Anordnung zur Gittersteuerung für elastisehe Umrichter mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken. Beim Betrieb von mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeiten den elastischen Umrichtern ergeben sich be kanntlich versehieden'e Eigentümlichkeiten. Unter diesen herrscht diejenige vor, dass die Entladungsstrecken derart zu steuern sind, dass jederzeit Energie sowohl aus dem Pri märnetz, das normalerweise die höhere Fre quenz aufweist, an das Sekundärnetz, als auch in umgekehrter Richtung geliefert wer den kann.
Das bedeutet, dass stets die eine Gruppe von Entladungsstrecken in Gleich- richterbereitschaft, die andere Gruppe von Entladungsstrecken in Wechselrichterbereit- schaft zu halten ist, wobei die Art der Be reitschaft von llalbwelle zu Halbwelle der niederen Frequenz wechselt.
Es ist nun be reits erkannt worden, dass bei solchen Be- triebsverhältnissen innere Kurzschlussmög- lichkeiten bestehen, die man beispielsweise mit einer stromabhängigen Verriegelungs- steuerung beherrschen kann.
Diese wirkt in der Weise, dass die jeweils stromführende Gruppe von Entladungsstrecken die an dere Gruppe von Entladungsstrecken ge sperrt hält, also eine mögliche bestehende Ar beitsbereitschaft nicht zulässt. Man kann auch, wie neuerdings vorgeschlagen worden ist (vergl. Patent Nr. <B>183553),</B> den Betrieb noch besser beherrschen, indem man das Ein setzen der Entladung in den Entladungs strecken bei Gleichrichterbetrieb mit einer Phasenverschiebung verzögert,
die dem Be trag nach gleich gross ist wie die Phasenvor- eilung des Beginnes der entsprechenden Wechselrieliterkommutierung. Diese Steue rungsmöglichkeiten kann man für starre Um richter als ausreichend ansehen.
Beim Betrieb von elastischen Umrichtern ist die Arbeitsweise jeder Entladungsstrecke nicht wie beim starren Betrieb genau fest- legbar. Hier ergeben sich die verschieden artigsten Steuerungsmöglichkeiten, die man im allgemeinen betriebssicher nur beherr- sehen kann, wenn man mehrere sich gegen seitig ausschliessende Steuerwege vorsieht (vergl. Patent Nr. <B>173887).</B> Dennoch bringt es die Eigentümlichkeit des elastischen Be triebes selbst bei Vorhandensein sämtlicher, bei starren Umrielitern <U>vollkommen</U> ausrei chender Schutzmassnahmen mit sich, dass innere Kurzschlussströme entstehen können.
Dies beruht darauf, dass die Wechselrichter- kommutierung mit einer nennenswerten Pha- senvoreilung, meist mehr als<B>30 '</B> bezogen'auf die höherfrequente Periode, vor der entspre chenden Gleiehrichterkommutierung stattfin den muss. Von einem Umrichter, wie er hier verwendet wird, können zwei verschiedene Kurvenformen geliefert werden, die e., und eb genannt seien (vergl. Fig. 2).
Es sei angenommen, dass der Teilumrich- ter I in Fig. <B>5</B> die Kurvenform e., dadurch herstellt, dass die Entladungsstrecken Ill', <B>132', 152'</B> und wieder<B>111'</B> arbeiten (unter der Voraussetzung, dass in dem betrachteten Augenblick Gleichrichterbetrieb herrscht). Gleichzeitig wird vom Teilumrichter II die Spannungskurve eb erzeugt, und zwar da durch, dass die Entladungsstrecken 200', 221', 242',<B>261'</B> und wieder 200' arbeiten.
Die Phasenlage der beiden vom Teilumrich:ter I und II gelieferten Teilspannungen bezw. deren Grundwellen ist die gleiche. Dabei ar beitet der Teilumrichter I, der die Kurven form e., liefert, ohne Sternpunktsentladungs- strecke, der andere, der die Kurvenform eb liefert, wie ersichtlich, mit Siernpunktsent- ladungsstrecke.
Jeder Teilumrieliter liefert dabei ab wechselnd die Kurvenform e., und eb. Die Kommutierung der zyklisch sich folgenden Phasen muss für den Wechselrichterbetrieb vor dem entsprechenden Spannungssehnitt- punkt und für den Gleichrichterbetrieb nach diesem erfolgen.
Diese Vor- bezw. Nach- eilung kann bis zu<B>30 ' -</B> bezogen auf die höhere Frequenz der Teilspannungen und vom Spannungssehnittpunkt aus gerechnet<B>--</B> betragen.
Die Steuerung der Entladungs strecken erfolgt sowohl von der Primär- (höllerfrequenten),Seite wie von der Sekun- där-(niederfrequenten);Seite. Die vom Pri märnetz gelieferten Impulse sind zweck mässig solche spitzer Wellenform.
