<Desc/Clms Page number 1>
Anordnung für elastische Umrichter.
Bei Umrichtern, d. h. Einrichtungen zur unmittelbaren Frequenzumformung mittels gesteuerter
Entladungsstrecken, vorzugsweise gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsstrecken, muss man den verschiedenartigen Betriebsverhältnissen Rechnung tragen. Das bedingt im allgemeinen, dass jede Entladungsstrecke in der einen Halbwelle der niederfrequenten Spannung gemäss den Bedingungen des Gleichrichterbetriebes, in der andern Halbwelle der niederfrequenten Spannung gemäss den
Bedingungen des Wechselrichterbetriebes zu steuern ist. Um ein genaues Arbeiten zu erzielen, ist
EMI1.1
förmigen Spannungen zu steuern.
Ehe das Wesen der Erfindung erläutert wird, sei kurz das Wichtigste über Umrichter an Hand der Schaltung nach Fig. 1 geschildert. Der Umrichter enthält einen Mehrphasentransformator 6 mit einer Vieleckwicklung, die an das höherfrequente Drehstromnetz angeschlossen ist, und mit zwei mit den beiden Gruppen von gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken 1' ...3' und l".... 3" verbundenen Sternwicklungen und einen mit dem niederfrequenten Einphasennetz verbun- denen Transformator 7. Wie man erkennt, kann man die Entladungsstrecken zu einem mehranodigen Entladungsgefäss mit gemeinsamer Kathode zusammenfassen. Die Einrichtung. 5 mit den zusätz-
EMI1.2
kurve der Einphasenseite die Steuerverhältnisse für nicht ausgezeichneten Betrieb (österr. Patent Nr. 144861) angegeben.
Man erhält einen Kurvenverlauf G für die niederfrequente Einphasenspannung.
Die schraffierten Bereiche mit den zugehörigen Ziffern stellen die Zeiten dar, in denen die betreffenden Entladungsstrecken gemäss dem Gleichrichterbetrieb arbeitsbereit gehalten werden. Die nur einmal gezeichnete Linie K so] l das Bezugspotential der Kathode darstellen, während die Linie 0 ein durch
EMI1.3
entsprechende Kurvenverlauf TV für Wechselrichterbetrieb mit den ähnlichen schraffierten Zeitteilchen für die zweigestrichene Gruppe von Entladungsstrecken dargestellt. Da nun die Kurvenverläufe (r' und W sich spiegelbildlich nicht decken, ergeben sich bekanntlich betriebsmässig innere Kurzschlussströme, die zur Folge haben, dass die Gesamtspannung den Kurvenverlauf E annimmt.
Beim starren Umrichter, bei dem das Frequenzverhältnis konstant ist, lassen sich sämtliche Arbeitsbedingungen, insbesondere auch die Kurvenform der Gitterspannung, genau festlegen. Beim elastischen Umrichter hingegen, bei dem das Frequenzverhältnis gerade nicht konstant ist, lassen sich die Arbeitsbedingungen nicht beliebig genau festlegen. So kann es vorkommen, dass der Nulldurchgang der sekundären, niederfrequenten Spannung und damit das Ende der Gleichrichter-und Wechselrichterimpulse mit dem Ende eines der Impulse beispielsweise für .... 3' nicht zusammenfällt. Beim elastischen Umrichterbetrieb ergibt sich somit als neue Forderung, dass die Gleichrichter-bzw.
Wechselriehterimpulse einer Gruppe von Entladungsstrecken jederzeit plötzlich aussetzen können.
