Verfahren zur Steuerung von Stromrichtern. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung von Stromrichtern, die mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasent- ladungsstrecken arbeiten, und bei denen, die Richtung,des Energieflusses verschieden:
sein kaum, so dass sie abwechselnd als GleichTich- ter oder Wechselrichter betrieben werden müssen. Gemäss der Erfindung wird die Steuerspannung jeder Entladungsstrecke aus mindestem zwei Teilwecbselspannungen ge bildet.
Dabei wird beim Übergang von Gleichrichterb@etrieib zu Weehselrichterb-etrieb die eine Teilwechselspannung um 180 in der Phase verdmeht, während die andere Teilspannung stets die gleiche Phasenlage beibehält.
Hierdurch wird in einfachster Weise, eine, Umsteuerung von voreilen den Wechselriehtenimpulsen in nacheilende Gleichrichterimpulse und umgekehrt erzielt.
Das Verhältnis der Voreil- und Naoheilwin- kel kann,dabei auf einfache Weise auf jeden mit Rücksicht auf die Betriebsverhältnisse gewünschten Wert gebracht, insbesondere auch auf den Wert 1 gebracht wenden,
so dass beispielsweise die Gleichspannung bei Libergeng von Wechiselrichterbetrieb auf Gleichrichterbetrieb sich in ihrer Grösse nicht zu ändern braucht.
Des Vexfahren ist anwendbar sowohl auf die Kupplung von Gleich- und Wechsel stromnetzen über abwechselnd als Gleich richter bezw. Wechselrichter arrbeitende Gruppen von Entladungsstrecken - bei An wendung einer Übertragung mit konstanter Strommichtung im Gleichstromkreis ist kei- nerlei. Umschaltung notwendig - wie auch zur Kupplung von Wechselstromnetzen.
über starre oder elastisch@e Umrichter. Im letzte ren Falle werden wie beiden bekannten Um- richterschaItungen je zwei Gruppen von Ent- ladungsatrecken vorgesehen, von denen je weils die eine im Gleiohrichterbetrieb, die andere im Wechselriohterbetrieb aurbeits- bereit :
gehalten wird. Die Steuerung kann
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jedoch <SEP> bei <SEP> Anwendung <SEP> des <SEP> Verfahrens <SEP> ge mäss <SEP> der <SEP> Erfindung <SEP> durch <SEP> eine <SEP> einzige. <SEP> ge meinsa.me <SEP> Steuereinrichtung, <SEP> bei <SEP> der <SEP> die <SEP> eine
<tb> Teilwechselspannung <SEP> im <SEP> Takt <SEP> der <SEP> nieder frequenten <SEP> \etzspa.ixnung <SEP> umgepolt <SEP> wird.
<tb> erfolgen.
<tb> Die <SEP> Erfindung <SEP> soll <SEP> anhand <SEP> der <SEP> in <SEP> der
<tb> Zeichnung <SEP> dargestellten <SEP> Ausführungsbei spiele <SEP> näher <SEP> erläutert <SEP> -erden. <SEP> Abh. <SEP> 1. <SEP> zeigt
<tb> einen <SEP> dreianodigen <SEP> Stromrichter <SEP> 1.
<SEP> der <SEP> das
<tb> Drehstromnetz <SEP> ? <SEP> über <SEP> einen <SEP> Transformator <SEP> 3
<tb> mit <SEP> dem <SEP> CTleicbst.romxxet.z <SEP> -1 <SEP> verbindet <SEP> und
<tb> wechselweise. <SEP> ,je <SEP> nach <SEP> der <SEP> Energierichtung.
<tb> als <SEP> Gleiclrriclxter <SEP> oder <SEP> Wechselrichter <SEP> arbei tet. <SEP> Die <SEP> Steuerspannung <SEP> für <SEP> die <SEP> einzelnen
<tb> Gitter <SEP> des <SEP> Stromrichters <SEP> wird <SEP> gebildet <SEP> aus
<tb> der <SEP> Summe <SEP> von <SEP> zwei <SEP> Wechselspannungen,
<tb> die <SEP> zweckmässig <SEP> eine <SEP> Phasenverschiebung
<tb> von <SEP> <B>90</B> <SEP> <SEP> gegeneinander <SEP> haben. <SEP> Die <SEP> erste
<tb> \ffechselspannung <SEP> wird <SEP> der <SEP> sechsphasigen
<tb> Wicklung <SEP> 31) <SEP> entnommen.
<SEP> die <SEP> auf <SEP> dem
<tb> Haupttransformator <SEP> selbst <SEP> angeordnet <SEP> ist.
