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Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Regelung der Kompoundierung
für einen nebenschlußerregten Generator, bei der insbesondere bei Teillast der Erregergleichstrom
aus einer von der Ausgangsspannung des Generators abhängigen Komponente sowie einer
vom Belastungsstrom des Generators abhängigen Komponente (Kompoundierung) besteht
und bei der die Ausgangsspannung des Generators durch Änderung des Erregerstromes
selbsttätig gesteuert wird und der Erregerstrom durch einen von einem mit Phasenanschnittssteuerung
arbeitenden steuerbaren Ventil periodisch veränderbaren Nebenschluß zu der Kompoundierungsstromquelle
einstellbar ist.
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Bei einem bekannten Wechselstromgenerator enthält die Kompoundierungsquelle
einen Stromtransformator, der mit den Ausgangsleitungen in Reihe liegt und eine
Gleichrichterschaltung speist; die Spannungsquelle enthält dabei einen Spannungstransformator,
der mit den Ausgangsleitungen des Wechselstromgenerators verbunden ist und eine
weitere Gleichrichterschaltung speist. Dieser Spannungstransformator kann eine hohe
Streureaktanz aufweisen, wodurch der gleichgerichtete Strom für eine bestimmte Generatorausgangsspannung
etwa konstant gehalten werden kann. Eine solche Spannungsquelle kann darüber hinaus
auch durch den Fehlerausgang einer Vergleichseinrichtung gesteuert werden, welche
die Wechselstromgeneratorausgangsspannung mit der Spannung einer Bezugsquelle vergleicht.
Der Erregerstrom und die Generatorausgangsspannung können dabei mittels des periodisch
veränderbaren Nebenschlusses verändert werden.
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In einigen Betriebsfällen eines umlaufenden Generators ist es erwünscht,
daß der Generator ohne Rücksicht auf seine Ausgangsspannung einen großen Ausgangsstrom
erzeugt, z. B. unter Kurzschlußbedingungen, um das Durchbrennen von Schmelzsicherungen
zu gewährleisten. Wenn ein Kurzschluß auftritt, verschwindet die Spannungsspeisung
der Erregung, so daß die ganze Erregung durch die Kompoundierungsquelle aufgebracht
werden muß. Die Kompoundierungserregung muß somit mit dem Belastungsstrom sehr stark
zunehmen.
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Die Folge ist, daß die Kompoundierungsquelle schon bei einem Belastungsstrom,
der kleiner ist als der Vollastwert, den gesamten erforderlichen Erregerstrom liefert.
Unterhalb dieses Belastungsstroms arbeitet dann die bekannte Anordnung auf die gewünschte
Weise; oberhalb des genannten Belastungsstromes liefert jedoch die Kompoundierungsquelle
einen zu hohen Erregerstrom, was theoretisch dazu zwingen würde, die Erregerspannungsquelle
eine »negative« Erregung liefern zu lassen. Da die gebräuchlichen Regelvorrichtungen
aber Einwegvorrichtungen sind, ist es unmöglich (ohne Einschaltung einer gesonderten
Stromquelle), eine solche negative Erregungskomponente zu liefern (um eine konstante
Ausgangsspannung aufrechtzuerhalten), weshalb die Wechselstromgeneratorausgangsspannung
außer Kontrolle gerät.
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Es ist bekannt, den Generatorerregerstrom nur mittels der Ausgangsspannung
des Generators und eines Widerstandes zu steuern. Dabei ist ein Schalter sowohl
der Kompoundierungsquelle als auch der Spannungsquelle parallel geschaltet. Nachteilig
ist bei diesem Aufbau, daß der Generator nicht auf den Kurzschlußfall abgestimmt
ist. Um den Kurzschlußfall auszuklammern, ist der Erregerstrom von einer gewissen
Belastung an auf einen konstanten Höchstwert begrenzt.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Regelung der Kompoundierung
für einen nebenschlußerregten Generator zu schaffen, die im Kurzschlußfall eine
solche Erregung aufrechterhält, daß der Generator trotz Ausfall seiner Nebenschlußerregung
einen so hohen Strom abgibt, daß die Schmelzsicherungen durchbrennen.
