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Anordnung zum Sehalten von gesteuerten Stromrichtern.
Im Stammpatent ist ein Verfahren zum Schalten von gesteuerten Stromrichtern mit Hilfe der
Steuergitter beschrieben, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass ein von kontinuierlichem Gleichstrom durchflossener Hilfsstromkreis, welcher mit der Kathode und mit den Gitterkreisen des Stromrichters in Verbindung steht, durch einen Schaltvorgang einfachster Art, nämlich die Unterbrechung eines ein- zigen Kontaktes, eine derartige Veränderung erfährt, dass der Stromrichter durch eine dabei auftretende hinreichend hohe negative Spannung an den Gittern, gesperrt wird. Es wurden ferner im Stammpatent zwei spezielle Schaltungen zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens angegeben.
Den Gegenstand dieses Zusatzpatentes bilden nun eine Reihe von weiteren Schaltungen, welche zur praktischen Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens dienen und sich alle auf die in Fig. 1 angegebene Grundschaltung zurückführen lassen.
In Fig. 1 bedeutet Kein Schnellrelais, welches im Störungsfall die sofortige Unterbrechung des von Gleichstrom durchflossenen Hilfsstromkreises bewirkt. Zur Lieferung des den Hilfsstromkreis durch- fliessenden Ruhestromes dient eine Hilfsstromquelle Gl, z. B. ein kleiner Trockengleichrichter, welcher bei normalem Betrieb der Anlage mit dem Widerstand R belastet ist.
Um mit der angegebenen Anordnung im Störungsfall eine dauernde Abschaltung des Strom- richters zu erzielen, ist es notwendig, ein Relais K zu verwenden, welches nach erfolgtem Ansprechen auch dann den Kontakt offen hält, wenn der abnormale Strom oder die abnormale Spannung die das
Ansprechen bewirkt haben, wieder verschwinden. Andernfalls würde nach Eintreten einer Störung ein periodisches Aus-und Wiedereinschalten vor sich gehen.
In weiterer Ausbildung der Erfindung lässt sich nun das angegebene Abschaltverfahren in ausser- ordentlich einfacher Weise auch mit Zuhilfenahme eines gewöhnlichen Schnellrelais durchführen, dessen
Anker nach Aufhören des Stromes oder der Spannung, welche das Ansprechen bewirkt haben, sofort wieder in die Grundstellung zurückkehrt.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch ermöglicht, dass man in Serie zu dem Kontakt des Schnellrelais K, den Kontakt eines Hilfsrelais H legt, dessen Spule derart in das Hilfsstromsystem eingeschaltet ist, dass sein Kontakt, der entweder ein Schliess-oder ein Öffnungskontakt ist, bei normalem Betrieb dauernd geschlossen ist, nach Ansprechen des Schnellrelais aber dauernd offen bleibt. Durch eine der- artige Anordnung wird erreicht, dass der nach Ausschaltung des Stromrichters erfolgende Rückgang des
Schnellrelais wirkungslos ist und der Stromrichter dauernd gesperrt bleibt. Für die Ansprechzeit des Hilfsrelais gilt die Bedingung, dass sie kürzer sein muss als die kürzestmögliche Abschaltzeit des Stromrichters, vermehrt um die für den Rückgang des Schnellrelais benötigte Zeit.
Fig. 2 zeigt eine Schaltung gemäss der Erfindung. In dem von der Gleichstromquelle (H gespeisten Hilfskreis liegen der Kontakt des Schnellrelais K und der des Hilfsrelais H, sowie die Spule des Hilfs- relais, deren Ohmscher Widerstand den Strom im Hilfskreis begrenzt. Der Schliesskontakt des Hilfsrelais H wird durch den Ruhestrom selbst im geschlossenen Zustand erhalten und ist durch einen in der Ruhelage offenen Druckknopfkontakt D überbrückt. Die zur Erzeugung der Zündspannungen dienende
Gittersteuerungsapparatur ist mit S bezeichnet.
Bei Ansprechen des Schnellrelais K tritt augenblicklich die volle Leerlaufspannung der Hilfs- stromquelle (K (anfänglich noch vermehrt um die in der Spule des Relais H bei der Unterbrechung des
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Stromes induzierte Spannung) als Sperrspannung an den Gittern des Stromrichters auf. Infolge der zunächst vom Schnellrelais K bewirkten Unterbrechung des Iblisstromkreises wird das Hilfsrelais H aberregt und der Hilfsstromkreis durch die Öffnung des Kontaktes dieses Relais dauernd unterbrochen.
Der Rückgang des Schnellrelais nach erfolgter Sperrung bleibt ohne Einfluss. Das Wiedereinsehalten des Stromrichters erfolgt durch kurzzeitige Schliessung des Kontaktes D.