Vorliegende Erfindung bezweckt einen elastischen Umrichterbetrieb, der alle betrieblichen Forderungen möglichst genau erfüllt, und sieht die Verwendung zweier verschiedenartiger Gattungen von Entladungsstrecken vor. Die Erfindung soll nachstehend erläutert werden, wobei zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen werden soll. Man erkennt, dass in Verbindung mit einem aus Induktivität und Kapazität bestehenden Schwingung'kreis zwei gittergesteuerte Dampf-oder Gasentladungs-
<Desc/Clms Page number 2>
strecken 4'und 4"vorgesehen sind, die den Kommutierungsvorgang im Nulldurchgang der sekundären, niederfrequenten Spannung beeinflussen. Wie im einzelnen aus Fig. 2 und 3 zu ersehen ist, wird eine bestimmte Zeit, bevor die Spannung E durch Null durchgeht, entweder die Entladungsstrecke 4' oder 4"freigegeben und damit der Schwingungskreis eingeschaltet.
Beispielsweise mögen eben die Entladungsstrecken 1' ... 3' gemäss dem Gleichrichterbetrieb gearbeitet haben. Dann übernimmt
EMI2.1
französischen Patentschrift Nr. 809221) und die zuletzt brennende Entladungsstrecke der eingestrichenen Gruppe erlischt. Ist nach dieser Lastübernahme genügend Zeit verstrichen, so dass auch die zuletzt brennende Entladung-'strecke entionisiert ist, wird die Gleiehrichtersteuerung der zweigestrichenen Gruppe und die Wechselriehtersteuerung der eingestriehenen Gruppe eingeschaltet und damit die neue Halbwelle der niederfrequenten Spannung erzeugt.
Sobald also die Kommutierungsentladungsstrecke 4'eingeschaltet wird, muss die Gleiehrichtersteuerung von der eingestrichenen Gruppe weggenommen werden, da nun die Stromlieferung auf den
EMI2.2
zugleich mit dem Einschalten des Sehwingungskreises über Entladungsstrecke 4'die Wechselrichterimpulse der Entladungsstrecken 1", 2" und 3" etwas verschoben, so dass sie mit den Gleichrichterimpulsen von Anode J ?', 2'und 3'in Phase sind. Die so entstandenen Kommutierungsimpulse"der Anoden 1", 2"und 3"sind in Fig. 2 angegeben und mit 1"K, 2"K und 3" K bezeichnet.
Beide Gruppen von Entladungsstrecken werden demnach der Reihe nach von drei Arten von
EMI2.3
Gruppe ist gegenüber der Steuerung der eingestrichenen Gruppe sozusagen um 180 in der Phase verschoben. Fig. 3 zeigt noch die Steuerung der beiden Schwingungskreisentladungsstrecken 4' und 4", die in der Zeit vor dem Nulldurchgang die Last übernehmen. Durch die Kurvenverläufe der Fig. 2 und 3 ist somit festgelegt, wie die Steuereinrichtung arbeiten muss. Im folgenden wird gezeigt, wie sich dies mit Hilfe zweier verschiedenartiger Gattungen von Entladungsstrecken durchführen lässt.
Fig. 4 zeigt die eingestrichene Gruppe von Entladungsstreeken nebst der Steuereinrichtung für die zu den Anoden J', 2'und-T gehörigen Gitter. Zu jedem Gitter der Hauptentladungsstreeken gehört ein Steuerkreis, bestehend aus Gasentladestreeke und Widerstand, z. B. gehört zu Gitter l' Gasentladungsstrecke 10'und Widerstand 11'. Die Gitter dieser Hilfsentladungsstreeken sind negativ vorgespannt und können über die Steuertransformatoren 12', 22'und 82'kurzzeitig positiv zur Kathode gemacht werden. Ausserdem ist noch ein vierter gesteuerter Röhrenkreis 50', 51'und 52'angeordnet. der an kein Gitter der Hauptentladungsstreeken angeschlossen ist.