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Die gestellte Aufgabe ist bei der eingangs erwähnten Anordnung dadurch
gelöst, daß gemäß der Erfindung die Phasenanschnittsteuerung so ausgebildet ist,
daß das steuerbare Ventil einen bei steigender Belastung des Generators kleiner
werdenden Anteil der belastungsabhängigen Komponente führt, derart, daß in Richtung
auf eine kurzschlußartige Belastung die spannungsabhängige Erregerkomponente mehr
und mehr unterdrückt wird.
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Bei einer solchen Anordnung wird der Erregerstrom vorzugsweise mittels
eines periodisch wirksamen steuerbaren Ventils entnommen, das eine im wesentlichen
nicht ohmsche, verlustleistungslose Schaltstrecke bildet, statt, wie in manchen
anderen Steuersystemen, über einen Widerstand entnommen zu werden; außerdem kann
die Erregung auch nahezu unter Kurzschlußbedingungen, bei denen am Generatorausgang
praktisch keine Spannung mehr vorhanden ist, noch aufrechterhalten werden.
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Der Kurzschlußstrom IK kann in einer zweckmäßigen Ausführungsform
nach der Erfindung z. B. auf einen Pegel eingestellt werden, der etwa doppelt so
groß wie der zulässige Vollastwert IN ist, wobei die Kompoundierungsquelle
bei kurzschlußartiger Belastung den gesamten Felderregerstrom liefert.
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Um zu erreichen, daß ein Beitrag aus der Kompoundierungsquelle immer
vorhanden ist, genügt es, den Arbeitszyklus des Ventils innerhalb des ganzen Arbeitsbereiches
zwischen Leerlauf und Kurzschluß zu ändern. Die Anordnung wird jedoch wesentlich
einfacher, wenn nach einer Weiterbildung der Erfindung die Phasenanschnittsteuerung
derart ausgebildet ist, daß sie den Arbeitszyklus des steuerbaren Ventils nur innerhalb
des Teiles des Belastungsstrombereiches ändert, der den kurzschlußartigen Stromwert
enthält. Die Änderung des Arbeitszyklus der steuerbaren Ventile kann nach einer
weiteren Ausgestaltung der Erfindung aber auch derart durchgeführt werden, daß innerhalb
des erwähnten Teiles des Belastungsstrombereiches ein im wesentlichen konstanter
durchschnittlicher Strom entnommen wird. Dies kann durch einen einfachen, periodisch
wirksamen Schaltkreis durchgeführt werden.
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Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Phasenanschnittsteuerung
derart eingerichtet, daß sie den Arbeitszyklus des steuerbaren Ventils innerhalb
des erwähnten restlichen Teils des Belastungsstrombereiches konstant hält und dieses
steuerbare Ventil dabei die Entnahme eines dem Belastungsstrom proportionalen durchschnittlichen
Stromes vornehmen läßt. Es ergibt sich damit eine Leistungsersparnis auch im niedrigeren
Bereich der Belastungsströme, wodurch die gleichen Ventile die Steuerung innerhalb
des gesamten Bereiches auf einfache Weise gewährleisten können.
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Nach einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung dient als steuerbares
Ventil ein oder mehrere
steuerbare Silizium-Gleichrichter. Diese
können sehr hohe Ströme bei sehr kleinem Spannungsabfall führen.
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Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung enthält
die Phasenanschnittsteuerung eine stromempfindliche Vorrichtung, die mit dem steuerbaren
Ventil in Reihe geschaltet und mit einer Bezugsstromquelle verbunden ist. Als stromempfindliche
Vorrichtung kann dabei ein magnetischer Verstärker eingesetzt sein.
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Schließlich kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung zur
Regelung der Kompoundierung eines Wechselstromgenerators das steuerbare Ventil an
einen Stromtransformator der Kompoundierungsquelle angeschlossen sein, dessen Primärwicklungen
mit den Ausgangsleitungen des Wechselstromgenerators in Reihe geschaltet sind.
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Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnungen näher erläutert.
