DE1150751B - Anordnung zur Steuerung einer Sechsphasengleichrichtersternschaltung mittels saettigbarer Drosseln - Google Patents

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

KL.21d² 12/02

INTERNATIONALE KL.

H 02m; η

L 39652 VIIIb/21 d²

ANMELDETAG: 28. JULI 1961

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
AUSLEGESCHRIFT: 27. JUNI 1963

Die Hauptpatentanmeldung hat eine Doppeldreiphasengleichrichter-Saugdrosselschaltung zum Gegenstand, die durch sättigbare Drosseln gesteuert wird. Dabei werden an Stelle von sechs Drosseln nur drei Drosseln verwendet, wobei jede dieser drei Drosseln nur für eine um den Faktor j/T größere Leistung ausgelegt zu sein braucht als jede der sechs Drosseln in der bekannten Schaltung. Dies ergibt eine wesentliche Herabsetzung des für die Steuerung erforderlichen Aufwandes an sättigbaren Drosseln und zugehörigem Schaltmaterial.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Schaltungen zu finden, die bei einer Sechsphasengleichrichtersternschaltung ebenfalls eine Herabsetzung der zur Steuerung erforderlichen Drosselleistung erlauben.

In Fig. 1 ist die bekannte Sechsphasengleichrichtersternschaltung abgebildet. Sie besteht aus drei Transformatorwicklungen 1, 2, 3 von denen jede aus zwei Teilwicklungen zusammengesetzt ist, la und Ib, 2 a und 2 b, 3a und 3 b. Hierzu können entweder zwei getrennte Dreiphasenmotoren verwendet werden, oder es können auf den Schenkeln eines Dreiphasentransformators je zwei Teilwicklungen aufgebracht sein, oder es kann die auf jeden Schenkel durchlaufend gewickelte Wicklung mit einer Mittenanzapfung a, b, c versehen sein. Die Primärwicklungen des oder der Transformatoren sind in Fig. 1 nicht dargestellt. Die Mittenanzapfungen a, b, c bzw. die Verbindungspunkte der Teilwicklungen sind miteinander verbunden und bilden den einen Pol 17 der Gleichrichterschaltung. Die sechs freien Enden der Transformatorwicklung sind über sättigbare Drosseln 10 bis 15 und Ventile 4 bis 9 zu dem anderen Pol 16 der Gleichrichteranordnung zusammengeschaltet. Betriebsmäßig unterscheidet sich die Sechsphasengleichrichtersternschaltung von derDoppeldreiphasengleichrichter-Saugdrosselschaltung in folgender Weise: In der ersteren ist, abgesehen von den Kommutierungszeiten, jeweils nur ein Ventil stromführend. Die Dauer dieser Stromführung beträgt ein Sechstel der Periodendauer des speisenden Wechselstromnetzes, Bei der Doppeldreiphasengleichrichter - Saugdrosselschaltung sind jeweils zwei Ventile stromführend. Die Stromführungsdauer jedes Ventils beträgt ein Drittel der Periode des speisenden Wechselstromnetzes. Wird der Gleichrichterschaltung in beiden Fällen ein gleich großer Strom entnommen, so haben die über die Ventile fließenden Stromblöcke bei der Sechsphasengleichrichtersternschaltung die doppelte Höhe wie bei der Doppeldreiphasengleichrichter-Saugdrosselschaltung.

Anordnung zur Steuerung

einer Sechsphasengleichrichtersternschaltung

mittels sättigbarer Drosseln

Zusatz zur Patentanmeldung L 39345 VIII b / 21 d²
(Auslegeschrift 1148 013)

Anmelder:

Licentia Patent-Verwaltungs-G. m. b. H.,
Frankfurt/M., Theodor-Stern-Kai 1

Dipl.-Ing. Günter Lehmann, Berlin-Reinickendorf,
ist als Erfinder genannt worden

Zur Lösung der oben definierten Aufgabe wird nach der Erfindung eine über sättigbare Drosseln gesteuerte Sechsphasengleichrichtersternschaltung vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Steuerung gemäß der Hauptpatentanmeldung über nur drei sättigbare Drosseln erfolgt.

