Siebvorrichtung zur Verwertung der in elektrischen Energieversorgungsnetzen
infolge hoher Eisensättigung der Netzbelastungen auftretenden Oberwellen Die Spannungskurve
elektrischerStromversorgungsnetze weicht bekanntlich von der Sinusform um so stärker
ab, je höher die Eisensättigung der inFrage kommendenNetzbelastungen, also besonders
der Transformatoren und Motoren ist. Zur Beseitigung der so entstehenden unerwünschten
Netzspannungsoberwellen kann man Siebkreise verwenden. In Bahnnetzen, die mit Wechselstrom
von 162/3 Hz betrieben werden, hat wegen der für stationäre Anlagen. erwünschten
Frequenz von 5o Hz dieAussiebung und Nutzbarmachung der dritten Oberwelle besondere
Bedeutung. Da die Oberwellenspannung meist stark schwankt, und da das am Siebkreis
angeschlossene Verbrauchernetz jedoch eine gleichbleibende Spannung verlangt, ist
eine Regelvorrichtung erforderlich.Screening device for the recovery of the electrical energy supply networks
Harmonics occurring as a result of high iron saturation of the network loads The voltage curve
As is well known, electrical power supply networks deviate from the sinusoidal shape all the more
the higher the iron saturation of the network loads in question, i.e. especially
which is transformers and motors. To eliminate the undesired
Mains voltage harmonics can be used with filter circuits. In rail networks that use alternating current
of 162/3 Hz has to be operated because of the for stationary systems. desired
Frequency of 50 Hz specializes the extraction and utilization of the third harmonic
Meaning. Because the harmonic voltage usually fluctuates strongly, and that at the sieve circle
connected consumer network requires a constant voltage
a control device is required.
Bisher sind zur Verwertung der obengenannten Oberwellen nur Siebvorrichtungen
vorgeschlagen worden, bei denen die Spannungsregelung mittels eines Regeltransformators
erfolgt. Dieser muß zur Vermeidung von Abstimmungsänderungen eine Sonderbauart erhalten,
die in manchen Fällen aus wirtschaftlichen Gründen unerwünscht ist. Die Erfindung
sieht zur Spannungsreglung eine Drosselspule mit veränderlicher Induktivi'tät vor.
Hierbei kann jetzt ein Transformator normaler Bauart verwendet werden, außerdem
bringt die neue Regelungsart einen besseren Kurvenverlauf der Siebkreisspannung
mit sich, wie im folgenden näher erläutert werden soll.So far, only sieve devices have been used to utilize the above-mentioned harmonics
have been proposed in which the voltage regulation by means of a regulating transformer
he follows. This must be of a special design to avoid changes in coordination,
which in some cases is undesirable for economic reasons. The invention
provides a choke coil with variable inductivity for voltage regulation.
Here, a transformer of normal design can now be used, as well
the new type of control brings a better curve of the sieve circuit voltage
with itself, as will be explained in more detail below.
Abb. i zeigt eine Siebvorrichtung, die über einen normal gebauten
Transformator T an das Energieversorgungsnetz N angeschlossen ist. Dieses habe beispielsweise.
die Frequenz 162g Hz. Der Kondensator C bildet mit der Drosselspule D, einen Sperrkreis,
welcher auf die Grundfrequenz, hier 162/g Hz, abgestimmt ist und so verhindert,
daß im Verbraucherkreis ein Grundwellenstrom fließt. Hinter dem Sperrkreis kann
sich jetzt nur ein Oberwellenstrom ausbilden, der aus einer dritten, fünften, siebenten
usw. Harmonischenbesteht. Soll beispielsweise die dritte.Oberwelle mit der Frequenz
5v Hz nutzbar gemacht werden, so wird die Induktivität einer weiteren Drosselspule
D2 mit der Streuinduktivität des Transformators T und dem Sperrkreis C-Dl derart
,abgeglichen, daß im Belastungswiderstand R im wesentlichen ein Strom der gewünschten
Frequenz von 5o Hz auftritt.Fig. I shows a sieve device that is built over a normally
Transformer T is connected to the power supply network N. I have this for example.
the frequency 162g Hz. The capacitor C forms with the inductor D, a blocking circuit,
which is tuned to the basic frequency, here 162 / g Hz, and thus prevents
that a fundamental wave current flows in the consumer circuit. Behind the locking circle can
Now only one harmonic current is formed, that of a third, fifth, and seventh
etc. harmonics exist. Should, for example, the third harmonic with the frequency
5v Hz are made usable, so the inductance of another choke coil
D2 with the leakage inductance of the transformer T and the blocking circuit C-Dl in such a way
, balanced that in the load resistor R essentially a current of the desired
Frequency of 50 Hz occurs.
