DE1203376B

DE1203376B - Gleichrichteranlage fuer hohe Stroeme

Info

Publication number: DE1203376B
Application number: DEC15898A
Authority: DE
Inventors: John Leslie Michaelis
Original assignee: Columbia Southern Chemical Corp
Current assignee: Columbia Southern Chemical Corp
Priority date: 1956-12-05
Filing date: 1957-12-05
Publication date: 1965-10-21

Description

Gleichrichteranlage für hohe Ströme Die Erfindung betrifft eine Gleichrichteranlage für hohe Ströme mit mehreren von einer Wechselspannungsquelle gespeisten, parallelgeschalteten Gleichrichtergruppen, die jeweils aus mehreren in Reihe geschalteten Halbleitergleichrichterelementen bestehen.
Es sind bereits Gleichrichteranlagen der erwähnten Art bekannt, bei denen infolge unterschiedlicher Längen der Zuleitungen zu den Gleichrichtergruppen auftretende unterschiedliche Spannungsabfälle durch Drosseln mit veränderlichem Luftspalt ausgeglichen werden. Bei einer mehrphasigen Gleichrichtergruppe ist jeder Phase eine eigene Selbstinduktionswicklung auf einem Eisenkern zugeordnet. Es läßt sich damit nur die Vergleichmäßigung der Belastung einer Gleichrichtergruppe an sich und der Gleichrichtergruppen untereinander, nicht jedoch der zu einer Gruppe gehörigen Einzelgleichrichter bzw. in Serie geschalteten Gleichrichtersäulen erzielen.
Bei Halbleitergleichrichtern, insbesondere Kristallgleichrichterelementen, bestehen verhältnismäßig starke Streuungen bei der Fabrikation, die sich in Änderungen des an einem Gleichrichterelement liegenden Spannungsabfalls bis zu ± 0,25 Volt äußern. Hinzu kommt, daß meist auch die Daten der den Gleichrichterelementen zugeordneten Transformatoren streuen, was sich ebenfalls recht nachteilig auswirkt. Bei einer Parallelschaltung verschiedener Gleichrichterelemente bzw. Gruppen von Gleichrichterelementen ergeben sich unterschiedliche Belastungsverhältnisse, die mit den in bekannten Anlagen vorgesehenen Einstellmöglichkeiten nicht ohne weiteres auszugleichen sind.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Gleichrichteranlage, die unter Vermeidung der Nachteile bei bekannten Anlagen eine gesonderte Belastungseinstellung für jedes einzelne Gleichrichterelement einer Gleichrichtergruppe bzw. mehrere in Reihe geschaltete Gleichrichterelemente, die bei mehrphasigen Gleichrichtergruppen einer Untergruppe entsprechen, ermöglicht. Erreicht wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß jede Gleichrichtergruppe in Reihe mit einer Zusatzspannungsquelle liegt, die der Gruppe eine nach Größe und Richtung einstellbare Zusatzwechselspannung liefert.
Es sind zwar auch Gleiehrichteranlagen für Quecksilberdampfgleichrichter bekannt, bei denen ein Belastungsausgleich mehrerer an der Sekundärseite von Transformatoren liegenden Gleichrichter dadurch erfolgt, daß die Primärwicklungen der Transformatoren in Serie liegen. Durch regelbare Zusatzwicklungen kann dann die Spannung und die Belastung der einzelnen Gleichrichter beliebig geregelt werden. Eine Einstellung der Anlage auf Streuungen in der Brennspannung der Gleichrichter ist indessen nicht vorgesehen, da die Bogenspannung durch die Art des Entladungsgases ohnehin genau festliegt.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert, die ein Ausführungsbeispiel einer dreiphasigen Gleichrichteranlage mit drei parallelgeschalteten Gleichrichtergruppen nach der Erfindung darstellt.
Die veranschaulichte Gleichrichteranlage hat einen Transformator 130, der mit einer dreiphasigen, in Dreieck geschalteten Primärwicklung an einem Dreiphasennetz 14 liegt. Eine als Stern geschaltete Sekundärwicklung 112 ist über Anschlüsse 152, 154, 156 mit entsprechenden Anschlüssen 158, 160, 162 eines ebenfalls in Stern geschalteten Spartransformators 136 verbunden. Der gemeinsame Verbindungspunkt der Wicklungen des Spartransformators ist durch die Bezugsziffer 155 angedeutet.
Jede Phasenwicklung des Spartransformators 136 ist mit je einer Anzahl von Abgriffen la,1d, 1g bzw. 1 h, 1 b, 1 e bzw. 1 f, 1 c, 1 i versehen, wobei die Anzahl der an einerPhasenwicklung liegendenAbgriffeder Anzahl parallelgeschalteter Gleichrichtergruppen 42 entspricht. Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Gleichrichtergruppen 42 an ein gemeinsames Gleichstromnetz 16 parallel geschaltet sind, liegen je drei Abgriffe an jeder Phasenwicklung des Spartransformators 136. Jeder der Abgriffe 1 a ... 11 ist für sich getrennt einstellbar. In der Zeichnung fällt hierbei der Abgriff 1 c mit dem Anschlußpunkt 162 zusammen, was jedoch nur als Beispiel anzusehen ist.
Durch geeignete Einstellung der Abgriffe 1 a ... 11 kann die an jedem einzelnen Gleichrichterelement liegende Wechselspannung gesondert auf die .genauen Meßwerte der Gleichrichterelemente eingestellt werden. Da die Anschlußpunkte 158, 160, 162 an die Sekundärwicklung 112 des Transformators 130 nicht an dem Ende der Phasenwicklungen des Spartransformators 136 liegen, kann mit den Abgriffen 1 a . . . 11 nach Wunsch auch eine Spannung eingestellt werden, die oberhalb derjenigen der Sekundärwicklung 112 liegt.
Obwohl dies in dem Ausführungsbeispiel der Zeichnung nicht besonders dargestellt ist, kann jedem Halbleitergleichrichterelement ein Widerstand parallel geschaltet sein. Weiterhin kann für jede Gleichrichtergruppe eine Abschmelzsicherung vorgesehen sein. An dem Gleichstromnetz 16 können eine oder mehrere Elektrolytzellen zum Verbraucher parallel geschaltet sein. Die Elektrolytzelle kann hierbei eine Batterie sein.
Vorzugsweise ist die Anlage zwecks Vermeidung einer unbeabsichtigten Überlastung der Gleichrichtergruppen nur auf der Wechselstromseite des Gleichrichters ein- und ausschaltbar.
Bei den in der Zeichnung dargestellten Gleichrichtergruppen liegt zwischen jedem Anschlußpunkt jeweils nur ein Gleichrichterelement. Bei praktischen Ausführungsformen können auch jeweils mehrere Gleichrichterelemente zwischen zwei Anschlußpunkten als Säulen in Serie geschaltet sein.

