Anordnung zur Verbesserung des Betriebes von Stromrichtern. Bei Stromrichterschaltungen, die mit Ventilen, oder auch Schaltstrecken arbeiten, hat man zur Ent lastung der Strecken von der kritischen Be anspruchung übersättigte Drosseln (Schalt drosseln) verwendet, .die unmittelbar vor die Streeken gelegt werden, und hat ferner Kon densatoren angeordnet, die die einzelnen Strecken überbrücken.
Die übersättigten Drosseln sind :dabei duroh .den Stromdurch gang oder mit Hilfe zusätzlicher Ma,gnetisie- rungen so gesteuert, dass ihre Induktivität vorzugsweise nur am Ende der Kommutie- rung und kurz nach beendigter Kommutie- rung wirksam ist. Die Ablösung der Strek- ken erfolgt daher weitgehend stromlos.
Fer ner tritt durch die Wirkung des Konden- sators in Verbindung mit der Induktivität der Drosselspule keine plötzliche Wiederkehr der Spannung an den Strecken auf. Der be kannten Anordnung haftet nun in manchen Fällen eine leihe von Nachteilen an deren Beseitigung auf Grund der vorliegenden Er findung möglich wird.
Erfindungsgemäss ist die übersättigte Drossel nicht unmittelbar mit der Strecke in Reihe gesehaaltet, sondern auf der Primär seite (Wechselstromseite) des @Stromriehter- haupttransformators eingefügt. Die Konden satoren und sonstige als Nebenwege vorge sehene Einrichtungen können; hingegen auf der :Sekundärseite unmittelbar parallel zu .den einzelnen Strecken angeordnet bleiben.
Vorteilhaft wird bei einer Anordnung gemäss .der Erfindung der @Strommichtertransforma- tor in einzelne Einphasentransformatoren mit .gutem magnetischem Rückschluss und besonders geringem Magnetisierungsstrom unterteilt. An :Stelle der Einzeltransforma toren kann auch e.in Fünfschenkeltrans.forma- tor mit guten magnetischen Eigenschaften vorgesehen werden.
Es kann auch eine Hilfs- magnetisierung des Transformatorei'sens! über entsprechend bemessene Vorwiderstärnde von einer andern Spannungsquelle her oder vom Wechselstromnetz her zusätzlich erfolgen.
Schliesslich können :derartige :Stromrichter- transformatorschaItungen angewendet wer den, bei denen eine :einfache gegenseitige Zu ordnung von Primärwicklung und Sekundär wicklung :der einzelnen Phasen besteht, die zu gleichen Stromführungszeiten primär- und sekundärseitig führt (z. B..Stern---:Stern- schaItung oder :dreiphasige VollwegSchal- tu@n:
g-dreiphasige 'Graetzschaltung oder drei- phasige Vollwegsehaltung-Doppeldreipha- senschaltung mit Saugtransformator).
Zur Erläuterung der Wirkungsweise sei an Hand der Fig. l der Zeichnung a.m Beispiel des mechanischen Gleichrichters, :der auf das Gleichstromnetz 4 arbeitet, :die Kommutie- run.g von Phase 1 auf Phase 2' behandelt. Am Ende :der Brenndauer der Phase 1 schliesst sich zu Beginn der Kommutierung der mechanische Schalter 22' :der Phase ?. Damit beginnt die Phase 2 auch primärsei tig den Strom zu übernehmen, was beispiels weise, weil -die Drossel 21 vorgesä.ttigt sein kann, ohne weiteres erfolgen kann.
Der Strom in der Phase 1 nimmt entsprechend dem Kommutierungsverlauf primärseitig und sekundärseitig rasch ab, bis die bisher über sättigte Drossel 11 ihre Sättigungsgrenze unterschreitet und nunmehr ihre volle Induk- tivität wirksam wird. Unter dem Einfluss dieser Induktivität spielt sich nunmehr der weitere Kommutierungsverla.uf verlangsamt ab, und der :Schalter 12' kann, auch wenn er nicht sehr exakt zeitlich schaltet, ohne grosse Schaltleistung trennen.
Der Wieder anstieg der Spannung an Schalter 12' wird .dadurch erheblich verlangsamt, dass der Kon densator 120' nicht plötzlich geladen wer den kann; denn auf der Primärseite ist. zu dieser Zeit die Induktivität der Drossel 11. voll wirksam und einer Aufladung von der Gleichstromseite 4 her steht :die Induktivität der Phasenwicklungen des Haupttransforma tors 5 entgegen.
Die Hilfsmagnetisierung des Transformators 5 sorgt dafür, dass sowohl Primär- als auch Sekundärseite des Trans- formators von,dem Magnetisierunbsstrom des Transformators soweit wie möglich entlastet ist.. Ferner kann mit Hilfe der Hilfsmagne- tis:ierung gleichzeitig die Sprungbeanspru chung und damit :die Anforderung an den Kondensator 12()' noch weiter herabgesetzt werden.
