DE538303C - Frequenzwandler zur willkuerlichen Verteilung der Verbraucherenergie auf zwei mehrphasige Netze, Kraftwerke oder Kraftwerksgruppen - Google Patents
Frequenzwandler zur willkuerlichen Verteilung der Verbraucherenergie auf zwei mehrphasige Netze, Kraftwerke oder KraftwerksgruppenInfo
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- DE538303C DE538303C DEA47455D DEA0047455D DE538303C DE 538303 C DE538303 C DE 538303C DE A47455 D DEA47455 D DE A47455D DE A0047455 D DEA0047455 D DE A0047455D DE 538303 C DE538303 C DE 538303C
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- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
- H02M5/32—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by dynamic converters
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Description
Wenn ein Abnehmer elektrischer Arbeit sich an ein mehrphasiges Wechselstromnetz
anschließt, welches von zwei Kraftwerken gespeist wird, so kann er aus kaufmännischen
5 oder technischen Gründen wünschen, selbst bestimmen
zu können, zu welchen Anteilen JV1, JV2
seine Leistung JVC sich auf die Kraftwerke verteilen soll. In Abb. ι ist beispielsweise
der einfache Fall zugrunde gelegt, daß zwei
ίο ungefähr gleich große Kraftwerke y4 und B
den Abnehmer C beliefern, welcher an einer Verbindungsleitung der Kraftwerke angeschlossen
ist.
Das Schaubild der Abb. 2 zeigt, welche Belastungen der beiden Kraftwerke bei gegebener Gesamtbelastung sich einstellen, die nach rechts abfallende Gerade zeigt die Charakteristik (Frequenz Vx abhängig von der Leistung NA) des Kraftwerkes A, die nach links abfallende Gerade die entsprechende Charakteristik des Kraftwerkes B. Bei letzterer ist die Leistung von rechts nach links aufgetragen. Der Abstand der beiden vertikalen Nullinien α und b ist die augenblickliehe Gesamtbelastung JV beider Kraftwerke einschließlich der Leistung JVC. Der Schnittpunkt P liefert in bekannter Weise die beiden Leistungen Na und Nb, welche sich von selbst unter dem Einfluß der Kraftmaschinenregler einstellen (natürliche Belastungsverteilung) . Damit sind aber auch die Anteile JV1 und JV2 festgelegt, zu welchen JVC von beiden Kraftwerken geliefert wird, so daß die gewünschte Verteilung nur dadurch erreicht werden kann, daß eines der beiden Kraftwerke oder beide auf Wunsch des Abnehmers ihre Regler verstellen.
Das Schaubild der Abb. 2 zeigt, welche Belastungen der beiden Kraftwerke bei gegebener Gesamtbelastung sich einstellen, die nach rechts abfallende Gerade zeigt die Charakteristik (Frequenz Vx abhängig von der Leistung NA) des Kraftwerkes A, die nach links abfallende Gerade die entsprechende Charakteristik des Kraftwerkes B. Bei letzterer ist die Leistung von rechts nach links aufgetragen. Der Abstand der beiden vertikalen Nullinien α und b ist die augenblickliehe Gesamtbelastung JV beider Kraftwerke einschließlich der Leistung JVC. Der Schnittpunkt P liefert in bekannter Weise die beiden Leistungen Na und Nb, welche sich von selbst unter dem Einfluß der Kraftmaschinenregler einstellen (natürliche Belastungsverteilung) . Damit sind aber auch die Anteile JV1 und JV2 festgelegt, zu welchen JVC von beiden Kraftwerken geliefert wird, so daß die gewünschte Verteilung nur dadurch erreicht werden kann, daß eines der beiden Kraftwerke oder beide auf Wunsch des Abnehmers ihre Regler verstellen.
Um einem an zwei Kraftwerke angeschlossenen Abnehmer die Möglichkeit zu geben,
die von ihm benötigte Energie willkürlich auf die beiden Kraftwerke zu verteilen, wird
gemäß der Erfindung ein Phasenzahltransformator mit mindestens einem mehrschenkligen
Eisenkern mit feststehenden Wicklungen als Frequenzwandler (Leistungsschieber) verwendet,
dessen Primärwicklung an das eine und dessen vielphasige Sekundärwicklung über eine Kommutierungseinrichtung an das andere
Netz angeschlossen ist, wobei die Kommutierungseinrichtung mit einer Geschwindigkeit
betätigt wird, die der gewünschten Verteilung der Verbrauchsenergie auf die beiden Kraftwerke entspricht.