Fig. 3 zeigt eine andere Schaltung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens, die sich von der nach Fig. 2 dadurch unterscheidet, dass die Spule des Hilfsrelais H nur bei Sperrung des Stromrichters stromdurehflossen ist. Zur Begrenzung des Hilfsstromes bei normalem Betrieb dient der Widerstand R, welcher im allgemeinen höchstens von gleicher Grössenordnung wie der Widerstand der Spule des Relais H ist. Ein, wenn auch nur vorübergehendes Ansprechen des Schnellrelais K bewirkt wieder mit Hilfe des mit einem Öffnungskontakt versehenen Relais H dauernde Abschaltung des Stromrichters.
Wiedereinschalten erfolgt auch hier durch kurzzeitige Betätigung des Druckknopfes D.
An Stelle dieses Druckknopfes kann selbstverständlich auch der Kontakt eines weiteren Relais treten. Ferner ist es möglich, das Hilfsrelais H mit weiteren Kontakten z. B. für die Signalisierung der Störung auszurüsten, oder diesem Relais ein weiteres Relais für einen derartigen Zweck parallel zu schalten.
Es wird öfter gefordert, dass die Abschaltung eines Stromrichters im Störungsfall sehr rasch das Wiedereinschalten aber nur allmählich erfolgt. Erfindungsgemäss kann diese Forderung bei dem gegenständlichen Abschaltverfahren dadurch in ausserordentlich einfacher Weise erfüllt werden, dass man an Stelle des Druckknopfkontaktes einen variablen Widerstand verwendet und damit den Kontakt D nicht plötzlich, sondern gewissermassen nur allmählich schliesst. Bei den Schaltungen nach Fig. 2 oder 3 soll im allgemeinen der Maximalwert dieses variablen Widerstandes gross gegen den Widerstand des Hilfsrelais H, der Minimalwert klein gegen diesen Widerstand oder Null sein.
Um das Abschalten und das allmähliche"Wiederhochfahren"vollkommen automatisch durch- zuführen, kann man den regelbaren Widerstand mit Motorantrieb versehen und den Motor in Abhängigkeit vom Hilfsrelais H etwa mittels weiterer Kontakte dieses Relais oder mittels eines diesem Relais parallel geschalteten Relais derart steuern, dass der Widerstand nach erfolgtem Abschalten des Stromrichters allmählich kleiner wird, so lange bis sich der Kontakt des Hilfsrelais H wieder schliesst. Sobald dies geschehen ist, kehrt der Widerstand in die Anfangsstellung zurück, womit der normale Betriebszustand der Anlage wieder hergestellt ist.
In Fig. 4, welche eine Weiterentwicklung der Fig. 2 darstellt, ist eine etwas andere Schaltung für das allmähliche Wiedereinschalten gezeigt. An Stelle eines variablen Widerstandes, welcher den Kontakt des Relais H überbrückt, wird hier ein Potentiometer P benützt, welches zwecks Wiedereinschaltung des Stromrichters einerseits den Kontakt des Relais H allmählich überbrückt, wobei der Hilfsstrom ansteigt, anderseits einen Nebenschlusswiderstand zur Spule dieses Relais nach und nach vergrössert. Durch diese Anordnung wird der Stromanstieg in der Spule des Relais H vergrössert, so dass das Wiederansprechen rascher und sicherer erfolgt.
Bei den bisher beschriebenen Schaltungen wurde der zur Schnellabschaltung dienende Hilfsstromkreis durch eine eigene Hilfsstromquelle Gl gespeist. Erfindungsgemäss lässt sich jedoch bei solchen Steuerungsverfahren, bei denen ein hinreichender Gitterstom zustande kommt, auch der Gitterkreis selbst als Hilfsstromkreis"verwenden. Fig. 5 zeigt beispielsweise eine derartige, der Schaltung nach Fig. 2 entsprechende Anordnung. Das Ansprechen des Schnellrelais K bewirkt sofortige dauernde Abschaltung des Stromrichters durch die infolge der Unterbindung des zur Kathode fliessenden Gitterstromes entstehende Sperrspannung.
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Arrangement for holding controlled power converters.
In the parent patent is a method for switching controlled power converters with the help of
Control grid described, which is characterized in that an auxiliary circuit through which continuous direct current flows and which is connected to the cathode and to the grid circuits of the converter, undergoes such a change by a switching process of the simplest type, namely the interruption of a single contact, that the converter is blocked by a sufficiently high negative voltage occurring on the grids. Furthermore, two special circuits for carrying out the method according to the invention were specified in the parent patent.
The subject of this additional patent now forms a series of further circuits which are used for the practical application of the method according to the invention and which can all be traced back to the basic circuit indicated in FIG.