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F i g. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Anordnung
nach der Erfindung; F i g. 2 zeigt die Erregungscharakteristik einer Anordnung nach
der Erfindung; F i g. 3 ist ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels
nach Fig.1; F i g. 4 zeigt eine Erregungscharakteristik des Ausführungsbeispiels
nach F i g. 1; F i g. 5 zeigt ein weiteres Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels
nach F i g. 1, in dem das in dieser Figur in Blockform gezeigte periodisch wirksame
Ventil in Einzelheiten dargestellt ist; F i g. 6 zeigt Diagramme zur Erläuterung
der Wirkungsweise eines im Ausführungsbeispiel nach den F i g. 1 und 5 verwendeten
Magnetverstärkers; F i g. 7 zeigt das Schaltbild einer zweiten Ausführungsform der
Anordnung nach der Erfindung; F i g. 8 zeigt Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise
dieser zweiten Ausführungsform.
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In F i g. 1 ist der einstellbare, periodisch veränderbare Nebenschluß
zu der Kompoundierungsstromquelle auf deren Gleichstromseite geschaltet und durch
das Ventil SW dargestellt.
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Die Steuermittel zum Ändern des Arbeitszyklus des Ventils
SW enthalten einen magnetischen Verstärker MA, der mit dem Ventil
in Reihe geschaltet ist und auch eine Bezugsstromwicklung WR aufweist, die mit einer
schematisch angegebenen Bezugsstromquelle R verbunden ist.
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Um zu verhüten, daß der Punkt P1 der F i g. 2 bei einer Belastung,
die kleiner als die Vollast ist, unterhalb des Spannungspegels I" zu liegen kommt,
d. h., daß die Kompoundierungsquelle schon vor dem Erreichen des Nennstromes den
gesamten Erregerstrom liefert, wurde eine Verschiebung der Geraden A nach rechts
vorgenommen, und zwar dadurch, daß die Steigung der Geraden A erhöht (durch erhöhte
Kompoundierung) und die Gerade selbst, nach der Erfindung, in Richtung auf größere
Stromwerte parallel verschoben wurde, durch die Entnahme eines konstanten Durchschnitts-Kompoundierungsstromes
mittels des periodisch wirksamen Ventils SW.
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Die Kompoundierungskurve A wurde dabei derart verlegt, daß ihr Schnittpunkt
mit der Kurve B der Gesamterregung nach dem Punkt P1 verschoben wurde, der oberhalb
der Vollbelastung liegt und in dem das Ausfallen der Spannungssteuerung durch die
Nebenschlußerregung ohne nachteilige Folgen ist. Wird die Kompoundierungskurve A
als gerade Linie innerhalb des genannten Bereiches aufrechterhalten, so wird die
Wirkungsweise der Erregungscharakteristik nach F i g. 2 entsprechen. Es ist auch
möglich, den Arbeitszyklus (d. h. das Impulsverhältnis) des Ventils sich in komplizierter
Weise innerhalb des ganzen Bereiches (vom Leerlauf bis zum Kurzschluß) ändern zu
lassen, so daß ein Beitrag aus der Kompoundierungsquelle immer vorhanden ist. Einfachere
Anordnungen können jedoch verwendet werden, wenn die Phasenanschnittsteuerung zur
Änderung des Arbeitszyklus des Ventils derart eingerichtet ist, daß sie diesen Arbeitszyklus
nur innerhalb eines Teiles des Belastungsstrombereiches ändern kann, der den kurzschlußartigen
Stromwert enthält, wobei die Änderung, wie oben erwähnt, derart durchgeführt wird,
daß ein im wesentlichen konstanter Durchschnittsstrom entnommen wird. Dies kann
durch ein periodisch wirksames steuerbares Ventil SW durchgeführt werden.
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Bei der Wirkungsweise nach F i g. 2 gibt es einen Bereich 0-In, innerhalb
dessen die ganze Erregung von der Spannungsquelle geliefert wird. Um dies zu verhüten,
kann der übrige Teil des Bereiches (ausgehend vom Leerlauf) auf mehrere Weisen kompoundiert
werden. Es ist z. B. möglich, einen Widerstand parallel zu dem Ventil (das dann
geöffnet bleibt) zu schalten; diese Einschaltung kann z. B. durch einen Transistorschalter
bewirkt werden. Das Ergebnis würde als gerade Linie 0-Z erscheinen (F i g. 3). Wenn
diese Kurve der B-Kurve überlagert wird, so liegen die neuen Schnittpunkte so, wie
es in F i g. 4 dargestellt ist, worin P rechts von dem Vollastwert liegt.
