Die Erfindung betrifft eine Löschwinkelmesseinrichtung für Ventile eines elektrischen Ventilstromrichters mit einer Steuerimpulsquelle, einem Strommesser sowie mit Ventilstromgebern, Spannungs-Polaritätsgebern für Ventilspannung und einem Impulsformer, bei dem die Impulsdauer den Löschwinkeln der Ventile entspricht, und ein Eingang mit den Ausgängen der Spannungspolaritätsgeber von Ventilen verbunden ist.
Löschwinkelmesseinrichtungen werden für Mess- und Überwachungseinrichtungen sowie als Messanordnungen der Löschwinkelregler für Ventile von Ventilstromrichtern benutzt.
Es sind Löschwinkelmesseinrichtungen für Ventile eines mit Steuerimpulsquelle und Strommesser ausgestatteten Ventilstromrichters bekannt, zu denen Ventilstromgeber, Geber zur Erfassung der Spannungspolarität an Ventilen sowie ein Impulsformer gehören, wobei ein Eingang des letzteren mit den Spannungspolaritätsgebern verbunden ist (vgl. z. B. Smirnow Korrekturglied für Kompoundierungsschaltung , Nachrichten des Instituts NIIPT, 1960, Heft 6, GEI Leningrad).
Den Eingängen des Impulsformers werden der Ausgangsimpuls des Ventilstromgebers im Zeitpunkt der Ventilstromunterbrechung und der Ausgangsimpuls des Spannungspolari tätsgebers beim Nulldurchgang der Ventilspannung zugeführt. Im Impulsformer wird ein Impuls formiert, der dem Löschwinkel des Ventils, d. h. dem Zeitintervall zwischen der Ventilstromunterbrechung und dem Erscheinen einer positiven Anodenspannung am Ventil entspricht. Vom Ausgang des Impulsformers gelangt der Impuls zu einem Element, das die Impulsdauer in Spannungsamplitude umwandelt.
Das dem Löschwinkel proportionale Ausgangssignal des erwähnten Umwandlungselements wird im Regler mit der vorgegebenen Grösse dieses Winkels verglichen, die Signaldifferenz wird verstärkt und beeinflusst über die Steuerimpulsquelle und einen Impulsverstärker die Zündvoreilungswinkel bei Ventilen des elektrischen Ventilstromrichters.
Die bekannten Löschwinkelmesseinrichtungen für Ventile von Ventilstromrichtern weisen aber eine Reihe von Män geln auf, und zwar:
1. Bei einigen Störungen im Normalbetrieb des mit Ventilen bestückten elektrischen Ventilstromrichters ergeben sie einen übertrieben grossen Löschwinkel, was zur unzulässigen Herabsetzung dieses Winkels führen kann, und
2. Sie können den Normalbetrieb des Löschwinkelreglers bei kleinen übertragenen Stromwerten nicht gewährleisten.
Die Erfindung bezweckt, diese Mängel zu beseitigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Löschwinkelmesseinrichtung für Ventile eines elektrischen Ventilstromrichters zu entwickeln, in der bei Störungen des normalen Umrichterbetriebs die Messung blockiert wird und die bei kleinen Stromwerten im elektrischen Ventilumrichter sowie bei Stromabschaltung während des Abgleichs in die Betriebsart der Löschwinkelvoreilungs-Messung überführt wird.
Diese Aufgabe wird durch die erfindungsgemässe Löschwinkelmesseinrichtung gelöst, die gekennzeichnet ist durch eine logische Blockiereinrichtung, die eine zusätzliche Triggerschaltung und eine Koinzidenzschaltung enthält, wobei ein Eingang der zusätzlichen Triggerschaltung mit Ausgängen der Spannungspolaritätsgeber von Ventilen und der zweite Eingang mit dem Ausgang der Steuerimpulsquelle verbunden ist, der Ausgang der zusätzlichen Triggerschaltung an den ersten Eingang der Koinzidenzschaltung geschaltet ist, deren zweiter Eingang an die Ausgänge der Ventilstromgeber angeschlossen ist, und der Ausgang der Koinzidenzschaltung mit dem anderen Eingang des Impulsformers gekoppelt ist.
