DE903722C

DE903722C - Device for setting the correct phase position of a mechanical high-voltage rectifier

Info

Publication number: DE903722C
Application number: DES4848D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Walter Bansa
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 1945-03-08
Filing date: 1945-03-08
Publication date: 1954-02-08

Description

Vorrichtung zum Einstellen der richtigen Phasenlage eines mechanischen Hochspannungsgleichrichters Bei mechanischen Hochspannungsgleichrichtern (Ein- oder Mehrphasengleichrichtern), wie sie insbesondere zur Speisung von Elektrofiltern verwendet werden, muß dafür gesorgt werden, daß die von dem Synchronmotor angetriebene Gleichrichterscheibe sich in der richtigen Phasenlage befindet, damit der richtige und einwandfreie Stromübergang zwischen den umlaufenden und stillstehenden Kontakten des Gleichrichters stattfindet. Man kann die Einstellung der richtigen Phasenlage dadurch bewirken, daß der Stator des zum Antrieb des Gleichrichters dienenden Synchronmotors oder der gesamte Synchronmotor selbst um seine Achse verstellbar eingerichtet wird. Eine solche Einrichtung ist jedoch verhältnismäßig umständlich und kostspielig. Man hat deshalb die Einrichtung auch so getroffen, daß man die Gleichrichterscheibe auf ihrer Welle drehbar und in verschiedenen Stellungen feststellbar ausführt und so oft die Gleichrichterscheibe in eine andere Lage einstellt, bis die richtige Phasenlage gefunden ist. Eine solche Verstellvorrichtung hat den Nachteil, d-aß sie sehr umständlich und zeitTaubend ist und eine besondere Geschicklichkeit seitens der die Einstellung vornehmenden Bedienungsperson erfordert, insbesondere deshalb, weil bei jeder Einstellung die Hochspanneng abgeschaltet und damit die Beobachtung des Stromüberganges unterbrochen werden muß. Es wird nun eine diesen Übelstand vermeidende Vorrichtung zur Einstellung der richtigen Phasenlage eines mechanischen Hochspannungsgleichrichters gezeigt.Device for setting the correct phase position of a mechanical High-voltage rectifier For mechanical high-voltage rectifiers (single or Polyphase rectifiers), such as those used in particular for feeding electrostatic precipitators are used, it must be ensured that the driven by the synchronous motor Rectifier disk is in the correct phase position so that the correct one and perfect current transfer between the rotating and stationary contacts of the rectifier takes place. One can setting the correct phasing thereby cause the stator of the synchronous motor used to drive the rectifier or the entire synchronous motor itself is set up adjustable about its axis. However, such a device is relatively cumbersome and expensive. The device has therefore also been designed in such a way that the rectifier disc rotatable on its shaft and lockable in various positions and executes as often as the rectifier disc adjusts to a different position until the correct one Phasing is found. Such an adjusting device has the disadvantage that d-aß it is very cumbersome and time-deaf and has a special skill on the part which requires the operator to make the setting, in particular, because with every setting the high tension is tight switched off and with it the observation of the current transition must be interrupted. It will now be one of these Evil condition avoiding device for setting the correct phase position of a mechanical high voltage rectifier shown.

