DE1061889B - Phasenregelbruecke fuer den Anschluss an ein dreiphasiges Netz - Google Patents

Description

■ ι

Die Erfindung bezieht sich auf eine Phasenregelbrücke für den Anschluß an ein dreiphasiges Netz, welche aus drei einphasigen Brücken mit steuerbaren gleichstromvormagnetisierten Drosselspulen und Widerständen gebildet ist, und deren einzelne Brücken zwischen je zwei Netzleitungen geschaltet sind. Bei einer solchen bekanntgewordenen Schaltung für die Steuerung einer dreiphasigen Brückenschaltung aus sechs einanodigen Stromrichtergefäßen, wies jede der einphasigen Brücken in dem einen ihrer parallelen Stromzweige eine Reihenschaltung aus einer gleichstramvormagnetisierten Drossel sowie aus einem ohmschen Widerstand un.d in dem anderen Parallelstramzweig einen ohmschen Widerstand mit einstellbarem Abgriff zur Bildung zweier Brückenzweige auf. Zur Entnahme der Steuerspannungen für die gittergesteuerten Stromrichtergefäße waren sowohl der Pluspol der Anlage als auch die genannten drei Abgriffe der Brückenwiderstände geerdet sowie andererseits die Verhindungsleitung zwischen je einer Drossel und dem ohmschen Widerstand in den anderen Parallelzweigen der einphasigen Regelbrücken an je ein Gitter eines der Stromrichtergefäße angeschlossen. Bei dieser Schaltung konnte jedoch in der dreiphasigen Brückenschaltung der eigentlichen Stromrichtergefäße, welche die Gleichstromleistung lieferten, nicht in jedem Zweig der Brückenschaltung mit einem gittergesteuerten Gefäß gearbeitet werden. Es konnten vielmehr in der dreiphasigen Brückenschaltung nur jeweils, bezogen auf die beiden. Gleichstrompole der Anlage, je ein ungesteuertes Stromrichtergefäß in Reihe mit je einem gittergesteuerten Gefäß geschaltet werden.

Derartige Bindungen in der Erstellung einer Stromrichteranlage hinsichtlich der Art der benutzbaren StrornrichtergefäSe sind jedoch unerwünscht. Sie kommen in Fortfall, wenn bei einer Phasenregelbrücke der eingangs, genannten Art erfindungsgemäß von jeder der einphasigen Brücken die offene Primärwicklung eines gemeinsamen Ausgangstransformators gespeist wird. Die einzelnen Phasenwicklungen der Primärseite des. Transformators, sind also jeweils nur an die Ausgangsdiagonalen der einzelnen einphasigen Brükken mit ihren Enden angeschlossen.

Die einzelne einphasige Phasenbrücke kann dabei +5 derart aufgebaut sein, daß sie in diagonal gegenüberliegenden Zweigen je eine. Drossel bzw. je einen Widerstand aufweist.

Es ist auch bereits in "Verbindung mit einer zweiphasigen Stromrichterschaltung bzw. Mittelpunktschaltung aus gittergesteuerten· Gefäßen bekanntgeworden, eine Brückenschaltung, zu benutzen, welche in. diagonal gegenüberliegendea Zweigen steuerbare gleichstromvormagnetisierte Drosseln und in den an-Phasenregelbrücke für den Anschluß
an ein dreiphasiges Netz

Anmelder:

Siemens-Schuckertwerke

Aktiengesellschaft,

Berlin und Erlangen,.

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr.-Ing. Herbert Kind, Berlin-Siemensstadt,
ist als Erfinder genannt wordeu