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Das steuerbare Ventil SW wird mittels eines Systems von steuerbaren
Gleichrichtern gebildet, das an Hand von F i g. 5 näher erläutert ist. Die Wirkungsweise
dieser Schaltungsanordnung ist folgende: Eine konstante Stromentnahme IBL wird dadurch
innerhalb des Bereiches Z-IK bewirkt, daß der Arbeitszyklus von SW derart
geändert wird, daß es von einem konstanten Durchschnittsstrom durchflossen wird
(F i g. l.). Es gibt jedoch einen bestimmten maximalen Arbeitszyklus, den
SW nicht überschreiten darf, so daß unterhalb eines entsprechenden Punktes
Z der Durchschnittsstrom IBL durch das steuerbare Ventil SW ein fester Teil
von 1c ist und der Kompoundierungs-Erregerstrom den Rest h IRI, bildet (F i g. 3).
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Die Wirkung auf die Erregungscharakteristik ist in F i g. 4 dargestellt.
Der Unterschied zwischen den Kurven A und B (d. h. die durch die Quelle
S1 gelieferte Erregung) ist jetzt viel kleiner als in F i g. 2.
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Die Mittel, um dies durchzuführen, sind in F i g. 5 gezeigt. Die Feldwicklung
5 kann aus der Quelle Si über einen Gleichrichter DV und aus einer Quelle
S., über einen Gleichrichter 20 mit Erregerstrom gespeist werden. Das periodisch
wirksame steuerbare Ventil SW wird von einem Kreis steuerbarer Siliziumgleichrichter
gebildet. In diesem Kreis wird die Ventilwirkung durch den Gleichrichter 21 erfüllt;
die EIN-Zeit wird dabei ausgelöst mittels eines der Steuerelektrode 22 dieses Gleichrichters
zugeführten Zündimpulses. Die AUS-Zeit wird dadurch eingeleitet, daß der steuerbare
Gleichrichter 21 durch einen von Umformerschaltungen her bekannten Kommutierungsvorgang
unleitend gemacht wird, indem Hilfs-Gleichrichterelemente 23, 24 nacheinander und
unter Steuerung mittels ihren Steuerelektroden
25, 26 zugeführter
Taktimpulse leitend gemacht werden.
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Eine Steuerwicklung 27 des Magnetverstärkers MA
liegt in Reihe
mit dem steuerbaren Ventil SW, wobei die Reihenschaltung parallel zur Kompoundierungsquelle
geschaltet ist, um eine Stromentnahme aus dieser Quelle zu bewirken. Der MagnetverstärkerMA
besitzt auch eine Bezugsstromwicklung 28, der ein Bezugsstrom von vorgegebenem Wert
aus einer Batterie 29 zugeführt wird. Dem Magnetverstärker MA wird
eine rechteckige Trägerspannung T
zugeführt (F i g. 6). Diese Trägerspannung
T wird mittels eines Oszillators 30 erzeugt, der über eine Leitung 31 mit dem Magnetverstärker
MA verbunden ist. Der Magnetverstärker arbeitet während beider Halbperloden
der Rechteckwelle T und erzeugt zusammen mit einem Doppelweggleichrichter eine rechteckige
Welle U, die die doppelte Frequenz gegenüber der Rechteckwelle T aufweist, wobei
die Verzögerung der Vorderflanke Y der Rechteckwelle U vom Strom durch die Steuerwicklung
27 und vom Bezugsstrom abhängig ist. Die so erzeugte Rechteckwelle U wird über eine
Leitung 32 einem Eingang 33 einer logischen Vorrichtung 34 vom »Oder«-Typ zugeführt.
