CH166342A - Anordung zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom. - Google Patents

Description

  Anordnung zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom.    Die von einem     Quecksilberdampfgleich-          richter    abgegebene Gleichspannung nimmt  mit     wachsender    Belastung bis gegen Null ab,  und     zwar    hauptsächlich wegen der     Streu-          real-,tanzen    im Wechselstromkreis. Wird  durch     Steuergitter    der Zündpunkt der  Anodenströme verzögert und dieser Ver  zögerung bei wachsender Belastung kon  stant gehalten, so erfährt die äussere  Charakteristik des Gleichrichters eine unge  fähre Parallelverschiebung zu tieferen Span  nungswerten.  



  In     Fig.    l- sind diese Verhältnisse zum  Ausdruck gebracht. G ist die vom Gleich  richter abgegebene Gleichspannung, .7 der  Gleichstrom. 1 stellt die normale äussere  Charakteristik der     Gleichrichteranlage    ,dar,  2 die ungefähr parallel nach tieferen Span  nungswerten verschobene Charakteristik, die  aus 1 erhalten wird, wenn der     Zündpunkt    der  Anodenströme um einen bestimmten Winkel  in Grad elektrisch verzögert wird. Wird die  Zündverzögerung etwa im Leerlauf des    Gleichrichters, also für     J-0,    grösser und  grösser gemacht, so nimmt die Spannung des  Gleichrichters bis auf Null ab. Wird dann  die     Gegen-E.    M.

   K. im Gleichstromkreis um  gepolt, so     kann    bei weiterem Vergrössern der  Zündverzögerung die umgepolte Gegen  E. M.     K.    bis zu einem Werte     gesteigert    wer  den, welcher der     Leerlaufspannung    des um  gesteuerten Gleichrichters entgegengesetzt  gleich ist. Der Gleichrichter arbeitet vom  Augenblick der     Umpolung    ab als Wechsel  richter     (Inverter)        und    liefert nunmehr Ener  gie in das Wechselstromnetz.

   Die     Spannung     G kann höchstens einen Wert     G.o    erreichen,  wobei unter     Go    die     Leerlaufspannung    bei ge  wöhnlichem     Gleichrichterbetrieb    ohne Steuer  gitter zu verstehen ist. Es fragt sich nun, bis  zu welchen Gleichstromwerten der Gleich  richter in ;dem Gebiete, wo er als Wechsel  richter     (Inverter)    arbeitet, belastbar ist.  



  Die mathematische Analyse ergibt, dass  die sich unter dem Einfluss einer     bestimmten     und konstant gehaltenen Zündverzögerung      einstellende Charakteristik bis an die in       Fig.    1 strichpunktierte Grenze 3 gilt. Diese  Grenze erweist sich mit guter Genauigkeit als  das Spiegelbild der Charakteristik 1 relativ  zur Stromachse J als Spiegelachse. Sie heisse  die     Trittgrenze,    denn, wenn man versucht,  den Gleichrichter über sie hinaus zu belasten,  erfolgt Übersteuerung, und der Apparat fällt  ähnlich     einer    Synchronmaschine ausser Tritt.  



  Durch diese Aussagen ist das ganze Ge  biet möglicher Belastungsfälle, das bei einem  gesteuerten Gleichrichter erreichbar ist, auf  geklärt. 2, 4, 5, 6 sind Charakteristiken, die  alle durch ungefähre Parallelverschiebung  aus der Charakteristik 1 und durch jeweilige  Vergrösserung der Zündverzögerung hervor  gehen. Jede dieser     Charakteristiken    ent  spricht nur vor     ihrem    Schnittpunkt mit . der       Trittgrenze        39    möglichen Belastungszustän  den. Wird versucht, mit der Belastung über  diese Grenzlinie 3 hinauszugehen, so fällt .der  Wechselrichter aus dem     Tritt.    Soweit die  mathematische Analyse.

      In Wirklichkeit ist es unmöglich, bis an  diese Grenze 3 heranzukommen, da bereits  mit Erreichen einer höher gelegenen Grenz  linie 7 die richtige Funktion der Steuergitter  aussetzt. Dies rührt von der endlichen     Ge-          schwindigkeit    :

  der     Entionisierung    her, die ein  augenblickliches, erneutes     Wirksamwerden     der     Steuergitter    nach Erlöschen des Licht  bogenstromes     verhindert.    Das Zustandsgebiet  zwischen den Kurven 1 und 7 und oberhalb  der     Halbachse    J entspricht sämtlichen Zu  ständen des Apparates als Gleichrichter, das  Gebiet zwischen den     Kurven    1 und 7 und  unterhalb der Halbachse J entspricht den  Zuständen als Wechselrichter     (Inverter).     



  In     Fig.    2 sind die Kennlinien für den  Wechselrichter     (Inverter)    nochmals darge  stellt, aber mit Vertauschung des Vorzeichens  der     :Spannung.    Als positive Spannung ist die  den Wechselrichter     (Inverter)    speisende  Gleichspannung G aufgetragen, 4, 5, 6 sind  drei     Kennlinien    für verschiedene Zündver  zögerungen. 3 ist die mathematisch errech  nete;     ohne        Berücksichtigung    der endlichen         Entionisierungszeit    geltende, 7 die wirkliche  Trittgrenze.  



  Wird nun ein Wechselrichter     (Inverter)     vorliegender Art aus einem Gleichstromnetz  gespeist, so, gibt es eine einfache und sichere  Massnahme, um auch bei Übersteuerung der  Gitter ein     Aussertrittfallen    des Apparates zu  verhüten. Es genügt nämlich, der den Gleich  stromkreis speisenden Vorrichtung eine  äussere Charakteristik, zum Beispiel Kurve 8,  zu erteilen, die unterhalb der     Trittgrenze    7  des Wechselrichters verläuft. Diese äussere  Charakteristik verhindert dann, dass bei  Übersteuern des Wechselrichters     (Inverters)     Zustände in unmittelbarer Nähe der Tritt  grenze erreicht werden können.  



