DE594317C - - Google Patents
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- DE594317C DE594317C DENDAT594317D DE594317DA DE594317C DE 594317 C DE594317 C DE 594317C DE NDAT594317 D DENDAT594317 D DE NDAT594317D DE 594317D A DE594317D A DE 594317DA DE 594317 C DE594317 C DE 594317C
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Classifications
-
- 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
- H02M5/40—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 with intermediate conversion into dc
- H02M5/42—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 with intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/44—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 with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
- H02M5/443—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 with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M5/447—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 with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using discharge tubes only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Description
Die Erfindung behandelt den Lastausgleich in- aus mehrphasiger Quelle gespeisten elektrischen
Anlagen, insbesondere bei Wechselstrombahnanlagen.
Man hat bereits vorgeschlagen, die Lastverteilung bei Einphasenverbrauchern, die an
Mehrphasenspeisenetzen angeschlossen sind, durch Zwischenschaltung von Drosselspulen
zu verbessern. Diese Lösung findet jedoch ihre Anwendung hauptsächlich nur bei Einphasenverbrauchern,
die sich unmittelbar an das Mehrphasennetz anschließen lassen. Anders liegt der Fall, wenn es sich beispielsweise
um Wechselstrombahnanlagen handelt, bei denen für den Betrieb der Fahrzeuge Einphasenwechselstrom
benötigt wird, der den Fahrdrahtleitungen über Umformeraggregate aus Mehrphasennetzen zugeführt wird.
Bei der unmittelbaren Speisung elektrischer Fernbahnen aus den fünfzigfrequentigen
Netzen der allgemeinen Landesversorgung steht man z. B. vor der Aufgabe, die Lastverteilung
auf die einzelnen Betriebsphasen der Landesversorgung möglichst gleichmäßig vorzunehmen.
Es ist nämlich aus bahntechnischen Gründen nicht zweckmäßig, sich mehrphasiger Fahrzeuge zu bedienen, weil hierdurch
die Oberleitungsanlagen bei Weichen und besonders in den Bahnhöfen zu kompliziert
werden; deshalb muß man die einphasige Speisung für die Fahrzeuge unbedingt beibehalten. Man gelangt so zu der
Einteilung einer Strecke in mehrere Abschnitte, die an die einzelnen Phasen der Landesversorgung
angelegt werden. Hierzu kann man die Strecke so einteilen, daß man dreiphasig speisen kann, man kann aber auch die
Phasenzahl des Drehstromsystems, in bekannter Weise beispielsweise durch Anwendung
der Scottschen Schaltung, auf zwei Phasen umändern, um auch in dieser Beziehung eine
noch größere Einfachheit-zu haben und weil die Strecken in Abschnitten abwechselnd aus
der einen oder anderen der beiden neu erzeugten Phasen gespeist werden.
Ein solches Speisungssystem ist in der Abbildung
dargestellt. Es bedeuten 5" die Fahrschienen, F die Fahrdrähte und L1 und L2 die
beiden Zuleitungen aus den beiden Spannungsphasen, die durch einen Scottschen
Transformator T aus der dreiphasigen Maschine M gewonnen sind. Da nun nicht vorauszusehen
ist, in welcher Weise die einzelnen Fahrdrahtabschnitte belastet sind, so besteht
immer die Aufgabe, die beiden Phasen möglichst gleichmäßig zu belasten.
Erfindungsgemäß soll diese Aufgabe durch ruhende Apparate, nämlich durch gesteuerte
Vakuumapparate, gelöst werden, die derartig von den Leistungen oder irgendeiner anderen
wichtigen Betriebsgröße an den beiden Fahrdrahtabschnitten abhängig gemacht sind, daß
*) Von dem Patentsucher sind als die Erfinder angegeben worden:
Or .-Ing. c. h. Emmerich Frischniuth in Berlin-Dahlem
und Dr.-Ing. e. h. Moritz Schenkel in Berlin-Charlottenburg.
sie dem stärker belasteten Fahrdrahtabschnitt aus dem schwächer belasteten Energie zuführen.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
An die Erdleitung E1 die zu den Fahrschienen
S führt, sind zwei einphasige Transformatoren T1 und T2 angeschlossen, deren
andere Klemmen an die beiden Phasen L1
ίο und L2 des Scottschen Transformators T geführt
sind. Jeder dieser Transformatoren T1 und T2 speist in bekannter Schaltung einen
Vakuumapparat U1 bzw. U2 (Quecksilberdampfgleichrichter),
der durch Gitter G zu steuern ist. Beide Vakuumapparate sind derart in Reihe geschaltet, daß sie, wenn sie
nicht durch die Gitter geregelt und gesperrt werden könnten, sondern vermöge der ihnen
von den Transformatoren T1 und T2 gelieferten
Spannung als Gleichrichter arbeiten würden, einen Kurzschlußkreis bilden würden.