Die Kathoden der vier Hilfsentladungsstrecken sind durch die vier Kondensatoren K'1... K4' miteinander verbunden. Wenn das Steuerrohr 10' allein brennt, entsteht im Widerstand 11'ein Spannungsabfall, der das Gitter der Hauptanode 1'positiv gegen die Kathode macht. Steuerrohr 10'gibt somit Anode 1' frei. Wird anschliessend durch Erregen des
EMI2.4
Der Steuertransformator 22'gibt durch seinen Impuls nicht nur die Anode 2'frei, sondern nimmt gleichzeitig vom Gitter der Hauptanode !' die positive Spannung weg. Werden die Steuertransformatoren 12', 22'und 32'der Reihe nach kurzzeitig erregt, so erhalten die Hauptentladungsstrecken über die Hilfsentladungsstrecken 10', 20' und 30' eine Impulsfolge, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Sollen die Impulse der Hauptentladungsstrecken plötzlich verschwinden, so wird der Steuertransformator -52' erregt Es zündet Steuerrohr 50', das über die Kondensatoren Je/... K4'die übrigen Steuerrohre
EMI2.5
Kommutierungsimpulse auf die Gitter der Hauptentladungsstrecken J'... 3'geben.
Für die Erregung der Gittertransformatoren der Steuerrohre 10', 20'bedient man sich vorteilhaft einer Anordnung mit Elektronenröhren, deren Schaltung Fig. 5 zeigt. Mit den Ziffern 12', 22' und 32'sind dieselben Steuertransformatoren bezeichnet, wie in Fig. 4. Diese Transformatoren liegen primär in den Gitterkreisen der Steuerrohre von Fig. 4 und werden sekundär vom Anodenstrom der
EMI2.6
Die Elektronenröhren 13', 2. 3', 33', 13'', 23'', 33'' enthalten im Anodenkreis je einen Steuertransformator 12', 22'usw. und liegen gemeinsam an einer Gleichspannung. Die Gitter aller Röhren
<Desc/Clms Page number 3>
sind über Widerstände R an eine negative Vorspannung gelegt, die so gross ist, dass in den Elektronen- röhren kein Strom fliesst. Um die Gitter positiv zu machen, liegen parallel zu den Widerständen R drei in Reihe geschaltete Spannungen, nämlich die Spannung der Sekundärwicklungen TV,... W, eines Drehstromtransformators mit der Primärwicklung , die ihrerseits über den Drehregler D vom Drehstromnetz RST gespeist wird ; ferner die Spannung am Widerstand R1 bzw.
R2, die über den
Transformator A vom Einphasennetz UV geliefert wird und drittens die Spannung am Widerstand Ra bzw. R4, die über die Elektronenröhren SI und 82 dem Gleichstromnetz entnommen wird. Jedes Gitter der Röhren 13', 23'usw. ist mit zwei Transformatorwicklungen des Drehstromtransformators ver- bunden. Die Spannung dieser Transformatorwicklungen ist um 180 in der Phase verschoben, z.
B. liegt am Gitter der Entladungsstrecke 13'die Phase R von Wicklung W, und die negative Phase R von Wicklung Wa. Damit diese an dasselbe Gitter angeschlossenen Transformatorwicklungen keinen
Kurzschluss ergeben, sind nicht bezifferte Trockengleichrichter dazwischengeschaltet. Die Spannungen der Wicklungen à und IFs sind grösser als die Spannungen der Wicklungen W2 und W4. Sind die
Spannungen an den beiden Widerständen R1 und Rs Null, so ergibt sich z. B. für die Gitterspannung der Entladungsstrecke 13'die Kurve U gemäss Fig. 6, die sich aus der Aneinanderreihung der gleich- gerichteten Spannungen von Wicklung W2 Phase R und Wicklung Ifg Phase R zusammensetzt.
Die
Halbwelle W3 ist, wie bereits erwähnt, etwas grösser als die Halbwelle W2.
Kurve I in Fig. 6 zeigt den Anodenstrom der Entladungsstreeke M'. Sobald die Gitterspannung U einen bestimmten Wert Co überschreitet, setzt der Anodenstrom steil ein. Der rasche Stromanstieg des Anodenstromes überträgt sich über den Steuertransformator 72 auf das Gitter des Steuerrohres 10' (vgl. Fig. 4), das durch diesen Impuls zum Zünden kommt. Wenn Rohr 10'einmal gezündet hat, wird es durch den Steuertransformator 12 nicht mehr beeinflusst. Infolgedessen hat bei gezündetem Rohr 10' die absteigende Flanke des Anodenstromes 1 gemäss Fig. 6 keinen Einfluss auf Rohr 10'mehr. In
Fig. 6 ist ferner die Anodenspannung Ua der Anode l'des Hauptgefässes angegeben.