Dem anderen Eingang 35 dieser Vorrichtung wird eine andere Rechteckwelle Y zugeführt,
welche ebenfalls von der Rechteckwelle T des Oszillators 30 abgeleitet ist und zweimal
die Frequenz dieser Rechteckwelle T aufweist; die Vorderflanke W dieser Rechteckwelle
Y ist jedoch um einen vorgegebenen Betrag verzögert. Die Rechteckwelle Y wird mittels
einer Vorrichtung 36 erzeugt, die vorzugsweise ein gesteuerter monostabiler Multivibrator
ist, wobei die monostabile Wirkung die vorgegebene Verzögerung liefert.
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Die »Oder«-Vorrichtung 34 liefert ein Ausgangssignal, wenn ein Eingangssignal
entweder am Eingang 33 oder am Eingang 35 eintrifft. Wenn die zwei Eingangssignale
zeitlich getrennt eintreffen, so wird das in, der »Oder«-Vorrichtung 34 zuerst eintreffende
Signal die Zeit bestimmen, zu welcher das Ausgangssignal erzeugt wird. Werden also
diese Eingangssignale durch die genannten Vorderflanken Y und W gebildet und erscheint
die Vorderflanke Y der Rechteckwelle U des magnetischen Verstärkers vor der Vorderflanke
W der Rechteckwelle Y der Verzögerungsvorrichtung 36, so steuert der magnetische
Verstärker die Zeit des Auftretens des Ausgangssignals der »Oder«-Vorrichtung 34.
Anders wird die Zeit dieses Auftretens nicht mehr durch den magnetischen Verstärker,
sondern durch die Verzögerungsvorrichtung 36 gesteuert, und die Zeit des Auftretens
des Ausgangssignals ist dann unveränderlich. Das Ausgangssignals der »Oder«-Vorrichtung
steuert das Auftreten von Zündimpulsen für den Gleichrichter 24, die in einer Vorrichtung
37 erzeugt und über eine Leitung 38 der Steuerelektrode 26 zugeführt werden, zum
Ausschalterz des. Gleichrichters 21. Dies wird dadurch erreicht, daß der Gleichrichter
23 gleichzeitig mit dem Gleichrichter 21 leitend gemacht wird mittels Zündimpulsen,
die ihnen aus einer Vorrichtung 39 zugeführt werden, daß- dabei ein Kommutierungskondensator
aufgeladen wird, und` daß schließlich, wenn der Gleichrichter 24 durch einen Impuls
aus der Vorrichtung 37 gezündet wird. dieser Kondensator teilweise über Gleichrichter
21 entladen wird; mit einem Entladestrom" der ausreichend ist, um das Leiten des
Gleichrichters 21 zu beenden. Der Gleichrichter 21 bleibt dann nichtleitend, bis
er und der Gleichrichter 23 wieder mittels eines Impulses mit einem bestimmten Wiederholungsintervall
aus der Vorrichtung 39 gezündet werden, welche Vorrichtung über eine Leitung 40
mit dem Oszillator 30 synchronisiert ist. Der Gleichrichter 21 wird also in jeder
Periode zu einem bestimmten Zeitpunkt eingeschaltet, aber in einem durch die »Oder«-Vorrichtung
34 gesteuerten Zeitpunkt ausgeschaltet.