deren diagonal gegenüberliegenden Brückenzweigen; ohmsche Widerstände aufweist. In diesem Falle wurde jedoch diese Brückenschaltung- mit den Punkten ihrer Ausgangsdiagonale an das Gitter je eines der beiden Strorarichtergefäße der Mittelpunktssdialtung angeschlossen, und an ihrer Eingangs diagonale wurde diese Brücke von der Sekundärwicklung des N'etztransfbrmators gespeist, die an ihrer Mitte mit den Kathoden der Stromrichtergefäße bzw. dem. Pluspol der Gleichstromselte der Anlage verbunden ist Eine solche Anordnung hat also nicht den Charakter einer Brückenschaitung, wie sie beim Gegenstand der Erfindung benutzt ist, denn bei der bekannten Anordnung liegen praktisch zwei einzelne Brücken vor. Zu jeder der Brücken gehört nämlich eine der Reihenschaltungen aus einer steuerbaren gleichstromvormagaetisierten Drossel sowie einem ohmschen Widerstand und die genannte, mit Mittelanzapfung· versehene Sekundärwicklung, welche j eweils die beiden anderen Brüfckenzweige bildet, und die beiden Brücken, gemeinsam ist.

Nach einer anderen Lösung, kann erfindungsgemäß zwischen je zwei Netzleitungen die Wicklung eines Spartransformators geschaltet werden, der mit seiner Wicklung unmittelbar an der Bildung" einer einphasigen Brücke beteiligt ist, indem von der Mitte der Wicklung des Spaxtransformatoirs und' dem gemeinsamen Verzweigungspunkt von Drossel und ohrn.-schem Widerstand jeder Brücke die offene Wicklung eines Ausgangstransformators gespeist wird.

909 578/175

3 4

Als gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen kön- Halbkreis über diesen Dreieckseiten. U₀ ist die Sternnen in Verbindung mit der Erfindung vorzugsweise spannung, U₀ ]/3/sF die Ausgangs spannung an der sogenannte Ventildrosselspulen benutzt werden, bei Brücke. Man erkennt, daß der Spannungsvektor U denen also in jeder Arbeitsstromwicklung ein Ventil gegenüber dem Nullpunkt des Spannungsdreiecks liegt, so daß jede der Arbeitswicklungen nur von der 5 RST sich um +60° oder —60° gegenüber der Mittelpositiven bzw. von der. .negativen Halbwelle des lage verlagern läßt, wenn die Drosselinduktivität von Wechselstromes durchflossen wird. L = 0-bis L = oo veränderlich ist, wie es die Fig. 5

Es war weiterhin eine zweiphasige Stromrichter- näher veranschaulicht, in der die Spannungswerte

schaltung bekannt, bei welcher eine Brückenschaltung von U über den Phasenwinkeln aufgetragen sind. Die

für die Steuerung der Gitterkreise der beiden Gefäße io Leerlaufspannung von U erreicht hierbei einen Wert

in dem einen der parallelen Stromzweige der Brücke bis 1,37 U₀. Die Anordnung nach Fig. 3 hat etwa nur

eine zwei Brückenzweige bildende Wicklung mit die halbe Ausgangsleitung gegenüber der Anordnung

Mittelanzapfung enthielt, während die beiden Brücken- nach Fig. 1, die auch einen optimalen Regelbereich

zweige in dem anderen Stromzweig aus der Reihen- von —90° bis +90° hat. Die Leerlauf spannung nach

schaltung eines Kondensators und einer einstellbaren 15 Fig. 1 hat den Wert U₀ j/äT, diejenige nach Fig. 3 den

Drossel bzw. einem ohmschen Widerstand bestanden. Wert [/„ j/3/ίΓ. Beide sind jeweils konstant. Bei einer

An die Mittelanzapfung der Wicklung und die Ver- solchen Anordnung nach dem Ausführungsbeispiel der

bindungsleitung zwischen dem ohmschen Widerstand Fig. 3 läßt sich ein Ausgangstransformator einsparen,

und der Reihenschaltung aus der Kapazität und der wenn statt des Spartransformators ein Isoliertrans-

einstellbaren Induktivität war die Primärwicklung 20 formator 21 (Fig. 6), also· mit getrennter Primär- und

des Gittersteuertransformators für die beiden Strom- Sekundärwicklung benutzt wird. Dieser Transforma-

richtergefäße angeschlossen, der eine Sekundärwick- tor 21 ist z. B. primär in Dreieck und sekundärseitig

lung mit Mittelanzapfung aufwies, deren Enden an als sechsphasiger Stern geschaltet. Je eine der drei

die Gitter der beiden Gefäße angeschlossen war, wäh- Sehnenspannungen bzw. Wicklungen 211₁ bis 21 b_m

rend die Mittelanzapfung über einen Schutzwiderstand 25 der Sekundärseite 21 & des Transformators wird un-

und eine Gleichstromvorspannungsquelle an die Ka- mittelbar als Teil einer Phasenbrücke benutzt, deren

thoden der beiden Stromrichtergefäße angeschlossen andere induktive und ohmsche Glieder mit 23, 24, 25

war. Hierbei wurde jedoch nicht von der Maßnahme bzw. 26, 27 und 28 bezeichnet sind. Jeweils zwischen