(Fig. <B>3).</B> Es sei dabei der Einfael-iheit halber angenom men, dass die Entladungsstrecken bei diesei- Gittervorspannung mit Sicherheit auspre- chen. Ändert sieh nun innerhalb des durch die Vor- und Nacheilung der beiden Kommu- tierungen gegebenen Intervulles die Phasen lage der sekundären Spannung, so muss, um dieser Lagenänderung Rechnung zu tragen, z.
B. bei dem betreffenden Teilumrichter- system, von der Kurve eb auf die Kurve e., übergegangen werden. In der Fig. <B>3</B> ist der kritische Bereich<B>b</B> einzeln ausgezeichnet.
Der Steuerplan für die Gittersteuerung der Phase<B>1</B> enthält die mit wr bezeichneten Wechselriehterimpulse und die mit gr be zeichneten Gleichrichterimpulse. Die einzel nen Streuspannungen e, teilen sich auf in sol che für den grossen Spannungswert und solche für den kleinen Spannungswert (Index<B>k).</B> Diese Impulse können von der Primär- (pr.), wie von der Sekundärseite (sek.) erteilt worden.
Es- ergeben sieh somit acht Steuerkurven für die zwei Spannungs werte der Phase<B>1.</B> Der ursprünglichen Kur- venform'eb liegt ein Spannungssehnittpunkt der Kurven<B>5</B> und<B>1</B> zur Zeit t, zugrunde.
<B>30 '</B> voreilend erfolgt die Wechselrichterzün- dung der Phase<B>1</B> für diesen Spannungs schnittpunkt (vergl. Impuls wr <I>[e,</I><B>k</B> prim.1). Der entsprechende Gleichrieliterimpuls gr (egl, prim.) setzt<B>60 '</B> nach diesem Wechsel- richterimpuls ein.
Der der Kurvenform e., entsprechende Spannungssehnittpunkt der Kurven<B>5</B> und<B>1</B> liegt zur Zeit t', also. vor dem Schnittpunkt der ursprünglichen Kur venform. Tritt nun innerhalb des Phasen- intervalles zwischen den beiden Kommutie- rungen die besagte Phasenänderung ein, dann ist der Impuls wr (eg" prim.), der Wechsel- richterimpuls für die kleinere Phasenspan nung der Phase<B>1</B> erteilt worden,
aber es folgt auf ihn nicht der zugehörige Gleich- richterimpuls gr (e", prim.), sondern der Gleichrichterimpuls gr <I>(e.</I><B>9</B> prim.). Das be- deutet also, dass an derselben Phase an der Anzapfung mit niederem Spannungswert ein Gefäss im Wechselricliterbetrieb an der An- zapfung mit höherem Spannungswert ein Ge <B>fäss</B> im Gleiehrieliterbetrieb arbeitet.
Es ist nun mit den bisherigen Mitteln nicht möglich, ein Einsetzen einer Entladungsstrecke eines falschen Spannungswertes zu verhindern. Auch eine Verkleinerung des sekundären Gittersteuerungsimpulses <B>-</B> der im allgemei nen gleich der Brenndauer einer Phase ge wählt werden dürfte<B>-</B> führt nicht zum Ziel, da ein derartig genaues Einsetzen dieser Blockbreiten innerhalb des Zeitintervalles <B>ö</B> (t, bis t,)<B>-</B> das der Verschiebung des Span nungsschnittpunktes entspricht<B>-</B> nicht er reicht werden kann.
In Fig. 4 sind schematisch die Phase<B>1</B> des Transformators sowie die zugehörigen Entladungsstrecken angegeben. Zur Ver deutlichung wurden die EntladungsEtrecken durch Pfeile dargestellt, dabei gleichzeitig die Stromdurchlassrichtung andeutend. Man erkennt hieraus, dass bei einer Steuerung, wie sie an Fig. <B>3</B> gezeigt wurde, bei der also<B>k</B> im Wechselrichterbetrieb und<B>g</B> im Gleich- riellterbetrieb arbeiten, sich ein Kurzschluss entsprechend dem Verlauf der Pfeillinie aus bilden kann.
Die arbeitende Spannung hier bei entspricht der Differenz der beiden Pha senspannungen. Auch bei andern als der hier angewendeten Schaltung ergibt sich dieser Kurzschlussstrom im elastischen Betrieb.
Die Erfindung bezweckt nun eine Ver meidung solcher dem elastischen Betrieb abträglichen Kurzschlussmöglichkeiten, und zwar wird dies erfindungsgemäss dadurch erreicht. dass die Steuerung für den Gleich- richterbetrieb in vorbestimm Abhängigkeit zu der Steuerung für den Wechselrichter- betrieb gebracht ist, und zwar derart.
dass das Einsetzen der Entladung gemäss den Be dingungen des Gleichrichterbetriebes nur dann ermöglicht wird, wenn ein das Einsetzen der Entladung ermöglichender Steuerimpuls der entsprechenden Wechselrieliterkommutie- rung gegeben wird. Hierdurcb. wird im innern Kurzschlusskreis Spannungsgleielt- ,o-ewicht zwischen den beiden die beiden <B>Z</B> Halbwellen liefernden Speisesystemen er reicht.