Dadurch, dass die Spannung Wu grösser ist als die Spannung W2 wird der Abstieg des Stromes I in der Phase ver- schoben. Wie ein Vergleich mit Fig. 2 zeigt, ergeben die durch W2 hervorgerufenen Stromstücke I die Gleichrichterimpulse und die durch W3 hervorgerufenen Impulse I die Wechselrichterimpulse für Anode 1. Um zu erreichen, dass Anode 7'während der positiven Halbwelle der Einphasenspannung nur die Gleichrichterimpulse, während der negativen Halbwelle nur die Wechselrichterimpulse erhält, ist in Reihe zu den Wicklungen IV2... Ifs des Drehstromtransformators die am Widerstand R1 bzw. R2 liegende Spannung geschaltet.
Diese Spannung entspricht den verschiedenen Halbwellen der Ein- phasenspannung und bewirkt, dass die Anode T im Takt der Einphasenspannung abwechselnd entweder nur die Gleichrichter-oder nur die Wechselrichterimpuke erhält.
Die an den Entladungsstrecken 13', 10'und 1' dargestellten Verhältnisse gelten sinngemäss auch für die übrigen einander zugeordneten Entladungsstreeken. Fig. 5 zeigt, wie diese einzelnen Entladungsstrecken zu verschiedenen Gruppen zusammengefasst werden, die gemeinsam durch die negative Spannung an den Widerständen R1 bzw. R2 abwechselnd ausgeschaltet werden.
Die dritte Spannung, an der die Gitter der Elektronenröhren 13', 23'usw. liegen, dient dazu, vor dem Nulldurchgang die Gleichrichterimpulse wegzunehmen und die Wechselrichterimpulse in der Phase nacheilend zu verschieben, d. h. aus den Weehselrichterinpulsen Kommutierungsimpulse zu machen. Dies geschieht dadurch, dass der Spannung Uo gemäss Fig. 6 noch eine zusätzliche negative
Spannung Uz aufgedrückt wird, wie in Fig. 7 angegeben ist. Durch die Zusatzspannung Uz rücken die Halbwellen der Wechselspannung W2 so stark ins Negative, dass sie keinen Anodenstrom I auslösen. Die Halbwellen W3 rücken ebenfalls ins Negative und erzeugen einen Strom IK, der gegenüber dem in Fig. 6 in der Phase verschoben ist.
Uz wird so eingestellt, dass der Anstieg von il, hervorgerufen durch Wus, dieselbe Phasenlage zur Hauptspannung Ua hat, wie vorher die Gleichrichterimpulse von Halbwelle W2. Durch die Zusatzspannung Uz gelingt es somit, einerseits die Gleichrichterimpulse zum Verschwinden zu bringen und anderseits die Wechselrichterimpulse so in der Phase zu verschieben, dass sie zu Kommutierungsimpulsen geworden sind.
Um die Zusatzspannung Uz an den Widerständen Rg und R4 herzustellen, sind die Widerstände mit den Elektronenröhren S1 und 82 in Reihe geschaltet. Die Elektronenröhren werden mittels Gitter gesteuert, deren Steuerspannung von der sinusförmigen Einphasenspannung UV abgenommen wird.
Da gegenüber Uv eine bestimmte Phasenvoreilung erforderlich ist, liegt der Steuertransformator B an einer Brücke, gebildet aus Widerstand RB und Kondensator OB. Die sinusförmige Steuerspannung würde an sich einen Anodenstrom bedingen, der aus den positiven Sinuswellen der Einphasenspannung bestünde. Um diese Halbwellen mehr der Rechteckform anzupassen, liegen die Sekundärwicklungen des Steuertransformators B über hochohmige Widerstände R. und R6 an den Gittern der Röhren S1 und S,. Sobald der Transformator B den Gittern gegenüber der Kathode eine bestimmte schwach negative bzw. positive Spannung gibt, beginnt ein kräftiger Gitterstrom zu fliessen, der verhindert, dass die Gitter zu stark positiv werden.