Eine Ausführungsart der Anordnung nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß an die Mittenpunkte der aus je zwei Teilwicklungen bestehenden Transformatorwicklungen je eine sättigbare Drossel angeschlossen ist und die freien Enden dieser Drosseln miteinander verbunden sind und den einen Pol der Gleichrichteranordnung bilden, während die freien Enden der Transformatorwicklungen in bekannter Weise über Ventile zu dem anderen Pol der Gleichrichteranordnung zusammengeschaltet sind.

Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Transformatorwicklungen 1, 2, 3 bestehen aus den Teilwicklungen la und Ib, 2a und 2b, 3a und 3b. Die freien Enden der Transformatorwicklungen sind über Ventile 4 bis 9 zu dem einen Pol 16 der Gleichrichteranordnung zusammengeschlossen. An der Mittenanzapfung a, b, c jeder Transformatorwicklung 1, 2, 3 ist je eine sättigbare Drossel 18, 19, 20 angeschlossen. Die freien Enden der drei sättigbaren Drosseln sind miteinander verbunden und bilden den anderen Pol 17 der Gleichrichterschaltung. Während in der bekannten Schaltung nach Fig. 1 die Arbeitswicklungen jeder Drossel während jeder Periode von einem Stromblock, der sich über 60° elektrisch erstreckt, durchflossen wird, werden die Arbeitswicklungen der sättigbaren Drosseln in Fig. 2

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während einer Periode von zwei Stromblöcken, die sich über je 60° elektrisch erstrecken und die gegeneinander um 180° elektrisch verschoben sind, durchflossen. Das bedeutet, daß bei gleicher Ausgangsleistung der Gleichrichterschaltungen in den Arbeits- wicklungen der sättigbaren Drosseln der für die Erwärmung und damit für die Baugröße entscheidende effektive Strom bei der Anordnung nach Fig. 2 um den Faktor Ϋ2 größer ist als bei der Anordnung nach Fig. 1. Da andererseits jedoch nur die halbe Anzahl von Drosseln erforderlich ist, ist die gesamte zu installierende Drosselleistung um den Faktor 1: ]/ä kleiner als bei der Anordnung nach Fig. 1.

Ein anderes Ausführungsbeispiel nach der Erfindung zeigt Fig. 3. In Fig. 3 sind die Mittenanzapfungen a, b, c der aus je zwei Teilwicklungen bestehenden Transformatorwicklungen 1, 2, 3 wie bei der bekannten Schaltung nach Fig. 1 miteinander verbunden und bilden den einen Pol 17 der Gleichrichterschaltung. Die freien Enden der Transformatorwicklungen sind an die Anoden der Ventile 4 bis 9 angeschlossen. Gemäß der Erfindung sind nun die Kathoden der Ventile der zu einer Transformatorwicklung gehörenden beiden Teilwicklungen miteinander verbunden und über sättigbare Drosseln 18 bis 20 zum anderen Pol 16 der Gleichrichterschaltung zusammengeschlossen.

Eine weitere Ausführungsform der Schaltung nach der Erfindung zeigt die Fig. 4. Sie unterscheidet sich von der Anordnung nach Fig. 3 dadurch, daß für eine der beiden Gruppen, bestehend aus je drei Teilwicklungen und drei Ventilen, die Reihenfolge in der Schaltung von Ventilen und Teilwicklungen vertauscht ist.