<tb> Die <SEP> Phasenspannungen <SEP> .dieser <SEP> Wicklung <SEP> wer den <SEP> über <SEP> den <SEP> dreipoligen <SEP> Umschalter <SEP> 11 <SEP> den
<tb> drei <SEP> Gittern <SEP> des <SEP> Stromrichters <SEP> zugeführt. <SEP> In
<tb> der <SEP> gezeichneten. <SEP> Lage <SEP> des <SEP> Uinselralters <SEP> 11
<tb> liegen <SEP> an <SEP> den <SEP> Gittern <SEP> die <SEP> drei <SEP> Spannungen
<tb> 5, <SEP> i <SEP> und <SEP> 9. <SEP> Legt <SEP> man <SEP> den <SEP> UmschaIter <SEP> 11
<tb> nach <SEP> rechts <SEP> um, <SEP> so <SEP> liegen <SEP> an <SEP> den <SEP> Gittern <SEP> die
<tb> zu <SEP> den <SEP> vorigen <SEP> Spannungen <SEP> jeweils <SEP> um <SEP> 18i <SEP> "
<tb> -in <SEP> der <SEP> Phase <SEP> verschobenen <SEP> Spannungen <SEP> B. <SEP> 10
<tb> und <SEP> b.
<SEP> Durch <SEP> das <SEP> Umlegen <SEP> des <SEP> Schalters <SEP> 11
<tb> kann <SEP> somit <SEP> die <SEP> Gittei¯teilweclxselspa.nnung
<tb> um <SEP> 1ä0 <SEP> gedreht <SEP> werden. <SEP> Die <SEP> Teilspannun ge<B>11</B> <SEP> der <SEP> Wicklung <SEP> 30 <SEP> sind <SEP> mit <SEP> den <SEP> Anoden spannungen <SEP> jeweils <SEP> in <SEP> Phase <SEP> bezw. <SEP> in
<tb> Gegen.plxase. <SEP> Sind <SEP> sie <SEP> g <SEP> le.ichphmig, <SEP> so <SEP> wird
<tb> der <SEP> Stromrichter <SEP> als <SEP> Gleichrichter <SEP> gesteuert,
<tb> sind <SEP> sie <SEP> in <SEP> Gegenphase, <SEP> so <SEP> wird <SEP> er <SEP> als <SEP> Wech sel <SEP> riehter <SEP> -estenert.
<SEP> Beim <SEP> Übergang <SEP> von
<tb> Gleich- <SEP> auf <SEP> Weeliselrieliterbetrieb <SEP> muss <SEP> sich,
<tb> wie <SEP> schon <SEP> oben <SEP> ex@vähnt, <SEP> die <SEP> Spannung <SEP> in]
<tb> Gleielxstromnetz <SEP> umdrehen.
<tb> Die <SEP> Phase <SEP> der <SEP> Steuerimpulse <SEP> für <SEP> Wech selrichter <SEP> muss <SEP> gegen <SEP> den <SEP> Schnittpunkt <SEP> der
<tb> Anodenspannungen <SEP> zweier <SEP> einander <SEP> ablösen der <SEP> Anoden <SEP> bekanntlich <SEP> um <SEP> einen <SEP> Mindest wink-el <SEP> a <SEP> voreilen.
<SEP> Will <SEP> man <SEP> erreichen, <SEP> dass
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rli.e <SEP> Spannnn@, <SEP> auf <SEP> der <SEP> Gleichstromseite <SEP> des
<tb> Strornriehters <SEP> ahgeseben <SEP> vom <SEP> Vorzeichen <SEP> bei
<tb> Gleich- <SEP> und <SEP> @Veclxselrielxterbetrieb <SEP> gleich
<tb> gross <SEP> ist, <SEP> so <SEP> müssen <SEP> die <SEP> Steuerimpulse <SEP> bei
<tb> Gleichrieliterlxtrieb <SEP> gegen <SEP> diesen <SEP> Schnitt punkt <SEP> entsprechend <SEP> nacheilen. <SEP> Diese <SEP> Vor 1xz -.
<SEP> \a.ch.eilung <SEP> der <SEP> Impulse <SEP> wird <SEP> dadurch
<tb> erreicht, <SEP> dass <SEP> .den <SEP> Spa.miungen <SEP> der <SEP> Wicklunb
<tb> <B>30</B> <SEP> mittels <SEP> des <SEP> Transformators <SEP> 12 <SEP> noch <SEP> Haine
<tb> zweite <SEP> Wechselspannung <SEP> hinzugefügt <SEP> wird.
<tb> tli@e <SEP> zur <SEP> ersten <SEP> Spannung <SEP> beispielsweise <SEP> senk recht. <SEP> steht <SEP> und <SEP> auch <SEP> bei <SEP> Umschaltung <SEP> von
<tb> der <SEP> einen <SEP> auf <SEP> die <SEP> andere <SEP> Betriebsart <SEP> unver ändert <SEP> bleibt. <SEP> Die <SEP> sich <SEP> daraus <SEP> ergebende
<tb> I'hasenlagc# <SEP> der <SEP> result.ierendc#n <SEP> Gitterspannung
<tb> ge-enüber <SEP> den <SEP> 'fcilspannungen <SEP> lässt <SEP> sieh <SEP> aus
<tb> dein <SEP> Ve <SEP> ktordiag <SEP> ramm <SEP> der <SEP> Abb.
