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Für den Betrieb von Stromverbrauchern wechselnder Stromrichtung mittels Gasentladungs- Strom- richtern sind bekanntlich sogenannte Umkehrschaltungen in Anwendung, in denen jeder Stromrichtung im
Verbraucherstromkreis eine eigene Gruppe von Gasentladungsstrecken zugeordnet ist. Bei diesen Umkehr- schaltungen unterscheidet man die sogenannte Kreuzschaltung. deren Merkmal gewöhnlich die Anwendung . von Mehranoden-Stromrichtergefässen ist und die Gegenparallelschaltung, die bei Anwendung von Ein- anoden-Stromrichtergefässen in Betracht kommt.
Beide Anordnungen können in der Weise betrieben werden, dass bei Fliessen eines Belastungsstromes bestimmter Stromrichtung nur die für diese Stromrichtung in Betracht kommende Gruppe von Gasentla- dungsstrecken zur Stromführung herangezogen ist. Bei Änderung der Stromrichtung im Belastungsstrom- kreis ist die für die neue Stromrichtung in Betracht kommende Gruppe von Gasentladungsstrecken zur
Stromführung zu bringen.
Bei Anlagen, insbesondere für elektromotorische Antriebe oder bei Umrichtern, bei denen der Zeitpunkt einer gewünschten Stromumkehr nicht vorhersehbar ist und nicht nur von der Steuerung der Gasentladungsstrecken abhängt, ist es bekanntlich üblich, ständig beide Gruppen der Gasentladungsstrecken in der Weise in Zündbereitschaft zu halten, dass die für die Führung des Stromes der gewünschten Stromrichtung in Betracht kommende Gruppe der Gasentladungsstrecken beispielsweise im Gleichrichterbetrieb und die andere gesperrt zu haltende Gruppe der Entladungsstrecken im Wechselrichterbetrieb ausgesteuert wird.
Hiebei wird eine mit Rücksicht auf den sogenannten Respektabstand maximal zulässige Wechselrichteraussteuerung gewählt.
Bei dieser Steuerweise der Gasentladungsstrecken treten bekanntlich impulsmässig verlaufende Aus- gleichsströme auf, die als Kreisströme bezeichnet werden und die durch sogenannte Kreisstromdrosseln begrenzt werden müssen. Diese Kreisstromdrosseln sind, da sie zweckmässig aus magnetisch hochwertigem Werkstoff angefertigt zu werden pflegen, teuer und bedingen eine zusätzliche Blindleistung und zusätzliche Verluste in der Stromrichteranlage.
Es ist deshalb erwünscht, das Steuerverfahren der Gasentladungsstrecken in der Weise abzuwandeln, dass die Entstehung eines Kreisstromes unterbunden ist, so dass die Kreisstromdrosseln in Fortfall kommen können und die Entstehung zusätzlicher Blindleistung oder Verluste vermieden ist. Eine hiefür zu erfüllende Bedingung ist, dass eine Stromumkehr in dem Belastungsstromkreis nur im stromlosen Zustand erfolgen darf. Die Einhaltung dieser Bedingung ist notwendig, um die Entstehung von Kreisströmen, die bei Fehlen von Kreisstromdrosseln eine gefährliche Höhe annehmen würden, auszuschliessen. Die Erfüllung dieser Bedingung ist indessen noch nicht ausreichend.
Dies ist darin begründet, dass bei einer gesteuerten Gasentladungsstrecke, deren Entladungsstrom in einem bestimmten Zeitpunkt verlischt, das beispielsweise an einer negativen Vorspannung liegende Steuergitter nicht im gleichen Zeitaugenblick, sondern erst um die sogenannte Freiwerdezeit später seine Sperrfähigkeit erlangt. Dies hängt bekanntlich damit zusammen, dass das Steuergitter nach Verlöschen des Stromes noch von einem Teil der positiven Ladungsträger im Entladungsraum umgeben ist, die erst nach einer gewissen Zeit, d. h. nach der Entionisierung unwirksam geworden sind. Diese Entionisierung ist erst nach Abklingen des damit verbundenen Rückstromes in den Gittervorwiderständen beendet, und erst nach
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dieser Zeit hat das Steuergitter den Spannungswert der negativen Gittervorspannung wieder erlangt.