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Im Betrieb wird der durchschnittliche Entnahmestrom, der die Steuerwicklung
27 des magnetischen Verstärkers durchfließt, in diesem Verstärker mit dem Bezugsstromwert
verglichen und bewirkt eine gewisse Verzögerung der Vorderflanke Y der Rechteckwelle
U. Der magnetische Verstärker reagiert nur auf den durchschnittlichen Entnahmestrom
und läßt die Tatsache unbeachtet, daß dieser Strom nicht kontinuierlich ist. Wenn
man annimmt, daß die soeben erwähnte Verzögerung kleiner ist als diejenige, die
durch die Vorrichtung 36 verursacht wird, so werden Impulse aus der Vorrichtung
37 die Leitungsperiode des Gleichrichters 21 steuern, und zwar derart daß eine Neigung
zum Zunehmen des durchschnittlichen Entnahmestromes durch die Wicklung
27 des magnetischen Verstärkers eine Abnahme der Leitungsperiode des Gleichrichters
21 verursacht, d. h., daß das System immer darauf abzielt, den durchschnittlichen
Entnahmestrom auf einen gewissen konstanten Wert zu stabilisieren, welcher Wert
durch den Bezugsstrom in der Wicklung 28 des magnetischen Verstärkers bestimmt ist,
und auf diese Weise das Fließen eines bestimmten Entnahmestroms bei hoher Belastung
gestattet (Fi g. 3). Andererseits, wenn der durchschnittliche Entnahmestrom bei
kleinerem Belastungsstrom unter diesen Wert sinkt (links vom Punkt Z), ist der magnetische
Verstärker bestrebt, eine möglichst große Verzögerung der Vorderflanke Y der Rechteckwelle
U zu bewirken. Weil diese Verzögerung dann die durch die Vorrichtung 37 bewirkte
Verzögerung übersteigt, übernimmt letztere aber die Steuerung der Leitungsperiode
des Gleichrichters 21, welcher dann mit festem EIN-AUS-Verhältnis schaltet und eine
Stromentnahme bewirkt, die im Verhalten derjenigen ähnlich ist, die über einen Widerstand
erfolgt, ohne den Nachteil des Leistungsverlustes in einem solchen Widerstand, und
die die geradlinige Charakteristik ergibt, die in F i g. 3 zwischen dem Punkt Z
und dem Ursprung dargestellt ist.
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Statt der in F i g. 5 dargestellten Vorrichtung mit einem Entnahmeschalter,
der auf den Kornpoundierungsgleichstrom einwirkt, können mehrere Entnahmeschalter
verwendet werden, die je auf eine Phase der Wechselstromspeisung durch Stromtransformatoren
einwirken. F i g. 7 zeigt schematisch einen Teil einer solchen Schaltungsanordnung.
In dieser Figur sind die bereits beschriebenen Teile mit den gleichen Bezugsziffern
versehen. Die Anderungen bestehen darin, daß mehrere Entnahmeschalter durch steuerbare
Gleichrichter 41, 42, 43, gebildet werden, die Steuerelektroden 44, 45 bzw. 46 aufweisen,
wobei jeder steuerbare Gleichrichter zwischen die Endklemme je einer der in Sternschaltung
geschalteten Sekundärwicklungen- der Stromtransformatoren 6, 7,. 8 und einen gemeinsamen
Punkt 47 geschaltet ist. Die steuerbaren Gleichrichter werden nacheinander durch
Impulse aus Impulsquellen
48 (1), 48 (2) und 48 (3) gezündet, die
den Steuerelektroden 44, 45 bzw. 46 zugeführt werden. Die Impulsquellen 48 (1),
48 (2) und 48 (3) werden gesteuert mittels der Ausgangssignale von magnetischen
Verstärkern MA (1), MA (2) und MA (3); die Signale werden dabei erzeugt
über drei Widerstände 50 (1), 50 (2) und 50 (3), wobei die Wechselstromspeisung
der einzelnen magnetischen Verstärker einer entsprechenden Phase der Leitung 2,
3, 4 entnommen wird. Ein neutraler Punkt ist mit N bezeichnet. Die magnetischen
Verstärker MA (1), MA (2)
und MA (3) haben Steuerwicklungen 27 (1),
27 (2) und 27(3), die in Reihe zwischen einen gemeinsamen Punkt 47 der steuerbaren
Gleichrichter und eine gemeinsame Leitung 49 der drei oberen Gleichrichter einer
Dreiphasen-Gleichrichterbrücke der Kompoundierungsquelle Sz geschaltet sind. In
dieser Schaltungsanordnung arbeiten die drei steuerbaren Gleichrichter-Vorrichtungen
und die drei genannten Gleichrichter nacheinander, um eine Stromentnahme aus jeder
Phase der Kompoundierungsquelle aus den Stromtransformatoren 6, 7 und 8 vorzunehmen,
wobei die Menge der Entnahme durch die magnetischen Verstärker MA (1), MA (2)
und MA (3) gesteuert wird. Die Wirkungsweise ist im Prinzip gleich derjenigen,
die im Zusammenhang mit F i g. 5 beschrieben wurde, mit einer Kompoundierungskurve,
wie sie in den F i g. 3 und 4 dargestellt ist. In der Schaltungsanordnung nach F
i g. 7 werden jedoch weder ein Rechteckgenerator noch eine »Oder«-Vorrichtung und
eine Verzögerungsvorrichtung verwendet. Die Wechselstromspeisung aus dem Generator
ersetzt den Rechteckgenerator, und die Phasenverschiebung ersetzt die Verzögerungsvorrichtung.