<SEP> ? <SEP> und <SEP> der
<tb> Abb.2a <SEP> entnehmen: <SEP> I1, <SEP> bedeutet <SEP> darin <SEP> die
<tb> Grundspannung <SEP> der <SEP> Wicklung <SEP> :;Il, <SEP> die <SEP> bei
<tb> ü < :>r <SEP> gezeichneten <SEP> Stellung <SEP> des <SEP> Umsch <SEP> alters
<tb> <B>11</B> <SEP> den <SEP> drei <SEP> Wicklungen <SEP> 5, <SEP> i <SEP> oder <SEP> 9 <SEP> entnoin inen <SEP> wird <SEP> und <SEP> die <SEP> reit <SEP> der <SEP> zum <SEP> betreffenden
<tb> Gitter <SEP> gchi>rigen <SEP> Anodenspannung <SEP> in <SEP> Phase
<tb> ist. <SEP> Dazu <SEP> addiert <SEP> sich <SEP> die <SEP> Spannung <SEP> I', <SEP> des
<tb> Transformators <SEP> 12, <SEP> die <SEP> zu <SEP> I11 <SEP> senkrecht
<tb> steht. <SEP> Die <SEP> resultierende <SEP> Gitterspannung <SEP> I7,;
<tb> (eilt <SEP> dadurch <SEP> der <SEP> Spannung <SEP> U, <SEP> und <SEP> damit
<tb> der <SEP> betreffenden <SEP> Anodenspannung <SEP> um <SEP> den
<tb> Winkel <SEP> < z <SEP> nach. <SEP> Man <SEP> erhält <SEP> einen <SEP> nacheilen den <SEP> Steuerimpuls <SEP> für <SEP> Gleichrichterbetrieli.
<tb> Wird <SEP> der <SEP> Unischalter <SEP> 11 <SEP> nach <SEP> rechts <SEP> umge legt, <SEP> so <SEP> wen@ilen <SEP> die <SEP> V@ricklungen <SEP> B. <SEP> 10 <SEP> und <SEP> t3
<tb> einges,chaltel <SEP> und <SEP> damit <SEP> die <SEP> Cxrundspannung
<tb> unigepolt. <SEP> Man <SEP> erhält <SEP> mit <SEP> (T_ <SEP> die <SEP> resul iic>rende <SEP> Gil:te <SEP> rspannung <SEP> 11,;', <SEP> die <SEP> der <SEP> Span imng <SEP> - <SEP> L'1 <SEP> um <SEP> den <SEP> Winkel <SEP> a <SEP> voreilt. <SEP> Da:
s
<tb> Gil.tr#r <SEP> (erhält <SEP> also <SEP> einen <SEP> voreilenden <SEP> Steuer hnpuls <SEP> für <SEP> @fiech,4;elrichterbetrieb. <SEP> Durch <SEP> das
<tb> Hinzufügen <SEP> etin <SEP> und <SEP> derselben <SEP> Querspannung
<tb> I'. <SEP> erhält <SEP> man <SEP> somit <SEP> beim <SEP> Umschalten <SEP> von
<tb> L7, <SEP> auf <SEP> - <SEP> U, <SEP> einen <SEP> nacheilenden <SEP> Gleich richterimpuls <SEP> bezw. <SEP> einen <SEP> voreilenden <SEP> Wech se <SEP> Iricliterimpuls.
<tb> Die <SEP> Vorspannunggsba.Uerie <SEP> 13 <SEP> gibt. <SEP> den
<tb> Gittern <SEP> ausserdem <SEP> eine <SEP> derartige <SEP> Vorspan nung, <SEP> .dass <SEP> sie <SEP> bei <SEP> Anlegen <SEP> der <SEP> sinusförmigen
<tb> Gitter@w@echselspa.nnung <SEP> jeweils <SEP> über <SEP> 1'0
<tb> elektrische <SEP> Grade <SEP> positiv <SEP> werden.
<SEP> Die <SEP> sich ergebenden Steuerverhältnisse sind in Abb. 2a dargestellt, und zwar links für Gleiehrich- terbetrieb,rechts für Weohselrichtarbetrieb. Um der Einfachheit der Darstellung willen wurde angenommen, dass die kritische. Git- terzündspannung praktisch mit der Nullinie zusammenfallen möge.
Die Kurven 1, 2" 3 stellen die Anodenspannungen dar. Die mit der jewefgen Anodenspannung phasen gleiche bezw. um<B>180'</B> phasenversetzte Grundspannung U, bezw. -U, wird durch die Gleichspannung E13 der Batterie 13 so weit vorgespannt,
dass die Zündung bei foh- lender Querspannung U" gerade dann frei gegeben wird, wenn die Phasenspannungen der brennenden und der ablösenden Anode .einander im Punkt P schneiden, d. h. um den Winkel ss gegen den.