Die vorgeschlagene Löschwinkelmesseinrichtung für Ventile eines elektrischen Ventilstromrichters weist folgende Vorteile auf.
1. Beim Durchbruch eines Ventils wird eine übermässige Verminderung der Löschwinkel von Ventilen vermieden, die durch Reaktion des Löschwinkelreglers auf eine Überhöhung des Ventillöschwinkels hervorgerufen wird.
2. Bei kleinen Stromwerten im elektrischen Ventilumrichter wird der normale Betrieb des Löschwinkelreglers gewährleistet, und beim astatischen Gesetz der Löschwinkelregelung von Ventilen erfolgt eine automatische Vorbereitung des Löschwinkelreglers zur Inbetriebsetzung der Leitung.
3. Für ein geschlossenes Regelungssystem ergibt sich eine Abgleichmöglichkeit beim abgeschalteten elektrischen Ventilumrichter in der Betriebsart, bei welcher der Voreilungswinkel gleich der vorgegebenen Grösse des Löschwinkels gehalten wird.
Die Erfindung wird in der nachstehenden ausführlichen Beschreibung von konkreten Ausführungsbeispielen mit Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Funktionsschaltbild der erfindungsgemäss ausge führten Löschwinkelmesseinrichtung für Ventile eines elektrischen Ventilstromrichters (erste Variante);
Fig. 2 ein Funktionsschaltbild der erfindungsgemässen Löschwinkelmesseinrichtung für Ventile eines Ventilstromrichters (zweite Variante);
Fig. 3 Zeitdiagramme zur Erläuterung des Betriebs der genannten Löschwinkelmesseinrichtung für Ventile eines Ventilstromrichters.
Die zur Messung von Löschwinkeln bei Ventilen eines elektrischen Ventilstromrichters bestimmte Löschwinkelmesseinrichtung enthält Ventilstromgeber 1 (Fig. 1, in der nur ein Geber gezeigt ist) Ventilspannungs-Polaritätsgeber 2 (in Fig. list ebenfalls nur ein Geber gezeigt), einen als Triggerschaltung 3 ausgeführten Impulsformer zur Formierung eines Impulses, dessen Dauer dem Ventillöschwinkel, d. h.
dem Zeitintervall zwischen der Stromunterbrechung im Ventil und dem Erscheinen einer Ventilanodenspannung entspricht, sowie eine logische Blockiereinrichtung, zu der eine zusätzliche Triggerschaltung 4 und eine Koinzidenzschaltung 5 gehören. Der Eingang des Ventilstromgebers list an die in den schaltungsseitigen Wicklungen 6 des Transformatorwandlers 7 liegenden Stromwandler angeschlossen, und der Eingang des Ventilspannungs-Polaritätsgebers 2 ist an die Sekundärwicklungen des Spannungswandlers 8 geschaltet. Der Ausgang des Ventilstromgebers list mit dem Eingang 9 der Koinzidenzschaltung 5 verbunden, und der Ausgang des Ventilspannungs-Polaritätsgebers 2 hat mit dem Eingang 10 der Triggerschaltung 3 und mit dem Eingang 11 der zusätzlichen Triggerschaltung 4 Verbindung.
Der Ausgang der zusätzlichen Triggerschaltung 4 liegt am Eingang 12 der Koinzidenzschaltung 5, deren Ausgang mit dem Eingang 13 der Triggerschaltung 3 verbunden ist. Die Elemente und Verbindungen, die im folgenden beschrieben werden, bilden den Löschwinkelregler. Der Ausgang der zur Messung der Löschwinkel von Ventilen eines elektrischen Ventilstromrichters dienenden Löschwinkelmesseinrichtung, d. h. der Ausgang der Triggerschaltung 3 ist mit dem Eingang des Wandlers 14 verbunden, der die Impulsdauer in Spannungsamplitude umwandelt. Der Ausgang des Wandlers 14 ist an den Eingang 15 des zum Löschwinkelregler gehörenden Regelverstärkers 16 angeschlossen. Am Eingang 17 des Regelverstärkers 16 liegt das Signal 18, das den Sollwert des Löschwinkels angibt.