Die Drosselspule D2 wird gleichzeitig zum Regeln der am Widerstand
R auftretenden Spannung benutzt. Hierzu ist die Induktivität von D2 veränderlich
und so eingestellt, daß sie bei geringster Oberwellenspannung und genauer Abstimmung
auf die gewünschte Frequenz ihren kleinsten Wert hat. Steigt die Oberwellenspannung
infolge elektrischer Veränderungen im Netz N, so wird die Induktivität der Drosselspule
D2 vergrößert und auf
diese Weise ein Spannungsabfall erzeugt, der
es gestattet, die Spannung am Belastungswiderstand R konstant zu halten.The choke coil D2 is also used to regulate the resistance
R occurring voltage is used. For this purpose, the inductance of D2 can be changed
and adjusted so that they are at the lowest harmonic voltage and precise tuning
has its lowest value at the desired frequency. The harmonic voltage increases
as a result of electrical changes in the network N, the inductance of the choke coil
D2 enlarged and on
this way creates a voltage drop that
it allows the voltage across the load resistor R to be kept constant.
Die Vergrößerung der Induktivität von D2 hat eine Verstimmung des
Resonanzkreises derart zur Folge, daß seine Resonanzfrequenz sich der Grundfrequenz
nähert. Hieraus ergeben sich aber keine Nachteile, da dieGrundwelle durch den- Sperrkreis
C-Di ferngehalten wird. Diese Verstimmung verbessert im Gegenteil bei kleiner Belastung
die Kurvenform des 5operiodigen Siebkreisstromes. Denn bei kleiner Belastung ist
der Widerstand R groß und die Resonanz nicht scharf, so daß beim obengenannten Mindest@vert
der Induktivität von D2 neben der dritten Harmonischen weitere Oberwellen im Belastungsstrom
auftreten können, welche seine Kurvenform verschlechtern. Wird jedoch die Induktivität
der Drosselspule D2 beim Regeln ver-. größert, so nehmen die unerwünschten Oberwellen
stark ab.The increase in the inductance of D2 detuned the
Resonance circuit in such a way that its resonance frequency is the fundamental frequency
approaching. However, this does not result in any disadvantages, since the fundamental wave is caused by the blocking circuit
C-Di is kept away. On the contrary, this detuning improves with a small load
the curve shape of the 5operiod filter circuit current. Because with a small load is
the resistance R is large and the resonance is not sharp, so that at the above-mentioned minimum @ vert
of the inductance of D2 in addition to the third harmonic, further harmonics in the load current
can occur, which worsen its curve shape. However, the inductance will
the choke coil D2 when regulating ver. increases, so take the unwanted harmonics
strong.
Die Regelung erfolgt zweckmäßig selbsttätig in Abhängigkeit von der
Spannung des Belastungskreises. Als Regeldrosselspulen lassen sich sämtliche bekannten
Bauarten verwenden; wie z. B. Drosselspulen mit abschaltbaren Windungen, reit veränderlichem
magnetischen Nebenschluß, mit drehbarem oder längsverschiebbarem Eisenkern (Schubdrosselspule)
oder mit beweglicher, eisenloser Wicklung.The regulation is expediently automatic depending on the
Voltage of the load circuit. All known ones can be used as regulating choke coils
Use types of construction; such as B. Choke coils with turnable turns, riding variable
magnetic shunt, with rotatable or longitudinally displaceable iron core (throttle coil)
or with movable, ironless winding.
Die Siebvorrichtung kann nach Abb. i niederspannungsseitig oder nach.
Abb. 2 hochspannungsseitig an das Netz N angeschlossen werden. In letzterem Falle
ist der Transformator für die Frequenz der auszusiebenden Oberwelle gebaut.The screening device can be on the low-voltage side or according to Fig.
Fig. 2 can be connected to the network N on the high-voltage side. In the latter case
the transformer is built for the frequency of the harmonic to be extracted.