Anordnung zum Gleichrichten einer Wechselspannung. Es ist vorgeschlagen worden, zum Gleich richten einer Wechselspannung an Stelle von elektrischen Ventilen von Impulsen ge steuerte Schalter zu verwenden, die im be stimmten Rhythmus durch Ein- und Aus schaltimpulse ein- und ausgeschaltet werden. Solebe impulsgesteuerte Schalter können bei spielsweise so aufgebaut sein, dass ein gegen die Wirkung einer Feder von dem Halte- fliil: eines Magneten gehaltener Anker vor gesehen ist.
Der Magnetkreis besitzt eine Aus- lösewieklung (Ausschaltwicklung), die, wenn sie von einem Ausschaltimpuls erregt wird, eine Gegenerregung gibt, so dass der Anker abgerissen und zu einem zweiten Magneten geführt wird, der ihn festhält. Diesere be kommt ebenfalls eine Wicklung (Einschalt- wieklung), die aber von dem Einschaltimpuls erregt wird, so dass bei Eintreten eines Ein schaltimpulses der Anker wieder von der Fe der abgerissen und zu dem ersten Magneten zurückgeführt wird.
Damit der impulsge steuerte Schalter lichtbogenfrei öffnet, ist im Stromkreis noch eine an sich bekannte Schalt drosselspule vorgesehen, die eine Strom= sehwache Pause erzeugt.
Die Einschaltimpulse werden beispiels weise über gesättigte Schaltwandler erzeugt, die primärseitig von einer Hilfswechselspan nung erregt werden, während die Ausschalt- iiripulse über gesättigte Schaltwandler erzeugt werden, die primärseitig vom auszuschalten den Strom erregt werden. Die Ausschalt impulse können auch von der Spannung der Schaltdrosselspule abhängig gemacht werden. Die Schaltwandler arbeiten bekanntlich so, dass sie beim Nulldurchgang des Primärstro mes ummagnetisiert werden.
Während der Ummagnetisierungszeit entsteht am Wandler ein bestimmtes Zeitintegral der Spannung, das dem Produkt aus Sättigungsfluss und Win- dungszahl proportional ist. Sobald die Um magnetisierung vollendet ist, der Wandler also wieder im Sättigungsgebiet arbeitet, hört die Spannung auf. Dieses Zeitintegral der Span nung (Spannungsimpuls) erzeugt einen ent sprechenden Stromimpuls im Sekundärstrom kreis, dessen Grösse von den Widerständen im Sekundärstromkreis abhängig ist.
Da bei Inbetriebnahme des Gleichrichters die magnetischen Kreise sich erst einschwin gen müssen, muss dafür gesorgt werden, dass die impulsgesteuerten Schalter erst zu arbei ten beginnen, wenn der Einschaltvorgang ab geklungen ist.
Zu diesem Zweck wird gemäss der Erfin dung die von dem Einschaltimpulsgeber zu der Einschaltwicklung führende Leitung über ein Ventil und die Wicklung einer Drossel spule geführt, deren Zeitintegral der Span nung grösser ist als das Zeitintegral der Span nung des Impulsgebers und die so magneti siert ist, dass erst nach einer vorbestimmten Zahl von Nulldurchgängen des Primärstromes des Schaltwandlers die Drosselspule ummagne tisiert ist. Erst dann lässt sie Stromimpulse solcher Höhe durch, dass das Einschalten des Schalters bewirkt wird.
Um zu erreichen, dass vor Beginn des Einschaltens der Gleichrichter anordnung alle Impulsschalter ausgeschaltet sind, kann man beim Abschalten der speisen den Spannung einen zusätzlichen Impuls auf die Auslösewicklungen der Impulsschalter geben. Da die Drosselspule vor Beginn des Einschaltens der speisenden Spannung wieder ummagnetisiert werden muss, damit sie richtig arbeitet, kann man den dazu erforderlichen Vor- magnetisierungsstrom, der beim Ausschalten der speisenden Spannung gegeben wird, dazu benutzen, alle Impulsschalter auszulösen.
In Fig. 1 der Zeichnung ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dar gestellt. Mit 1 ist ein Transformator bezeich net, dessen Primärwicklung an ein Drehstrom netz über einen Schalter 2 angeschlossen ist und dessen Sekundärspannungen gleichgerich tet werden. Es ist im Ausführungsbeispiel eine Brückenschaltung mit impulsgesteuerten Schaltern vorgesehen. Mit 3 sind die Schalt drosselspulen bezeichnet. In Reihe mit jeder Schaltdrosselspule liegen zwei impulsgesteuerte Schalter 4 und 4', die im (legentakt arbeiten.
Die impulsgesteuerten Schalter besitzen Aus- sehaltwieklungen 6 bzw. 6' und Einscha.ltwiek- lungen 7 bzw. 7'. Die Ausschaltimpulse werden über Gleichrichter 11 bzw. 11' von einem Sättigungswandler 14 bzw. 14' erzeugt, der in nicht dargestellter Weise primär so erregt wird, dass bei Beginn oder kurz vor Beginn der Stufe der Ausschaltimpuls gegeben wird. Die Einschaltimpulse werden durch gesättigte Wandler 16 erzeugt, die primärseitig an eine Hilfsspannung geeigneter Phasenlage ange schlossen sind, die in nicht dargestellter Weise ebenfalls von dem Schalter 2 ein- bzw. ausgeschaltet wird.
