Verfahren zum Betrieb einer Stromrichteranordnung mit zwei Stromrichtern
in Kreuzschaltung oder Antiparallelschaltung. Bei Stromrichteranordnungen in Kreuzschaltung
oder Antiparallelsebaltung müssen die einerseits als Gleichrichter'und anderer -seits
als Wechselrichter ausgesteuerten Stromrichter stets .mit annähernd gleicher Gleichspannung
betrieben bzw. vor Zündung der im Wechselrichterbereish arbeitenden Anoden auf gleiche
Spannung gebracht werden. Da der als Wechselrichter betriebene Stromrichter mit
Rücksicht auf den sogenannten Reapektabstand der Zündimpulse. nicht voll au--gesteuert
werden kann, so bedingt dies, däss der jeweils im Gleichrichterbetrieb arbeitende
Stromrichter bei gleicher Anodenspannung ebenfalls nicht voll ausgesteuert werden
kann: Dadurch ergibt sich eine Verschlechterung des Leistungsfaktors, sowie eine
schlechtere Ausnützung der Stromrichter und des Transformators. Dieser Nachteil
kann dadurch vermieden werden, dass man die Anoden des jeweils als Gleichrichter
arbeitenden Stromrichters an eine Anzapfung des Stromrichtertransformators mit entsprechend
niedriger Spannung anschliesst, während die Anoden des jeweiligen Wechselrichters
an höherer Spannung liegen. Da der Stromricbtertransformato.r mit Rücksicht auf
die bei Wechselrichterbetrieb erforderliche höhere Spannung ausgelegt werden muss,
ergibt sich als Nachteil eine gewisse Vergrösserung der Typenleistung des Transformators.
Vor allem aber würde die erforderliche Umschaltung sämtlicher Anoden beim Wechsel
der Stromrichtung einen praktisch nicht vertretbaren Aufwand an Schaltvorrichtungen
erfordern. Nun .ist es eine bekannte Tatsache, dass die Spannung im Gleich -stromkreis
bei gleicher Anodenspannung beimi- Betrieb dee.Stromrichtera in Saugdro$selschaltung
niedriger ist, als beim Betrieb
_ ohne Saugdrossel, wobei
unter Saugdrossel im folgenden auch andere gleich oder ähnlich wirkende Stromteilungsvorrichtungen
zu verstehen sind. Dementsprechend ist die Brenndauer je Anode in 'der Saug@rosselschaltung
doppelt so lang. wie-bei einem Betrieb des Stromrichters ohne Saugdrossel und zwar
gleich der doppelten Periodendauer dividiert durch die Pulszahl p, während die Brenndauer
bei einem Betrieb ohne Saugdrosseln gleich der einfachen Periodendauer dividiert
durch die Pulszahl ist. So beträgt Z"B. bei einer sechapulsigen Stromrichteranlage
ohne Saugdrossel die Brenndauer 1/6. Periode. Die Gleichspannung am Verbraucher
ist dabei das 1,35 Fache der effektiven Anodenspannung, während bei einer Stromriehteranlage
mit Saugdrossel die Brenndauer 1/3. Periode je Anode und die Gleichspannung am Verbraucher
das 1,17 Fache der Anodenspannung beträgt. Das Verhältnis der Gleichspannung in
beiden Fällen beträgt also 1,15, d.h. die Gleichspannung .bei Betrieb ohne Saugdrossel
ist um W grösser,-als bei- Betrieb mit.Saugdrossel. Bei einer sechspulsigen Stromrichteranordnung
der genannten Art kann daher der jeweils als Gleichrichter arbeitende Stromrichter,
wenn er in
wird, voll ausgesteuert werden, also seine Höchstspannung liefern, während der .gegensinnig
parallel geschaltete mit gleicher Anodenspannung ohne Saugdrossel betriebene Stromrichter
infolge seiner um 15% höheren Spannung mit einer Aussteuerung arbeiten kann, bei
welcher der erforderliche Respektabstand noch eingehalten ist. Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Stromrichteranordnung mit zwei Stromrichtern
bzw. Stromrichtergruppen in Kteuzschaltung_oder Antiparallelschaltung, bei der die
Anoden an Spannungen gleicher Höhe liegen. Unter Ausnützung der vorgenannten Erkenntnisse
werden die Nachteile der bekannten Anordnungen nach der Erfindung dadurch vermieden,
dass der je-Weile als Wechselrichter-arbeitende Stromrichter mit einer Anodenbrenndauer
gleich dem -fachen einer Periodendauer und der als Gleichrichter arbeitende
Stromrichter in äaugdrosselschaltung
mit einer Anodenbrenndauer
gleich dem -fachen einer Periodendauer betrieben wird und zwar mindestens
so lange, wie der als Gleichrichter arbeitende Stromrichter voll oder angenähert
voll ausgesteuert ist, wobei p die Pulszahl der Stromrichter bedeutet. Dient die
Stromrichteranordnung beispielsweise zur Speisung des Ankers eines Gleichstrommotors
mit wechselnder Drehrichtung, wobei beide Stromrichter öder Stromrichtergruppen
abwechselnd als Gleichrichter und Wechselrichter arbeiten müssen, so werden beide
je mit einer Saugdrossel ausgerüstet, die je nach dem Betriebszustand des zugehörigen
Stromrichters unwirksam gemacht werden kann. Das Unwirksammachen der Saugdrossel
kann durch Kurzschliessen ihrer Wicklungen erfolgen. Die betreffende Saugdrossel
kann aber auch durch eine starke Vormagnetisierung ihres Eisenkernes in an sich
bekannter Weise unwirksam gemacht werden. Dies bietet den Vorteil, dass das Wirksamwerden
bzw. Unwirksamwerdender Saugdrossel mit einer gewissen zeitlichen Verzögerung vor
sich gehen kann. Die Saugdrosseln können am einfachsten im Augenblick der Stromumkehr
im Belastungskreis,-d.h. beim Stromwert Null wirksam bzw. unwirksam gemacht werden.