Gebrauch gemacht, an einem mehrphasigen Transfer- den induktiven und ohmschen Gliedern der Brücke

mater mit offenen Primärwicklungen zu arbeiten. 30 liegt unmittelbar der Abgriff der phasenverschobenen

Einige Ausführungsbeispiele für die Anwendung Spannungen, wobei die Veränderung der Phasenlage der Erfindung werden an Hand der Figuren der Zeich- mit Hilfe einer Steuerung der Gleichstromvormagnenung erläutert. tisierung der Drosseln erzielt wird. Die Ausgangs-■ Mach dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 sind drei spannung steht an den Klemmen X, Y und Z zur Einphasenbrücken 1 bis 3 zwischen die Netzleitungen 35 Verfügung. Das entsprechende Spannungsdiagramm RST geschaltet. Von den Einphasenbrücken hat jede zeigt die Fig. 7, wobei der Spannungsstern um theoeinen Aufbau, wie er in Fig. 2 hinter dem Identitäts- retisch ± 90° drehbar ist entsprechend einer Verändezeichen (ξ) wiedergegeben ist. Jede Brücke besteht rung der Drosselinduktivitäten von L = 0 bis L = 00. danach aus zwei Paaren von gleichstromvormagneti- In diesem Falle wird für die Speisung der Brücke sierten steuerbaren Drosselspulen, z. B. la und 1& 4° also ein Transformator benötigt, der Regelbereich ist mit-den Steuerwicklungen la! und IV sowie den aber größer als nach Fig. 3.

Wechselstromarbeitswicklungen la" und 16", die in Der Regelbereich einer Anordnung nach Fig. 6 läßt

Reihe mit Widerständen 1 c und 1 d liegen. Zwischen sich noch vergrößern, wenn man mit den Sekundär-

je einer Drosselspule und einem Widerstand sind die wicklungen des Speisetransformators jeweils noch

Leitungen 4 und 5 bzw. 6 und 7 bzw. 8 und 9 ange- 45 kleine Teilwicklungen auf den anderen Schenkeln des

schlossen, die zu der offenen Primärwicklung 10 α des Transformators in Reihe schaltet, deren entsprechende

Transformators 10 führen, an dessen in Dreieck ge- Spannungsvektoren eine Lage gleich den von den

schalteter Sekundärwicklung die phasenverschobene anderen Wicklungen dieser Schenkel induzierten

Spannung geliefert wird. Bei einer solchen Anordnung Spannungen haben. Eine solche gegenüber der Anord-

werden im ganzen zwölf gleichstromvormagnetisierte 5° nung nach Fig. 4 erweiterte Schaltung zeigt die

steuerbare Drosseln benötigt. Fig. 8. An jeder der Sehnenwicklungen des Polygons

Eine Vereinfachung dieser Anordnung erreicht sind jeweils noch zwei Wicklungen angeschaltet, so man, wenn gemäß dem Ausführungsbeispiel nach z. B. an die Wicklung 21-&_n eine Wicklung 21 i{ und Fig. 3 jeweils ein Spartransformator 11 bzw. 12 bzw. eine Wicklung 21b_m'. Der Spannungsvektor an der 13 zwischen je zwei der Phasenleitungen RST einge- 55 einzelnen Brücke ist jetzt über den Bereich von schaltet wird, wobei diese Spartransformatoren mit +90° bzw.—90° hinaus schwenkbar, wie es das Spanihren Wicklungen unmittelbar an der Bildung der nungsschaubild nach Fig. 9 erkennen läßt. Der Durch-Phasenbrücke beteiligt sind. Die Widerstände und messer des Kreises entspricht der Spannung zwischen gleichstromvormagnetisier.ten Drosseln der einzelnen den Enden zweier gegenüberliegender Wicklungs-Brücken sind mit 14 und 15 bzw. 16 und 17 bzw. 18 ^6o folgen ζ. B. zwischen den Endpunkten G und H und 19 bezeichnet. An der Mitte der Transformator- (Fig. 8).