Dieser Kurzschluß wird nur infolge der Wirkung der Steuergitter nicht zustande kommen. Ein Schalter V vermittelt die jeweilig
richtige Aufeinanderschaltung der. Apparate.
Vermittels dieser Einrichtung kann man nun in der an sich bekannten Weise die
Energie beispielsweise von der einen Leitung L1 entnehmen und über den Transformator
T1 und den Vakuumapparat U1 an den
A^akuumapparat U2 bzw. den Transformator
T2 zurückgeben und in die Leitung L2 einführen,
von der angenommen sei, daß sie augenblicklich die stärker belastete sein möge. Die richtige Phasenlage der Spannung wird
dabei durch die Steuergitter G bewirkt.
Die Voraussetzung zu dem richtigen Arbeiten der gesamten Einrichtung bildet selbstverständlich
ein Energiespeicher, der, durch eine Drosselspule D gebildet, zwischen den
beiden Vakuumapparaten vorgesehen ist. Diese Form des Energiespeichers ist die einfachste.
Es könnte selbstverständlich auch noch eine beliebige andere Art von Energiespeicher
vorgesehen werden, beispielsweise könnten diesem Zweck geeignete rotierende Maschinen dienen; im allgemeinen wird man
aber den ruhenden Energiespeicher vorziehen.
Die für die Umformung benötigte Blindleistung wird in der Regel der Maschine M
über den Transformator T zu entnehmen sein, man kann sie aber auch durch Kondensatoren schaffen, die den Transformatoren T1
und T2 hoch- oder niederspannungsseitig parallel geschaltet sind. Solche Kondensatoren K1
und K2 sind in verschiedener Schaltung in der Figur angedeutet.
Die Steuervorrichtung, welche veranlaßt, \daß die Energie mit Hilfe der Steuergitter
von der einen Phase zur anderen übergeht, kann verschieden je nach dem Bedarf eingerichtet
sein. Man wird sich hierbei in erster Linie beispielsweise nach der Leistung selbst richten und die beiden Leistungen der
Fahrdrahtabschnitte in wattmetrischen Vorrichtungen miteinander vergleichen. Doch
kann man sich auf grundsätzlich gleiche Art auch einer anderen Betriebsgröße, z. B. der
Spannung, bedienen, da in der Regel die Fahrdrahtsparinung des stärker belasteten Abschnittes
mehr abfällt als die des unbelasteten. Dieser Fall ist ebenfalls in der Figur dargestellt.
Von den beiden Zuleitungen L1 und L2
sind zwei Spannungsspulen Sp1 und Sp2 gespeist,
die durch ihre Kerne auf einen Waagebalken W einwirken. Dieser Waagebalken
legt sich je nach Überwiegen der Zugkraft der einen oder der anderen Spule an die Kontakte
C1 und C2 an, die in der aus der Figur
ersichtlichen Weise durch Umpolen einer Erregerwicklung einen Motor m nach rechts
oder links laufen lassen, wobei die Erregerwicklungen sowohl wie der Motoranker aus
einer Batterie B gespeist werden. Derartige Hilfseinrichtungen sind bekannt, und es soll
die in der Figur gezeichnete lediglich eine mögliche Ausführungsform darstellen. Statt
der Spannungsspulen Sp1, Sp2 können an dem
Waagebalken W, wie schon erwähnt, auch wattmetrische Spulen angreifen. Der Motor m
seinerseits wird durch seine Rechts- und Linksdrehung dazu benutzt, um die für die
Gitter vorgesehene Spannung zu steuern; wenn z. B. die Gittersteuereinrichtung in bekannter
Weise aus einer Kontaktwalze besteht, welche aus einer Batterie Gleichstromstöße
auf die Gitter gibt, so wird der • Motor m, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme
geeigneter Kurvenscheiben, die Kontaktabnehmer an dieser Kontaktwalze in solchem
Sinne zu verschieben haben, daß die Leistung von dem schwächer belasteten Fahrdrahtabschnitt
zum stärker beanspruchten übergeht.