Nulldurchgang der Anoden- und Gitterspannung verschoben. Der dem Phasenpunkt P entsprechende feste Zeitvektor ist in Abb. 2 wie auch in den weiteren Vektordiabgrammen durch den Rich- tungsvektor <B>Up,</B> die Anodenspannung durch den mit :dem übrigen Diagramm sich drehen- den Vektor U" dargestellt.
Durch die zusätz liche Einfügung,d-ar Querspannung UZ wird die res.uftierende Gitterspannung UG bezw. UU' und damit auch der Zündzeitpunkt um den.
Winkel a nacheilend (bei GleichTichter- betrieb) bezw. voreilend (bei Wechsselrich- terbetrieb) gegenüber dem Punkt P vers,cho- hen. Im Sonderfalldies Zweiphasenstromrich- ters wird der Winkel ss natürlich Null.
Handelt es sich um eine Gleichstrom- Hochspannungsübertragung, so ordnet man an beiden Enden der Leitung einen Strom richter nach A.bb. 1 an, wovon der eine als Gleich-, der andere als Wechselrichter bgi- trieben wird. Soll die Energierichtung ge ändert werden, so wird bei beiden Strom- riflhtern der Umschalter 11 umgelegt, d. h.
aus dem Gleichrichter wird ein Wechsel- richter und aus dem Wechselrichter ein Gleichrzchtex. Dabei bleibt im Gleiehstrom- netz dieStromrichtung erhalten, die Gleich spannun;g wird umgepolt.
Zweckm@ässigerweise besteht zwischen den Umschaltern 1:1 an den beiden Enden: der Übertragung eine Verriegelung, derart, dass nicht beide Gefässe gleichzeitig als Gleich richter bezw. Wechselrichter gesteuert wer den können.
Diese Verriegelung kann mit irgendeiner der von der Fernsteuerung her bekannten, Methoden erfolgen. Die Fern steuerung 'kann @darüber hinaus dazu ver wendet wenden, die gewünschte EnorgIerieh- tung von Hand oder automatisch abhängig von irgendeiner Netzgrösse, z. B. der Lei- stung eines der beiden gekuppelten: Dreh stromnetze, herzustellen.
Die Abb. -3 zeigt als weiteres Ausbil dungsbeispiel der Erfindung eine Umrich- tersteuerung. Es handelt sich um zwei anti parallel geschaltete, dreianodige Stromi2chter nach Abb. 1, die abwechselnd im Takt der Einphasenspan.nung als Gleichrichter bezw. Wechsielrichter axbeiten. An Stelle das Gleiohstromnetzesl, Bild 1,
tritt das Ein- phasennetz 4', Bild .3, das über den xnittal- angezapften Hintertransfoamator 14 gespeist wird. Das sechsanodige Gleichrichtergefäss 1' enthält die beiden Gruppen von EntlaJungs- streoken 15 und 16.
Jede dieser beiden Gruppen wird ausgesteuert durch eine ge- meinsame Grundspannung, die de Wick lung 3,0' entnommen wird, und durch die in Reihe dazu ,geschalteten ,getrennten:
Quer- spannungen, die im Transformator 12' ge bildet werden. Die Addition von Grund- und Querspannung ist im Vektordiagramm ,der Abt. 4 dargestellt. An die gemeinsame Grundspannung U1 schliesst sich für Gruppe 1:
5 die Querspannung U, und ergibt den etwas nacheilenden Gleiohrichterimpulss U". Für Gruppe 16 schliesst sich an die gleiche Grundspannung @die Querspannung - U2 und ergibt den voreilenden Wechselriehter- impuls U16. Wund die Einphasenspannung negativ,
so müssen die Gruppen 15 und 16 ihre Rollen vertauschen. Die hierzu erfor- derlivhe Umschaltung der Steuerung ge- sühieht durch Umlegen des. Schalters 11 in Abb. ,
3. Dadurch wird die Teilsteuerspau- n.ung U, umgepolt. Aus der umgepolten Spannung <I>-</I> U,. und Querspannung U#, ent steht der voreilende Wechselrichterimpuls
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U1;' <SEP> für <SEP> die <SEP> Gruppe <SEP> 15 <SEP> und <SEP> analog <SEP> der <SEP> nach eilende <SEP> Gleichrichterimpuls <SEP> U";
' <SEP> für <SEP> die
<tb> Gruppe <SEP> 16 <SEP> des <SEP> Umrichters.