Die Wandler 16 besitzen eine Charakteristik, wie sie in Fig. 2 darge stellt ist. Geht z. B. der Primärstrom von posi tiven Werten abnehmend durch Null, so wird der Wandler ummagnetisiert.
Die Ummagneti- sierung vom Punkt b2 der Charakteristik bis zum Punkt hl der Charakteristik dauert eine bestimmte Zeit, die vom Zeitintegral der Spannung des _NV andlers abhängig ist, das gleich 2ztf. F@ .10-8 ist, wobei 2t, die Win- dungszahl des Wandlers und I', der Sä.tti- gungsfluss ist.
Sobald der Wandler den Punkt b1 erreicht hat, hört die Flussänderung und damit das Zeitintegral der Spannung auf, weil die Spannung verschwindet. Beim nächsten Nulldureh-ang des Stromes, der von negativen zu positiven Werten erfolgt, wiederholt sich das Spiel in umgekehrter Richtung. Diese Zeitintegrale der Spannung erzeugen in der Sekundärwicklung des Wandlers 16 Strom impulse ausreichender Höhe, um die Impuls schalter einzuschalten, n=enn in diesem Strom kreis kein sehr hoher Widerstand liegt.
Im Ausführungsbeispiel ist die Sekundärwicklung des Wandlers 16 über Gleichrichter 15 bzw. 15' an die Einschaltwicklungen 7 bzw. 7' an geschlossen. In Reihe mit der einen Ein schaltwicklung 7 liegt die Wicklung 9 einer Drosselspule 8, in Reihe mit der andern Ein sehaltwicklttng 7' die Wicklung 9' einer Dros selspule 8'. Diese Drosselspule 8 bzw. 8' be sitzt eine Charakteristik, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Die Drosselspule 8 arbeitet beim Einschalten des Schalters 2 am Punkt a2. Das Zeitintegral der Spannung der Drossel spule ist ein Vielfaches desjenigen eines der Schaltwandler 16.
Kommt daher nach dem Einschalten des Schalters 2 ein positives Zeit integral der Spannung auf die Drosselspule, so wird sie bis zum Punkt a2' magnetisiert, beim nächsten positiven Zeitintegral der Span nung bis zum Punkt a2" usw., bis nach einer bestimmten Zahl von positiven Zeit integralen der Spannung der obere Knick punkt a1 der Charakteristik erreicht ist und somit die Drosselspule im Sättigungs gebiet arbeitet.
Kommt jetzt ein neues Zeit integral der Spannung vom Schaltwandler 16, so erzeugt dieses, da nunmehr die Drossel spule auf dem waagreeliten Teil der Magneti- sierungskennlinie arbeitet, den zum Auslösen erforderlichen Auslöseimpuls. Während der Ummagnetisierungszeit konnte ein solcher Strom nicht fliessen, weil, wenn man von der Hysterese absieht, während der Uinniagnetisie- rungszeit der Strom Null ist.
Es wird also durch diese Anordnung bei geeigneter Bemes sung erreicht, dass bei Einschalten des Haupt sehalters und damit auch der Hilfsspannung an den Wandlern 16 erst nach einer vorbe stimmten Zeit Einschaltimpulse gegeben wer den können. Beim Ausführungsbeispiel arbei ten die drei Schaltwandler 16 parallel auf die Drosselspule, was bei der Bemessung der Drosselspule zu beachten ist.
Was für die Drosselspule 8 gilt, gilt ent sprechend für die Drosselspule 8', nur mit dem Unterschied, dass sie bei Beginn des Einschal tens am Punkt a1 arbeitet und durch die nega tiven Spannungsimpulse der Schaltwandler allmählich bis zum Punkt a.2 ummagnetisiert wird, worauf dann die nächstfolgenden Zeit integrale der Spannung Stromimpulse ausrei chender Höhe zur Folge haben, die zum Ein schalten des Schalters dienen.
Für die richtige Wirkungsweise ist es Vor aussetzung, da.ss die Drosselspule 8 beim Ein vom Punkt a2 aus zu arbeiten be ginnt und die Drosselspule 8' vom Punkt ai. Man muss daher die Drosselspulen, die wäh rend des Betriebes ummagnetisiert wurden, vor erneuter Inbetriebnahme der Anlage wie- der zurückmagnetisieren. Dies geschieht im Ausführungsbeispiel dadurch, dass die Dros selspulen Vormagnetisierungswicklungen 10 und 10' erhalten, die über einen Gleichrichter 12 von der Sekundärwicklung eines Trans formators 13 erregt werden, wenn der Schal ter 2 ausgeschaltet ist.
Die Bemessung wird dabei so getroffen, dass die Drosselspulen 8 bzw. 8' so magnetisiert werden, dass sie bei Einschalten des Schalters 2 vom Punkt a2 bzw. ai aus zu arbeiten beginnen.
Damit die Impulsschalter beim Ausschal ten des Sehalters 2 auch alle ausgeschaltet werden, kann man beim Ausschalten der spei senden Spannung diesen Impulsschaltern einen zusätzlichen Ausschaltimpuls geben. Im Ausführungsbeispiel geschieht dies dadurch, dass alle Ausschaltwicklungen 6, 6' bzw. in Reihe geschaltet im Stromkreis der Wicklun gen 10 und 10' liegen, so dass beim Ausschal ten der Vormagnetisierungsstrom der Drossel spulen 8 und 8' auch die Auslösewicklungen 6, 6' usW. erregt.