  Gegenstand der Erfindung ist demnach  eine Anordnung zur Umformung von Gleich  strom in Wechselstrom mit Hilfe von als  Wechselrichter     (Inverter)    arbeitenden, ge  steuerten, gas- oder dampfgefüllten Ent  ladungsgefässen, welche dadurch gekennzeich  net ist, dass die äussere Charakteristik der den  Gleichstromkreis speisenden Vorrichtung  mindestens in einem Teil des möglichen Be  lastungsbereiches zwischen Leerlauf und  Kurzschluss unterhalb der Trittgrenze des  Wechselrichters     (Inverters)    verläuft.  



  Ein besonders wichtiger Fall der Anwen  dung dieser Anordnung liegt bei     frequenzun-          abhängiger    Kupplung zweier Wechselstrom  netze durch Gleichrichter und Wechselrich  ter     (Inverter)    vor. In diesem Falle stellt 8  die äussere Charakteristik des aus dem primä  ren Wechselstromnetz gespeisten Gleichrich  ters dar, während 4, 5, 6 Kennlinien des von  dem Gleichrichter gespeisten Wechselrichters       (Inverters)    und 7 die     Trittgrenze    des letzte  ren bedeuten.

      Besonders günstige     Verhältnisse    stellen  sich ein, wenn die äussere Charakteristik     g     der den Gleichstromkreis speisenden Vorrich  tung im ganzen Belastungsbereich vom Leer  lauf bis Kurzschluss unterhalb der Tritt  grenze 3 des Wechselrichters     (Inverters)    ver  läuft.      In der beiliegenden Zeichnung ist ein  Ausführungsbeispiel der Erfindung darge  stellt.  



  Der     Transformator    1 ist an das speisende  Wechselstromnetz 1 angeschlossen. Mit seiner       Sekundärseite    arbeitet er auf einen Gleich  richter 3, der seinerseits in an sich bekann  ter Weise mit dem Wechselrichter     (Inverter)     1 verbunden wird. Die Steuergitter 5 des  Wechselrichters     (Inverters)    4 werden in an  sich bekannter     Wcise    mittelst eines Steuer  :ipparates 6 gesteuert. Der den Wechselrich  ter     (Inverter)    4 speisende Gleichstromkreis  ist mit 7 bezeichnet. Der Wechselrichter     (In-          verter)        .I    speist über den Transformator S  das zu speisende Wechselstromnetz 9.

   Zur Be  einflussung der äusseren Charakteristik des  Gleichrichters 3 sind in dessen Wechselstrom  seite     Reaktanzen    10 eingeschaltet, die ent  sprechend der gewünschten, äussern Charak  teristik bemessen     und    eingestellt werden.  



  Die     Beeinflussun--    der äussern Charak  teristik des Gleichstromkreises kann auch auf  irgend eine andere geeignete Weise, zum Bei  spiel durch die Wahl der     Leerlaufspannung     der     das    Gleichstromnetz speisenden Vorrich  tung; an Stelle der     Iteaktanzen    10 können  auch andere Leiterelemente verwendet wer  den, über die bei Belastung Spannungsab  fälle auftreten, welche die Gleichspannung  herabsetzen.

   Wird der Gleichstrom durch       am        Wech,#,el.#;tromncatz    liegende Gleichrichter  geliefert, so kann auch durch die Wahl der       Wechselspannung    im Leerlauf die äussere       ('harakteristik    des Gleichstromnetzes in ge  wünschter Weise an die Trittgrenze angepasst  werden. Bei einem gesteuerten Gleichrichter  als Gleichstromquelle kann man die Anpas  sung ausserdem. durch die     Steuergitter    er  reichen.  



  Das Hauptanwendungsgebiet der Erfin  dung bilden gesteuerte Gleichrichter     mit        Gas-          oder    Dampffüllung mit Quecksilber- oder  Glühkathode und von beliebiger Phasenzahl  wie     Bauart.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anordnung zur Umformung von Gleich strom in Wechselstrom mit Hilfe von als Wechselrichter arbeitenden, gesteuerten gas- oder dampfgefüllten Entladungsgefässen, da durch gekennzeichnet, dass die äussere Cha rakteristik der den Gleichstromkreis speisen den Vorrichtung mindestens in einem Teil des möglichen Belastungsbereiches zwischen Leerlauf und Kurzschluss unterhalb der Trittgrenze des Wechselrichters verläuft. UNTERANSPRÜCHE: 1.

   Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Leerlaufspannung der den Gleichstromkreis speisenden Vor richtung entsprechend der gewünschten, äussern Charakteristik gewählt wird. 2. Anordnung nach Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass der den Wech selrichter speisende Gleichstromkreis durch einen an ein Wechselstromnetz angeschlos senen Gleichrichter gebildet wird, dessen Wechselspannung im Leerlauf entspre chend der gewünschten, äussern Charak teristik der den Gleichstromkreis speisen den Vorrichtung gewählt wird. 3.

   Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der den Wechsel richter speisende Gleichstromkreis durch einen an ein Wechselstromnetz angeschlos senen Gleichrichter mit Steuergittern ge bildet wird, die entsprechend der ge wünschten, äussern Charakteristik der den Gleichstrom liefernden Vorrichtung einge stellt werden. 4. Anordnung nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung der äussern Charakteristik der den Gleich stromkreis speisenden Vorrichtung, Leiter elemente vorgesehen sind, über die bei Belastung Spannungsabfälle auftreten, welche die Gleichspannung herabsetzen.