Die Saugdrossel des als Wechselrichter arbeitenden Stromrichters braucht jedoch
an sich nur so lange unwirksam zu sein, wie der als Gleichrichter arbeitende Stromrichter
voll oder ange -nähert voll, d.h. so ausgesteuert ist, dass seine Gleichspannung
höher ist, als die der höchstzulässigen Aussteuerung des Wechselrichters bei unwirksamer
Saugdrossel entsprechender Spannung. Bei Antrieben, bei denen der Gleichstrommotor
für längere Zeit von der mit ihm gekuppelten Maschine angetrieben werden kann, wie
z.B. bei Fahrzeugen im Gefälle, Fördermaschinen, Schrägaufzügen u: dgl. wird man
vielfach auf die bekannten Vorteile der Saugdrosselschaltung auch im Wechselrichterbetrieb
nach Möglichkeit nicht verzichten wollen. Nach einer Weiterbildung der Erfindung
kann zu diesem Zweck in Abhängigkeit von der Spannung im Gleichstromkreis die Saugdrossel
des als Wechselrichter
gaste uerten Stramrichter.s wieder wirksam
gemacht werden, sobald die Spannung im Gleichstromkreis mehr als 15% unter der der
-.Vollaussteuerung des Gleichrichters entsprechenden Spannung liegt. Da der Übergang
des Wechselrichters in den Saugdrosselbetrieb eine beachtliche Absenkung seiner
Spannung bedeutet', muss in diesem Fall darauf geachtet werden, dass der Ubergang
keinen unzulässigen Stromstoß zur Folge hat. Dies*kann durch eine zeitliche Verschiebung
der Steuerimpulse erfolgen, die gleichzeitig mit dem Wirksamwerden der Saugdrossel.vorgenommen
wird und, mit an sich bekannten Mitteln durchgeführt werden kann. In diesen Fällen
empfiehlt es sich zum Unwirksammachen der Saugdrossel die vorerwähnte Gleichstrommagnetisierung
anzuwenden. -Bei Antrieben, die im wesentlichen nur in einer Drehrichtung arbeiten
und allenfalls kurzzeitig bei kleiner Drehzahl in der anderen Drehrichtung laufen,
ist es auch möglich, die Saugdrossel des im wesentlichen nur als Wechselrichter
arbeitenden Stromrichters ganz wegzulassen, da bei kleinen Drehzahlen und entsprechend
niedriger Spannung eine Beeinträchtigung der Gleichrichteraussteuerung durch den
Wechselrichter ohnehin nicht in Frage kommt: In den'Zeichnungensind Ausführungsbeispiele
der Erfindung schematisch dargestellt. In der Fig. 1 ist mit,l der Stromrichtertransformator
mit der Primärwicklung 1' und mit den beiden Sekundärwicklungen l f' bezeichnet.
Der Transformator speist die beiden sechsanodigen Stromrichtergefässe 4 und 5, die
in Kreuzschaltung mit dem Anker des Gleichstrommotors 6 verbunden sind. In dem dargestellten
Schaltzustand ist der Stromrichter 4 durch die Gittersteuervorrichtung 9 im Gleichrichterbetrieb
gesteuert. Die Kurzschlußschalter- 7 für die Saugdrossel sind dabei geöffnet bzw.