Fig. 8 zeigt die Einphasenspannung Ue und dazu phasenrichtig den Verlauf der Spannungen an den Widerständen R1, R2, R3 und Ri, sowie den resultierenden Spannungsverlauf an R3 und Rg
<Desc/Clms Page number 4>
bzw. R2 und R4'Durch das Ansteigen von U R3 bzw. U R4 werden die Gleichrichterintpulse von den Steuerröhren gemäss Fig. 4 weggenommen. Es genügt aber nicht, nur die Gitter der Steuerrohre negativ zu machen. Vielmehr müssen die Steuerrohre, die die Gleichrichterimpulse dem Hauptgefäss übermitteln, selbst erlöschen. Um diese Rohre zum Löschen zu bringen, wird gleichzeitig mit dem Ansteigen von
EMI4.1
oben beschrieben, das vorher brennende Rohr, das den Gleichrichterimpuls an das Hauptgefäss übermittelt, gelöscht.
Um beim Anstieg von U R3 bzw. U R4 gleichzeitig die Entladungsstrecke 50'bzw. 50" zünden zu können, liegt parallel zum WiderstandR3 bzw. R4 ein Steuertransformator E bzw. F, dessen Sekundärwicklung 52'bzw. 52"beim Einsetzen des Anodenstromes von 81 bzw. 82 das Steuerrohr 50, bzw. 50"zum Zünden bringt.
Fig. 3 zeigt die Zeiten, zu denen die Kommutierungsanoden 4'bzw. 4"freizugeben sind. Der Beginn der Freigabe fällt zusammen mit dem Anstieg von UR3 bzw. UR. Aus diesem Grunde werden die Gitter der gasgefüllten Steuerrohre 40'und 40", die die Anoden 4'bzw. 4"einschalten, ebenfalls
EMI4.2
die übrigen Hilfsentladungsstrecken gemäss Fig. 4 an Gleichspannung, sondern an der Einphasenspannung py. Dadurch wird in einfacher Weise erreicht, dass die Impulse dieser Steuerrohre von selbst erlöschen. Die Impulse haben die in Fig. 3 gezeichnete Form 4'und 4".
Eine Anordnung gemäss Fig. 4 besitzt noch den Nachteil, dass die Kathoden der Steuerstrecken in ihrem Potential dauernden Sprüngen unterworfen sind ; nehmen diese Kathoden doch beim Brennen der Entladungsstreeke fast das volle positive Potential an, während sie nach der Löschung der Ent-
EMI4.3
strecken auch im Zustand nach der Löschung der Entladungsstreeke sperrfähig sein müssen, so bedeutet dies, dass entwedes für jeder Rohr gesondert einzeln schaltbare Vorspannungsquellen vorhanden sein müssen, oder, da dies elektrisch nicht durchführbar ist, dass die umschaltbare Vorspannungsquelle
EMI4.4
tritt aber, sofern die Entladungsstrecke sich im Betrieb befindet, und das Gitter dann elektrisch das Potential der Anoden annimmt, am Gitterwiderstand ein Spannungsabfall auf,
der grösser ist als die Betriebsgleichspannung der Hilfsentladungsstreeke. Dieser grosse Spannungsabfall kann zu unerwünscht grossen Steuerströmen führen und die Steuerung erschweren. Ausserdem ist, wie der Fig. 4 zu entnehmen
EMI4.5
Hilfsentladungsstreeke die Sperrung mit Hilfe der Gittersteuerung, so tritt eine dauernde Arbeitbereitschaft aller Hauptentladungsstrecken einer Gruppe ein, die zu unzulässigen Brenndauern und Überströmen führen kann. Sollen nun auch den Gittern der Hauptentladungsstrecken Steuerungimpulse längerer Zeitdauer (derartige Fälle können z.
