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Einrichtung zum Betrieb von mit gittergesteuerten Dampf-oder Gasentladungsstrecken arbeitenden
Umrichtern.
Bei mit gittergesteuerten Dampf-oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Umrichtern besteht bekanntlich die Gefahr innerer Kurzschlüsse, die eine erhebliche Beeinträchtigung der Betriebssicherheit bedeutet. Zur Behebung dieser Gefahr kann man nun, wie bereits vorgeschlagen worden ist, eine stromabhängige Steuerung derart einführen, dass die gerade stromführende Gruppe von Entladungsstrecken die andere Gruppe von Entladungsstrecken gesperrt hält. Diese stromabhängige Steuerung ist an einen gewissen Kleinstwert der Grösse des Stromes gebunden. Da diese Bedingung auch für den Augenblickswert gilt, bestehen beim Nulldurchgang des den Umrichter durchfliessenden Stromes Schwierigkeiten bezüglich der Wirksamkeit der Steuerung, die nur mit erheblichem Aufwand beherrscht werden können.
Es ist nun weiter vorgeschlagen worden, die Steuerung der Entladungsstrecken derart durchzubilden, dass ein betriebsmässig gesteuerter innerer Kurzschluss zwischen den beiden Gruppen von Entladungstrecken zustande kommt. Jedoch bedeutet dieser innere Kurzschluss eine zusätzliche Belastung der Entladungsstrecken und der Transformatorwicklungen und erfordert ausserdem zu seiner Begrenzung weitere Aufwendungen in Form von Kommutierungsdrosseln usw., die ihrerseits wiederum Spannungsababfälle zur Folge haben.
Vorliegende Erfindung bezweckt nun die Beherrschung der inneren Kurzschlussgefahr ohne die Nachteile jeder der beiden vorgeschlagenen Anordnungen. Erfindungsgemäss werden beide bereits vorgeschlagenen Anordnungen gestaffelt verwendet. Dabei ist die Anordnung derart ge- troffen, dass das Einsetzen der Entladung in den Entladungsstrecken, die gemäss den Bedingungen des Gleichrichterbetriebes arbeiten, gegenüber dem Schnittpunkt der Phasenspannungen der abzulösenden bzw. der ablösenden Anode um einen derartigen Phasenwinkel verzögert wird, der dem Betrage nach gleich der Phasenvoreilung des Beginnes der entsprechenden Wechselrichterkommutierung in der andern Gruppe von Entladungsstrecken gegenüber dem gleichen Schnittpunkt ist.
Ausserdem ist die stromabhängige Steuerung vorgesehen, die, wie bereits weiter oben angedeutet wurde, erst oberhalb eines vorbestimmten Kleinstwertes des Durchgangsstromes wirksam ist. Es ergibt sich somit, dass mit kleinstem Aufwand für jeden Betriebszustand völlige Sicherheit besteht, denn im Bereich sehr kleiner Augenblickswerte ist die betriebsmässige Steuerung des inneren Kurzschlussstromes ausreichend, und im Bereich grosser Augenblickswerte des Durchgangsstromes beherrscht die stromabhängige Verriegelungssteuerung die Verhältnisse. Die bei Anordnungen mit betriebsmässig gesteuertem, innerem Kurzschluss benutzten Kommutierungsdrosseln können also sehr klein gehalten werden, weil sie ja nur bei sehr kleinen Strömen wirksam sein sollen.
Ausserdem werden die Entladungsstrecken und die Transformatorwicklungen bei grösseren Stromwerten nicht durch den sonst auftretenden betriebsmässigen inneren Kurzschlussstrom beansprucht. Es ergibt sich also, dass die gestaffelte Anwendung beider bereits vorgeschlagener Anordnungen die Nachteile jeder einzelnen Anordnung vermeidet, aber nicht ihre Vorteile preisgibt.
Der Erfindungsgedanke soll an Hand der Zeichnung, die sich auf einen Trapezkurvenumrichter, dessen sekundärer Spannung erforderlichenfalls eine Kompensationsharmonische überlagert sein kann, bezieht, erläutert werden, u. zw. nur für den Betrieb mit nichtausgezeichneter Phase an einer einzigen Gruppe von Entladungsstreeken. Unter nichtausgezeichneter Phase sind die Phasen zu verstehen, die
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nur das im wesentlichen horizontale Teilstück von trapezförmigen Wechselspannungen liefern. Es bestehen für jede der beiden Energierichtungen getrennte Steuerwege, u. zw. für Gleichrichterbetrieb die
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Entsprechendes gilt für die zweigestrichene Gruppe von Entladungsstreeken.
Bei der im oberen Teil der Zeichnung angenommenen Phasenverschiebung von 600 zwischen der Spannung U und dem sinusförmig angenommenen Strom J arbeitet zunächst die zweigestrichene Gruppe von Entladungsstrecken und liefert gleichzeitig eine die eingestrichene Gruppe von Endladungsstrecken sperrende strom-
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erreichbar ist, den ausgezogenen Verlauf haben würde. In Wirklichkeit wird e'8p schon vor dem Nulldurchgang des Stromes unwirksam, und das hat zur Folge, dass die betriebsmässigen Steuerkomponenten
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vorganges, wie er bereits eingangs kurz geschildert wurde.
Nunmehr arbeiten die eingestrichenen Ent- ladungsstreeken, u. zw. bis zum Nulldurchgang von U im Gleichrichterbetrieb, alsdann im Wechsel- riehterbetrieb. Gleichzeitig liefern sie eine die zweigestrichene Gruppe von Entladungsstreeken sperrende Steuerspannung e"8P'die, wie bereits bei e'8p hervorgehoben wurde, nicht sofort wirksam ist und ebenso auch kurz vor dem nächsten Nulldurchgang des Stromes unwirksam wird. Um die Betrachtung der Vorgänge zu vereinfachen, ist ferner angenommen worden, dass die Kommutierung in den Zeiten der Wirksamkeit der stromabhängigen Steuerung praktisch zeitlos verläuft.
Es wird noch zu der stromabhängigen Steuerung bemerkt, dass die sonst nur mit erheblichem Aufwand und nur unter Schwierigkeiten zu erreichende Genauigkeit nicht mehr so hoch zu sein braucht, d. h. es können auch die Zeiten der Unwirksamkeit am Anfang und Ende jeder Stromhalbwelle verschieden lang sein, da ja die Betriebssicherheit anderweitig sichergestellt ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum Betrieb von mit gittergesteuerten Dampf-oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Umrichtern, bei der die nichtstromführende Gruppe von Entladungsstrecken jeweils gesperrt ist, dadurch gekennzeichnet, dass einerseits das Einsetzen der Entladung in den Entladungsstrecken gemäss den Bedingungen des Gleichrichterbetriebes mit einer Phasenverschiebung gegenüber dem Schnittpunkt der Phasenspannungen der abzulösenden bzw.
der ablösenden Anode verzögert wird, die dem Betrag nach gleich der Phasenvoreilung des Beginnes der zugehörigen Wechselrichterkommutierung gegenüber diesem Schnittpunkt ist, anderseits eine stromabhängige Verriegelungssteuerung zwischen den beiden Gruppen von Entladungsstrecken vorgesehen ist, bei denen in jedem Augenblick die eine Gruppe von Entladungsstrecken gemäss den Bedingungen des Gleiehriehterbetriebes, die andere Gruppe von Entladungsstrecken gemäss den Bedingungen des Wechselrichterbetriebes gesteuert wird.