Die Wirkungsweise einer derartigen Einrichtung veranschaulicht Abb. 3, welche mit
Abb. 2 übereinstimmt mit dem Unterschied, daß jetzt beide Frequenzen an der Anzapfstelle
des Verbrauchers C etwas verschieden sind. Das Kraftwerke arbeitet in dem in
der Abb. 3 dargestellten Belastungsfalle mit einer etwas höheren Frequenz (Betriebspunkt P der Charakteristik) als das Kraftwerk
B (Betriebspunkt Q der Charakteristik). Wie die Abb. 3 zeigt, ist jetzt die Belastung
des Kraftwerkes A gegenüber der in der Abb. 2 dargestellten natürlichen Belastung
gefallen (Na'< Na), diejenige des anderen Kraftwerkes entsprechend gestiegen.
Zur praktischen Verwirklichung dieses Gedankens könnte man nun zwar auch die zum
Kraftwerk^ führende Leitung an den Ständer, die zum Kraftwerks führende Leitung
an den Läufer einer asynchronen Maschine ίο anschließen, oder umgekehrt, und den Läufer
entsprechend der Frequenzdifferenz langsam drehen. Diese Vorrichtung würde aber zwei
Nachteile besitzen.
Erstens müßte dem Läufer eine wenn auch gegenüber der Durchgangsleistung verhältnismäßig
kleine mechanische Leistung zugeführt bzw. entnommen werden, zweitens würde die Durchgangsleistung transformatorisch zwischen
zwei Wicklungen übertragen, welche gegeneinanderbewegt werden und in Nuten eingebettet sein müssen, was bei größeren
Leistungen zu teuren Konstruktionen führen würde.
Diese Nachteile vermeidet die Erfindung durch die Verwendung eines ruhenden Phasenzahltransformators
in Verbindung mit einer umlaufenden Kommutierungseinrichtung. Das eine Netz wird an drei Punkten
der Primärwicklung des Phasenzahltransformators, einer feststehenden, eisengeschlossenen
Drehfeldwicklung, angeschlossen. Die vielphasige Sekundärwicklung des Phasenzahltransformators
liegt an einem festen Kommutator. Auf dem Kommutator schleift ein dreiphasiger umlaufender Bürstensatz,
welcher über Schleifringe mit dem anderen Netz in Verbindung steht. Eine derartige
Anordnung wirkt in bekannter Weise als Frequenzwandler, welcher Leistung von einem Netz ins andere überträgt, ohne selbst
Leistung zu erzeugen oder (abgesehen von den Verlusten) zu verbrauchen. Die Drehzahl
der Bürsten entspricht der Frequenzdifferenz. Der Abnehmer kann entweder an den Primärklemmen
oder an den Sekundärklemmen des Frequenzwandlers angeschlossen sein.
Die Drehfeldwicklung braucht nicht, wie es zunächst scheinen könnte, in Nuten untergebracht
zu werden. Abb. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei welchem dies nicht der Fall
ist und welches daher für große Leistungen geeignet ist. Hier ist die an den Kommutator
angeschlossene Wicklung erzeugt durch eine I2phasige Polygonschaltung, welche durch Unterteilung zu einer beliebig vielphasigen
(im Beispiel 24phasigen) mit großer Annäherung gemacht werden kann. Die I2phasige Schaltung kommt nach Abb. 4
durch elektrische Verkettung zweier primär an die eine Leitung» angeschlossener Dreischenkeltransformatoren
A und'.B zustande.
Die Primärwicklung V, b", V" des Transformators A ist in Stern, diejenige c', c", c'"
des Transformators B in Dreieck geschaltet. Die Sekundärwicklungen a", d", d'" und e',
e", e'" sind in der gezeichneten Weise zu einer Polygpnschaltung vereinigt. Die Anzapfstellen
ι bis 24 der Wicklung sind mit den gleichbezifferten Stegen des Kommutators f verbunden.
Auf diesem schleifen die Bürsten g', g"> g"\ welche über die Schleifringe h mit
der anderen Leitung k in Verbindung stehen. Das Vektordiagramm der Spannungen am
Kommutator zeigt Abb. 5.