Eine grundsätzliche Ausführungsmöglich keit ist in Fig. <B>1</B> der Zeichnung dargestellt, und zwar beispielsweise für einen Umrichter, bei dem eine derartige Anordnung der die Umformung durchführenden Hauptentla- dungsstrecken getroffen ist, dass sie alle ge meinsames Kathodenpotential aufweisen, das heisst in einem einzigen mehranodigen Ent ladungsgefäss mit gemeinsamer Kathode zu- sammengefasst werden können.
Von den Ilauptstromkreisen der gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken ist im vorliegenden Falle nur die Quecksilber kathode 4 eines mehranodigen Eisengefässes dargestellt.
Es ist weiterhin angenommen, dass jede der beiden Gruppen von Ent ladungsstrecken nur<B>je</B> drei Entladungsstrek- ken mit den Gittern<B>l',</B> 2',<B>3'</B> bezw. V', 2", <B>3"</B> enthält, und ferner ist für jeden Gitter kreis zur Erleichterung der Übersicht nur ein Steuerweg angegeben, und zwar für die eingestrichenen Entladungsstrecken die Steue rung für Wechselrichterbetrieb, für die zwei gestrichenen Entladungsstrecken die Steue rung für Gleichrichterbetrieb. Für sämtliche Gitterkreise ist eine negative Vorspannung <B>5</B> vorgesehen,
die über die Widerstände äl', 52' und<B>51",</B> 52" den Gittern zugefülirt wird und sperrend wirkt. Das Einsetzen der Ent ladung in den Entladungsstrecken wird durch zusätzliche Steuerimpulse, die mittels Hilfsentladungsstrecken <B>10',</B> 20',<B>30'</B> und <B>10",</B> 20",<B>30"</B> geliefert werden, ermöglicht. .Für die Hilfsentladungsstrecken werden ebenfalls wie für die Hauptentladungsstrek- ken gittergesteuerte Entladungsstrechen mit im wesentlichen lichtbogenförmiger Entla dung verwendet.
Als Anodenspannung wird eine aus dem höherfrequenten Netz entnom mene und mittels eines Transformators<B>6'</B> bezw. <B>6"</B> zugeführie Wechselspannung geeig neter Phasenlage verwendet. Ebenso erhalten die Gitterkreise der Hilfsentladungsstrecken ausser gegebenenfalls erforderlichen Vorspan- nungen <B>50</B> eine Steuerwechselspannung spit zer Wellenform, die mit passender Phasen lage ebenfalls dem höherfrequenten Netz ent <U>nommen</U> wird.
Die Erzeugung der spitzen 'Wellenform geschieht im nicht bezeichneten gesättigten Gittertransformator selbst, der zweckmässig mit freiem magnetischen Rück- schluss zu versehen ist. In die Zuleitungen zu den Primärwicklungen der beiden Gitter transformatoren sind Drosselspulen zur Auf rechterhaltung eines möglichst sinusförmigen Erregerstromes für die Gittertransformato ren eingeschaltet.
Ferner werden die Hilfs- entladungsstrecken <B>10',</B> 20',<B>30'</B> zusätzlich im Takt der niederen Frequenz gesteuert, und zwar im vorliegenden Fall gruppenweise durch eine als Schalter<B>7'</B> angedeutete Schalt walze (Kommutator). Jedocli ist diese Art der Steuerung von dem niederfrequenten Netz aus nicht wesentlich für die Durchfüh rung der Erfindung, sondern man kann auch an Stelle des mechanischen Schaltorganes eine gittergesteuerte Hüfsentladungsstrecke. sei es mit im wesentlichen reiner Elektronen entladung, sei es mit im wesentlichen licht bogenförmiger Entladung, vorsehen,
deren Anoden- und Gitterkreis je durch eine aus dem niederfrequenten Netz abgeleitete Wech selspannung passender Phasenlage gespeist werden, wobei es zweckmässig ist, für die Gitterspannung eine rechteckförmige Wellen form, vorzugsweise eine solche mit unsym metrisch ausgebildeten Halbwellen, zu ver wenden. Es steht jedoch nichts im Wege, die dem niederfrequ-enten Netz zugeordnete, Steuerkomponente auch direkt in die Gitter kreise von<B>10',</B> 20',<B>30'</B> einzufügen. (Bezüg lich der Einzelheiten bei solchen Steuerungen sei auf das Patent Nr. <B>173887</B> verwiesen).
Die Gitterkreise von<B>V',</B> 2",<B>3"</B> sind grundsätzlich gleichartig aufgebaut wie die von<B>l',</B> 2,<B>3'.</B> Sie enthalten also ausser den bereits erwähnten Vorspannungen <B>50</B> Wick lungen eines gesättigten Gittertransforma tors, der nicht bezeichnet ist, mit Drossel spulen in den Zuleitungen. Hinzu tritt eine neue Steuerkomponente, die von den Hilfs- entladungsstrecken der andern Gruppe von Hauptentladungsstrecken abgeleitet ist.
