Mehrphasige gesteuerte Stromrichteranlage mit Saugdrossel Die Erfindung betrifft mehrph"ig gesteuerte Stromrichteranlagen, bei denen zwei gegeneinander phasenverschobene Mehrphasensysteme halber Pha senzahl über eine Saugdrossel so miteinander ver bunden sind, dass jedes der beiden Systeme einen kontinuierlichen Gleichstrom liefert.
In der Fig. <B>1</B> ist als Beispiel einederartIge:sechs- phasige Stromrichteranlage dar-gestellt. Das Strom- richterge,fäss <B>1</B> ist an zwei in Stern geschaltete Sekun- därwicklungen 2 und<B>3</B> eines Transformators mit der Primärwicklung 4 angeschlossen, die zusammen mit den zugeordneten Anoden zwei um 600el. gegenein ander phasenverschobene Dreiphasensysteme I und II bilden.
Die Sternpunkte der beiden Dreiphasenwick- lungen sind über eine Saugdrossel<B>5</B> miteinander ver bunden, deren Mittelanzapfung den Minuspol der Anlage bildet.
Durch die Saugdrossel werden die beiden Drei- phasensysteme gezwungen,<B>je</B> einen kontinuierlichen Gleichstrom zu erzeugen, wobei die Brenndauer jeder Anode bei Vernachlässigung der überlappung 12011-el. beträgt. An der Saugdrossel liegt dabei die Differenz der Gleichspannungen der beiden Dreiphasensysteme, die eine Wechselspannung mit einer Frequenz gleich der dreifachen SpeIsefrequenz ist.
Zur Erzeugung dieser Spannung braucht die- Saug drossel einen Magnetisierungsstrom, der durch die Differenz der Augenblickswerte der beiden Gleich ströme gebildet wird, vorausgesetzt, dass der gesamte Belastungsgleichstrom oberhalb eines Wertes liegt, der in einem bestimmten Verhältnis zum Magnetisie- rungsstrom der Saugdirossel,steht. üblicherweise wird die Saugdrossel so bemessen, dass dieser Belastungs strom etwa in der Grössenordnung eines halben Pro zentes des Nennstrornes liegt.
Bei derartigen Anlagen hat sich nun gezeigt, dass schon durch sehr kleine Unterschiede in der Aus- steuerung der zu den beiden Dreiphasensystemen 01 <B>-</B> gehörenden Anoden ausserordentlich grosse Unter schiede in den von den beiden Systemen gelieferten Gleichströmen entstehen können.
Diese Erscheinung kommt wie folgt zustande: Durch den üblicherweise verhältnismässig flachen Verlauf der Stromspannungskennlinien der beiden Drelphasensysteme entstehen durch kleine Unter schiede der Spannungen derselben<B>-</B> etwa entspre chend den Kennlinien<B>U,</B> und Ul, in Fig. 2<B>-</B> beträcht liche Unterschiede der Ströme II und In, dieser Unter schied dar Ströme bedingt eine Gleichstromdurch- flutung der Saugdrossel und damit eine einseitige Vor- magnetisierung,
die bis in den Bereich der vollen magnetischen Sättigung des Eisenkernes der Saug drossel gehen kann. Dies hat zur Folge, dass die Saug drossel in Richtung der vorhandenen Vonnagneti- sierung sehr hohe Magnetisierungsströme zur Erzeu gung der entsprechenden Hälbwellen der Spannung dreifacher Frequenz aufnimmt. Dies bedeutet eine weitere beträchtliche Erhöhung des ohnehin schon grösseren Gleichstromes des betreffenden Systems.
Der zeitliche Verlauf der Anodenströme, welcher der Einfachheit halber im ungestörten Zustand als rechteckfärmig angenommen ist, erhält dadurch etwa die in Fig. <B>3</B> dargestellte Form, wobei der obere, mit I bezeichnete Teil für das stärker belastete und der untere mit II bezeichnete Teil für das schwächer belastete System gilt.
Wie daraus hervorgeht, enthalten -die Ströme der drei Anoden des stärkeir belasteten Systems erheb liche Spitzen, welche die Höhe des gesamten Bela stungsstromes beider Systeme erreichen können, wäh rend in demschwächer belasteten System einlücken- der Strom entsteht.
Die ungleiche Belastung der Anoden hat erheb liche Nachteile zur Folge. Sie kann z. B. die Lebens- dauer der stärker belasteten Anoden beeinträchtigen und auch Rückzündungen verursachen. Zur Vermei dung dieser Nachteile sieht die Erfindung bei Strom- richteranlagen der eingangs erwähnten Art eine Regel einrichtung vor, durch welche die Steuerung der beiden Systeme halber Phasenzahl abhängig von dem Unterschied der Gleichströme beider Systeme im Sinne einer Beseitigung dieses Unterschiedes zusätz lich beeinflusst wird.
