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Anordnung zum Betrieb von gittergesteuerten Gleichrichtern.
Bekanntlich ergeben sich Schwierigkeiten beim Anschalten von Gleichstromverbrauchernetzen an Gleichrichter, besonders wenn es sich um sogenannte kalte Netze handelt, d. h. um Netze, deren Belastungswiderstand bei der Inbetriebnahme bedeutend kleiner ist als im Betriebszustand (z. B. Lichtnetze). Diese Schwierigkeiten liegen darin, dass der speisende Gleichrichter bei der Anschaltung zunächst erheblich überlastet wird. Man hat bereits verschiedene Massnahmen vorgeschlagen, um eine derartige Überlastung zu vermeiden oder doch auf ein zulässiges Mass zu beschränken. Diese bekannten Massnahmen sind jedoch zumeist verwickelt und schwerfällig, da Schaltoperationen in den Hauptstromkreisen vorgenommen werden müssen.
Diese Nachteile lassen sich bei der den Erfindungsgedanken verkörpernden Einrichtung dadurch vermeiden, dass der Anlassvorgang mittels der Gittersteuerung bewirkt wird, wobei die Gittersteuerung sowohl für die betriebsmässige Regelung als auch für die Steuerung des Anlassvorganges herangezogen wird.
Es ist zwar bekannt, dass eine von Hand betätigte Gittersteuerungseinrichtung genau wie andere Regelapparate auch zu einem Anlassen von Hand bei der Inbetriebnahme dienen kann, und es ist ferner auch bekannt, eine betriebsmässige Gittersteuerung durch Überlagerung verschiedener Steuereinflüsse vermittels zweier Steuerspannungskomponenten durchzuführen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Anordnung zum Betrieb von gittergesteuerten Gleichrichtern, bei der die Gittersteuerung erfindungsgemäss sowohl die Spannungsregelung bei Normalbetrieb als auch den Anlassvorgang vollkommen selbsttätig bewirkt ; hiebei führt die Steuerung den Anlassvorgang mit einer derartigen Zeit- verzögerung durch, dass die thermischen Einflüsse des Netzes, d. h. also in erster Linie der Einfluss des zunächst sehr kleinen und später anwachsenden Belastungswiderstandes, nicht zu einem unzulässig hohen Strom führen können.
Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung dient dabei die Steuerweehsel- spannungskomponente zur betriebsmässigen Steuerung und die Steuergleichspannungskomponente im wesentlichen, jedoch unter Mitwirkung der Wechselspannungskomponente für den Anlassvorgang und in Verbindung hiemit für die Umschaltung vom Anlasszustand zum Betriebszustand.
Der Erfindungsgedanke ist in den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Gleichrichteranlage ist an das Drehstromnetz 1 angeschlossen, enthält einen Haupttransformator 2 sowie ein mehranodiges Gefäss 3 und speist das Gleichstromverbrauchernetz 4. Die den Gitterkreisen mittels eines Drehtransformators 5 zugeführte phasenveränderliehe Steuerwechselspannung kann willkürlich oder selbsttätig, z. B. durch einen von der erzeugten Gleichspannung gesteuerten Ma- gneten 10, geändert werden. Sämtlichen Gitterkreisen gehört ferner eine Parallelschaltung von Widerstand 11 und Kapazität 12 an.
Gemäss der Erfindung ist nun eine derartige Anordnung getroffen, dass während des Betriebes keine oder nahezu keine negative Vorspannung den Gittern zugeführt wird, ausser Betrieb oder während des Anlassvorganges wird den Gittern eine negative Vorspannung zugeführt.
Erreicht wird dies durch einen Schalter 13, der während des Normalbetriebes geöffnet gehalten wird, z. B. durch einen Ruhestromkreis, und je nach den Betriebserfordernissen ferngesteuert sein kann oder auch zwangläufig während einer vorbestimmten Schaltfolge bei der Inbetriebnahme der Gleichrichteranlage beeinflusst werden kann. Die erforderliche negative Vorspannung wird im vorliegenden Fall mittels des Erregerliehtbogenkreises (Transformatorwicklung 6, Hilfsanoden' (und 8, Drosselspule 9', Widerstand 14) geliefert. Jedoch kann es auch zweckmässig sein, die Gleichspannung von einer unab-
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hängigen Spannungsquelle zu liefern, z. B. Batterie oder Hilfsgleichrichter, der unmittelbar mit dem Wechselstromnetz 1 verbunden ist.