So bald nämlich das Gitter<B>I'</B> einen das Einset zen der Entladung prmöglichenden Steuer impuls von der Hilisentladungsstrecke <B>10'</B> erhält, wird gleichzeitig von dieser Hilfs- entladungsstrecke über einen Stromwandler<B>9</B> ein Steuerimpuls in den Gitterkreis der Hilfsentladungsstrecke <B>10"</B> gegeben.
Diese Hilfsentladungsstrecke ist in den Stromkreis des Gitters<B>l"</B> geschaltet.<B>I'</B> und<B>V'</B> gehören aber nun zu einander entsprechenden Haupt- entladungsstrecken, das heisst der Strom fliesst in dem in Frage kommenden Zeitteil chen entweder durch die eine oder durch die andere Hauptentladungsstrecke. Die Bemes sung der einzelnen Steuerkomponenten im Gitterkreis der Hilisentladungsstrecke <B>10"</B> ist nun derart,
dass <B>-</B> abweichend von den Verhältnissen bei den eingestrichenen Hilfs- entladungsstrechen <B>-</B> die aus dem höherfre- quenten Netz entnommene Steuerwechsel spannung spitzer Wellenform für sich allein ein Einsetzen der Entladung in der Hilfs- entladungsstrecke <B>10"</B> noch nicht ermöglicht, sondern erst in Verbindung mit der durch den Stromwandler<B>9</B> gelieferten Steuerspan nung.
Zur Erzielung richtiger Steuerspan- nungsverhältnisse wird man vorteilhaft Glimmröhren <B>8,</B> gegebenenfalls mit parallei- geschaltetem, nicht bezeichnetem Widerstand, einfügen. Besonders hat dies Bedeutung für die Sekundärwicklung des Stromwandlers<B>9.</B>
Wie bereits bei Beginn des vorangehen den Absatzes gesagt wurde, ist zwecks über sichtlicher Darstellung für das Gitter jeder Hauptentladungsstrecke nur ein Steuerweg angegeben worden. Im vorliegenden Fall müsste die Anordnung nach Abb. <B>1</B> noch der art ergänzt werden, dass für die eingestri chene Gruppe von Hauptentladungsstrecken noch eine weitere in derselben Weise wie 10"', 20", 30"" geschaltete Gruppe von Hilfs- entladungsstrecken vorzusehen ist.
Diese muss in der gleichen Weise in Abhängigkeit gebracht werden zu einer weiteren Gruppe von Hilisentladungsstrecken, die den Gittern l", 2",<B>3"</B> zugeordnet, aber im übrigen in a-leielier Weise wie 1.0', 20', 30' geschaltet ist.
C- Mithin sind für jedes Gitter einer Hauptent- ladungsstrecke mindestens zwei Steuerwege vorzusehen, wobei der dem Gleichrichter- betrieb entsprechende Steuerweg durch den dem Weehselrichterbetrieb entsprechenden Steuerweg der entsprechenden andern Haupt- entladungsstrecke verriegelt und mitgesteuert wird.
Man kann die Verriegelung noch weiter führen, wie nachstehend anhand eines Dop- pelumrichters mit abgestuften Phasenspan nungen erläutert werden soll (vergl. züm Bei spiel auch Patent Nr. 184104).
Der Doppel- umrichter besteht, wie aus, Fig. <B>5</B> der Zeivh- nung zu erkennen ist, aus zwei Teilumrich- tern <B>1</B> und II, die im vorliegenden Fall zwei gleichfrequente Spannungen e., und eb glei cher Phasenlage, aber verschiedenartiger Kurvenform liefern, die in Fig. <B>6</B> dargestellt sind. Die Zusammensetzung der beiden Teil spannungen erfolgt mit Hilfe der beiden Transformatoren<B>102</B> und 202.
Gebildet wer den die Teilspannungen mit Hilfe der in mehranodigen Gefässen<B>101</B> und 201 unter- gebraeliten, gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken aus vier dreiphasigen Speisesystemen, wobei für jedes Speise system insgesamt sieben Entladungsstrecken vorgesehen sind, die die gleiche Bezifferung haben mögen wie sie an den Speisesystemen beigeschrieben ist.
Fig. <B>7</B> der Zeichnung bezieht sieh auf einen DoppelumricItter nach Fig. <B>5</B> und zeigt einen Teil der dazugehörigen Steuer einrichtung. Zwecks Vereinfachung der Dar stellung soll nur eine Gruppe von Ent ladungsstrecken eines Teilumrichters, näm lich die Entladungsstrecken<B>100',</B> lll', 112', <B>IV, 132', 151'</B> und<B>152'</B> betrachtet werden, und weiter ist nur die Steuerung gemäss den Bedingungen des Wechselrichterbetriebes an gegeben, das heisst in Wirklichkeit müsste die Ausbildung der Steuerung entsprechend den Ausführungen zu Fig. <B>1</B> vervollständigt werden.
Man weiss nun vom Doppelumrich- ter gemäss Fig. <B>5</B> (vergl. Patent Nr. 184104), dass jede Entladungsstrecke sehr -verschieden artig arbeiten kann und infolgedessen auch entsprechend gesteuert werden muss. So muss die Entladungsstrecke 112' in die Lage ver setzt werden können, einen Strom sowohl von der Entladungsstreeke <B>151',</B> als auch von der Entladungsstrecke<B>152'</B> übernehmen zu kön nen.