Der Ausgang des Regelverstärkers 16 ist mit dem Eingang der Steuerimpulsquelle 19 verbunden, deren Ausgang mit einem Steuerimpulsverstärker 20 und mit dem Eingang 21 der zusätzlichen Triggerschaltung 4 Verbindung hat. Der Ausgang des Steuerimpulsverstärkers 20 ist an den Eingang des Ventilstromrichters 22 geschaltet. Der Strommesser 23 ist an die in den schaltungsseitigen Wicklungen 6 des Transformatorwandlers 7 liegenden Stromwandler angeschlossen.
Das vom Wandler 14 gelieferte und dem Ventillöschwinkel proportionale Signal wird im Regelverstärker 16 mit dem Signal 18 des Löschwinkel-Sollwertes verglichen, die Differenz dieser Signale wird verstärkt und beeinflusst über die Steuerimpulsquelle 19 und den Steuerimpulsverstärker 20 die Zündvoreilwinkel der Ventile im elektrischen Ventilstromrichter 22.
Die Verwendung der zusätzlichen Triggerschaltung 4 und der Koinzidenzschaltung 5 gestattet es, die Richtigkeit der Signalfolge im Löschwinkelregler zu prüfen: von der Steuerimpulsquelle soll zuerst ein Steuerimpuls abgegeben werden, der die Kommutierung einleitet, und beim Abschluss der Kommutierung soll dann ein Impuls vom Ventilstromgeber 1 erscheinen. Zuletzt folgt ein Impuls vom Spannungspolaritätsgeber 2 am Ende des Ventillöschwinkels.
Die in Fig. 2 dargestellte Schaltung (zweite Variante) kann zweckmässigerweise benutzt werden, um den Normalbetrieb der Löschwinkelmesseinrichtung des elektrischen Ventilstromrichters 22 in der Einschaltperiode der Gleichstroi übertragung sowie beim Abgleich des Löschwinkelreglers, also beim Fehlen des Stromes in den schaltungsseitigen Wicklungen 6 zu gewährleisten.
In dieser Variante enthält die zur Messung der Löschwinkel von Ventilen eines elektrischen Stromumrichters dienende Löschwinkelmesseinrichtung, wie in der ersten Variante, Ventilstromgeber 1 (in der Zeichnung ist nur ein Geber gezeigt), Ventilspannungs-Polaritätsgeber 2 (in der Zeichnung ist nur ein Geber dargestellt), einen als Triggerschaltung 3 ausgeführten Impulsformer sowie eine logische Blockiereinrichtung, in die ausser der zusätzlichen Triggerschaltung 4 und der Koinzidenzschaltung 5 mit den Eingängen 9, 12, 24 noch ein logisches Nicht-Glied 25, ein logisches Oder-Glied 26 mit den Eingängen 27 und 28 und die zweite zusätzliche Koinzidenzschaltung 29 mit den Eingängen 30 und 31 eingeführt sind. Der Ausgang des Ventilspannungs-Polaritätsgebers 2 ist mit dem Eingang 10 der Triggerschaltung 3 und mit dem Eingang 11 der zusätzlichen Triggerschaltung 4 verbunden.
Der Ausgang der Steuerimpulsquelle 19 ist an den Eingang 21 der zusätzlichen Triggerschaltung 4 und an den Eingang 30 der zweiten zusätzlichen Koinzidenzschaltung 29 geschaltet. Der Ausgang des Strommessers 23 ist mit dem Eingang 24 der Koinzidenzschaltung 5 sowie mit dem Eingang des logischen Nicht-Gliedes 25 verbunden, dessen Ausgang an den Eingang 31 der zweiten zusätzlichen Koinzidenzschaltung 29 angeschlossen ist. Der Ausgang der letzteren hat mit dem Eingang 27 des logischen Oder-Gliedes 26 Verbindung.