wicklung oder nahe der Mitte dieser Wicklung und Man kann hier noch einen Schritt weitergehen und

zwischen den Widerständen und Drosseln wird die den Nullpunkt des Systems nicht die Sehnenwicklung

phasenverschobene Spannung abgenommen und wieder halbieren lassen, d.h., während die Anordnung nach

an einen Ausgangstransformator 20 nach Art des ⁶5 der Fig. 8 symmetrisch- ist, kann die Anordnung auch

Transformators 10 der Fig. 1 gegeben. Eine solche unsymmetrisch sein. Das veranschaulicht für eine der

Anordnung ergibt ein Spannungsdiagramm nach Sehnenwicklungen die Fig. 10. Dabei ist an dem

Fig. 4. Die Netzspannungen bestimmen das Dreieck Ende / der einen Wicklung eine Wicklung K ange-

RST. Der Spannungsvektor, den jede der Einphasen- schaltet, die mit einer Sehnenwicklung einer anderen

brücken liefert, ist bestimmt durch den jeweiligen 7° Phase parallel liegt. Der Spannungsvektor der Span-

Claims (4)

nung zwischen den Punkten O und Q läßt sich um den Nullpunkt aus der Phasenlage 0-U1 bis in die Lage 0-U2 drehen, wobei sich gleichzeitig noch seine Größe ändert. Die Fig. 11 veranschaulicht noch ein Ausführungsbeispiel, wobei die beiden Teil wicklungen. U1-U3 und [Z4-[Z2 der Sehnen wicklungen der Sekundärseite nicht unmittelbar, sondern vielmehr der eine Wicklungsteil U1-U3 über eine Induktivität L und der andere Wicklungsteil C4-EJ2 über eine Kapazität C mit dem Sternpunkt O des Systems verbunden sind. Diese Anordnung liefert ein Leerlauf spannungs diagramm nach Fig. 12. Die jeweils abnehmbare Spannung ist bestimmt der Größe nach durch den Wert OX- Dieser Spannungsvektor ist drehbar um den Winkel α aus der Lage LZ1-O bis in die Lage U2-O. Patentansprüche:

1. Phasenregelbrücke für den Anschluß an ein ao dreiphasiges Netz, welche aus drei einphasigen Brücken mit steuerbaren gleichstromvormagnetisierten Drosselspulen und Widerständen gebildet ist, und deren einzelne Brücken zwischen je zwei Netzleitungen geschaltet sind, dadurch gekennzeichnet, daß von jeder Brücke die offene Primärwicklung eines gemeinsamen Ausgangstransformators gespeist wird (Fig. 1 bis 3).

2. Phasenregelbrücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Phasenbrücken in diagonal gegenüberliegenden Zweigen je eine Drosselspule bzw. je einen ohmschen Widerstand aufweisen.

3. Phasenregelbrücke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen je zwei Netzleitungen die Wicklung eines Spartransformators geschaltet ist, der mit seiner Wicklung an der Bildung einer Einphasenbrücke unmittelbar beteiligt ist, indem von der Mitte der Wicklung des Spartransformators und dem gemeinsamen Verzweigungspunkt von Drosselspule und ohmschetn Widerstand jeder Brücke die offene Primärwicklung eines Ausgangstransformators gespeist wird.

4. Phasenregelbrücke nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß als gleichstromvormagnetisierte Drosselspulen sogenannte Ventildrosselspulen benutzt sind, bei denen in Reihe mit jeder Arbeitsstromwicklung ein Ventil liegt, so daß jede der Arbeitswicklungen nur von der positiven bzw. negativen Halbwelle •des Wechselstromes durchflossen wird.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 709 546;
schweizerische Patentschrift Nr. 165 968;
USA-Patentschrift Nr. 2545 298.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 578/175 7.59