Die Entladungsstrecke<B>111'</B> ist derart zu steuern, dass sie Strom sowohl von den beiden bereits genannten Entlaclungsstrecken <B>151'</B> und läT, als auch von der Sternpunkts- entladungsstrecke <B>100'</B> übernehmen kann, das heisst die Entladungsstrecke Ill' muss drei an sich verschiedenen Steuerbedingungen ge nügen. Entsprechendes gilt auch für die Entladungsstrecken der übrigen Phasen.
Be züglich der Sternpunkisentlaclungsstrecke <B>100'</B> sind ebenfalls drei Steuerbedingungen zu erfüllen, nämlich die Übernahme des Stro mes entweder von<B>111'</B> oder von<B>131'</B> oder -von<B>151.</B> Genau wie bei Fig. <B>1</B> sind die der niederfrequenten Spannung zugeordneten Steuerorgane durch als Schalter angedeutete Schaltwalzen (Kommutatoren) angedeutet, und zwar<B>722'</B> für die Steuerung bei Über nahme des Stromes von<B>152'</B> auf 112' usw., <B>712'</B> bei Übernahme des Stromes von<B>151'</B> auf 112' usw. Entsprechende<U>Zusammen-</U> hänge ergeben sieh für die Schaltwalzen<B>701',</B> <B>710',
711'</B> und<B>721'.</B> Es werden grundsätzlich die Entladungsstrecken mit den späteren Spannungsschnittpunkten durch die Ent ladungsstrecken mit den vorangehenden Spannungsschnittpunkten verriegelt, und zwar in einer aus Fig. <B>8</B> ersichtlichen Weise. Eine Hilisentladungsstrecke, die beispiels weise durch die Schaltwalze<B>721'</B> gesteuert wird, wird bei passenden Phasenverhältnis sen den das Einsetzen der Entladung in der Hilfsentladungsstrecke ermöglichenden Span nungsstoss uw, erhalten, der seinerseits das Einsetzen der Entladung in der zugehörigen Hauptentladungsstrecke ermöglicht.
Dieser mögliche Spannungsstoss wird durch eine Steuerspannung u, ins Negative verlagert. Diese Steuerspannung wird in ähnlicher Weise wie bei Fig. <B>-1</B> durch einen Strom wandler<B>921'</B> geliefert, und zwar ist dieser in den Stromkreis einer Hilfsentladungsstrecke geschaltet, die die an dem höheren Span nungswert derselben Speisephase liegende Hauptentladungsstrecke steuert. Es ergibt sieh mithin für die dem niederen Spannungs wert der Speisephase zugeordnete Hilfsent- ladungsstrecke unter Berücksichtigung der au sich vorhandenen negativen Vorspannung ein Verlauf % für die Kurve der Steuer spannung.
Entsprechend sind für die durch die Schaltwalze<B>711'</B> und<B>710'</B> gesteuerten Hilfsentladungsstrecken Stromwandler<B>911'</B> bezw. <B>910'</B> vorgesehen. Eine Verriegelung zwischen den zu den Schaltwalzen<B>712'</B> und <B>722'</B> gehörigen Hilisentladungsstrecken ist an sich auch denkbar, wird aber im allgemeinen nicht erforderlich sein, da die der niederfre quenten Spannung zugeordneten Steuerkom ponenten eine genügend genaue Einhaltung der Steuerbedingungen gewährleisten. Glei- elles gilt auch für die zu den Schaltwalzen <B>701', 711'</B> und<B>721'</B> gehörenden Hüfsentla- dungsstrecken untereinander.
Für die Stern- punktsentladungsstreeke <B>100'</B> ist eine dop pelte Sellaltwalze <B>710'</B> vorgesehen, wobei in der einen Illalbwelle der niederfrequenten Spannung das eine Kontaktstück, in der an dern Halbwelle das andere Kontaktstück die Steuerung bewirkt.
Die dargestellten Ausführungsbeispiele zeigen einige der verschiedenen Möglichkei ten vorbestimmter Beeinflussung, das heisst einerseits Verriegelung, anderseits Mitsteue- rung einzelner Steuerwege durch andere Steuerwege. Es steht nichts im Wege, ausser den beschriebenen Verriegelungen weitere Schutzsteuerungen vorzusehen, wie die strom abhängige Verriegelungssteuerung zwischen den beiden Gruppen von Hauptentladungs- strecken oder andere Verbesserungen (vergl. Patent Nr. 118,3,55.3).
Arrangement for grid control for elastic converters with grid-controlled vapor or gas discharge paths. When operating with grid-controlled vapor or gas discharge paths, the elastic converters result in known versehieden'e peculiarities. Among these, the prevailing one is that the discharge paths are to be controlled in such a way that energy can be supplied at any time from the primary network, which normally has the higher frequency, to the secondary network, and in the opposite direction.