B. bei der Sperrung der Entladungsstrecken im Rückzündungsfalle auftreten), deren zeitliche Dauer grösser als eine höherfrequente Halbwelle ist, zugeführt werden, so bereitet das zufolge der induktiven Kopplung der Hilfsentladungsstreeken 10'-50' mit Vorsteuerung über die Transformatoren 12'-52'Schwierigkeiten.
EMI4.6
das Potential der Kathoden der Hilfsentladungsstrecken eindeutig festzulegen. Wie aus der Fig. 9 ferner ersichtlich wird, gelingt es auch, das bei der Steuerung nach der Fig. 4 eintretende sogenannte Arbeitsstromverfahren in ein Ruhestromverfahren umzuwandeln, so dass die Sperrzeit der Hilfsentladungsstrecken gleich der Arbeitsbereitschaft der Hauptentladungsstrecken wird.
Die Hilfs- entladungsstrecken werden nun so gesteuert, dass beispielsweise bei einer dreiphasigen Anordnung jede Steuerentladungsstrecke während 1200 gelöscht ist und während der übrigen 240 brennt, d. h. dass
EMI4.7
EMI4.8
EMI4.9
dargestellt ist, erfolgt nunmehr auf galvanischem Wege.
Die Steuerbedingung für die regelmässige zyklische Aufeinanderfolge der Impulse fordert im n-phasigen System, dass das jeweils zündende Rohr nur ein einziges von den n-1 übrigen, gerade
EMI4.10
oder die Steuerung der Hilfsentladungsstreeken oder beide heranziehen. Will man die Steuerstrecken mit negativer Vorspannung betreiben und die Zündung lediglich durch kurze positive Spannungsstösse bewirken, dann muss man beispielsweise durch Vorschalten von Troekengleichriehtern vor die zwischen die Anode der einzelnen Entladungsstreeken geschalteten Löschkondensatoren und durch entsprechende Bemessung der letzteren dafür sorgen, dass beim Zünden einer Steuerstrecke immer nur die im Zyklus nachfolgende gelöscht wird.
Die Bedingung aber, dass die Impulse für die Umrichterstreeken beliebig zu-und abgeschaltet und ebenso in der Phasen umgeschaltet werden können, lässt sich nur bei gleichzeitiger Beeinflussung der Steuerimpulse der Steuerstrecken, also durch Kombination mit dem folgenden
<Desc/Clms Page number 5>
Verfahren erfüllen. Die Steuerung der Steuerstrecken erfolgt entsprechend der Kommutierungs- bedingung in einem n-phasigen System sowohl bei der zyklischen Aufeinanderfolge als auch bei allen
Impulsumschaltungen hinsichtlich der Phase so, dass bei jeder Zündung jedes Rohr alle Steuerstrecken ausser der, die gerade gelöscht werden soll, positives Gitterpotential haben.
Zur Erfüllung der Forderung der beliebigen Zu-und Abschaltbarkeit sowie die Umschaltbarkeit hinsichtlich der Phasen wird eine zusätzliche, in die Kommutierung mit einbezogene Hilfsentladungs- strecke vorgesehen und so betrieben, dass sie während des Arbeitens der den Hauptentladungsstrecken zugeordneten Steuerstrecken dauernd brennt und während der geforderten Abschaltzeit für die Impulse der betreffenden Gruppe erloschen ist, wobei sie durch Zündung der letzten nicht brennenden Steuerstrecke gelöscht wird und schliesslich am Ende der Abschaltperiode zündet und dadurch die dann "fällige"Steuerstrecke löscht.
EMI5.1
Impulse die Gitter aller Steuerentladungsstreeken positiv gemacht werden und gleichzeitig durch Anlegen einer Sperrspannung die zusätzliche Hilfsentladungsstreeke gelöscht wird.
Während der Absehaltdauer brennen dann sämtliche Steuerentladungsstreeken. Beim Wiedereinschalten der Impulse wird durch Zündung der zusätzlichen Hilfsentladungsstreeke diejenige Steuerstrecke gelöscht, deren zugehörige Umrichter-Hauptentladungsstrecke als nächste freigegeben werden soll.