Ein solcher Lastausgleich, wie er vorstehend für Bahnanlagen im besonderen beschrieben
ist, läßt sich auch für andere Mehrphasenanlagen verwenden, wenn es sich darum handelt, einen Ausgleich zwischen den
einzelnen Phasen eines und desselben Mehrphasennetzes zu schaffen.
Erfindungsgemäß kann dieser Lastausgleich auf verschiedene Weise erfolgen. Z. B. ist es
mit Hilfe der in der Zeichnung angegebenen Anordnung, nämlich der dort zwischen den
beiden Phasen einer Scott-Schaltung vorgenommenen Lastausgleichung, möglich, die
Last auf die einzelnen Phasen eines und desselben Drehstromnetzes zu verteilen, indem
jeweils zwei Vakuumapparate dazu dienen,
die Last von einer Phase auf die Nachbarphase zu legen oder auch von einer Phase auf
zwei oder mehrere Nachbarphasen zu verteilen.
Erfindungsgemäß kann aber weiter dieser Lastausgleich auch so ausgeführt werden, daß
die beiden Vakuumumrichterapparate gleichzeitig an die verschiedenen Phasen eines und
desselben Drehstromnetzes angeschlossen und
ίο lediglich die zu den einzelnen Phasen gehörigen
Anoden in verschiedenem Maße ausgesteuert werden. Hierzu würde also eine Steuereinrichtung gehören, welche nicht nur
die Anoden eines Gleichrichterapparates in gleicher Weise bedient, sondern in verschiedener
Weise. Dies konnte z. B. so ausgeführt werden, daß die zu einem Gleichrichterapparat
gehörigen Bürsten nicht als gemeinsamer Bürstensatz verschoben werden, sondern daß
auch Einstellmittel vorgesehen sind, die gestatten, die einzelnen Bürsten gegeneinander
zu verschieben, so daß die einzelnen Gleichrichteranoden in verschiedener Weise ausgesteuert
werden. In diesen Fällen ist allerdings der Energierichtungsausgleich einseitig,
da zwischen zwei Umrichterapparaten nur eine Energierichtung bestehen kann. Wünscht
man einen allgemeinen Energieaustausch, so müßte für jede Energierichtung eine Gruppe,
bestehend aus je zwei Umrichterapparaten, vorgesehen werden.
Bei Ausführung der Erfindung kann man diejenigen Wicklungen, welche die ausgleichenden
Umrichterapparate speisen, als dritte Wicklungen auf die betreffenden Haupttransformatorkerne
aufwickeln, so daß besondere Transformatoren für die Umrichterapparate erspart, die Umrichtertransformatoren und
die sonstigen vorhandenen Haupttransformatoren also zu einer Einheit verbunden werden.
Claims (6)
- Patentansprüche:i. Anordnung zum Phasenbelastungsausgleich für mehrphasig gespeiste S'tromverbraucher, insbesondere für aus mehrphasigen Anlagen einphasig gespeiste Wechselstrombahnen, dadurch gekennzeichnet, ■ daß eine Umrichteranlage (U-i, U2), bestehend aus gittergesteuerten Entladungsgefäßen, verwandt wird, die unmittelbar Energie innerhalb der einzelnen Phasen bzw. Phasengruppen überträgt.
- 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Vakuumapparate (CZ1, U2) von einer Betriebsgröße, beispielsweise von der Leistung in den einzelnen Teilen der zu regelnden Anlage (z. B. in den einzelnen Fahrdrahtabschnitten einer Einphasenwechselstrombahn oder in einzelnen Phasen eines Drehstromnetzes) oder auch von deren Spannung, abhängig gemacht ist, so daß dem jeweils stärker belasteten Abschnitt aus dem schwächer belasteten Energie zugeführt wird.
- 3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Belastungsausgleich zwischen den Phasen eines Mehrphasensystems je einem Phasenpaar Gruppen von Umrichtern zugeordnet sind.-
- 4. Anordnung zum Belastungsausgleich nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sämtlichen Phasen gemeinsam eine Belastungsausgleichsgruppe zugeordnet ist und die einzelnen Anoden dieser Belastungsgruppe in verschiedener Weise auszusteuern sind.
- 5. Anordnung nach Anspruch 4, da- 80' durch gekennzeichnet, daß für jede Energierichtung je eine Ausgleichsgruppe mit je zwei Umrichterapparaten vorgesehen ist.
- 6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umrichtergruppen speisenden Transformatorwicklungen (T1, T2) auf den Magnetkernen der Haupttrans.formatoren (T) selbst liegen.Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE594317C true DE594317C (de) |
Family
ID=575820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE594317C (de) |
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