<tb> Wie <SEP> die <SEP> Keinmutierung <SEP> zwischen <SEP> den <SEP> bei den <SEP> Gruppen <SEP> von <SEP> Entladringsstrechen <SEP> beim
<tb> Übergang <SEP> von <SEP> der <SEP> positiven <SEP> zu <SEP> der <SEP> negativen
<tb> Esnphasenspannungsha.lbwelle <SEP> im <SEP> Haupt kreis <SEP> vor <SEP> sich <SEP> geht. <SEP> ist <SEP> für <SEP> die <SEP> Steuerung <SEP> be langlos. <SEP> M'ir <SEP> können <SEP> zum <SEP> Beispiel <SEP> anneh men. <SEP> da.ss <SEP> der <SEP> L <SEP> mrichter <SEP> einpha.senseitig
<tb> hapazitiv <SEP> belastet <SEP> wird. <SEP> Dann <SEP> sind <SEP> auch <SEP> bei
<tb> elastischem <SEP> Umizcliterbetrieb <SEP> für <SEP> die <SEP> Kom mutierung <SEP> im <SEP> Hauptkreis <SEP> keinerlei <SEP> zuscitz liche <SEP> Einriehtun:
gen <SEP> erforderlich.
<tb> Das <SEP> Umschalten <SEP> des <SEP> Schalters <SEP> 11 <SEP> muss
<tb> im <SEP> Takt <SEP> der <SEP> zu <SEP> bildenden <SEP> Einpliasenspan nung <SEP> vor <SEP> sich <SEP> gehen. <SEP> Dies <SEP> kann <SEP> man <SEP> in <SEP> b,- kannter <SEP> Weise <SEP> unten <SEP> Verwendung <SEP> eines
<tb> Steuerkollektors <SEP> durchführen. <SEP> Z @eclzmässiger
<tb> ist <SEP> es. <SEP> diese <SEP> Umschaltung <SEP> mittels <SEP> gesteuerter
<tb> Röhren <SEP> auszuführen. <SEP> Beispielsweise <SEP> kann
<tb> man <SEP> die <SEP> sechs <SEP> Sühaltstreeken <SEP> des <SEP> Umschalters
<tb> durch <SEP> sechs <SEP> Vakuumröhren <SEP> ersetzen, <SEP> deren
<tb> Gitter <SEP> im <SEP> Takt <SEP> der <SEP> Einphasenspannung
<tb> positiv <SEP> und <SEP> negativ <SEP> gemacht <SEP> werden.
<SEP> Diese
<tb> Röhren <SEP> arbeiten, <SEP> abgesehen <SEP> von <SEP> ihrer <SEP> Gleich riehterwirkung, <SEP> wie <SEP> der <SEP> Umschalter <SEP> 11. <SEP> In folge <SEP> dieser <SEP> zusätzlichen <SEP> Ventilwirkung <SEP> ge langt <SEP> nur <SEP> die <SEP> eine: <SEP> Halbwelle <SEP> der <SEP> Steuer tvechselspannung <SEP> an <SEP> die <SEP> Gitter. <SEP> Da <SEP> aber <SEP> für
<tb> die <SEP> Gittersteuerung <SEP> nur <SEP> die <SEP> positive <SEP> @alli welle <SEP> der <SEP> Wechselspannung <SEP> benutzt <SEP> wird,
<tb> stört <SEP> der <SEP> Fortfall <SEP> der <SEP> negativen <SEP> Halbwelle
<tb> nicht.
<SEP> Mit <SEP> Rücksicht <SEP> auf <SEP> die <SEP> Beanspruchung
<tb> der <SEP> Steuergitter <SEP> ist <SEP> dieser <SEP> Imstand <SEP> vielmehr
<tb> ein <SEP> Vorteil <SEP> der <SEP> Anordnung.
<tb> Besser <SEP> ,jedoch <SEP> als <SEP> durch <SEP> Vakuumröhren
<tb> lässt <SEP> sich <SEP> der <SEP> Schalter <SEP> 11 <SEP> durch <SEP> gitter gesteuerte <SEP> Hilfsentladungsstrecken <SEP> mit <SEP> Gas oder <SEP> Dampffüllung <SEP> ersetzen. <SEP> Da. <SEP> sich <SEP> diese
<tb> Röhren <SEP> durch <SEP> Gittersteuerung <SEP> nur <SEP> ein- <SEP> aber
<tb> nicht <SEP> abschalten <SEP> lassen, <SEP> muss <SEP> die <SEP> Abschal tung <SEP> durch <SEP> Löschkondensatoren <SEP> erfolgen.
<tb> Eine <SEP> entsprechende <SEP> Schaltung <SEP> zeigt <SEP> Abb.:
@.
<tb> Die <SEP> Schaltung <SEP> des <SEP> Haupt- <SEP> und <SEP> Steuerkreises
<tb> stimmt <SEP> grundsätzlich <SEP> mit <SEP> der <SEP> von <SEP> Abb. <SEP> .'3
<tb> überein. <SEP> Abweichend <SEP> hiervon <SEP> ist <SEP> ,jedoch <SEP> die
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sechsphas <SEP> igc, <SEP> Wicklung <SEP> 30" <SEP> nicht <SEP> im <SEP> Ha.upt transformator <SEP> untergebracht, <SEP> sondern <SEP> in
<tb> einem <SEP> getrennten <SEP> Steuertransformator <SEP> 17.