Erfindungsgemäß ist eine solche Vorrichtung in der Weise ausgebildet, daß einerseits die Gleichrichterscheibe (Nadelkreuz) auf der sie tragenden Welle gegenüber dem Anker des Synchronmotors, z. B. mittels einer mit Gradeinteilung versehenen Verstellnäbe, vierdrehbar und in verschiedenen Stellungen feststellbar angeordnet ist und daß andererseits in die zum Synchronmotor führende Stromzuführungsleitung ein regelbarerZusatztransformator, z. B. ein Schiebe- oder Drehtransformator, eingeschaltet ist, der eine zur Netzspannung senkrecht stehende, im Drehsinn des Spannungsvektors oder entgegengesetzt dazu liegende Zusatzspannung erzeugen kann, die durch eine auf dem Zusatztransformator angebrachte Skala ablesbar ist, so daß nach Herausnahme des Zusatztransformators die mechanische Verstellung der Gleichrichterscheibe entsprechend dem feststehenden Abhängigkeitsverhältnis zwischen der Skala des, Zusatztranformators und der Gradeinteilung auf der Verstellnabe in die richtige Phasenlage vorgenommen werden kann. Mit einer solchen Vorrichtung ist insbesondere der Vorteil verbunden, daß die Einstellung der Gleiehrichterscheibe in die richtige Phasenlage in sehr kurzer Zeit und ohne irgendwelches Probieren von jedem Durchschnittsfachmann ohne Schwierigkeiten vorgenommen werden kann. Ferner hat eine solche Einrichtung den Vorteil, daß in jedem Fall eine genaue Einstellung der richtigen Phasenlage durch die ununterbrochene Beobachtung des Stromüberganges gewährleistet ist. Außerdem ist noch der Vorteil vorhanden, daß der zur Einstellung dienende Zusatztransformator nach der Vornahme der Einstellung aus der Stromzuführungsleitung wieder herausgenommen und bei einem anderen Hochspannungsgleichrichter zur Einstellung der richtigen Phasenlage benutzt werden kann. Dadurch ist eine erhebliche Verbilligung der Phaseneinstellung des Hochspannungsgleichrichters ohne weiteres erzielbar.According to the invention, such a device is designed in such a way that that on the one hand the rectifier disc (needle cross) on the shaft carrying it opposite the armature of the synchronous motor, e.g. B. by means of a graduation Adjusting rods, four-turnable and lockable in various positions and that on the other hand in the power supply line leading to the synchronous motor an additional adjustable transformer, e.g. B. a shift or rotary transformer switched on is, the one perpendicular to the mains voltage, in the direction of rotation of the voltage vector or can generate opposite additional voltage, which by a on the additional transformer attached scale can be read, so that after removal of the additional transformer, the mechanical adjustment of the rectifier disc accordingly the fixed interdependency between the scale of the additional transformer and the graduation made on the adjustment hub in the correct phase position can be. Such a device has the particular advantage of that the setting of the rectifier disc in the correct phase position in very in a short time and without any trial and error by any average specialist Difficulties can be made. Furthermore, such a facility has the Advantage that in each case an exact setting of the correct phase position by the uninterrupted observation of the current transfer is guaranteed. aside from that there is still the advantage that the additional transformer used for setting removed from the power supply line after the setting has been made and with another high-voltage rectifier to set the correct phase position can be used. This results in a considerable reduction in the cost of the phase setting of the high-voltage rectifier can be easily achieved.

Für Drehstromgleichrichter kann erfindungsgemäß der Zusatztransformator als ruhender Transformator mit primär in Dreieck geschalteten Erregerwicklungen und sekundär mit offenen blanken Wicklungen versehen sein, auf deren jeder Anzapfungen gleichmäßig gegenläufig verschiebbar sind. Ein solcher Zusatztransformator hat einen besonders- einfachen Aufbau und geringes Gewicht und ist daher verhältnismäßig billig. Außerdem ist hierbei der Vorteil verbunden, -daß der Transformator doppelseitig ausgenutzt und dadurch die Gesamtspannung nur uniwesentlich gegenüber der Netzspannung erhöht oder erniedrigt wird.According to the invention, the additional transformer can be used for three-phase rectifiers as a stationary transformer with excitation windings primarily connected in delta and secondarily be provided with open bare windings, each of which has taps are evenly displaceable in opposite directions. Such an additional transformer has one particularly simple structure and low weight and is therefore relatively cheap. In addition, this has the advantage that the transformer is double-sided exploited and therefore the total voltage is only insignificant compared to the mains voltage is increased or decreased.