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Die verschiedenen Wellenformen, die für die Arbeitsweise der Anordnung
kennzeichnend sind, werden an Hand der F i g. 8 erläutert. Die Spannungswellenform
des Sinusgenerators einer Phase ist im Figurenteil M gezeigt. Jeder magnetische
Verstärker wird hingegen mit Wechselstrom der Wellenform N nach F i g. 8 gespeist.
Diese weist gegenüber M aus nachstehend beschriebenen Gründen einen Phasenunterschied
0 auf. Der magnetische Verstärker erzeugt eine Ausgangswelle O mit einer periodischen
Unterbrechung d, deren Phasenlagen 0 in bezug auf die Nullage C vom Steuerstrom
durch die betreffende Wicklung 27 (1), 27 (2) oder 27 (3) abhängig sind. Von jeder
Unterbrechung d wird ein Impuls e abgeleitet, der durch die Impulsquellen 48 erzeugt
wird (Wellenform P) und der der Steuerelektrode 44, 45, 46 eines entsprechenden
steuerbaren Gleichrichters 41, 42, 43 zugeführt wird, der nur durch positive Impulse
gezündet wird. Dieser steuerbare Gleichrichter wird gegebenenfalls unter Anwendung
einer geeigneten, nicht dargestellten Vorspannung gesperrt gehalten, bis dieser
Impuls eintrifft, und erst dann leitend. Bei der Wellenform Q wird eine Wechselspannungswelle
f aus dem Stromtransformator zwischen Anode und Kathode jedes steuerbaren Gleichrichters
angelegt. Diese Welle f ist für den Fall einer ohmschen Belastung dargestellt und
ist daher in Phase mit der Welle M. Die Leitungsperiode fängt daher in g infolge
des Impulses e an und dauert an bis h, wo die Anoden-Kathoden-Spannung des steuerbaren
Gleichrichters ihre Polarität ändert. Die Leitungsperiode (EIN-Periode) ist mit
dem schraffierten Gebiet dargestellt und ist durch die Phasenlage (h bestimmt, zu
der der Impuls gebildet wird, und darum durch den Strom, der in der Steuerwicklung
27 (1), 27 (2) oder 27 (3) des betreffenden magnetischen Verstärkers fließt. Da
dieser Strom wie in der Ausführungsform nach F i g. 5 der kombinierte durchschnittliche
Strom des steuerbaren Gleichrichters ist, bewirkt das Steuersystem eine Stabilisierung
des kombinierten durchschnittlichen Stromes der steuerbaren Gleichrichter auf einen
im wesentlichen unveränderlichen Wert, der durch den Bezugsstrom durch die Wicklung
28 (1), 28 (2) oder 28 (3) des betreffenden magnetischen Verstärkers vorgeschrieben
ist. Daher fließt ein konstanter durchschnittlicher Strom parallel zu den Sekundärwicklungen
der Stromtransformatoren 6, 7, B.
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Diese Wirkungsweise mit konstantem durchschnittlichem Strom würde
eine Kompoundierungskurve entsprechend F i g. 2 liefern. Um die Wirkung einer energieverlustlosen
»ohmschen« Entnahme innerhalb des unteren Teiles der Kurve A zu erhalten, wird dafür
gesorgt, daß die magnetischen Verstärker MA (1), MA (2) und MA (3)
in diesem Teil des Entnahmebereichs die Phasenlage, bei der die entsprechenden steuerbaren
Gleichrichter leitend werden, nicht beeinflussen, welche Phasenlage dann festgehalten
wird, vorzugsweise in einem Punkt, für den 0 gleich 0 ist. Im Prinzip liefert die
Anordnung nach F i g. 7 mit Verlust der Steuerwirkung der magnetischen Verstärker
ähnliche Ergebnisse wie die Anordnung mit »Oder«-Vorrichtung der F i g. 5. Im einzelnen
wird jedoch der Verlust der Steuerwirkung in der Anordnung nach F i g. 7 dadurch
erhalten, daß für entsprechende Phasen die Wechselstromspeisung der magnetischen
Verstärker von der Wechselstromspeisung der steuerbaren Gleichrichter aus den Stromtransformatoren
um einen Phasenwinkel D abweicht, wie in F i g. 8 mit den Wellenformen M und N dargestellt.