This means that one group of discharge paths must always be kept ready for rectification and the other group of discharge paths must be kept ready for inverters, with the type of readiness changing from half-wave to half-wave of the lower frequency.
It has already been recognized that with such operating conditions there are internal short-circuit possibilities that can be managed, for example, with a current-dependent interlock control.
This works in such a way that the current-carrying group of discharge paths keeps the other group of discharge paths blocked, i.e. does not permit any existing work readiness. One can also, as has recently been proposed (see patent no. <B> 183553), </B> control operation even better by delaying the onset of the discharge in the discharge paths with a phase shift in rectifier operation,
which in terms of amount is the same as the phase lead at the beginning of the corresponding changeover liter commutation. These control options can be seen as sufficient for rigid converters.
When operating elastic converters, the mode of operation of each discharge path cannot be precisely defined as with rigid operation. This results in a wide variety of control options, which can generally only be seen in a reliable manner if several mutually exclusive control paths are provided (see patent no. <B> 173887). </B> Nevertheless, the peculiarity of the elastic operation even with the presence of all protective measures that are <U> completely </U> sufficient in the case of rigid umrielitern so that internal short-circuit currents can arise.
This is based on the fact that the inverter commutation must take place with an appreciable phase lead, usually more than <B> 30 '</B> in relation to the higher-frequency period, before the corresponding rectifier commutation. Two different waveforms can be supplied by a converter as used here, which are called e., And eb (see FIG. 2).
It is assumed that the converter part I in FIG. 5 produces the curve shape e., In that the discharge paths III ', 132', 152 'and again < B> 111 '</B> are working (provided that the rectifier is in operation at the moment in question). At the same time, the partial converter II generates the voltage curve eb, namely because the discharge paths 200 ', 221', 242 ', <B> 261' </B> and again 200 'work.
The phase position of the two partial voltages supplied by Teilumrich: ter I and II respectively. their fundamental wave is the same. The converter part I, which supplies the curve form e., Works without a neutral point discharge path, while the other, which supplies the curve form eb, as can be seen, operates with a central point discharge path.
Each partial umrieliter alternately supplies the curve form e., And eb. The commutation of the cyclically following phases must take place before the corresponding voltage intersection for inverter operation and after this for rectifier operation.
This vorbezw. The lag can be up to <B> 30 '- </B> in relation to the higher frequency of the partial voltages and calculated from the stress intersection point <B> - </B>.
The discharge paths are controlled from both the primary (high frequency) side and the secondary (low frequency) side. The impulses supplied by the primary network are expediently such a pointed waveform.
(Fig. 3). For the sake of simplicity, it is assumed that the discharge paths are definitely pronounced with this grid bias. If the phase position of the secondary voltage changes within the interval given by the leading and lagging of the two commutations, then in order to take this change of position into account, z.
B. in the relevant partial converter system, from the curve eb to the curve e. In FIG. 3, the critical area <B> b </B> is marked individually.
The control plan for the grid control of phase <B> 1 </B> contains the inverter pulses labeled wr and the rectifier pulses labeled gr. The individual stray voltages e are divided into those for the high voltage value and those for the small voltage value (index <B> k). </B> These pulses can come from the primary (pr.) As well as from the secondary side (sec.) has been granted.
There are thus eight control curves for the two voltage values of phase <B> 1. </B> The original curve shape is a voltage intersection of curves <B> 5 </B> and <B> 1 </ B> at time t.
<B> 30 '</B> leads the inverter ignition of phase <B> 1 </B> for this voltage intersection (see pulse wr <I>[e,</I> <B> k </ B> prim.1). The corresponding DC pulse gr (egl, prim.) Starts <B> 60 '</B> after this inverter pulse.
The stress intersection of curves <B> 5 </B> and <B> 1 </B> corresponding to curve shape e. Is at time t ', that is to say. before the intersection of the original curve shape. If the phase change occurs within the phase interval between the two commutations, then the pulse wr (eg "prim.), The inverter pulse for the lower phase voltage of phase <B> 1 </B>, is issued been
but it is not followed by the associated rectifier pulse gr (e ", prim.), but rather by the rectifier pulse gr <I>(e.</I> <B> 9 </B> prim.). That means In other words, in the same phase at the tap with a lower voltage value, a vessel is working in alternating mode, on the tap with a higher voltage value, a vessel is working in floating mode.
It is now not possible with the previous means to prevent the onset of a discharge path with an incorrect voltage value. A reduction in the secondary grid control impulse <B> - </B>, which should generally be chosen to be equal to the burning time of a phase <B> - </B>, does not achieve the goal, since such a precise insertion of these block widths within the time interval <B> ö </B> (t, to t,) <B> - </B> that corresponds to the shift of the voltage intersection <B> - </B> cannot be reached.
The phase <B> 1 </B> of the transformer and the associated discharge paths are indicated schematically in FIG. 4. For clarification, the discharge paths are shown by arrows, at the same time indicating the direction of current flow. It can be seen from this that with a control as shown in Fig. 3, i.e. with <B> k </B> in inverter operation and <B> g </B> in rectification work as a trainer, a short circuit can form according to the course of the arrow line.
