren Spannungen größere Ströme entnommen werden, paßt sich diese Art der
Regelung auch in dieser Beziehung den jeweils gewünschten Verhältnissen gut an.
Man kann die eine Hälfte der Schalter, z. B. die.Schalter 35, 36, 37, vollständig
fortlassen, -wenn man die betreffenden Kontakte mit den Drehpunkten derentsprechenden
Schalter 32, 33, 34 dauernd verbindet. Die von den Anzapfpunkten der- Wicklung i
i zu den Kontakten der Schalter 35, 36, 37 führenden Leitungen kommen dabei natürlich
ebenfalls in Fortfall.
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Man kann die Kurvenform der glelchgerichteten pulsierenden Spannung
zusätzlich auch dadurch verändern, daß man die Kontakte :der von den Bürsten bestrichenen
Kontaktbahn mit Anzapfungen der Wicklung i r verbindet, die nicht in gleichen Abständen
auf der Wicklung i i, sondern in unterschiedlichem Abständ voneinander angeordnet
sind.
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Die gemäß der Erfindung vorgeschlagenen Maßnahmen zur Anpassung der
Kurvenform der abgenommenen Gleichspannung entsprechend den jeweils gewünschten
Verhältnissen sind ,auch bei Mehrphasengleichrichtern, insbesondere Drehstromgleichrichtern,
mit Vorteil anwendbar, bei denen drei Spannungsteilerwicklungen in Sternschaltung
oder in Dreieckschaltung vorgesehen sind.