Die Beendigung der Freiwerdezeit ist somit daran erkennbar, dass die über Widerstände an einer Vorspannungsquelle liegenden Steuergitter tatsächlich eine genügende negative Spannung annehmen.
Von diesem Umstand macht die Erfindung, die einen kreisstromlosen Betrieb des Stromrichters bei kürzester Umschaltzeit von einer Stromrichtung auf die andere sicherstellen soll, eine vorteilhafte Anwendung.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtungfür Stromrichteranlagen in Umkehrschaltung, bestehend aus zwei für die beiden Stromrichtungen im Verbraucherstromkreis bestimmten Gruppen von Gasentladungsstrecken mit zugehörigen Spannungsquellen für eine negative Gittervorspannung und zwei Gittersteuergeräten, durch die bei gleichbleibender Stromrichtung im Verbraucherstromkreis die eine Gruppe von Gasentladungsstrecken durch die zugehörigen Gitterspannungsimpulse zur Stromführung veranlasst wird, während die andere Gruppe durch Ausschaltung der ihr zugehörigen Gitterspannungsimpulse gesperrt bleibt.
Für eine solche Steuereinrichtung sieht die Erfindung eine Spannungsüberwachungseinrichtung für die Steuergitter der Gasentladungsstrecken vor, durch welche in Verbindung mit Schaltmitteln für die Gittersteuergeräte bei Einleitung einer Richtungsänderung des Verbraucherstromes nach Herabsteuerung dieses Stromes auf den Wert Null die Einschaltung der Gitterspannungsimpulse für die Gruppe der Entladungsstrecken für die neue Stromrichtung von der Wiederkehr der negativen Gittervorspannungen an der Gruppe derGasentladungsstrecken für die vorangegangene Richtung des Verbraucherstromes abhängig gemacht ist.
Ein Beispiel einer Ausführung einer Steuereinrichtung nach der Erfindung ist in der Figur als Prinzip- schaltbild wiedergegeben. Darin sind 1 und 2 zwei an einem Drehstromnetz R S T angeschlossene Trans- formatoren und 3 und 4 zwei Dreianoden- Stromrichtergefässe, die mit dem Verbraucherstromnetz P N in
Kreuzschaltung verbunden sind. In dem Beispiel ist dieses Verbraucherstromnetz als ein Gleichstromnetz angenommen, an das als Verbraucher ein Gleichstrommotor 5 angeschlossen ist.
Die gleiche Kreuzschaltung ist indessen auch für einen Umrichter geeignet, beispielsweise zur Um- formung von Drehstrom 50 Hz in Einphasenwechselstrom 16 2/3 Hz, wobei das Verbraucherstromnetz P N die Einphasenwechselspannung von 16 2/3 Hz führt.
Von den beiden Stromrichtergefässen 3 und 4 ist immer nur jeweils eines stromführend. Die aus der einen oder andern Kathode der Stromrichtergefässe austretenden Ströme sind über die Sekundärwicklungen der Stromwandler 6 und 7 geführt.
Die Steuergitter der Stromrichtergefässe sind über Vorwiderstände 8,9 und Ableitwiderstände 10, 11 mit den Gittervorspannungsquellen 12, 13 verbunden. Die von diesen gelieferten Gittervorspannungen sind so bemessen, dass unter ihrer Wirkung allein die Stromrichtergefässe völlig gesperrt sind. Die Spannungen betragen beispielsweise-100 V.
An den Verbindungsstellen der Widerstände 8, 10 und der Widerstände 9, 11 können über Dioden 14, 15 Gitterspannungsimpulse zugeführt werden, die in den Gitterimpulsgeräten 16 und 17 erzeugt werden.