<tb> Dieser <SEP> Steuertransformator, <SEP> sowie <SEP> Transfor mator <SEP> 12" <SEP> sind <SEP> an <SEP> das <SEP> Drehstromnetz <SEP> ? <SEP> über
<tb> einen <SEP> Drehregler <SEP> 18 <SEP> angeschlossen, <SEP> der <SEP> es
<tb> gestattet, <SEP> den <SEP> Voreilwink:el <SEP> von <SEP> bezw.
<tb> U,, <SEP> (Abb. <SEP> 4) <SEP> und <SEP> :
den <SEP> Naeh.eilwinkel <SEP> von
<tb> U,,' <SEP> bezw. <SEP> U,g' <SEP> verschieden <SEP> gross <SEP> zu <SEP> machen.
<tb> Dies <SEP> ist <SEP> zum <SEP> Beispiel <SEP> in <SEP> Abb. <SEP> 4a <SEP> da.rgestellt.
<tb> Durch <SEP> den <SEP> Drehregler <SEP> 18 <SEP> wird <SEP> die <SEP> Grund spannung <SEP> U, <SEP> um <SEP> den <SEP> Winkel <SEP> (/3-a) <SEP> im
<tb> Sinne <SEP> einer <SEP> Vorcilung <SEP> verschoben. <SEP> Soll <SEP> die
<tb> Wechselrichterkommutierung <SEP> mit <SEP> unverän derter <SEP> Voreiliuig <SEP> a <SEP> (illindestvoreilwinlzel) <SEP> er folgen, <SEP> so <SEP> kann <SEP> bei <SEP> dieser <SEP> Phasenlau <SEP> der
<tb> Spannung <SEP> I", <SEP> die. <SEP> Querspannung <SEP> kleiner <SEP> be messen <SEP> werden. <SEP> Bei <SEP> gleicher <SEP> Phasenverschie bung <SEP> ä <SEP> der <SEP> resultierenden <SEP> Spannung <SEP> U,,;
<tb> bezw. <SEP> U,8 <SEP> gegenüber <SEP> Ui <SEP> wird <SEP> dann <SEP> die <SEP> Span nung <SEP> U,5 <SEP> bezw. <SEP> U,,;' <SEP> bei <SEP> Gleichrichterbetrieb
<tb> gegenüber <SEP> dem <SEP> kritischen <SEP> Zeitpunkt <SEP> P <SEP> eine
<tb> kleinere <SEP> Nacheilun,g <SEP> a" <SEP> < <SEP> ä <SEP> < <SEP> a <SEP> aufwei sen. <SEP> Das <SEP> bedeutet <SEP> beim <SEP> Umrichterbetrieb
<tb> eine <SEP> Verringerung <SEP> des <SEP> Spannungsverlustas,
<tb> ohne <SEP> da,ss <SEP> dadurch <SEP> die <SEP> Betriebssicherheit <SEP> be eint.rächtigt <SEP> wird. <SEP> Denn <SEP> wegen <SEP> der <SEP> stets <SEP> vor handenen <SEP> Energieverluste <SEP> klingt <SEP> der <SEP> Aus gleiclLssti-o@ni <SEP> in <SEP> :
dem <SEP> innern <SEP> Kurzschlusskreis
<tb> zwischen <SEP> den <SEP> einzelnen <SEP> Anoden <SEP> so <SEP> schnell
<tb> ab, <SEP> < lass <SEP> die <SEP> 'N <SEP> acheilung <SEP> bei <SEP> Gleichriehter betrieb <SEP> kleiner <SEP> sein <SEP> kann <SEP> als <SEP> die <SEP> V <SEP> oreilung
<tb> bei <SEP> 'Weehselrichterbetrieb.
<tb> Aad <SEP> erseit@s <SEP> kann <SEP> grundsätzlich <SEP> eine <SEP> um -rekehrte
<tb> der <SEP> Grund spannung <SEP> mittels <SEP> des <SEP> Drehreglers <SEP> 18 <SEP> zusam men <SEP> mit <SEP> einer <SEP> Vergrösserung <SEP> der <SEP> Querspan nung <SEP> (7, <SEP> dann <SEP> angewendet <SEP> werden,
<SEP> wenn <SEP> die
<tb> Verluste <SEP> im <SEP> innern <SEP> Kurzschlusskreis <SEP> sehr
<tb> klein <SEP> sind <SEP> und <SEP> etwa <SEP> noch <SEP> eine <SEP> zusätzliche
<tb> Sicherheit <SEP> gegen <SEP> das <SEP> Auftreten <SEP> von <SEP> Dauer kurzschliissen <SEP> geschaffen <SEP> werden <SEP> soll.
