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Schaltungsanordnung zur Verminderung der Störempfindlichkeit fremdgesteuerter Trockengleichrichter
Es sind fremdgesteuerte Gleichrichter bekannt, die zur Erzielung einer phasenempfindlichen Gleichrichtung mit einer Steuerspannung bestimmter Phasenlage gesteuert werden. Als erwünschte Begleiterscheinung solcher Anordnungen ergibt sich eine gewisse Unempfindlichkeit gegen Störspannungen, solange deren Frequenz nicht genau oder annähernd mit der Steuerspannungsfrequenz oder einer ihrer ungeradzahligen Harmonischen übereinstimmt.
Eine weitere Bedingung für das einwandfreie Arbeiten eines fremdgesteuerten Gleichrichters ist die, dass die Amplitude der Störspannung an den Gleichrichterelementen eine maximale Grösse nicht überschreitet. Diese maximale Grösse der Störspannung ist dadurch gegeben, dass ihr Momentanwert nie den Momentanwert der Steuerspannung abzüglich der Messspannung und abzüglich der für das einwandfreie Arbeiten der Anordnung notwendigen Mindeststeuerspannung überschreiten darf. Anders ausgedrückt ergibt sich die notwendige Steuerspannung aus der Summe : Störspannung + Messspannung + Mindeststeuerspan- nung.
Sind hohe Störspannungen zu erwarten, so ergibt sich die Notwendigkeit, die Steuerspannungentsprechend zu erhöhen. Diesem Bestreben sind jedoch folgende Grenzen gesetzt : 1. Durch die oft nicht in gewünschter Grösse zur Verfügung stehende Steuerleistung und 2. durch die maximal zulässige Verlustleistung der Gleichrichterelemente. 3. Eine durch Vergrösserung der in den Gleichrichterelementen vernichteten Steuerleistung auftretende Temperaturdrift erschwert die Symmetrierung der Gleichrichteranordnung.
Bei der erfindungsgemässen Schaltungsanordnung zur Verminderung der Störempfindlichkeit fremdgesteuerter Trockengleichrichter werden über die notwendigen Arbeirs- oder Symmetr1erwiderstände hinaus zu jedem Gleichrichterelement noch direkt Widerstände bei der Spannungsgleichrichtung zur Unempfindlichkeit gegenStörspannungen in Serie und bei der Stromgleichrichtung zur Unempfindlichkeit gegen Stör- ströme parallelgeschaltet. Die Grösse der Widerstände wird so gewählt, dass der durch die Gleichrichterelemente fliessende Strom den mindestnotwendigen nicht wesentlich überschreitet. Dadurch wird erreicht, dass die Verlustleistung in den Gleichrichterelementen nicht unzulässig erhöht wird. Lediglich der Steuerleistungsbedarf steigt linear mit der Steuerspannung.
Die auftretenden Spannungs- und Stromverhältnisse
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notwendige Steuerspannung darstellt. Den Spannungsbetrag U, der sich aus der Summe dieser drei Spannungswerte ergibt, muss nach den obigen Ausführungen die Steuerspannung mindestens aufweisen. Wie aus dem Kennlinienfeld zu entnehmen ist, würde jedoch bei Anlegen dieser Spannung die zulässige Verlustleistung Qmax im Gleichrichterelement überschritten werden. Der maximal zulässige Strom 1 durch das Gleichrichterelement ist durch den Schnittpunkt der Kennlinie Gl und Qmax gegeben. Die Grösse des notwendigen Serienwiderstandes ist durch den Spannungsabfall U-U festgelegt und als Kennlinie Rs eingezeichnet.
Die resultierende Kennlinie von Rs und dem Gleichrichterelement Gl ist strichliert eingetragen.
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sprechen den Spannungen mit gleichen Indexzahlen in Fig. l. Die maximal mögliche Steuerspannung U ist durch den Schnittpunkt der Kennlinien Gl und Qmax gegeben. Die Grösse des notwendigen Parallelwiderstandes ist durch den Strom 1 -1 festgelegt und als Kennlinie Rp eingezeichnet. Die resultierende
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Kennlinie von Rp und Gl ist wieder strichliert eingetragen.
Eine erfindungsgemässe Schaltung zeigt Fig. 3. Darin sind 1, 2, 3, 4 die Gleichrichterdioden, denen ohmsche Widerstände 5, 6, 7, 8 vorgeschaltet sind, um die bei grösseren Störspannungen notwendige Erhöhung der Steuerspannung vornehmen zu können. 9 und 10 sowie 11 und 12 sind ohmsche Widerstände, die paarweise gleich gross sind. Das Anzeigeinstrument 13 für die zu messende Spannung U ist zwischen die Mittelpunkte E und F geschaltet. An die Eingangsklemmen A und C wird die zu messende Spannung Uz und die Störspannung Ul gelegt, während die Steuerspannung U. an die Klemmen D und B angeschlossen wird.
Wenn die SteuerspannungU4 grösser ist als die Summe Ul t-U + U, so bestimmt sie, welche Gleichrichter stromdurchlässig werden. In Fig. 4 und Fig. 5 sind zur Vereinfachung die bei einer bestimmten Richtung der Steuerspannung U gut leitenden Gleichrichter als Leitungsstücke eingezeichnet. Jene Gleichrichter, die für die kleinere Spannung Ul + U auch in der Durchlassrichtung einen erheblichen Widerstand darstellen, sind zur weiteren Vereinfachung als unendliche Widerstände fortgelassen.
Aus den Fig. 4 und 5 geht hervor, dass die zu messende Spannung Uz nur bei Vorhandensein der viel. grösseren Steuerspannung U. im Instrument 13 einen Stromfluss hervorrufen kann, dass sich dieser Strom im Instrument umkehrt, wenn die Spannung U sich umkehrt, und dass er sich auch umkehrt, wenn nur die Steuerspannung U, ihre Polarität wechselt. Wechseln die zu messende Spannung U und die Steuerspannung gleichfrequent ihre Polarität, so tritt die erwünschte phasenempfindliche Gleichrichtung ein.
Durch die Verwendung der erfindungsgemässen Vorwiderstände 5, 6,7, 8 wird erst die Möglichkeit geschaffen, ohne Überlastung der Gleichrichter eine so hohe Steuerspannung zu benutzen, dass nur diese und nicht auch die Störspannung den Widerstand der Gleichrichter bestimmen.