Die Dioden sind zur Unterbringung eines Rückstromes in den Gitterimpulsgeräten bestimmt. Die beiden Gitterimpulsgeräte sind mit den Ausgängen A B eines Steuergerätes 18 verbunden, das die für die gewünschte Höhe des Stromes jeweils erforderliche Phasenlage der Gitterspannungsimpulse bestimmt. Durch Abgabe einer Hilfsspannung oder keiner Spannung an dem dritten Ausgang C bestimmt das Steuergerät, welches Stromrichtergefäss entsprechend der gewünschten Stromrichtung im Verbraucherstromkreis Gitterspannungsimpulse erhalten soll. Hiezu gibt das Steuergerät 18 an dem Ausgang C beispielsweise eine Hilfsspannung ab, wenn das Stromrichtergefäss 3 stromführend sein soll und gibt keine Hilfsspannung ab, wenn das Stromrichtergefäss 4 stromführend sein soll.
Da die Stromrichteranlage, die ohne Ausbildung eines Kreisstromes arbeiten soll, keine Kreisstromdrosseln besitzt, darf bei Änderung der Stromrichtung im Verbraucherstromkreis die Stromaufnahme durch das Stromrichtergefäss für die neue Stromrichtung erst erfolgen, wenn der Strom in dem andern Stromrichtergefässaufden Wert Null abgeklungen und die Entionisierung der Entladungsstrecken dieses Stromrichtergefässes beendet ist. Erst nach dieser als Freiwerdezeit bezeichneten Zeitdauer haben die Steuergitter das Potential der negativen Gittervorspannung und damit ihre volle Sperrfähigkeit erlangt.
Solange diese Freiwerdezeit nicht verstrichen ist, kann das Stromrichtergefäss bei Zündung des andern Strofflichterge- fässes für die neue Stromrichtung immer noch durchzünden, wodurch wegen des Fehlens der Kreisstromdrosseln ein Kurzschluss eingeleitet würde.
Deshalb sieht die Erfindung vor, die Zündung des Stromrichtergefässes der neuen Stromrichtung von der Wiederkehr der negativen Gittervorspannung an den Steuergittern des Stromrichtergefässes der vorangegangenen Stromrichtung abhängig zu machen. An Stelle der Steuergitter können auch andere negative vorgespannte Gitter oder als Sonden wirksame Elektroden im Entladungsraum verwendet werden.
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Zur Messung derGitterspannungen dienen die als Relais dargestellten Spannungsüberwachungseinrich- tungen 19 und 20 mit den davon betätigten Arbeitskontakten 19a und 20a. Jeder dieser Arbeitskontakte trennt die Verbindung des Gitterimpulsgerätes der Gegenseite der Kreuzschaltung mit der Kathode des dazugehörigen Stromrichtergefässes.
Ausserdem ist die Verbindung der Gitterimpulsgeräte mit der Kathode des zugehörigen Stromrichtergefässes noch von zwei Relais 21 und 22 abhängig gemacht, die in Verbindung mit den Stromwandler 6 und 7 die Kathodenströme der Stromrichtergefässe überwachen und von einem weiteren Relais 23, das von dem Steuergerät 18 betätigt wird und damit die Auswahl des für die gewünschte Stromrichtung zuständigen Stromrichtergefässes trifft. Durch die Relais werden die Kontakte 21a, 22a sowie 23a und 23b betätigt.
Es sei jetzt der Fall angenommen, das Stromrichtergefäss 3 führe Strom und es soll eine Änderung der Stromrichtung vorgenommen werden, so dass das Stromrichtergefäss 4 stromführend wird. In dem Ausgangszustand, also zur Zeit der Stromführung des Stromrichtergefässes 3, ist das Relais 21 in Anzugsstellung, also Kontakt 21a geschlossen, während das Relais 22 abgefallen ist. Das Relais 23 befindet sich in Anzugsstellung, so dass Kontakt 23a geschlossen und Kontakt 23b geöffnet ist. Die Relais 20 sind sämtlich angezogen, so dass die Kontaktkette 20a geschlossen ist, während von den Kontakten 19a mindestens einer geöffnet ist.
Unter diesen Umständen ist die Verbindung zwischen dem Gitterimpulsgerät 16 und den Steuergittern des Stromrichtergefässes 3 hergestellt, während das Gitterimpulsgerät 17 von dem Stromrichtergetäss 4 abgetrennt ist.
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