<tb> Eine <SEP> weitere <SEP> Möglichkeit <SEP> zur <SEP> Herstellung
<tb> unterschiedlicher <SEP> Voreil- <SEP> bezw. <SEP> Nacheilwin kel <SEP> gegenüber <SEP> dem <SEP> Punkt <SEP> P <SEP> ist <SEP> auch <SEP> durch
<tb> Veränderung <SEP> der <SEP> Gleichspannung <SEP> <I>E,;, <SEP> geg:3-</I>
<tb> ben. <SEP> Dies <SEP> hat <SEP> jedoch <SEP> den <SEP> Nachteil, <SEP> dass <SEP> dann die Impulsdauer länger oder kürzer als, -120 wird, was unter Umständen unerwünscht ist.
Schliesslich zeigt das Diagramm Abb. 4b, dass auch bei fest nach Abb. 2 bezw. 4 ein- gestellter Grundspannung U<B><I>,</I></B> und ohne Änderung Ader Gleichspannung Voreil- und Naeheilwinkel verschieden gross ,gemacht werden können;
in diesem Falle beträgt die Phasenverschiebung zwischen Grund- und Querspannung mehr oder weniger als. 90 , so dass zum Beispiel der Nach:eilwinkel a' bei Gleichrichterbetrieb kleiner wird als der Voreilwinkel a bei Wechselrichterbetrieb. Da ,die beiden Amplituden (U" bezw. U"' und U1;
bezw. U"E') hierbei verschiedene Grössen- werte annehmen, ist bei dieser Sohaltung darauf zu achten, dass die Einstellung der Gleichspannung E,3 mit Rücksicht auf die Wechselrichtersteuerung (Ulr' bezw. U") der art erfolgt, :
dass. die Impulsdauer die Brenn dauer der zugehörigen Anode möglichst nicht überschreitet, um eine ausreichende Entionisierung zu gewährleisten. Dass dann die Gleichrvchterimpulse länger dauern und sich überlappen., ist ohne Bedeutung für das ordnungsmässige Arbeiten :
der Umformung.s- einriehtung. SGhaltungs,mäss zig lassen sich Verhältnisse, entsprechend Abb. 4.b, leicht zum Beispiel dadurch herstellen, dass die Primärwicklungen :der beiden Steuertrans- formatoren 1.2" bezw. 17 (vergl. Abb. 5) beide in :Stern- oder beide in Dreieoks@chal- tung angeordnet sind.
Zur Herstellung ge ringer Unterschiede ist gegebenenfalls auch bereits die Phasenverschiebung zwischen U1 und U2 ausreichend, die in einer :Schal tung ,gemäss Abb. 5 infolge der Streuinduk- tivitäten der verschiedenen Transformatoren entsteht.
Eine andere Möglichkeit, insbeson- -dere zur Herstellung veränderbarer Verhält nisse, bietet die Zwischenschaltung eines Dreb,regle,rs zwischen die Primärwicklungen der beiden,Steuertransformatoren 12" und 17.
Der Drehregler<B>18</B> dient sm übrigen auch dazu, :die Phasenverschiebungen, welche in folge der Stneuinduktivitäten von Haupt und ,Steuertransformatoren entstehen, sowie die zusätzlichen Phasenverschiebungen, die durch den Gittern der Hauptentladungs@- strecken ,
gegebenenfalls vorgeschaltete Hilfs- enrtladung3streckenkreisie "erz:eugt werden, auf den jeweils: .entsprechend Abb. 4 oder 4a gewünschten Wert auszuregeln.
Die Querspannung UZ, sowie gegebenen falls, auch,die Grundspannung U, sind vor teilhaft regelbar gestaltet, z. B.durch An- Wendung angezapfter bezw. in Stufen regel- baxer Primärwicklungen an ,den Steuertrans formatoren, wie,
dies in Abb. 5 angedeutet ist. Werden .die Anzapfungen in den einzel nen Phasen ungleich gewählt, so können für jede Hauptentladungsstreeke verschiedene Steuerdiagramme nach Abb. 4, 4a oder 4b erzielt werden. Damit kann bei starren Um richtern zum Beispiel die Aufgabe gelöst werden, :
die Verhältnisse beim Übergang von einer Anode zur nächsten weitgehend anzu passen und beispielsweise die Voreil- und Nacheilwinkel für die erste, im Zuge einer Sp:annungoshalbwelle arbeitende Entladungs- tstrecake am .grössten und für jede folgende .etwas kleiner zu machen.
Da bei den prak tisch vorkommenden Verhältnissen mit zu meist stark induktiver Last die Strom- belastung ,gerade der ersten Entladungs- strecken in jeder am grössten ist, wird dadurch der Verlust an Spannung bei jedem Übergang auf ein kleins@tmögliohes Mass beschränkt.
Im Steuertransformator 17 der Abb. 5 ist Ader ursprüngliche Seohsphasenstern in zwei Dmeiphasensterne aufgeteilt. Dadurch gelingt es, den seohspoligen Schalter 11 (Abt. 3) idureh nur zwei Gasentladungs- strecken 19 und 210 (Abt. 5) zu ersetzen.
