DE875080C

DE875080C - Anordnung zur Erzeugung von Wechselstrom mit ungleichen Halbwellen

Info

Publication number: DE875080C
Application number: DES24118A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dipl-Ing Kafka; Ernst Schroeder
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1951-07-26
Filing date: 1951-07-26
Publication date: 1953-04-30

Description

Anordnung zur Erzeugung von Wechselstrom mit ungleichen Halbwellen Bei der Scheidung von Metallen mittels Elektrolyse ist festgestellt worden, daß eine größere Lockerung von sich bildenden Sperrschichten auf den Elektroden erzielt wird, wenn statt eines pulsierenden Gleichstromes mit Augenblickswerten nur einer Richtung ein Strom verwendet wird, der auch ent-Cregengesetzte Augenblickswerte aufweist.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Erzeugung derartiger Wechselströme mit ungleichen Halbwellen in einem Verbraucher, insbesondere in elektrolytischen Bädern, und besteht darin, daß der Verbraucher über eine Ventilanordnung unter Zuordnung eines wirkleistungsverlustvermeidenden wechselstromdurchlässigen Nebenschlusses derart an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist, daß in der Sperrphase der Ventilanordnung über den Nebenschluß ein Rückstrom durch den Verbraucher fließt, Für die Ausführung der Einrichtung nach der Erfindung gibt es verschiedene Möglichkeiten. In ti el den Figuren der Zeichnung sind hierfür einige Beispiele dargestellt.
Fig. i zeigt eine Schaltung, bei der als Nebenschluß zu dem Ventil i ein Gleichstrommotor 2 mit einer Fremderregerwicklung 3 vorgesehen ist. Der Verbraucher 4 fürden halbwellenungleichen Wechselstrom ist ein elektrolytisches Bad. Der Transformator 5 dient gleichzeitig zur Lieferung des Wechselstromes wie auch zur Lieferung des überlagernden Gleichstromanteils. An dem Motor:2 liegt eine Spannung, die sich aus der Sperrspannung des Ventils i als eine Halbwelle und dem Spanhungsfall in,der Durchlaßphase als andere Halbwelle zusammensetzt. je nach Leistung und Trägheitsmoment des Gleichstrommotors 2 ergibt sich ein bestimmter Halbwellenstrom. (Rückstroni) durch das Bad in denjenigen Halbwellen, in denen das Ventil i sperrt. Durch die Fremderregerwicklung 3 kann die Leistungsabgabe des Gleichstrommotors 2 und damit der Rückstrom durch das Bad eingestellt werden. Die von dem Gleichstrommotor:2 in der Sperrphase des Ventils i aufgenommene Leistung wird bei der entgegengesetzt gerichteten Stromphase an das Bad wieder abgegeben, da der Motor dann infolge der gespeicherten Bewegungsenergie als Generator arbeitet und so praktisch keine Wirklei stung verbraucht.
In Fig. 2 ist parallel zu dem Ventil i eine Drosselspule 6 vorgesehen, die als wechselstromdurchlässiger Nebenschluß (ähnlich wirkt wie der Gleichstrommotor:2 in Fig. i. Während der Sperrphase des Ventils i speichert die Drosselspule 6 elektrische Energie, die sie dann in der Durchlaßphase an den Verbraucher4 abgibt. Der Transformator ist wieder mit 5 bezeichnet. Zur Regelung des Rückstromes durch den Verbraucher4 in. der Sperrphase des Ventils i kann die Drosselspule in ihrem Widerstand veränderbar sein, was z. B. vorteilhaft durch eine regelbare Vormagnetisierung erreicht werden kann,. Anstelle der Drosselspule kann ein Kondensator als Nebenschluß vorgesehen sein. Auch ein Kondensator speichert in der Sperrphase des Ventils elektrische Energie und gibt sie in der t' el Durchlaßphase an den Verbraucher ab. Abgesehen von unvermeidbaren 'Eigenverlusten treten Wir ' kleistungsve,rIuste sowohl bei Verwendung einer Drosselspule wie bei Verwendung eines Kondensators als Nebenschluß nicht auf.
In Fig. 3 ist eine Schaltung dargestellt, bei -der die Wirkleistungsverluste völlig vermieden sind. Es wird mit einer Doppelschaltung gearbeitet mit zwei Ventilen- i und i` sowie mit zwei Verbrauchern 4 und 4!, die zur Erzielung des RfickstTomes gegenseitig als Nebenschluß dienen, wenn das den Gleichstromanteil des Verbrauchers erzeugende Ventil sperrt. Die Sekundärwicklung des Transformators 7 ist über die beiden Verbraucher 4 und 4 geschlossen, denen je ein Ventil i und i' zugeordnet ist. Die Ventile liegen einerseits gleichpolig an verschiedenen außermitt-igen Anzapfungen 9 und g' des Transformators 7. Die beiden anderen gleichpoligen Anschlüsse der Ventile sind an die Verbindungsleitung des Verbrauchers 4 mit dem Verbraucher 4 angeschlossen-. Zur Veränderung des Verhältnisses der positiven zu den negativen Halbwellen der Verbraucherftrüme sind mehrere außermittige Transforma.toranschlüsse vorgesehen, die durch Regelschalter 8 bzw. 8' wahlweise anschaltbar sind. Eine voneinander unabhängige Regelung in den beiden Verbrauchern kann vorteilhaft sein.
In Fig. 4 ist als Ventilanordnung i i kein einf aches Ventil wie in den Figuren, i bis 3, sondern eine Graetzschaltung mit vier Ventilen vorgesehen. Die übrigen Teile mit ihren Biezugszeichen entsprechen denen der Fig. i. Eine Besonderheit der Einrichtung nach Fig. 4 stellt die zusätzliche Gleichstromspeisung über den Transformator 12 und die Gleichrichteranordnung ri dar. Hierdurch wird ein fremder Zusatzgleichstrom in den mit Wechselstrom von, dem Transformator 5 gespeisten Verbraucherkreis eingeführt. Durch die zusätzliche Gleichstromspeisung wird jedoch noch eine weitere Besonderheit erreicht, die in der Erzeugung eines Wechselstromes mit ungleich langen. Halbwellen besteht und im folgenden noch näher erläutert ist.
In den Fig. 5 und 6 ist der Verlauf von Gleichstrom überlagerten Wechselströmen dargestellt, die durch verschieden ausgebildet-, Einrichtungen nach der Erfindung erzielbar sind.
Die verschieden gerichteten Augenblickswerte der ungleichen Halbwellen der Ströme sind durch die Pfeile entgegengesetzter Richtung dargestellt; und zwar entspricht das Strombild nach Fig. 5 den Ausführungsbeispielen der neuen Einrichtung nach den Fig. i bis 3 und weist nur hinsichtlich des Mittelwertes verschiedene Halbwellen auf, während das Strombild nach Fig. 6 einem Wechselstrom entspricht, der mit der Einrichtung nach Fig, 4 erzielbar ist. Diese Halbwellen sind nicht nur hinsichtlich ihres Mittelwertes verschieden-, sondern auch hinsichtlich ihrer Dauer.
Soll mit einer neuen Einrichtung, die an sich nur Wechselströme mit Halbwellen, gleicher Dauer erzeugt, beispielsweise mit der Einrichtung gemäß Fig. i, Wechselstrom mit ungleich langen Halbwellen erzeugt werden, so kann erfindungsgemäß eine Drosselspule in den Verbraucherkreis eingeschaltet werden. Die Fig. 7 und 8 zeigen hierfür Beispiele. Die Drosselspulen sind jeweils mit 13 bzw. 13' bezeichnet. Ein auf diese Weise verzerrtes Strombild zeigt Fig. g.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt sowie nicht auf elektrolytische Räder als Verbraucher. Es sind auch andere Schaltungen als die dargestellten einbegriffen, sofern sie den erfindungsgemäßen Merkmalen entsprechen. Eine solche andere Schaltung Z, zeigt z. B. Fig. io. Hier liegt der durch die Drosselspule gebildete, Nebenschluß parallel zu dem wieder mit 4 bezeichneten Verbraucher 6.
Die Einrichtung nach der Erfindung kann anstatt für einphasigen auch für mehrphasigen Betrieb ausgebildet sein, und anstatt der dargestellten Ventilanord,nung können auch solche in anderen Gleichrichterschaltungen verwendet sein. Ebenso können alle Arten von Gleichrichtern Anwendung finden.