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Vorzugsweise werden die magnetischen Verstärker mit einem nacheilenden
Strom gespeist. Dies kann durch Anwendung einer geeigneten, nicht dargestellten
Phasenverschiebungsvorrichtung erreicht werden und dadurch, daß der Phasenwinkel
O derart gewählt wird, daß der übrige Teil 180° - O der Halbperiode, der vor dem
Punkt h der Welle Q liegt, die längste »EIN«-Periode ergibt, die notwendig ist,
um die erforderliche Entnahme im Punkt Z (F i g. 3 und 4) zu erhalten. Da die Unterbrechung
d der Welle O durch die magnetischen Verstärker bei Erzeugung eines positiven Impulses
e nicht vor den Punkt c verlegt werden kann, kann der betreffende steuerbare Gleichrichter
nicht vor diesem Punkt C gezündet werden und muß dann mit einem festen EIN-AUS-Verhältnis
arbeiten, das der genannten »ohmschen« aber im wesentlichen verlustlosen Entnahme
entspricht. Diese Wirkungsweise entspricht dem zwischen den Punkten O und Z der
F i g. 3 und 4 liegenden Teil der Kurve A.
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Ein nacheilender Phasenwinkel 0 von 120° hat sich dabei als geeignet
erwiesen; diese Phasenverschiebung ist mit einem Dreiphasensystem sehr einfach dadurch
zu erhalten, daß die gesteuerten Wicklungen der magnetischen Verstärker unter Vertauschung
der Phasenverbindungen aus den Generatorausgangsleitungen gespeist werden.
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Eine vereinfachte Anordnung dieses Typs ist in Einzelheiten in F i
g. 7 dargestellt. Unter Berücksichtigung der obenerwähnten Phasenvertauschung hat
jeder magnetische Verstärker MA (1), MA (2)
oder
MA (3) eine gesteuerte Wicklung 51(1), 51(2) oder 51(3), die zwischen eine
Phase des Generatorausgangs und ein Ende eines entsprechenden Widerstandes 50 (1),
50 (2) oder 50 (3) geschaltet ist, wobei die anderen Enden der drei Widerstände
50 (1), 50(2) oder 50(3) mit einem neutralen Punkt N verbunden sind.
Die über jeden dieser Widerstände erzeugte Spannung wird einer Impulsquelle 48(1),
48 (2) oder 48 (3) zugeführt, worin das Auftreten von Unterbrechungen
d (Welle O, F i g. 8) Impulse e hervorruft (Welle P, F i g. 8). Diese
Impulse werden durch Leitungen 52 (1), 52 (2) oder 52 (3) den Steuerelektroden 44,
45 oder 46 der steuerbaren Gleichrichter zugeführt. Zwischen dem gemeinsamen Punkt
47 und den Impulsquellen 48 (1), 48 (2) und 48 (3) ist eine Rückleitung 53 vorgesehen.
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Wie erwähnt, ist die Welle Q für eine ohmsche Belastung geeignet.
Wenn die Belastung reaktiv ist, wird die von den Stromtransformatoren erhaltene
Spannung andere Phasenwinkel aufweisen, wie in F i g. 8 durch die Wellen R (voreilend)
und S (nacheilend) dargestellt ist. Das in R und S schraffiert dargestellte maximale
Leitungsgebiet der steuerbaren Gleichrichter 41, 42 und 43 wird demzufolge vom Belastungstyp
abhängen. Da dies den Teil 0-Z der Kurve A nach F i g. 4 beeinflussen wird, muß
das System durch Beschränkung dieses maximalen Leitungsgebiets derart eingestellt
werden, daß 0-Z für die in der Praxis vorkommenden Belastungstypen immer unterhalb
der Kurve B bleibt.