Die Vorteile der .durch die Erfindung vorgeschlagenen Anordnung sind dann von be sonderem Nutzen, wenn :derartige Anordnun gen zur Umformung sehr hoher Culeichspan- nungen verwendet werden sollen. Würde man, wie dies bisher vorgeschlagen wurde, die Schaltdrosseln auf der Gleichspannungs- rse.ite anordnen, so würden die Schaltdrosseln mit Riicksicht auf die Hochspannungsisola- tion der Arbeitswicklung schon beträchtliche Abmessungen annehmen.
Die für de richtige Arbe.itsweiee der Drossel erforderliche Aus legung mit bestem magnetischem Rückschluss und geriniger Streuung wird praktisch nicht mehr erreichbar. Hinzukommt ferner, da.ss die Wicklungen zur ffilfsmagnetisierung eben falls gegen Hochspannung isoliert auf dem Eisenkern angeordnet werden müssen oder nur über besondere Isoliertransformatoren zu speisen sind.
Die Anordnung der Drosseln auf der Primärseite des Transformators be seitigt diese Schwierigkeiten und stellt trotz dem die beabsichtigte Wirkungsweise hin sichtlich der Kommutierung und Entlastung der .Strecken sicher. Ferner wird durch die Anordnung auf :der Primärseite eine Kurz- schlussbegrenzun,g erreicht, die nunmehr auch Transformatorschäden einschliesst.
Die in Verbindung mit Schaltdrosseln vielfach erforderliche Vorbelastung kann ebenfalls von der Gleichstromseite auf :die Wechselstromseite verlegt werden, was insbe sondere dann, wenn dort keine sehr hohen Spannungen vorliegen, von besonderem Vor teil ist.
Schliesslich kann bei gleichzeitigem Betrieb mehrerer Transformatoren oder Transformatorgruppen mit gleichen und gleichzeitig ablaufenden Arbeitsdauern je Phase ein gemeinsamer Satz von Schaltdros- eeln in den primärseitigen :Stromzuführun- gen vorgesehen werden.
Die Vielzahl :der sekundärseitigen Entladungs- oder Schalt- strecken arbeitet mit diesem Drosselsatz in dergleichen Weise wie oben beschrieben zu sammen.
Die besonderen Vorteile, die die Anwen -dung der Erfindung bei Q,uecksilberdampf- gleiehrichtern, beispielsweise für grosse Ströme und,Saugdrosselschaltung bietet, sind an Hand der Fig. 2 zu erkennen.
Die sechs in Saugdrosselsichaltung arbeitenden und in einem mehranodigen Entladungsgefäss 10 zu sammengefassten Entladungsstrecken würden naoh ,der bisher bekannten Ausführung sechs Drosselwicklungen benötigen,
von denen je weils zwei einem Eisenkern zugeordnet sein können. In bekannter Weise ist der Saug- trau6formator 6 zwischen die (Sternpunkte der beiden sekundären dreiphasigen Stern wicklungen des Transformators 5 geschaltet. Diese beiden Wicklungen würden aber,Span- nung gegeneinander führen und dementspre chend gegeneinander und gegen den gern isoliert werden müssen.
Die Anordnung gemäss der Erfindung löst dagegen die Auf gabe unter Verwendung von drei Drosseln auf der Primärseite des Stromrichtertrans- farmators, von -denen jede nur eine einzige Wicklung hat. Abgesehen von<U>der</U> geringen Isolation wird nunmehr ein V 2mal gerin gerer Wicklunb raum benötigt, und hier- ,durch wird die Ausführung des magne tischen greises der Drossel wiederum wesent lich ,günstiger gestaltet.
Gemäss einer weiteren Ausführungsform dar 'Prfi@n,rln,no, kann man bei mehreren Transformatoren oder Transformatorgrup- pen, die für eine entsprechende Zahl von ein zelnen Stromrichtern mit gleichen und gleichzeitig ablaufenden Arbeitsdauern in Betracht kommen, je Phase einen gemein- samen Satz von ,Schaltdrosseln in den pri- mä-rseiti,gen Stromzuführungen vorsehen.
Arrangement to improve the operation of power converters. In converter circuits that work with valves or switching sections, oversaturated chokes (switching chokes) have been used to relieve the distances from the critical loading, which are placed directly in front of the Streeken, and capacitors have also been arranged that the bridge individual routes.
The oversaturated chokes are: controlled through the passage of current or with the aid of additional magnets in such a way that their inductance is preferably only effective at the end of the commutation and shortly after the commutation has ended. The stretches are therefore largely disconnected from the power supply.