Die Rohre 19 und 2:0 schalten abwechselnd die beiden um 180' versetzten Wicklungs sterne ein, :deren Spannung an den drei Widerständen 2,1, 2'2 und 28 wirksam wird. In die,Stromkreise d :er Wicklungen 30" und der Widerstände 2,1 bis<B>213</B> sind zum Beispiel sechs, Trockengleichrichter 25 eingeschaltet. Sie dienen dazu, innere Kurzschlüsse der beiden :an 19 und 20 angeschlossenen Trans- formatorsterne zu vermeiden.
Die Kathoden der beiden Rohre<B>19</B> und 20 sind,dureh den Kondensator 24 miteinan- der verbunden.
Die Gitter der beiden Gefässe werden im Takt. der Einphasenspannung positiv gegen die zugehörige Kathode ge macht, dadurch zünden die beiden Bohre im Takte der Einpliasenspannung und löschen vermittels des Kondensators 2-1 bei ihrer Zündung nach Art eines @@Techselriehters das andere Rohr.
Infolge dieser schlagartigen Kommutierung tritt in den Impulsen des Hauptgefässes keine Unterbrechung ein.
Bei den beschriebenen Ausführungsbei spielen ist angenommen, dass die Steuerspan- nungen, die Grund- wie die Querspannung rein sinusförmig .sind.
Bei Verwendung solcher reinen Sinus spannungen ist es zweckmässig, die nach der Erfindung gebildeten Gitterimpulse nicht. unmittelbar dem Hauptgefäss zuzuführen, sondern mit ihnen zunächst Hilfsentladungs- strecken zu steuern. Hierzu können sowohl Vakuumröhren wie auch Dampf- oder Gas- entladungsstrecken dienen.
Es ist auch mög- lich, die Steuerimpulse durch bekannte Ein- richtungen erst in Spannungen rechteckiger Kurvenform oder in Stossspa.niiungen spitzer Form umzuwandeln und diese "Blöcke" bezw. Stösse den. Gittern des Hauptgefiisses direkt oder unter Zwischenschaltung <B>von</B> Hilfsentladestrecken zuzuführen.
An Stelle der reinen Sinusspannungen lassen sich auch ebensogut umgeformte Sinus- spannungen verwenden und überlagern. etwa Spannungen, die d:u@mh, Sättigungswandler in rechteckige Blockform verwandelt sind. Die Q,uerspa.nnung hat dann eine entspre- chende. Form, die die Fronten des resultie renden Rechteckblockes nach vorn oder naeh hinten. verschiebt.
Die relativen Phasenlagen zur Anodenspannung sind in diesem Falle je nach der Blockbreite anders und müssen gegebenenfalls durch vorgeschaltete: Dreh- regler bezw. entsprechende Bemessung der vorgeschalteten Einrichtungen entsprechend eingestellt werden.
Ein einfaches Beispiel zeigt Abb. G, wo.die durch Kurve a dargv- stellte Blockspannung ("Querspannung") ein mal mit der Blockspannung nach Kurve h und einmal mit der um<B>180</B> " verschobenen Blookspannung nach Kurve c zusammen- gesetzt wird, wobei ,
die resultierenden Wel lenfronten der Kurven d und e die ge- wÜnschte Vor- bezw. Nacheilung gegenüber dem Punkt. P aufweisen.
Es ist weiterhin zu bemerken, dass die Anwendung des Erfindungsgedankens nicht auf die Überlagerung gleichfrequenter Teil spannungen beschränkt ist, wie sie bei den bisherigen Ausführungsbeispielen angenom men waren.
Stattdessen kann als "Querspan- nung" auch eine .Spannung mit einer Fre quenz gleich Einem ungeraden Vielfachen der Frequenz der "Grundspannung" über lagert werden. Abb. 7 zeigt als Beispiel die Anwendung einer dritten Harmonischen als Querspannung. 'Wie die Abbildung ergibt, hat eine derartige Anordnung noch den be sonderen Vorzug, d@a.ss beide resultierenden Steuerspannungen,
sowohl die für Gleich richterbetrieb wie auch die für Wechsel- richterbetnieb, im Zündbereich sehr steil verlaufen und damit eine sehr genaue Steue rung ermöglichen. Eine Veränderung der Voreil- und Nacheilwinkel, sowie ihres Ver hältnisses ist ohne weiteres durch Änderung der Amplituden oder der gegenseitigen Phasenlage der Teilspannungen möglich.
Die beschriebene Steuerung bietet für sieh allein die Möglichkeit, starre oder ela.stisclie Umrichter betriebssicher zu steuern. Sie kann aber auch mit andern bekannten Steuerungen :kombiniert werden, z. B. mit einer stromabhängigen Verriegelungssteue- rUng.