Das vielphasige Spannungspolygon kann auch auf andere Weise erzeugt werden. So
z. B. zeigt Abb. 6 das Schema einer 24phasigen Anordnung mittels der allgemeinen Zickzackschaltung
eines Transformators. Es kann die Zickzackschaltung auch bei zwei Transformatoren
Verwendung finden. So zeigt Abb. 7 ebenfalls eine 24phasige Anordnung,
bei welcher die ausgezogenen Linien die Spannungsvektoren des einen, die gestrichelten
Linien die Vektoren des anderen Transformators darstellen. Homologe Spannungen beider Transformatoren sind um 300 gegeneinander
verdreht, z. B. dadurch, daß die Primärwicklung des einen in Stern, diejenige des anderen in Dreieck geschaltet ist.
Statt-des Kommutators können nach der
Erfindung auch Einzelschalter verwendet werden, es sind dann jeweils drei einpolige oder
ein dreipoliger Einzelschalter eingeschaltet. Die Gesamtzahl der dreipoligen Schalter ist
dabei gleich der Phasenzahl. Die Ein- bzw. Ausschaltung erfolgt zyklisch.
Die Erfindung' ist nicht nur auf zwei Netze oder zwei Kraftwerke beschränkt, sondern es
können auch mehrere Kraftwerke verwendet werden, sofern die Kraftwerke in zwei Kraftwerksgruppen
mit unter sieh gleichen und parallel arbeitenden Kraftwerken zusammengefaßt
werden können. Der Frequenzwandler gemäß der Erfindung verbindet dann jeweils zwei Kraftwerksgruppen.
Claims (4)
- Patentansprüche■i. Frequenzwandler zur willkürlichen Verteilung einer Verbraucherenergie auf zwei mehrphasige Netze, Kraftwerke oder Kraftwerksgruppen, die mit annähernd gleicher Frequenz arbeiten, gekennzeichnet durch einen an der Verbraucherstelle angeordneten ruhenden Phasenzahltransformator mit mindestens einem mehrschenkligen Eisenkern, dessen Primärwicklung an das eine Netz und dessen vielphasige Sekundärwicklung an das andere Netz über eine Kommutierungsein- iao richtung angeschlossen ist; die mit einer der gewünschten Verteilung der Ver-braucherenergie auf die beiden Kraftwerke entsprechenden Geschwindigkeit betrieben wird.
- 2. Frequenzwandler nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielphasenschaltung des Frequenzwandlers in einer Polygon- oder allgemeinen Zickzackschaltung besteht.
- 3. Frequenzwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielphasenschaltung des Frequenzwandlers durch Vereinigung zweier Transformatoren geschaffen ist, deren Primärwicklungen in Stern bzw. Dreieck geschaltet sind.
- 4. Frequenzwandler nach Anspruch 1 oder den folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Kommutator des Frequenzwandlers aus einer Reihe von Einzelschaltern besteht, die durch eine umlaufende Schaltwalze zyklisch eingeschaltet werden.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA47455D DE538303C (de) | 1926-04-07 | 1926-04-07 | Frequenzwandler zur willkuerlichen Verteilung der Verbraucherenergie auf zwei mehrphasige Netze, Kraftwerke oder Kraftwerksgruppen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEA47455D DE538303C (de) | 1926-04-07 | 1926-04-07 | Frequenzwandler zur willkuerlichen Verteilung der Verbraucherenergie auf zwei mehrphasige Netze, Kraftwerke oder Kraftwerksgruppen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE538303C true DE538303C (de) | 1931-11-12 |
Family
ID=6935787
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEA47455D Expired DE538303C (de) | 1926-04-07 | 1926-04-07 | Frequenzwandler zur willkuerlichen Verteilung der Verbraucherenergie auf zwei mehrphasige Netze, Kraftwerke oder Kraftwerksgruppen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE538303C (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE755475C (de) * | 1938-01-27 | 1952-05-05 | Siemens & Halske A G | Nach Art eines Phasentransformators ausgebildeter Phasenschieber, auf dessen blank gemachter Sekundaerwicklung Stromabnehmer gleiten |
-
1926
- 1926-04-07 DE DEA47455D patent/DE538303C/de not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE755475C (de) * | 1938-01-27 | 1952-05-05 | Siemens & Halske A G | Nach Art eines Phasentransformators ausgebildeter Phasenschieber, auf dessen blank gemachter Sekundaerwicklung Stromabnehmer gleiten |
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