In den Spannungspfad des Magneten 10 ist ferner ein Schalter 15 eingefügt, der den Stromkreis erst schliesst, wenn die Gleichspannung angenähert ihren Nennwert erreicht
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kreises 11, 12, u. zw. wählt man eine derartige Zeitkonstante, dass die im allgemeinen von thermischen Einflüssen (Gltblampenbelastung) abhängige Zeitkonstante des Widerstandes des Verbraucherkreises kompensiert ist. Mit der Verringerung der Gleichspannung nimmt die resultierende Gitterspannung
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Entladungen einsetzen, um entsprechend der weiteren Verringerung der negativen Vorspannung in der Phase der Anodenspannung soweit vorverlegt zu werden, dass der Wert von etwa 80% der Nenngleiehspannung erreicht wird.
Nunmehr schliesst sich der entsprechend eingestellte Schalter 15 selbsttätig und setzt damit die selbsttätige Spannungsregelung (Steuerung des Drehtransformators 5 durch den Spannungsmagneten 10) in Betrieb. Auch bei dieser Regelung empfiehlt es sich, den Regelvorgang nicht
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zur betriebsmässigen Selbstregelung zu erreichen.
Das Ausserbetriebsetzenerfolgtzweekmässigerweisemittels des Schalters 13, u.'zw. praktischträgheitslos, da die bereit gehaltene negative Vorspannung sofort nach Schliessen des Schalters 13 wirksam ist und die resultierende Gitterspannung solche Werte annimmt, dass keine Entladungsstrecke neu zündet. Sobald dies eingetreten ist, öffnet sich der Schalter 15 und der Drehtransformator 5 kehrt in seine Grundstellung zurück. Entsprechend kann man auch eine Abschaltung bei Überstrom mittels eines Überstromsehalters 2 ? bewirken, der den Ruhestromkreis unterbricht.
Der Abschaltvorgang verläuft in derselben Weise wie bei willkürlicher Abschaltung. Um ein sofortiges Wiedereinschalten nach der Überlastung zu vermeiden, wird man den Schalter 17 festklinken, um ihn je nach den Erfordernissen nach einer gewissen Zeit selbsttätig oder willkürlich auszulösen.
Durch die vorgeschlagene Steuerung, die sinngemäss auch auf Kommutatorsteuerung übertragen werden kann, wird erreicht, dass der Anlassvorgang mit der durch die Netzverhältnisse bedingten Zeitverzögerung vor sich geht, die betriebsmässige Regelung sichergestellt ist und der Absehaltvorgang praktisch trägheitslos verläuft.
Arbeitet der Gleichrichter auf ein bereits unter Spannung stehendes Netz, so gelten die vorstehenden Überlegungen entsprechend. 1\1an kann in einem solchen Fall dann den Schalter 15 entbehren. Erforderlich
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Null oder von sehr kleiner Spannung aus erfolgt.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zum Betrieb von gittergesteuerten Gleichrichtern ; insbesondere von solchen mit lichtbogenförmiger Entladung, dadurch gekennzeichnet, dass die Gittersteuerung sowohl die Spannungregelung bei Normalbetrieb als auch den Anlassvorgang selbsttätig bewirkt, wobei der Steuerungsvorgang beim Anlassvorgang das Hochfahren der vom Gleichrichter gelieferten Spannung mit einer derart bemessenen Zeitverzögerung durchführt, dass der Strom während des Anlassens auch unter den insbesondere thermischen Einflüssen des Verbrauchernetzes einen vorbestimmten Wert, beispielsweise den doppelten Dauerstrom, nicht überschreitet.