In Fig. 1 means no high-speed relay, which in the event of a fault causes the immediate interruption of the auxiliary circuit through which direct current flows. An auxiliary current source Gl, z is used to supply the quiescent current flowing through the auxiliary circuit. B. a small dry rectifier, which is loaded with the resistor R during normal operation of the system.
In order to achieve a permanent shutdown of the converter in the event of a fault with the specified arrangement, it is necessary to use a relay K which, after it has responded, also keeps the contact open if the abnormal current or voltage causes the
Caused the response to disappear again. Otherwise, after the occurrence of a fault, a periodic switching off and on again would take place.
In a further embodiment of the invention, the specified disconnection process can now be carried out in an extremely simple manner, also with the aid of a conventional high-speed relay, its
Armature immediately returns to the basic position after the current or the voltage that caused the response has ceased.
According to the invention, this is made possible by placing the contact of an auxiliary relay H in series with the contact of the high-speed relay K, the coil of which is switched into the auxiliary power system in such a way that its contact, which is either a make or a break contact, is in normal operation is permanently closed, but remains permanently open after the high-speed relay has responded. Such an arrangement ensures that the decrease in the after switching off the converter
High-speed relay is ineffective and the converter remains permanently blocked. The condition for the response time of the auxiliary relay is that it must be shorter than the shortest possible switch-off time of the converter, plus the time required for the high-speed relay to drop.
Fig. 2 shows a circuit according to the invention. The auxiliary circuit supplied by the direct current source (H contains the contact of the high-speed relay K and that of the auxiliary relay H, as well as the coil of the auxiliary relay, whose ohmic resistance limits the current in the auxiliary circuit. The normally open contact of the auxiliary relay H is closed by the closed-circuit current itself State and is bridged by a pushbutton contact D, which is open in the rest position. The one used to generate the ignition voltages
Grid control apparatus is denoted by S.
When the high-speed relay K responds, the full open circuit voltage of the auxiliary power source (K (initially increased by that in the coil of the relay H when the
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Current induced voltage) as reverse voltage on the grid of the converter. As a result of the interruption of the Iblis circuit initially caused by the high-speed relay K, the auxiliary relay H is de-energized and the auxiliary circuit is continuously interrupted by the opening of the contact of this relay.
The drop in the high-speed relay after it has been blocked has no effect. The converter is stopped by briefly closing contact D.
FIG. 3 shows another circuit for carrying out the method according to the invention, which differs from that according to FIG. 2 in that the coil of the auxiliary relay H only carries current when the converter is blocked. The resistor R, which is generally at most of the same order of magnitude as the resistance of the coil of the relay H, is used to limit the auxiliary current during normal operation. If the high-speed relay K responds, even if only temporarily, the converter is permanently switched off again with the aid of the relay H provided with an opening contact.
Switching on again takes place here by briefly pressing push button D.
Instead of this push button, contact with another relay can of course also occur. It is also possible, the auxiliary relay H with other contacts z. B. to equip for the signaling of the fault, or this relay to connect another relay in parallel for such a purpose.
It is often required that a converter is switched off very quickly in the event of a fault, but switched on again only gradually. According to the invention, this requirement can be met in an extremely simple manner in the disconnection method in question by using a variable resistor instead of the pushbutton contact and thus closing contact D not suddenly, but rather gradually. In the circuits according to FIG. 2 or 3, the maximum value of this variable resistance should generally be large compared to the resistance of the auxiliary relay H, and the minimum value should be small compared to this resistance or zero.
In order to completely automatically switch off and gradually "restart", the adjustable resistor can be provided with a motor drive and the motor can be controlled depending on the auxiliary relay H, for example by means of additional contacts of this relay or by means of a relay connected in parallel with this relay, so that the Resistance gradually decreases after the converter has been switched off, until the contact of the auxiliary relay H closes again. As soon as this has happened, the resistance returns to its initial position, which restores the system to its normal operating status.
FIG. 4, which represents a further development of FIG. 2, shows a somewhat different circuit for the gradual switching on again. Instead of a variable resistor, which bridges the contact of the relay H, a potentiometer P is used here, which gradually bridges the contact of the relay H on the one hand, whereby the auxiliary current increases, and on the other hand a shunt resistor to the coil of this relay gradually enlarged. This arrangement increases the current rise in the coil of the relay H so that the response is quicker and more reliable.
In the circuits described so far, the auxiliary circuit used for rapid disconnection was fed by its own auxiliary power source Gl. According to the invention, however, the grid circuit itself can also be used as an auxiliary circuit in the case of such control methods in which a sufficient grid current is generated. FIG. 5 shows, for example, such an arrangement corresponding to the circuit according to FIG. 2. The response of the high-speed relay K causes immediate permanent The converter is switched off due to the reverse voltage generated as a result of the grid current flowing to the cathode being prevented.