Furthermore, due to the effect of the capacitor in connection with the inductance of the choke coil, there is no sudden return of the voltage on the lines. The known arrangement is now liable in some cases to lend disadvantages to the elimination of which is possible due to the present invention.
According to the invention, the oversaturated choke is not connected directly to the line in series, but rather is inserted on the primary side (alternating current side) of the current line main transformer. The capacitors and other facilities provided as byways can; on the other hand, on the secondary side, remain arranged directly parallel to the individual routes.
In an arrangement according to the invention, the current converter transformer is advantageously subdivided into individual single-phase transformers with a good magnetic return and a particularly low magnetizing current. Instead of the individual transformers, a five-leg transformer with good magnetic properties can also be provided.
An auxiliary magnetization of the transformer can also be used! also take place via appropriately dimensioned series resistors from another voltage source or from the alternating current network.
Finally: Converter transformer circuits of this type can be used in which there is a: simple mutual assignment of primary winding and secondary winding: of the individual phases, which leads to the same current carrying times on the primary and secondary sides (e.g. star --- : Star connection or: three-phase full-path connection tu @ n:
g-three-phase Graetz circuit or three-phase full-wave circuit-double three-phase circuit with suction transformer).
To explain the mode of operation, an example of the mechanical rectifier,: which works on the direct current network 4,: the commutation from phase 1 to phase 2 'is treated with reference to FIG. 1 of the drawing. At the end: the burning time of phase 1, the mechanical switch 22 'closes at the beginning of the commutation: the phase?. This means that phase 2 also begins to take over the current on the primary side, which can easily be done, for example, because the throttle 21 can be vorgesä.ttigt.
The current in phase 1 decreases rapidly on the primary and secondary sides in accordance with the commutation curve until the previously saturated choke 11 falls below its saturation limit and its full inductivity is now effective. Under the influence of this inductance, the further commutation process now takes place more slowly, and the: switch 12 'can, even if it does not switch very precisely in time, disconnect without great switching power.
The rise in the voltage at switch 12 'is slowed down considerably because the capacitor 120' cannot suddenly be charged; because is on the primary side. at this time the inductance of the choke 11 fully effective and a charge from the direct current side 4 is here: the inductance of the phase windings of the main transformer 5 opposed.
The auxiliary magnetization of the transformer 5 ensures that both the primary and the secondary side of the transformer are relieved of the magnetizing current of the transformer as much as possible. Furthermore, with the aid of the auxiliary magnetization, the sudden stress and thus the Requirement on the capacitor 12 () 'can be further reduced.
The advantages of the arrangement proposed by the invention are of particular use when: Such arrangements are to be used for reshaping very high electrical currents. If the switching reactors were to be arranged on the DC voltage side, as has been suggested up to now, the switching reactors would already assume considerable dimensions with regard to the high-voltage insulation of the working winding.
The design with the best magnetic yoke and low scattering required for the correct working white of the throttle can no longer be achieved in practice. In addition, the windings for film magnetization also have to be arranged on the iron core insulated against high voltage or can only be fed via special isolating transformers.
The arrangement of the chokes on the primary side of the transformer eliminates these difficulties and, in spite of that, ensures the intended mode of operation towards commutation and relief of the. Furthermore, the arrangement on: the primary side achieves a short-circuit limitation, which now also includes transformer damage.
The preload often required in connection with switching chokes can also be relocated from the direct current side to the alternating current side, which is particularly advantageous when there are no very high voltages there.
Finally, when several transformers or groups of transformers are operated simultaneously with the same and simultaneously running working times for each phase, a common set of switching inductors can be provided in the primary-side power supply lines.
The multitude: the secondary-side discharge or switching path works with this throttle set in the same way as described above.
The particular advantages offered by the application of the invention with Q, silver vapor rectifiers, for example for large currents and suction throttle circuits, can be seen in FIG.
The six discharge paths working in suction throttle connection and combined in a multi-anode discharge vessel 10 would require six inductor windings according to the previously known design,
of which two can be assigned to an iron core. In a known manner, the suction transformer 6 is connected between the (star points of the two secondary three-phase star windings of the transformer 5. These two windings would, however, conduct voltage against each other and accordingly have to be isolated from each other and from which they would like to be isolated.
The arrangement according to the invention, however, solves the task by using three chokes on the primary side of the converter transformer, each of which has only a single winding. Apart from <U> the </U> low insulation, a winding space that is twice as small is now required, and as a result of this, the design of the magnetic old element of the choke is again made significantly more favorable.
According to a further embodiment, Prfi @ n, rln, no, one can use a common set per phase for a number of transformers or transformer groups which are suitable for a corresponding number of individual converters with the same and simultaneously running working times Provide switching chokes in the primary power supply lines.