In der Fig. i ist ein Ausführungsbeispiel der Schaltung eines in solcher Weise eingerichteten Zusatztransformators gezeigt. i ist der als D'rehstromsynchronmotor ausgebildete Antriebsmotor des Drehstrom-Hochspannungsgleichrichters, auf dessen Ankerwelle die zumeist aus Hartpapier bestehende Gleichrichterscheibe 2 angebracht ist, die in der Fig.2 in Vorderansicht und in vergrößertem Maßstab dargestellt ist. Wie aus der Fig.2 ersichtlich ist, ist die mit den beweglichen Abnehmerkontakten 3 versehene G'leichrichterscheibe 2 auf der Welle 4. des Synchronmotors mittels einer Verstellnabe 5 befestigt, die mit mehreren teilringartigen Ausschnitten 6 versehen ist, in denen die an der Scheibe :2 sitzenden Schraubenbolzen 7 geführt sind, so Idaß die Gleichrichterscheibe 2 auf der Welle 4 dieser gegenüber vierdrehbar ist. Nach richtiger Einstellung der Gleichrichterscheibe kann diese dann auf der Welle 4 durch Festziehen von auf dem Schraubenbolzen 7 sitzenden Muttern 8 in ihrer Lage festgestellt werden. An der Verstellnahe 5 ist ein Zeiger 9 angebracht, der die Verdrehung der Gleichrichterscheibe gegenüber der Welle d. auf einer an der Gleichrichterscheibe 2 angeordneten teilkreisförmigen Skala io anzeigt, auf der eine von einer Nullinie ausgehende positive und negative Gradeinteilung vorhanden ist. Der Synchronmotor i, auf dessen Welle die Gleichrichterscheibe 2 verstellbar angebracht ist; wird von dem Drehstromnetz i i über die Leitungen R, S, T gespeist. In diese Stromzuführungsleitungen ist nun ein Zusatztransformator 12 eingeschaltet, dessen Erregerwicklungen 13, 14 und 15 in Dreieck geschaltet sind. Die entsprechenden Sekundärwicklungen 16, 17 und 18 sind als offene blanke Wicklungen ausgeführt, auf denen Anzapfungen gegenläufig verschiebbar sind. So sind auf der Sekundärwicklung 16 die beiden Anzapfungen i9 und 2o gegenläufig verschiebbar angeordnet. In gleicher Weise sind, wie aus der Fig. i ersichtlich ist, die blanken Wicklungen 17 und i8 ebenfalls mit gegenläufig verschiebbaren Anzapfungen versehen. Von der über diesen Zusatztransformator geführten: Drehstromleitungwird nun der Synchronmotor i gespeist, auf dessen Welle die G'leichrichterscheibe 2 mittels der oben geschilderten Verstellnabe befestigt ist. Neben der blanken Wicklung 16 ist nun eine Skala 21 angeordnet, die entsprechend der Skala io ausgebildet und mit der gleichen positiven und negativen Gradeinteilung versehen ist.In Fig. I, an embodiment of the circuit is one in such Way set up additional transformer shown. i is used as a three-phase synchronous motor trained drive motor of the three-phase high-voltage rectifier, on its Armature shaft attached to the rectifier disk 2, which is mostly made of hard paper is, which is shown in Figure 2 in front view and on an enlarged scale. As can be seen from FIG. 2, the one with the movable consumer contacts 3 provided rectifier disk 2 on the shaft 4. of the synchronous motor by means of an adjusting hub 5, which is provided with a plurality of partially ring-like cutouts 6 is provided, in which the on the disc: 2 seated screw bolts 7 out are, so Idaß the rectifier disk 2 on the shaft 4 opposite to this four-turn is. After correct setting of the rectifier disc, this can then be applied to the Shaft 4 by tightening nuts 8 seated on the screw bolt 7 in their Location to be determined. At the Verstellnahe 5, a pointer 9 is attached, the the rotation of the rectifier disc relative to the shaft d. on one at the Rectifier disk 2 arranged partially circular scale indicates io on the there is a positive and negative graduation starting from a zero line is. The synchronous motor i, on whose shaft the rectifier disk 2 is adjustable is appropriate; is fed from the three-phase network i i via the lines R, S, T. An additional transformer 12 is now switched on in these power supply lines, whose excitation windings 13, 14 and 15 are connected in delta. The corresponding Secondary windings 16, 17 and 18 are designed as open bare windings which taps can be moved in opposite directions. So are on the secondary winding 16 the two taps i9 and 2o arranged to be displaceable in opposite directions. In the same Way, as can be seen from Fig. I, the bare windings 17 and i8 also provided with taps that can be moved in opposite directions. From the one about this one Additional transformer-led: three-phase line, the synchronous motor i is now fed, on its shaft the rectifier disk 2 by means of the adjustment hub described above is attached. In addition to the bare winding 16, a scale 21 is now arranged, which trained according to the io scale and with the same positive and negative Graduation is provided.