The working voltage here at corresponds to the difference between the two phase voltages. Even with circuits other than the one used here, this short-circuit current results in elastic operation.
The invention now aims to avoid such short-circuit possibilities which are detrimental to elastic operation, and this is achieved according to the invention. that the control for the rectifier operation is brought into a predetermined dependency on the control for the inverter operation, in such a way.
that the onset of the discharge according to the conditions of the rectifier operation is only made possible if a control pulse that enables the onset of the discharge is given to the corresponding alternating conductor commutation. Here through. If the voltage equilibrium is maintained in the inner short-circuit circuit, the weight between the two feed systems delivering the two half-waves is achieved.
A basic possible embodiment is shown in FIG. 1 of the drawing, for example for a converter in which the main discharge paths performing the deformation are arranged such that they all have a common cathode potential, This means that they can be combined in a single multi-anode discharge vessel with a common cathode.
Of the main circuits of the grid-controlled vapor or gas discharge paths, only the mercury cathode 4 of a multi-anode iron vessel is shown in the present case.
It is further assumed that each of the two groups of discharge paths only <B> each </B> three discharge paths with the grids <B> 1 ', </B> 2', <B> 3 '</ B > resp. V ', 2 ", <B> 3" </B>, and furthermore only one control path is given for each grid circle to simplify the overview, namely the control for inverter operation for the marked discharge paths, for the two marked discharge paths the control for rectifier operation. A negative bias <B> 5 </B> is provided for all grid circles,
which is filled to the grids via the resistors äl ', 52' and <B> 51 ", </B> 52" and has a blocking effect. The start of the discharge in the discharge paths is triggered by additional control pulses generated by means of auxiliary discharge paths <B> 10 ', </B> 20', <B> 30 'and <B> 10 ", </B> 20 ", <B> 30" </B> can be supplied ... For the auxiliary discharge sections, as for the main discharge sections, grid-controlled discharge sections with essentially arc-shaped discharge are used.
The anode voltage is taken from the higher-frequency network and used by means of a transformer <B> 6 '</B> respectively. <B> 6 "</B> supplied alternating voltage of suitable phase position is used. In addition, the grid circles of the auxiliary discharge paths receive a control alternating voltage with a peak waveform, which, with the appropriate phase position, also corresponds to the higher frequency, in addition to any bias voltages that may be required Net is <U> taken </U>.
The sharp waveform is generated in the unspecified saturated grid transformer itself, which is expediently to be provided with a free magnetic return path. In the supply lines to the primary windings of the two grid transformers, inductors are switched on to maintain the most sinusoidal excitation current possible for the grid transformers.
Furthermore, the auxiliary discharge paths <B> 10 ', </B> 20', <B> 30 '</B> are also controlled in time with the lower frequency, specifically in the present case in groups by a switch 7 '</B> indicated shift drum (commutator). However, this type of control from the low-frequency network is not essential for the implementation of the invention, but instead of the mechanical switching element, a grid-controlled auxiliary discharge path can also be used. be it with an essentially pure electron discharge, be it with an essentially arcuate discharge,
whose anode and grid circuit are each fed by an alternating voltage derived from the low-frequency network matching phase position, it being useful to use a rectangular wave shape for the grid voltage, preferably one with asymmetrical half-waves. However, nothing stands in the way of inserting the control component assigned to the low-frequency network directly into the grid circles of <B> 10 ', </B> 20', <B> 30 '</B>. (For details on such controls, please refer to patent no. <B> 173887 </B>).
The grid circles of <B> V ', </B> 2 ", <B> 3" </B> are basically constructed in the same way as those of <B> 1', </B> 2, <B> 3 '. </B> In addition to the already mentioned biases <B> 50 </B> they contain windings of a saturated grid transformer, which is not designated, with choke coils in the supply lines. In addition, there is a new control component which is derived from the auxiliary discharge paths of the other group of main discharge paths.
As soon as the grid <B> I '</B> receives a control pulse from the auxiliary discharge path <B> 10' </B> which enables the onset of the discharge, this auxiliary discharge path is simultaneously fed via a current transformer 9 a control pulse is given in the grid circle of the auxiliary discharge path <B> 10 "</B>.
This auxiliary discharge path is connected to the circuit of the grid. I 'and <B> V' now belong to mutually corresponding main discharge paths, that is to say the current flows in the relevant time part either through one or the other main discharge path. The dimensioning of the individual control components in the grid circle of the auxiliary discharge path <B> 10 "</B> is now such that
that <B> - </B> deviating from the relationships with the dashed auxiliary discharge lines <B> - </B> the control alternating voltage with a sharp waveform taken from the higher-frequency network causes the discharge to start in the auxiliary discharge path <B> 10 "</B> not yet enabled, but only in connection with the control voltage supplied by the current transformer <B> 9 </B>.