Der Ausgang der zusätzlichen Triggerschaltung 4 ist an den Eingang 12 der Koinzidenzschaltung 5 geschaltet, und der Ausgang des Ventilstromgebers list mit dem Eingang 9 derselben Koinzidenzschaltung 5 verbunden, deren Ausgang an den Eingang 28 des logischen Oder-Gliedes 26 angeschlossen ist. Der Ausgang des letzteren ist mit dem Eingang 13 der Triggerschaltung 3 verbunden. Die anderen Verbindungen sind denen nach Fig. 1 ähnlich.
Die Arbeitsweise der Löschwinkelmesseinrichtung für Ventile eines elektrischen Ventilstromrichters wird anhand der in Fig. 3 dargestellten Zeitdiagramme erläutert, wobei folgende Bezeichnungen verwendet werden: 32 - Impuls der Steuerimpulsquelle 19; 33 - Strom in den schaltungsseitigen Wicklungen des Transformators 7; 34 - Ausgangsimpuls des Ventilspannungs-Polaritätsgebers 2; 35 - Ausgangsimpuls des Ventilstromgebers 1; 36 - Ausgangssignal der zusätzlichen Triggerschaltung 4; 37 - Signal am Ausgang des Strommessers 23; 38 - Ausgangssignal der Triggerschaltung 3.
Beim Normalbetrieb des elektrischen Ventilstromrichters wird von der Steuerimpulsquelle 19 (Fig. 1) im Zeitpunkt 01 (Fig. 3) ein Impuls 32 abgegeben, der ein Ventil des elektrischen Ventilstromrichters zündet. Gleichzeitig bewirkt dieser Impuls die Durchschaltung der zusätzlichen Triggerschaltung 4, und ihr Ausgangssignal nimmt den Wert Eins an.
Der in der schaltungsseitigen Wicklung des Transformators 7 fliessende Strom 33, welcher der vorherigen leitenden Phase des Umrichters 22 entsprach, beginnt abzufallen und sinkt im Zeitpunkt 02 auf Null.
Dabei erscheint am Ausgang des Ventilstromgebers 1 ein Impuls 35, der nach dem Durchgang durch die Koinzidenzschaltung 5 die Triggerschaltung 3 durchschaltet. Im Zeitpunkt H3 stellt der vom Ausgang des Ventilspannungs-Polaritätsgebers 2 gelieferte Impuls 34 die beiden Triggerschaltungen 3 und 4 wieder in den Ausgangszustand ein.
Bei normaler Kommutierung wird somit am Ausgang der Triggerschaltung 3 ein Impuls 38 formiert, dessen Dauer dem normalen Löschwinkel des Ventils entspricht.
Es sei angenommen, dass im Zeitpunkt 04 ein Durchbruch des Ventils erfolgt, das mit demjenigen Ventil kommutiert, bei dem der Löschwinkel kontrolliert wird. Der in der schaltungsseitigen und mit dem zu prüfenden Ventil verbundenen Wicklung fliessende Strom 33 sinkt im Zeitpunkt Os auf Null. Der vom Ausgang des Ventilstromgebers 1 gelieferte Impuls 35 läuft aber nicht durch die Koinzidenzschaltung 5 hindurch, da die zusätzliche Triggerschaltung 4 noch nicht durchgeschaltet ist und das Signal am Eingang 12 der Koinzidenzschaltung 5 gleich 0 ist.
Die Triggerschaltung 3 verbleibt im Ausgangszustand bis zum nächsten Messzyklus, und eine zu hohe Grösse des Löschwinkels kann am Ausgang der Löschwinkelmesseinrichtung für Ventile des elektrischen Ventilstromrichters nicht erscheinen, wobei eine übermässige Herabsetzung des Löschwinkels infolge der Reaktion des Löschwinkelreglers auf derartige überhöhte Grösse des Löschwinkels verhindert wird.