Wenn nun die richtige Phasenlage des mechanischen Hochspannungsgleichrichters eingestellt werden soll, so wird der in Fig. i dargestellte Zusatztransformator in, die zu dem Synchronmotor führende Leitung eingeschaltet. Dann werden die Anzapfungen i9 und 2o auf der blanken Wicklung 16 so verstellt, bis die richtige Phasenlage des Hochspannungsgleichrichters eventuell untrer zyklischer . Vertauschung der Motoranschlüsse erreicht ist. Daraufhin wird der Zusatztransformator aus der Stromzuführungsleitung für den: Synchronmotor wieder herausgenommen und nunmehr die mechanische Verstellung der Gleichrichterscheibe 2 entsprechend dem feststehenden Abhängigkeitsverhältnis der Skala 21 des Zusatztransformators und der Gradeinteilung io auf der Gleichrichterscheibe vorgenommen und dann die Gleichrichterscheibe 2 gegenüber der Nabe 5 durch Festziehen der Schraubenmuttern 7 festgestellt. Auf diese Weise läßt sich also in verhältnismäßig kurzer Zeit in bequemer Weise und ohne viel Versuche der mechanische Hbchspannungsgleichrichter in die richtige Phasenlage einstellen.If now the correct phase position of the mechanical high-voltage rectifier is to be set, the additional transformer shown in FIG in, the line leading to the synchronous motor is switched on. Then the taps i9 and 2o adjusted on the bare winding 16 until the correct phase position of the high-voltage rectifier may be less cyclical. Interchanging the motor connections is reached. The additional transformer is then removed from the power supply line for the: synchronous motor removed again and now the mechanical adjustment of the rectifier disk 2 according to the fixed dependency ratio the scale 21 of the additional transformer and the graduation io on the rectifier disk made and then the rectifier disk 2 opposite the hub 5 by tightening the nuts 7. In this way you can so in a relatively short time in a comfortable manner and without much attempts of the Set the mechanical high voltage rectifier to the correct phase position.

An Stelle des Zusatztransformators mit offener Wicklung kann gegebenenfalls ein Doppeldrehtransformator vorgesehen: sein, bei dem dieErreger-Wicklungen ebenfalls in Dreieck geschaltet sind und die Zusatzwicklungen in Reihe liegen. Hierdurch ergibt sich eine besonders vorteilhafte Ausführung, die auch in konstruktiver Hinsicht einen günstigen Aufbau besitzt und bei der die zum Ablesen dienenden Skalen kreisförmig ausgebildet sind.Instead of the additional transformer with an open winding, if necessary a double rotary transformer should be provided, in which the exciter windings also are connected in delta and the additional windings are in series. This results in is a particularly advantageous design, which is also from a structural point of view has a favorable structure and in which the scales used for reading are circular are trained.

Man kann einen solchen Zusatztransformator als bequem tragbares Handgerät ausbilden, das leicht auf Reisen mitgenommen werden kann. In manchen Fällen kann erfindungsgemäß der Zusatztransformator auch in die Stromzuführung fest eingeschaltet sein, wobei dann die Verstellnabe fortfallen kann. Mit dieser festen Anordnung des Zusatztransformators ist z. B. bei Elektrofilteranlagen, die von mechanischen Hochspannungsgleichrichtern gespeist werden, der Vorteil verbunden, daß bei wechselnden Betriebsbedingungen die Scheibeneinstellung dauernd- während des Betriebes vorgenommen werden kann.Such an additional transformer can be used as a conveniently portable hand-held device train that can be easily taken with you when you travel. In some cases it can according to the invention, the additional transformer is also permanently connected to the power supply be, in which case the adjustment hub can be omitted. With this fixed arrangement of the Additional transformer is z. B. in electrostatic precipitator systems that of mechanical high-voltage rectifiers are fed, the advantage associated that with changing operating conditions the target setting can be made continuously during operation.

Wird für die Spannungsregelung des Hochspannungstransformators ein Regeltransformator mit gegenläufig verschiebbaren Anzapfungen verwendet, so kann ferner erfindungsgemäß die Einrichtung so getroffen werden, daß dieser Regeltransformator gleichzeitig zur Regelung der Gleichrichterscheibeneinstellungeingerichtet ist, indem z. B. für jede Phase eine weitere zweiteilige Regulier-Wicklung vorgesehen ist, die zyklisch vertauscht auf den Schenkeln der beiden anderen Phasen liegt, wobei je eine dieser Wicklungshälften der anderen gegengeschaltet ist. Hierdurch ergibt sich eine weitere Vereinfachung und Verbilligung der Vorrichtung.Used for voltage regulation of the high voltage transformer Control transformer used with taps that can be moved in opposite directions, so can furthermore, according to the invention, the device can be made so that this regulating transformer is set up at the same time to regulate the rectifier disc setting, by z. B. a further two-part regulating winding is provided for each phase which is cyclically reversed on the legs of the other two phases, one of these winding halves is connected against the other. Through this this results in a further simplification and lower cost of the device.

In der Fig.3 ist ein Ausführungsbeispiel einer solchen kombinierten Vorrichtung dargestellt. Durch die drei Leitungen 11, 12 und 13 ist der die Hochspannung für den Gleichrichter erzeugende Transformator 1,4 an das Drehstromnetz 15 angeschlossen.In Figure 3, an embodiment of such a combined Device shown. Through the three lines 11, 12 and 13 it is the high voltage for the rectifier generating transformer 1.4 connected to the three-phase network 15.