Vorteilhaft macht es sich bemerkbar, dass mangelnde Sperrfähigkeit eines Gitters einer Steuerstrecke nur zum Brennen aller Steuerstrecken und damit höchstens zum Abschalten einer Umrichterhälfte führen kann, nie aber zu Überströmen.
Will man zur Erfüllung der Steuerbedingungen den Kommutierungskreis und die Steuerung gemeinsam heranziehen, so kann man bei kurzzeitigen Spannungsstössen auf die Gitter der Steuerstrecken die zyklische Reihenfolge im Arbeiten der Gefässe durch Polygonschaltung der Löschkondensatoren mit vorgeschalteten Gleichrichtern erreichen. Zum Ausschalten der Impulse erhalten alle Gitter der Steuerstrecken positive Spannung. Zum Aus-und Wiedereinschalten der Impulse ist ein Lösehrohr vorgesehen, das jedoch durch eine getrennte Entladungsstrecke löschbar sein muss und auf Grund stärkerer Belastung mit einer Sternschaltung von Kondensatoren jedes andere Rohr zwar löschen kann, aber von keiner der Steuerstrecken beeinflussbar ist.
Fig. 9 zeigt eine dreiphasige Steuergruppe für die Steuerung der entsprechenden Entladungsstrecken im Umrichtergefäss 6. Die Steuerstrecken 10', 20'und. 30' sind mit den vorgeschalteten Steuerwiderständen 11, 21 und-M in Parallelschaltung an die Gleichspannungsquelle angeschlossen. Das Potential der Steuereinrichtung gegenüber der Kathode des Hauptgefässes 6 wird vermittels eines einstellbaren Potentiometers 60 eingestellt. Die Steuergitter des Gefässes 6 sind jeweils zwischen der Anode der zugehörigen Steuerstrecke und dem zugehörigen Steuerwiderstand angeschlossen.
Parallel zu den Steuerstrecken liegt an der Gleichspannungsquelle über einen Strombegrenzungswiderstand 51 eine weitere Hilfsentladungsstrecke 50', mittels derer die An-und Abschaltung sämtlicher Impulse der betreffenden Gruppe bewirkt werden kann. Um beim Zünden einer Steuerstrecke stets eine andere löschen zu können, sind Kommutierungskondensatoren k/-k4'vorgesehen, über welche die Steuer-
EMI5.2
entsprechende Steuerung und gegebenenfalls durch unsymmetrische Bemessung der einzelnen Kondensatoren lässt sich stets erreichen, dass betriebsmässig die drei Steuerstrecken einander zyklisch ablösen, während die Entladungsstrecke 50'dauernd brennt, dass bei gelöschter Entladungsstrecke 50'die drei Steuerstrecken sämtlich leitend sind,
und dass durch die Einleitung der Entladung in der Strecke 50' die im Arbeitszyklus folgende Steuerstrecke gelöscht wird.
Die dargestellte Anordnung arbeitet im wesentlichen wie ein Wechselrichter. Dabei werden (vgl. hiezu insbesondere die Fig. 11) die Lösehstösse durch die Kondensatoren kil'-knauf sämtliche Entladungsstrecken übertragen, (Es entstehen dabei die ins Negative gerichteten Zacken bei dem Kurvenverlauf a10-a50.) Diejenigen Entladungsstrecken, die-wie der Gittersteuerplan UIO-U50 zeigt-positives Steuerpotential besitzen, zünden unmittelbar anschliessend an die negative Spitze wieder ; an derjenigen Entladungsstrecke jedoch, die gelöscht werden soll, liegt ein negatives Gittersteuerpotential, so dass diese nicht wieder zünden kann und gesperrt bleibt.
Fig. 10 zeigt ein Ausführungsbeispiel mit im Grunde gleichartiger Schaltung. Lediglich die Kommutierungskondensatoren "-"sind in Stern angeordnet und dabei möglichst gleich bemessen, wenigstens für die Kommutierung der Steuerstrecken untereinander. Der Kondensator k4/1 kann bei dieser Schaltung auch ganz weggelassen werden, ohne dass an der Arbeitsweise etwas geändert wird.