Fliesst im elektrischen Ventilstromrichter ein Strom, der höher als die Empfindlichkeitsschwellen des Ventilstromgebers 1 und des Strommessers 23 ist, so ist das logische Signal 37 am Ausgang des Strommessers 23 gleich Eins (Fig. 2 und 3), am Ausgang des logischen Nicht-Gliedes 25 ist das Signal gleich 0 , die zweite zusätzliche Koinzidenzschaltung 29 lässt keine Impulse von der Steuerimpulsquelle 19 durch, und die Löschwinkelmesseinrichtung des. elektrischen Ventilstromrichters funktioniert, wie oben beschrieben wurde.
Sinkt der Strom im elektrischen Ventilstromrichter unter die Empfindlichkeitsschwelle des Strommessers 23, wird das Signal 37 am Ausgang des Strommessers 23 zu 0 (Zeitpunkt in Fig. 3). Dabei kann das Ausgangssignal 35 des Ventilstromgebers 1 nicht mehr die Koinzidenzschaltung 5 durchlaufen, und das am Ausgang des logischen Nicht-Gliedes 25 wirksame Signal wird gleich Eins, wobei der Impulsdurchgang vom Ausgang der Steuerimpulsquelle 19 durch die zweite zusätzliche Koinzidenzschaltung 29 freigegeben wird.
Im Zeitpunkt H7 gelangt der nächste Impuls 32 über die Koinzidenzschaltung 29 und das logische Oder-Glied 26 zum Eingang der Triggerschaltung 3 und lässt die letztere umkippen.
Die Rückstellung der Triggerschaltung 3 erfolgt wie vorher durch den vom Ausgang des Spannungspolaritätsgebers 2 gelieferten Impuls 34 beim Nulldurchgang der Kommutierungsspannung.
Somit wird am Ausgang der Triggerschaltung 3 ein Impuls 38 formiert, dessen Dauer dem Voreilwinkel ss zwischen dem Zündzeitpunkt des nächsten. Ventils und dem Nullwert der Kommutierungsspannung gleich ist. Da bei kleinen Stromwerten die Kommutierungsdauer gering ist, wird die Gleichung ss = 6 mit genügender Genauigkeit erfüllt. Die Überführung der Löschwinkelmesseinrichtung eines elektrischen Ventilstromrichters zur Messung der Voreilwinkel ss ermöglicht es deswegen, bei kleinen Stromwerten den Lösch winkel von Ventilen mit genügender Genauigkeit in vorgegebenen Grenzen zu halten.
Die automatische Überführung der Löschwinkelmesseinrichtung zur Messung beim Fehlen des Stromes in den Wicklungen 6 ermöglicht den Abgleich des Löschwinkelreglers und die Kontrolle seiner Betriebstauglichkeit ohne Benutzung irgendwelcher Hilfssignale und gewährleistet eine automatische Vorbereitung des Löschwinkelreglers zum Einschalten der Übertragungsleitung beim astatischen Regelungsgesetz für 8. Bei Benutzung der bekannten Löschwinkelmesser in einem mit Ventilen bestückten Ventilstromrichter sind im astatischen Regler besondere Massnahmen zur Vorgabe von Anfangsbedingungen für das integrierende Element 16 des Löschwinkelreglers infolge der Unterbrechung des Löschwinkel-Regelungssystems beim Fehlen des Stromes in den Wicklungen 6 erforderlich.
Bei Messung der Löschwinkel mehrerer Ventile eines elektrischen Ventilstromrichters 22 werden die Ausgänge aller Ventilstromgeber 1 an den Eingang 9 der Koinzidenzschaltung 5 geschaltet, und die Ausgänge aller Ventilspannungs-Polaritätsgeber 2 werden mit dem Eingang 10 der Triggerschaltung 3 sowie mit dem Eingang 11 der zusätzlichen Triggerschaltung 4 verbunden. Dabei bleibt die Arbeitsweise der Löschwinkelmesseinrichtung wie oben beschrieben, alle Zustandsänderungen erfolgen aber in der Schaltung öfter (wie dies mit Strichlinien beim Signal 38 in Fig. 3 angedeutet ist).