In der Fig. 4 ist ein Ausführungsbeispiel der Er findung anhand einer Stromrichteranlage der in Fig. <B>1</B> dargestellten Art veranschaulicht. Gleiche Teile sind dabei mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie in der Fig. <B>1.</B> Die Anodengitter der beiden Drei- phasensysteme I und<B>11</B> werden durch<B>je</B> eine Steuer vorrichtung<B>6</B> und<B>7</B> in Abhängigkeit von einer bei<B>8</B> anliegenden, durch Regelung oder Steuerung ver änderbaren Gleichspannung gesteuert.
In den Verbindungsleitungen der beiden Drei- phasensysteme 2 und<B>3</B> zur Saugdrossel<B>5</B> liegen zwei mit den Widexständen <B>11</B> und 12 belastet-- Gleich stromwandler<B>9</B> und<B>10.</B> Die Widerstände<B>11</B> und 12 sind so bemessen und so miteinander verbunden, dass die dem Widerstand<B>13</B> zugeleitete Summe der Span nungen an diesen Widerständen gleich Null ist, wenn die von den beiden Dreiphasensystemen gelieferten Gleichströme einander gleich sind.
Führt aber bei spielsweise das System I einen stärkeren Gleichstrom als das System II, so entsteht an dem Widerstand <B>13</B> eine Spannung, welche sich in dem Sinne auswirkt, dass gegenüber den durch die jeweilige Grösse der Steuerspannung bestimmten Zündzeitpunkten die Anoden des Systems I eine zusätzliche Zündverzöge- rang und die Anoden des Systems<B>11</B> eine Zündver- frühung erfahren. Ungleichheiten der Gleichströme der beiden Systeme können dadurch weitgehend be seitigt werden.
Die mit der beschriebenen Vorrichtung bewirkte Regelung ist eine Proportionalregelung. Sie kann da her Unterschiede nur bis auf einen gewissen Rest betrag beseitigen. Die Regelung kann aber empfind lich gemacht werden, dass sie sich einer Integral regelung stark annähert, wobei nötigenfalls in an sich bekannter Weise Stabilisierungsglieder eingefügt wer den können. Die Möglichkeit, Ungleichheiten der bei den Gleichströme zu beseitigen, kann noch dadurch verbessert werden, dass eine Saugdrossel mit künstlich erhöhtem Magnetisierungsstrorn verwendet wird. Zweckmässig werden hierzu in den Magnetkreis der Saugdrossel ein oder mehrere kleine Luftspalte ein gefügt.
Dadurch können etwas grössere Ungleichheiten der beiden Gleichströme zugelassen werden, ohne dass die anhand der Fig. <B>3</B> beschriebene Erscheinung auf tritt. Diese Massnahme bedingt zwar eine Erhöhung des kritischen Belastungsstromes der Anoden, von dem an -eine lückenlose Stromlieferung der Drei- phasensysteme erfolgt, jedoch kann dies in vielen Fällen ohne weiteres zugelassen werden.
Eine Saugdrossel mit Luftspalt bietet weiter den Vorteil, dass die bei sehr plötzlichen Änderungen des Aussteuerungsgrades der Anlage auftretende vorüber gehenden Ungleichheiten der beiden Gleichströme, die naturgemäss durch die Regelung nicht vollständig be- se#i,tigt werden können, erheblich verringert werden.
Die beschriebene Regelung ist sowohl bei Gleich richter wie auch bei Wechselrichteraussteuerung der Stromrichteranlage in gleicher Weise wirksam.
Die Erfindung ist nicht an das dargestellte Aus führungsbeispiel gebunden, sondern bei allen mehr- phasigen Stromrichteranlagen mit Saugdrosseln, Stromteilungstransformatoren oder gleichwertigen Vorrichtungen anwendbar.
Bei Stromrichteranlagen, bei denen beispielsweise zwei Dreiphasensysteme über<B>je</B> eine Saugdrossel zu einem insgesamt sechsphasig arbeitenden Stromrichter und zwei derartige Stromrichter über eine weitere Saugd#rossel zu einer Stromrichteranlage mit zwölf- phasiger Spannungswelligkeit verbunden sind, kann bei jeder der Saugdrosseln eine Regeleinrichtung nach der Erfindung vorgesehen werden.
Ferner kann die zusätzliche Beeinflussung der Aussteuerung der einzelnen Systeme auch in anderer Weise bewirkt werden. Beispielsweise können statt der Gleichstromwandler auch Nebenwiderstände die nen, deren Spannungsabfälle in an sich bekannter Weise verstärkt werden.
Bei Steucreinrichtungen, bei denen die Verschie bung der Zündzeitpunkte durch eine Änderung der Vormagnetisierung von Transduktoren bewirkt wird, können die zu vergleichmässigenden Gleichströme oder diesen proportionalen Strömen auch unmiltel- bar einer zusätzlichen Vormagnetisierung der Trans- duktoren dienen.
Es ist auch nicht unbedingt nötig, dass die Steue rung der beiden Systeme, deren Belastu#ngsströme auszugleichen sind, zusätzlich beeinflusst wird. Der angestrebte Erfolg kann auch durch eine Regelein richtung erreicht werden, die nur auf jeweils eine Steuervorrichtung im Sinne einer Zündverzögerung bzw. Zündverfrühung einwirkt.