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Verfahren zur Steuerung eines mehrphasigen Stromrichters.
Es ist bekannt, zur Gittersteuerung eines Stromrichters einen Hilfsgleichrichter gleicher Phasen- zahl zu verwenden, dessen Anodenströme transformatorisch auf die Gitter einwirken. Die Erfindung betrifft ein neues verbessertes Steuerverfahren dieser Art, das im folgenden an Hand der Figuren erklärt werden soll.
Fig. 1 zeigt die bekannte Anordnung eines Hilfsgleiehrichters bei einem Sechsphasenstromrichter unter Weglassung der zur Zündzeitpunktsverschiebung dienenden Regeleinrichtung. In die Anoden- leitungen des Hilfsgleichrichters H sind die Primärwicklungen von Kopplungstransformatoren K eingeschaltet, deren Sekundärwicklungen auf die Gitter des Stromrichters S einwirken. Der Hilfs- gleichrichter erzeugt Gitterspannungen steil ansteigender Front und stellt dabei, im Gegensatz zu andern Spannungsquellen steiler Wellenfront, eine verhältnismässig ergiebige Stromquelle dar, die ausreichend grosse Gitterströme liefern kann.
Er ermöglicht so die genaue Einhaltung der jeweils eingestellten Zündzeitpunkte des Stromrichters und gegebenenfalls einen einwandfreien Parallelbetrieb mehrerer Gefässe.
Die Wirkungsweise eines derartigen Steuergleichrichters kann wie folgt beschrieben werden : Es wird angenommen, dass der Gleichstrom durch die Drossel D praktisch konstant gehalten wird.
In Fig. 2 a und b ist Spannung und Strom zweier benachbarter HilfsgleichrichterRnoden a1 und < dargestellt. Während der Zeit des Alleinbrennens einer Anode ist der die Primärwicklung des betreffenden Kopplungstransformators durchfliessende Gleichstrom Ig voraussetzungsgemäss nahezu konstant, so dass die Sekundärwicklung spannungslos bleibt. Während der Überlappungs-oder Kommutierungszeit übernimmt die Anode a2 allmählich den Gleichstrom, d. h. der Strom der Anode al nimmt allmählich bis auf Null ab und der der Anode a2 im gleichen Masse zu. Während dieser Zeit sind daher die Kopplungstransformatoren K1, K2 wirksam.
Ihre Primärwicklungen sind dann infolge der leitenden Verbindung zwischen al und a2 in Serie geschaltet und werden von der Differenzspannung (verketteten Spannung) der den Anoden a1 und a2 zugeordneten Phasenspannungen gespeist. Diese Differenzspannung ist noch in Fig. 2 c der Deutlichkeit wegen als Sinuslinie herausgezeichnet und, soweit sie in die Kommutierungszeit fällt und daher in den Kopplungstransformatoren wirksam ist, durch Sehraf- fierung hervorgehoben.
Falls die Kopplungstransformatoren durchwegs im linearen Gebiet der Magnetisierungslinie arbeiten, ist die Kathodenspannung des Hilfsgleichrichters in Fig. 2 a durch die stark ausgezogene, die Differenzspannung halbierende Linie gegeben. Je nach der Polarität des Anschlusses der Kopplungstransformatoren kann zur Zündung des Stromrichters entweder der schraffierte, unterhalb dieser Linie liegende, die Löschung des Hilfsanodenstromes bewirkende Spannungsimpuls oder der oberhalb liegende, den Anstieg des Hilfsanodenstromes bewirkende verwendet werden.
Die Erfindung besteht nun darin, dass man die Kommutierung im Hilfsstromriehter abweichend vom Bekannten stets zwischen Anoden stattfinden lässt, die hinsichtlich der Phasenlage der Spannung nicht benachbart sind. Die Differenzspannung zweier kommutierender Anoden des Hilfsgleichrichters soll also im Vektordiagramm einem Zentriwinkel von mehr als 360'/n entsprechen, wenn n die Phasenzahl des zu steuernden Stromrichters ist. Wie aus Fig. 2 d hervorgeht, erzielt man bei einer derart vergrösserten Phasendifferenz der kommutierenden Anoden wesentlich grössere wirksame Spannungen.
Bei Fig. 2 d ist dabei vorausgesetzt, dass die Kommutierungszeit, d. h. die Gitterimpulsdauer, die gleiche ist wie früher, was stets durch entsprechende Wahl der Induktivität des Anodenkreises bzw. der Kopplungstransformatoren erzielt werden kann. Es ist aber nach dem erfindungsgemässen Verfahren beispiels-
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weise auch möglich, bei gleichbleibendem Spannungsendwert eD die Impulsdauer zu verkürzen, was in vielen Fällen vorteilhaft ist. Weiters kann sich auch der durch die Erfindung erzielte Vorteil in einer Verminderung des Materialaufwandes und der Kosten des Hilfsgleiehrichters auswirken.
Der Erfindungsgedanke lässt sich in der Weise verwirklichen, dass man den Hilfsgleichrichter in mehrere zwei-oder mehrphasige Teilsysteme auflöst, die unabhängig voneinander arbeiten. Die Fig. 3 zeigt eine derartige Anordnung, bei der ein sechsphasiger Hilfsgleichrichter in drei zweiphasige Gleichrichter geteilt ist. Zur Konstanthaltung des Gleichstromes, d. h. zur Erzielung eines Kom-
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Die Kommutierungsspannung ist in Fig. 3 eine Durchmesserspannung und doppelt so gross als bei Fig. 1.
Die erfindungsgemässe Unterteilung des Hilfsgleichrichters kann auch durch Verwendung einer Saugdrosselschaltung erzielt werden. In Fig. 4 ist eine solche Schaltung, ebenfalls für den Fall eines
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Zum Aufbau eines Steuergleichrichters gemäss der Erfindung können in besonders vorteilhafter Weise Trockengleichriehterelemente verwendet werden, die sich bekanntlich durch praktisch unbegrenzte Lebensdauer und hohe Betriebssicherheit auszeichnen und keinerlei Nebenapparate für Zündung, Erregung oder Heizung erfordern.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Steuerung eines mehrphasigen Stromrichters mittels eines Hilfsstromrichters gleicher Phasenzahl, dessen Anodenströme transformatorisch auf die Gitter des Hauptstromrichters einwirken, dadurch gekennzeichnet, dass beim Hilfsstromrichter die die Kommutierungen bewirkenden verketteten Spannungen einem Zentriwinkel von mehr als 360'/n entsprechen, wenn n die Phasenzahl des Stromrichters ist.