In diese Stromzuführung ist nun ein zur Hochspannungsregelung dienender Regeltransformator eingeschaltet, dessen Primärwicklungen 16, 17 und 18 in Stern geschaltet sind. Die Sekundärwicklungen ig, 2o und 21 sind als offene blanke Wicklungen ausgebildet, auf denen die zur Spannungsregulierung dienenden Anzapfungen gegenläufig verschiebbar sind. So sind z. B. auf der Sekundärwicklung ig die beiden Anzapfungen 22 und 23 vorgesehen. Für jede der drei Phasen 16, 17 und 18 des Reguliertransformators ist nun eine Regulierdoppelwicklung vorgesehen, und zwar sind der Phase 16 die beiden Regulierwicklungen 2q. und 25, der Phase 17 die beiden Wicklungen 26 und 27 und der Phase 18 die beiden Wicklungen 28 und 29 zugeordnet. Je zwei der Wicklungen sind dabei in je eine der von den Stromzuführungsleitungen i i, 12 und 13 abgezweigten und nach dem Synchronmotor führenden Leitungen 31, 32 und 33 derart zyklisch vertauscht und entgegengesetzt zueinander eingeschaltet, daß durch das Verstellen der auf diesen Regulierwicklungen vorgesehenen Anzapfungen. die zur richtigen Einstellung der Phasenlage erforderliche Zusatzspannung, deren Phase senkrecht zur tzspannung steht, erzeugt werden kann.In this power supply there is now a high-voltage regulator Control transformer switched on, its primary windings 16, 17 and 18 in star are switched. The secondary windings ig, 2o and 21 are open bare windings formed on which the taps serving for voltage regulation run in opposite directions are movable. So are z. B. on the secondary winding ig the two taps 22 and 23 are provided. For each of the three phases 16, 17 and 18 of the regulating transformer a regulating double winding is now provided, namely phase 16 are the two Regulating windings 2q. and 25, the phase 17 the two windings 26 and 27 and the two windings 28 and 29 are assigned to phase 18. Two of the windings each are in each case one of the branched off from the power supply lines i i, 12 and 13 and lines 31, 32 and 33 leading to the synchronous motor are interchanged cyclically in this way and turned on opposite to each other that by adjusting the on these Regulating windings provided taps. the correct setting of the phase position required additional voltage, the phase of which is perpendicular to the etching voltage, is generated can be.

Claims

PATENT APPLICATION: i. Device for setting the correct phase position of a mechanical high-voltage rectifier (single or multi-phase rectifier), in particular for feeding duct filters, characterized in that on the one hand the rectifier disc (needle cross) (2) on the shaft (q.) That carries it opposite the armature of the synchronous motor (i ), e.g. B. is arranged by means of a graduation (io) provided adjusting hub (5), rotatable and lockable in different positions and that on the other hand in the power supply line leading to the synchronous motor, a controllable additional transformer (12), z. B. a sliding or rotary transformer is switched on, which can generate an additional voltage perpendicular to the mains voltage, in the sense of rotation of the voltage vector or opposite thereto, which can be read on a scale (21) attached to the additional transformer, so that after removing the additional transformer the mechanical adjustment of the rectifier disk can be made in the correct phase position according to the fixed relationship between the scale of the additional transformer and the graduation on the adjustment hub.

2. Device according to claim i, characterized in that the additional transformer as a three-phase rectifier Dormant transformer with excitation windings primarily connected in delta (13, 1q., 15) and secondarily with open bare windings (16, 17, 18), on each of which taps can be moved in opposite directions.

3. Apparatus according to claim i and 2, characterized in that instead of the additional transformer with an open Winding a double rotary transformer is provided, in which the exciter windings are also connected in delta and the additional windings are in series. q ..

Device according to claim i, characterized in that the additional transformer is firmly switched on in the power supply, whereby the adjustment hub is omitted can.

5. Apparatus according to claim i; characterized in that when using a regulating transformer with taps displaceable in opposite directions for the voltage regulation of the high voltage transformer, this regulating transformer is set up at the same time to regulate the rectifier disk setting by z. B. for each phase a, further two-part regulating winding (2q., 25, also 26, 27 and 28, 29) is provided, which is cyclically reversed on the legs of the other two phases, one of these winding halves being connected to the other .