In der Hauptpatentanmeldung wird für die An-Ordnung der Drosseln in der Doppeldreiphasengleichrichter-Saugdrosselschaltung noch eine Reihe weiterer Varianten erläutert, die alle auf dem folgenden gleichen Prinzip beruhen: Es werden drei sättigbare Drosseln verwendet, von denen jede jedoch mit zwei Arbeitswicklungen versehen ist, während zur Steuerung weiterhin eine gemeinsame Steuerwicklung dient. Jede dieser sättigbaren Drosseln wird so in die Schaltung eingefügt, daß jeweils eine Arbeitswicklung in Reihe mit der Transformatorwicklung einer der beiden Gruppen liegt. Dabei erfolgt diese Reihenschaltung der beiden auf dem gleichen Kern sitzenden Arbeitswicklungen mit den beiden einander phasenmäßig entsprechenden Transformatorwicklungen beider Gruppen. Der Vorteil dieser Anordnung besteht bei der in der Hauptpatentanmeldung behandelten Saugdrosselschaltung darin, daß die Saugdrossel mit dem Transformator in einem gemeinsamen Kühlkessel untergebracht werden kann. Nachteilig ist dagegen die größere Leistung, für die die sättigbaren Drosseln ausgelegt werden müssen. Diese Lösung ist aber dennoch kostenmäßig günstiger als die Verwendung von sechs selbständig sättigbaren Drosseln. Die eben erläuterten Schaltungen nach der Hauptpatentanmeldung lassen sich nun grundsätzlich auch auf die Sechsphasengleichrichtersternschaltung anwenden. Sie sind allerdings nicht von gleicher Wichtigkeit, da das Problem des Unterbringens der Saugdrossel im Transformatorkessel nicht auftritt. Grundsätzlich kann man aber die Anordnung nach Fig. 2 in der Weise abändern, daß die Mittenanzapfungen a, b, c direkt zu dem einen Pol der Gleichrichterschaltung zusammengeschlossen werden und an Stelle der sättigbaren Drosseln 18, 19, 20 solche verwendet werden, die zwei Arbeitswicklungen besitzen. Diese Drosseln werden dann so in die Schaltung eingefügt, daß jede der beiden Arbeitswicklungen einer Drossel mit einer der beiden Teilwicklungen einer Transformatorwicklung 1, 2 oder 3 in Reihe geschaltet ist. Gleichgültig ist es dabei, ob diese Reihenschaltung an der Stelle zwischen den Teilwicklungen und dem Sternpunkt oder an der Stelle zwischen den Teilwicklungen und den Ventilen erfolgt.

Bei den Schaltungen nach der Erfindung kann selbstverständlich wie bei den bekannten Schaltungen die Steuerung der sättigbaren Drosseln statt über eine isolierte Steuerwicklung auch unter Zuhilfenahme von Isoliertransformatoren über die Arbeitswicklungen selbst erfolgen.

Ebenso kann bei den Schaltungen nach der Erfindung wie bei den bekannten Schaltungen eine Umpolung sämtlicher Ventile vorgenommen werden.

Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zur Steuerung einer Sechsphasengleichrichter-Sternschaltung mittels steuerbarer sättigbarer Drosseln, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung gemäß der Patentanmeldung L 39345 VIIIb/21d² über nur drei sättigbare Drosseln erfolgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an die Mittenpunkte (a, b, c) der aus je zwei Teilwicklungen (la, Ib, 2a, 2b, 3 a, 3 b) bestehenden Transformatorwicklungen (1, 2, 3) je eine sättigbare Drossel (18 bis 20) angeschlossen ist und die freien Enden dieser Drosseln miteinander verbunden sind und den einen Pol (17) der Gleichrichteranordnung bilden, während die freien Enden der Transformatorwicklungen in bekannter Weise über Ventile (4 bis 9) zu dem anderen Pol (16) der Gleichrichteranordnung zusammengeschaltet sind (Fig. 2).

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathoden der beiden Ventile (4 und 7; 5 und 8; 6 und 9) jeweils einander entsprechender Transformatorteilwicklungen miteinander verbunden sind und über je eine sättigbare Drossel (18 bis 20) zu dem einen Pol

(16) der Gleichrichterschaltung zusammengeschlossen sind, während die Mittenanzapfungen der aus je zwei Teilwicklungen (la, Ib; 2a, 2b; 3 a, 3 b) bestehenden Transformatorwicklungen (1, 2, 3) in bekannter Weise zu dem anderen Pol

(17) der Gleichrichteranordnung zusammengeschlossen sind (Fig. 3).

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß für eine der beiden aus je drei Ventilen und drei Transformatorteilwicklungen bestehenden Gruppen die Reihenfolge der Schaltung der Ventile (7, 8, 9) und der Transformatorteilwicklung (1 b bis 3 b) vertauscht sind (Fig. 4).

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede sättigbare Drossel mit zwei Arbeitswicklungen versehen ist und jede Arbeitswicklung mit je einer der beiden Teilwicklungen einer der Transformatorwicklungen (1,2,3) in Reihe liegt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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