Eine weitere Ausführungsmöglichkeit bietet die Vereinigung von im Vieleck bzw. in Stern geschalteten Kommutierungskondensatoren, wobei z. B. Kondensatoren k/-ka'zwischen den Anoden der Steuerstrecken 70'-50'zur betriebsmässigen Steuerung vorgesehen sind, während weitere Kondensatoren k1"-k3" jeweils zwischen den Anoden der Steuerstrecken 10'-30'und der Anode der Ent- ladungsstreeke 50'zur Steuerung der Gesamtimpulse vorgesehen sind. Bei einer derartigen Schaltung können ferner, wie oben schon erwähnt wurde, gleichrichtende Elemente, z. B. Trockengleichrichter,
EMI5.3
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
während die Kurven o, g""g"den Verlauf der Steuerimpulse angeben.
Durch die Steuerung der
Entladungsstrecke 50'wird beispielsweise eine Sperrung der Umrichtergruppe während der Zeit T bewirkt. Im Augenblick t wird die Steuerstrecke 50'vermöge ihrer Gittersteuerung gelöscht, die im Arbeitszyklus "fällig" ist. Der Augenblick t1 (Ende der Sperrperiode) braucht nicht so zu liegen, dass die Arbeitsperiode der Entladungsstrecke 10'ihre normale Länge (120 ) hat, er kann auch später liegen, so dass dann die erste löschende Entladungsstrecke (im Beispiel Entladungsstrecke 10') nur für eine entsprechend kürzere Zeit gelöscht bleibt.
Wie die Kurven zeigen, löschen zwar in bestimmten Zeitpunkten stets alle drei Steuerstrecken zur gleichen Zeit für einen kurzen Augenblick, da sämtliche
Entladungsstreeken von der gerade zündenden Entladungsstrecke her das Löschpotential über die
Löschkondensatoren aufgedrückt wird. Betrachtet man aber, dass das Potential der Kathode des Umrichtergefässes 6 etwa nach der Geraden ek verläuft, wie sie in Fig. 11 bei Kurve a :
ao eingezeichnet ist, und dass die dargestellten Kurven o, < , in bezug auf diese Gerade ek nichts anderes darstellen, als den Verlauf der entsprechenden Gitterimpulse der Hauptentladungsstrecken, so erkennt man,
EMI6.2
spannungsspitze zur Folge hat, die jedoch die Steuerung nicht nachteilig beeinflusst. Dieses Ausführungs- beispiel erlaubt es somit, eine sichere und einfache, rein elektrisch arbeitende Steuerung vorzusehen, ohne dass die Nachteile der in Fig. 4 vorgeschlagenen Steuerung in Kauf genommen zu werden brauchen.
Durch die Erfindung wird also erreicht, dass die normalen Steuerbedingungen für Gleichrichterund Wechselrichterbetrieb sichergestellt werden und ausserdem in jedem gewünschten Zeitpunkt die niederfrequente Wechselspannung durch Null gehen kann, d. h. die Erfindung ermöglicht eine stetige Veränderung des Nulldurchgangs der niederfrequenten Spannung.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Anordnung zur Steuerung elastischer Umrichter, die zur unmittelbaren Umformung von Wechselstrom einer Frequenz in solchen anderer Frequenz dienen, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem mit Mitteln zur erzwungenen Kommutierung versehenen Umrichter ausser den üblichen Steuereinrichtungen für Gleich- und Wechselrichterbetrieb solche für die Kommutierung vorgesehen sind, die es gestatten, einerseits die Gleich-und'Wechselrichtersteuerung zu beliebig wählbarem Zeitpunkt so abzuändern, dass im wesentlichen die inneren Kurzschlussströme des Umrichters unterdrückt werden, anderseits den Nulldurchgang der niederfrequenten Spannung jederzeit durchzuführen.