Claims

Patentansprüche: 1. Gleichrichteranlage für hohe Ströme mit mehreren von einer Wechselspannungsquelle gespeisten, parallelgeschalteten Gleichrichtergruppen, die jeweils aus mehreren in Reihe geschalteten Halbleitergleichrichterelementen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gleichrichtergruppe in Reihe mit einer Zusatzspannungsquelle liegt, die der Gruppe eine nach Größe und Richtung einstellbare Zusatzwechselspannung liefert. 2. Gleichrichteranlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Zusatzwechselspannungsquelle ein Spartransformator dient, der eine Mehrzahl von Anzapfungen besitzt. 3. Gleichrichteranlage nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Halbleitergleichrichterelement ein Widerstand parallel geschaltet ist. 4. Gleichrichteranlage nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Gleichrichtergruppe eine Abschmelzsicherung vorgesehen ist. 5. Gleichrichteranlage nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verbraucher eine oder mehrere Elektrolytzellen parallel geschaltet sind. 6. Gleichrichteranlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrolytzelle eine Batterie ist. 7. Gleichrichteranlage nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie nur auf der Wechselstromseite des Gleichrichters ein- und ausschaltbar ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 316 296, 723 010, 738 213; deutsche Auslegeschrift L 11543 VIIIb/21 d2 (bekanntgemacht am 14.b.1956); AEG-Mitteilungen, 45 (1955), H. 5/6, S. 269; Siemens-Zeitschrift, 28 (1954),H.
2, S. 76/77; Philips technische Rundschau, Februar 1941, S.39.