In order to achieve the correct control voltage ratios, glow tubes 8, optionally with parallel-connected, unspecified resistor, will be inserted. This is particularly important for the secondary winding of the current transformer <B> 9. </B>
As has already been said at the beginning of the previous paragraph, only one control path has been specified for the grid of each main discharge path for the purpose of clear presentation. In the present case, the arrangement according to Fig. 1 would have to be supplemented in such a way that another group connected in the same way as 10 ″, 20 ″, 30 ″ ″ for the intersected group of main discharge paths of auxiliary discharge lines is to be provided.
This must be made dependent in the same way on a further group of Hilis discharge paths, which are assigned to the grids 1 ", 2", <B> 3 "</B>, but otherwise in the same way as 1.0 ', 20 ', 30' is switched.
C- Therefore, at least two control paths are to be provided for each grid of a main discharge path, the control path corresponding to rectifier operation being locked and co-controlled by the control path corresponding to inverter operation of the corresponding other main discharge path.
The interlocking can be carried out even further, as will be explained below using a double converter with graduated phase voltages (see also patent no. 184104 for example).
As can be seen in FIG. 5 of the drawing, the double converter consists of two partial converters <B> 1 </B> and II, which in the present case have two voltages of the same frequency e., and eb provide the same phase position, but different curve shapes, which are shown in Fig. 6. The two partial voltages are combined with the aid of the two transformers <B> 102 </B> and 202.
The partial voltages are formed with the help of the grid-controlled vapor or gas discharge sections in multi-anode vessels <B> 101 </B> and 201 from four three-phase feed systems, with a total of seven discharge sections with the same numbering being provided for each feed system like it is written on the feeding systems.
FIG. 7 of the drawing relates to a DoppelumricItter according to FIG. 5 and shows part of the associated control device. In order to simplify the representation, only one group of discharge paths of a partial converter, namely the discharge paths <B> 100 ', </B> III', 112 ', <B> IV, 132', 151 'and <B> 152 '</B> are considered, and further only the control according to the conditions of the inverter operation is given, that is, in reality, the design of the control would have to be completed in accordance with the explanations relating to FIG. 1 will.
It is now known from the double converter according to FIG. 5 (see patent no. 184104) that each discharge path can work in very different ways and consequently has to be controlled accordingly. It must be possible for the discharge path 112 'to be able to accept a current both from the discharge path <B> 151', </B> and from the discharge path <B> 152 '</B>.
The discharge path <B> 111 '</B> is to be controlled in such a way that it supplies current both from the two aforementioned discharge paths <B> 151' </B> and, as well as from the neutral point discharge path <B> 100 ' </B> can take over, that is to say the discharge path III 'must meet three different control conditions. The same applies to the discharge paths of the other phases.
With regard to the star point discharge line <B> 100 '</B>, three control conditions must also be met, namely the acceptance of the current either from <B> 111' </B> or from <B> 131 '</B> or - from <B> 151. </B> Exactly as in FIG. <B> 1 </B>, the control elements assigned to the low-frequency voltage are indicated by switching drums (commutators) indicated as switches, namely <B> 722 '</ B > for the control when taking over the current from <B> 152 '</B> to 112' etc., <B> 712 '</B> when taking over the current from <B> 151' </B> to 112 'etc. Corresponding <U> relationships </U> see for the shift drums <B> 701', </B> <B> 710 ',
711 '</B> and <B> 721'. </B> Basically, the discharge paths with the later voltage intersections are locked by the discharge paths with the preceding voltage intersections, specifically in one of FIG. 8 > apparent way. A Hilisentladungspfad, for example, controlled by the shift drum <B> 721 '</B>, the onset of the discharge in the auxiliary discharge path enables the voltage surge and the onset of the discharge in the associated Main discharge path enables.
This possible voltage surge is shifted into the negative by a control voltage u. This control voltage is supplied in a manner similar to FIG. 1 through a current converter 921, which is connected to the circuit of an auxiliary discharge path that is connected to the higher Voltage value of the same feed phase controls the main discharge path. Thus, for the auxiliary discharge path assigned to the lower voltage value of the supply phase, taking into account the negative bias voltage that is present, a curve% for the curve of the control voltage results.
Correspondingly, current transformers <B> 911 '</B> and <B> 911' </B> are required for the auxiliary discharge paths controlled by the shift drum <B> 711 '</B> and <B> 710' </B>. <B> 910 '</B> provided. A locking between the auxiliary discharge paths belonging to the shift drums <B> 712 '</B> and <B> 722' </B> is also conceivable per se, but will generally not be necessary because the control system associated with the low-frequency voltage components ensure that the tax conditions are adhered to with sufficient accuracy. The same applies to the hip discharge sections belonging to the shift drums <B> 701 ', 711' </B> and <B> 721 '</B>.
For the neutral point discharge path <B> 100 '</B> a double sellalt roller <B> 710' </B> is provided, with one contact piece in one half-wave of the low-frequency voltage and the other contact piece in the other half-wave the control causes.
The exemplary embodiments shown show some of the various possibilities of predetermined influencing, that is to say, on the one hand, locking and, on the other hand, joint control of individual control paths through other control paths. Nothing stands in the way of providing additional protective controls other than the locks described, such as the current-dependent lock control between the two groups of main discharge paths or other improvements (see patent no. 118,3,55.3).