Schaltung für Gleichrichteranlagen mit zwei parallel geschalteten Systemen. Im Falle der Parallelschaltung zweier Gleichrichtersysteme besteht immer die Ge fahr, dass das eine der beiden Systeme die ganze Leistung übernimmt, das andere da gegen nicht anspricht.
Denn da der Span nungsabfall irn Gleichrichter-mit wachsender Belastung nicht zunimmt, sondern eher ab nimmt, o genügt eine kleine Verschiedenheit der Spannungsabfälle in den beiden parallel arbeitenden Systemen, um den Strom in dem System mit dem kleineren Spannungsabfall so weit anwachsen zu lassen, dass das undere stromlos wird.
Diese Schwierigkeit besteht sowohl beim Parallelarbeitern zweier getrenn ter Gleichrichter, als auch dann, wenn die parallel arbeitenden (gleichphasigen) Anoden in demselben Gleichiichtergefäss angeordnet sind.
Man verhindert diese Erscheinung durch Einfügung eines einen mit der Anodenstrom stärke wachsenden Spannungsabfall bewir kenden Widerstandes in den Stromkreis der einzelnen Gleiehrichtersysteme. In vielen Filllen ist hierzu der in der Transformator- wiaklung auftretende induktive Spannungs- abfall ausreichend. Die Grösse dieses. Span nungsabfalles hängt aber von ,der Grösse der Gesamtspannung der Gleichrichteranlage ab.
Bei Gleichrichtern für niedrige Spannung genügt sie daher im allgemeinen nicht, um ein Parallelarbeiten zlveier Gleichrichter zu ermöglichen.
Eine andere bekannte Möglichkeit besteht in der Verwendung sogenannter Anoden drosselspulen, welche etwa auf einem Eisen hern zwei von aen Strömen zweier parallel geschalteter Anoden durchflossene Wick lungen tragen können, die so geschaltet sind, dass ihre Amperewindungen bei gleicher Be lastung der beiden Anoden sieh aufheben.
In den Fällen, in denen die beiden pa rallel arbeitenden Gleichrichtergruppen durch Saugdrosselspulen gekoppelt sind, bedeutet das Hinzufügen von Anodendrosselspulen eine Hinzufügung von zusätzlichen Einrich tungen, die als nachteilig und störend emp funden sind.
Dieses Mehr an Einrichtung kann nun gemäss der Erfindung dank einer besonderen Ausbildung der ohnehin vorhan denen Saugdrosselspule vermieden werden!. rlurch welche erreicht wird, class ein Parallel arbeiten der beiden Gleichrichtersysteme auch bei den kleinsten in Betracht kommen den Spannungen derart stattfindet, dass eine gewünschte Verteilung der Gesamtleistung auf :
die beiden Systeme besteht. Zn diesem Zwecke wird bei der neuen Schaltung an Stelle zweier dreischenhliger Anodendrossel spulen und einer zweischenkligen Saug drosselspule eine dreischenklige oder mehr- schenklige Saugdrosselspule verwendet.
Jedes der beiden Gleichrichtersysteme ist in zwei symmetrische Gruppen unterteilt und die zu jeder Gruppe gehörenden Trans- formator-Sekundärwicklungen werden in <B>S</B> \tern geschaltet. Die so erhaltenen vier System-Nullpunkte werden über Spulen der Saugdrosselspule miteinander verbunden, deren Schenkel mindestens je zwei Wick lungen tragen.
Diese Wicklungen sind zu gleichen Teilen den beiden ?n - phasi- gen Systemen zugeordnet, und. zwar derart, dass ,jedem der beiden Systeme auf jedem Schenkel je die gleiche Windungszahl zu kommt.
Ferner sollen die eins den Nullpunl- ten desselben System: fliessenden gleich gerichteten Ströme sämtliche Schenkel der Sangdrosselspule ini gleichen Sinn erregen, und es soll der magnetische Fluss der zu irgend einer Gruppe gehörigen Wicklungen mit den Wicklungen der gleiclipliasig#"n ('Truppe des andern Systems nur zum Teil verkettet sein.
Bei dieser Schaltung werden die Schenkel der Saudrosselspule nur von den Oberwellenströmen nk-fach.er Frequenz magnetisiert, welche von dem Nullpunkt der einen Gruppe zum Nullpunkt. der andern fliessen (wobei n die Phasenzahl. pro Gruppe und k alle positiven ungeraden ganzen Zah len bedeutet).
Die den verschiedenen Gruppen 7ugeord- neten Spulen der Saugdrosselspule wirken nun aber derart induktiv aufeinander ein, dass ein Gleichgewicht der Spannung und Ströme nur besteht, wenn alle Gruppen stromführend sind und die Ströme der ein zelnen Gruppen; in einem gewissen Verhält- nis zueinander stehen. Die Herbeiführung dieses im voraus bestimmbaren StromverhäIt- nisses ist aber der Zweck der Einrichtung.