Claims

PATENTANSPROCHE- i. Einrichtung zur Erzeugung von Wechselstrom mit ungleichen Halbwellen in einem Verbraucher, insbesondere in elektrolytischen Bädern-, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbraucher über eine Ventilanordnung unter Zuordnung eines wirkleistungsverlustvermeidenden wechselstromdurchlässigen Nebenschlusses derart an eine Wechselstromquelle angeschlossen ist, daß in der,Sperrphase der Ventilanordnung über den Nebenschluß ein Rückstrom durch den Verbraucher fließt. :2. Einrichtung nachiAnspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschluß ein elektrischer oder ein mechanisch-elektrischer Speicher ist, der in der Sperrphase den Rückstrom erzeugt. 3.- Einrichtung nach Anspruch i oder :2, dadurch gekennzeichnet, daß als Nebenschluß ein Gleichstrommotor mit vorzugsweise regelbarer Fremderregung vorgesehen ist. 4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, daß als Nebenschluß eine Drosselspule vorgesehen, ist. 5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Blindwiderstand- der Drosselspule regelbar ist, vorzugsweise durch Gleichstronivormagnetisierung. 6. Einrichtung nach Anspruch:2, dadurch gekennzeichnet, daß als NTebenschluß ein Kondensator vorgesehen ist. ki 7. Einrichtung nach Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung in Graetzschaltung ausgeführt ist. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung eine besondere Wechselstromspeisung aufweist. g. Einrichtung nach Anspruch i oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilanordnung eine Drosselspule vorgeschaltet ist. io. Einrichtung nach Anspruch 1, 3 oder einem der folgenden Ansprehe, gekennzeichnet durch eine Doppelschaltung mit zwei Ventilanordnungen und zwei Verbrauchern, bei der die Verbraucher gegenseitig als Nebenschluß dienen (Fig. 3, 7). ii * Einrichtung nach Anspruch io, gekennzeichnet durch einen Speisetransformator mit derartigen sekundären Anzapfungen, daß das Verhältnis der verschieden gerichteten Halbwellenströme in den, beiden Verbraucherkreisen vorzugsweise unabhängig voneinander veränderbar ist.