Es bestehen hierbei mehrere Ausführungs- möglichkeiten -der Schaltung. Sind die die einzelnen Gruppen bildenden Tra.nsforma.tor- sekundärwicklungen unmittelbar in Stern geschaltet, dann werden die zugehörigen Spu len der Saugdrosselspule in die von den Null punkten der Gruppe ausgehenden Leitungen eingeschaltet.
Man könnte aber auch die Tra.nsformatorsekunclä rwicklung erst über die zugehörigen Spulen der Saugdrosselspule in Stern verbinden: dann werden diese Spii_ len aus mehreren.
feilen zusammengesetzt, von denen je eine Teilspule mit einer T rans- forma.torsekundäipliase in Reihe geschaltet ist, Zwobei die zueinander gehörenden Spulen teile der Gruppe derart auf dem Eisenkern der Saugdrosselspule angeordnet sind. dal3 sie vom Gleichstrom der Gruppe im gleielien Sinne durchflossen werden.
In jedem l1 alle werden die Wieklungen der Saugdrosselspule so geschaltet, dass die aus den Nullpunkten der beiden Gruppen desselben Systems aus tretenden gleichgerichteten Ströme sämtliche Schenkel der Drosselspule im gleichen Sinne erregen.
Da, für dieses Gleichstromfeld ein mag- netischer Riickschluss nicht vorhanden ist, so wird die Saugdrosselspule von diesen gleich gerichteten Strömen praktisch nicht magne tisiert, auch dann nicht, wenn nur eines der beiden Systeme angesprochen hat.
Die Herbeiführung des gewollten Strom- bezw. Leistungsverhältnisses zwischen den beiden Systemen wird durch die über greifende Anordnung der sich entsprechenden Spulen der beiden Systeme erreicht, indem die einer Phase zugehörenden Spulen des einen Systems teilweise mit der entsprechen den, teilweise aber auch mit den den andern Phasen zugehörenden Spulen des andern Systems induktiv gekuppelt sind.
Der ITni- stand, dass der magnetische Fluss der zu irgend einer Glruppe gehörigen Spule mit ,den .Spulen der gleichphasigen Gruppe des andern Systems nur zum Teil verkettet ist, hat zier Folge.
ilass das Ausbleiben des einen Stromes eine derartige Flussverschiebung in der Drosselspule herbeiführt, dass zusätzliche elektromotorische Kräfte im Stromkreis des stromlosen Systems auftreten, welche das Fliessen des fehlenden Stromes verursachen und damit das elektromagnetische Gleich gewicht wieder herstellen.
Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hier bedeuten a, und a2 zwei Gleichrichterzylinder mit je sechs Anoden b. Die Kathoden c sind miteinander verbunden und führen zum Plusleiter des Gleichstrom netzes d. Die sechs Anoden,jedes Sechs phasensystems sind in zwei Gruppen geteilt. deren jede an eine symmetrische dreiphasige Gruppe von Transformator-Sekundärwick- lungen e in Sternschaltung angeschlossen ist.
Die Nullpunkte der so entstandenen vier Gruppen sind mit f bezeichnet, und zwar sind f, und f2 die Nullpunkte der beiden Gruppen des einen Systems, f, der Nullpunkt der mit f, gleichphasigen Gruppe des andern Systems und<I>f</I> i der Nullpunkt der mit<I>f 2</I> gleichphasigen Gruppe des andern Systems. g ist. die Saugdrosselspule, deren drei Schen kel h, 1i., li.j, die sechs Wicklungen i, his i' tragen.
Diese Wicklungen sind auf die bei den Systeme so verteilt.- dass zu jedem Sy stem. auf ,jedem Schenkel der Spule, eine Wicklung gehört, und zwar sind an den Nullpunkt der ersten Gruppe des ersten Sy stems, f,, die Wicklungen il und i2 ange schlossen, an den Nullpunkt der zweiten Gruppe des ersten Systems, f2, die Wick lung i., an den Nullpunkt der ersten Gruppe des zweiten Systems. J;:, die Wicklung i, und an den Nullpunkt, der zweiten Gruppe des zweiten Systems, f,,, die Wicklungen<I>i,</I> und it;
. Die Enden. der vier so entstandenen Gruppen von Wicklungen sind miteinander verbunden und an den Minusleiter des Gleicbstroinnetzes k angeschlossen.
Der Wicklungssinn der Spulen, bezw. die Verbindungen zwischen denselben sind so ge- wählt. dass die aus den Nullpunkten der beiden Gruppen desselben Systems (zum Beispiel<I>f,</I> und f2) fliessenden gleichgerich teten Ströme sämtliche Schenkel der Saug- drosselspule im gleichen Sinn erregen. Die Richtung dieser gleichgerichteten magneti schen Erregung ist durch die Pfeile angedeu tet.
Zwischen den Punkten -f, und f2 und ebenso zwischen -den Punkten f 2 und f, herrscht bekanntlich eine Spannung von der dreifachen Frequenz des Wechselstromnetzes. Von<I>f,</I> über<I>i,</I><B>22 23</B> nach f2 fliesst also ein Magnetisierungsstrom dieser Frequenz. Die ser Magnetisierungsstrom erregt die beiden Schenkel hl und h2 in demselben Sinn, den Schenkel h3 im entgegengesetzten Sinn. Der entstehende magnetische Fluss ist also im Schenkel h3 doppelt so stark als in jedem der beiden andern Schenkel.
Infolgedessen ist auch die in der Wicklung i, induzierte elektromotorische Kraft ebensogross wie die in den beiden Wicklungen<I>i,</I> und i. zusam men, so dass der Anschlusspunkt des Minus leiters k tatsächlich die elektrische Mitte zwischen f, und f2 ist. Ebenso lässt sich zei gen, dass er auch die elektrische Mitte zwi schen f 3 und f i ist.
Fliesst nun derselbe Ma.g- netisierungsstrom auch von f, über i, <I>i"</I> dann heben sich die Erregungen der beiden äussern Schenkel auf; dagegen wirken die beiden Erregungen auf den mittleren Schenkel in demselben Sinn. Es entsteht also jetzt ein magnetischer Fluss im mittleren Sclienkel, welcher in den beiden äussern Schenkeln sei nen Rückschluss findet und daher im mitt leren Schenkel gleichgross ist wie in -den bei den äussern Schenkeln zusammen.
Da, aber in bezug auf dieses Feld .die Wicklungen il und 4 und ebenso die Wicklungen i, und i, gegeneinander geschaltet sind, so ist auch jetzt wieder die in i, und i2 zusammen in duzierte Spannung ebensogross wie die in i3 induzierte und die in i, und i, zusammen induzierte Spannung ebensogross wie die in i, induzierte. Der Minusleiter des Gleich stromnetzes k ist also auch jetzt wieder der elektrische Mittelpunkt der beiden Systeme.
Jedes Aussetzen eines der beiden Systeme würde ebenso wie bei den gebräuchlichen Anodendrosselspulen die Spannung an den aussetzenden Anoden so stark erhöhen, dass der Strom in diesen Anoden sofort wieder entstehen müsste. Damit ist gezeigt, dass diese Spule einmal als Anodendrosselspule richtig wirkt; das heisst da.ss sie je eine Anode der einen Gruppe zum gleichzeitigen Arbeiten mit einer Anode der gleichen Gruppe des andern Systems zwingt.
Die Spule arbeitet aber auch unter allen Umständen gleichzeitig als Saugdrosselspule; .,sowohl wenn nur eines der beiden Systeme allein arbeitet, als auch wenn beide Systeme gleich belastet sind. Dass dies auch bei glei cher Belastung der beiden Systeme der Fall ist, ist. eine Folge der beschriebenen Wick- lungsverteilung auf den drei Schenkeln der Saugdrosselspule.
Diese bedingt auch bei Gleichheit der Belastung beider Systeme einen Wechselfluss, der der Differenzspan nung der beiden phasenverschobenen drei phasigen Gruppen jedes Systems entspricht und welcher ganz im Eisen der Drosselspule verläuft. Es kann somit auch ,jedes der bei den Systeme für sich ausser Betrieb gesetzt -,werden, ohne dass damit die der Drosselspule als Saugdrossel gestört. -,wird.
Die in der Fig. 1 dargestellte Schaltung ist nicht die einzig mögliche. Die Fig. \? bis .1, in welchen dieselben Bezeichnungen verwendet sind wie in Fig. 1, zeigen bei spielsweise drei weitere Schaltungen der Drosselspule, welche in der gleichen Weise -,wirken. Sie unterscheiden sich von der in Fig. 1.
dargestellten Schaltung dadurch, dass in Fig. ? und 4 die gleichgerichteten Ströme aller vier Gruppen (nicht nur der beiden zu einem Si-aem gehörigen) sämtliche Schen kel der Saugdrosselspule in gleichem Sinn erregen und dass in Fig. 3 und 4 clil- vois f1 nach /', und von f,;
nach h. fliessc-ndf-il @4Tagnetisierungsströmc der dreifachen Fre quenz nicht auf den beiden äussern Schenkeln. sondern nur auf einem (.dem mittlere Schenkel) sich entgegen -,wirken.