die Gleichstromwicklung 2' der-Saugdrossel 2 ist stromlos, so dass die Saugdrossel
wirksam ist. Der Stromrichter 5 ist durch-seine Steuervorrichtung 10' im Wgchsel-.richterbetrieb
gesteuert. Dabei sind an der Saugdrossel 3 entweder die Kurzschliesser 8 geschlossen
oder die Gleichstrom -
. wicklung 3' der Saugdrossel 3 ist
so erregt, dass die sa unwirksam ist. Auch wenn der im Gleichrichterbetrieb befindliche
Stromrichter 4 voll ausgesteuert ist, so kann trotzdem der Zündwinkel des als Wechselrichter
gesteuerten Stromrichters 5 so eingestellt sein, dass der erforderliche Respektabstand
eingehalten ist. Soll die Drehrichtung des Gleichstrommotors umgekehrt werden, so
werden beide Stromrichter in gleicher Weise heruntergesteuert, wobei der als Wechselrichter
gesteuerte Stromrichter Energie an das speisende Drehstromnetz zurückliefert. Ist
der Bremsvorgang beendet, d.h. der Gleichstrom auf den Wert Null abgesunken, so,
wird gleichzeitig mit der nun folgenden Umsteuerung des Stromrichters 4 in den Wechselrichterbetrieb
und des Stromrichters 5 in den Gleichrichterbetrieb die Saugdrossel 2 unwirksam
gemacht und die Saugdrossel 3 zur Wirkung gebracht. Die dazu erforderliche Betätigung
der Kurzschlußschalter 7 und 8 oder die Ein- und Ausschaltung des Gleichstromes
in den Vormagnetisierungswick -lungen 2' bzw. 31 kann dabei mit beliebigen, nicht
dargestellten Mitteln - beispielsweise in Abhängigkeit vom Motorstrom - erfolgen,
etwa mittels eines Nullstromrelais. Soll entsprechend der vorerwähnten Variante
die Saugdrossel des als Wechselrichter arbeitenden Stromrichters bereits wirksam
gemacht werden, wenn die Spannung im Gleichstromkreis um etwas mehr als 15% gegenüber
der Spannung des voll ausgesteuerten . Gleichrichters abgesunken ist, so kann dazu
ein ebenfalls nicht dargestelltes Spannungsrelais dienen, welches gleichzeitig die
entsprechende Verschiebung der Zündimpulse des Wechselrichters einleitet. In diesem
Falle ist die Verwendung der Gleichstrom -magnetisierung als Mittel um die Saugdrossel
wirksam bzw. unwirksam zu machen, besonders zu empfehlen. In der Fig. 2 ist eine
ähnliche Anordnung dargestellt wie in der Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied, dass
hier einanodige Stromrichtergefässe in Antiparallelschaltung verwendet sind. In
diesem Falle können bekanntlich sämtliche Stromrichtergefässe 11-22
an
eine gemeinsame sekundäre Transformatorwicklung 23 angeschlossen werden, die auch
anders - beispielsweise in Gabelschaltung -ausgeführt sein kann. Die Kathoden der
Stromrichtergefässe 11-13 sind ebenso wie die Stromrichtergefäs@se 14-16 zusammengefasst
und. mit den beiden Enden der Saugdrossel verbunden. In gleicher Weise sind die
Anoden der Stromrichtergefässe 17m19 und 20-22 jeweils miteinander und mit den Wicklungsenden
der Saugdrossel 3 verbunden.. Die Mittelpunkte der Saugdrosseln 2 und 3 sind miteinander
und mit einer Klemme des Gleichstrommotors 6 verbunden. Auf diese Weise ist es möglich,
die Gefässgruppen, die zusammen einen als Gleich- oder Wechselrichter steuerbaren
Stromrichter bilden, jeweils mit einer besonderen Saugdrossel zu versehen" Statt
dessen sind auch andere Anordnungen der Saugdrosseln möglich, beispielsweise können
die Saugdrosseln auch in die Anodenleitungen der Stromrichtergefässe eingeschaltet
sein in der Weise, dass je 3 voneinander isolierte Wicklungen in den Anodenleitungen
dreier zu einer Gefässgruppe mit um 120o gegeneinander phasenverschobenen Strömen
auf einem- Schenkel des Saugdrosselkerns-angeordnet sind und drei entsprechende
Wicklungen der anderen dreipulsigen Gefässgruppe auf dem anderen Schenkel des Saugdrosselkernes
liegen. Um die Saugdrossel unwirksam zu machen, kann auch hier eine Gleichstromvormagnetisierung
der Drossel -kerne dienen. Die Vorgänge, die sich beim Steuern einer Anordnung-nach
der Fig. 2 abspielen, sind im übrigen die gleichen, wie bei der Anordnung nach der
Fig. 1. In der Fig. 3 ist eine Anordnung dargestellt,'die insbesondere für einen
Mötorantrieb vorgesehen werden kann, der im wesentlichen nur in einer Drehrichtung
arbeiten soll, beispielsweise für den Antrieb eines Handwalzwerkes. Hier ist für.den
Gleichrichterbetrieb eine aus 6 Einanodengefässen 25-2ß bestehende Stromrichtergruppe
vorgesehen, bei der je drei Anoden miteinander verbunden und die Verbindungsstellen
an die Wicklungsenden der Saugdrossel 3 angeschlossen sind. Der im wesentlichen
nur
als Wechselrichter arbeitende Stromrichter 24 ist als sechsanodiges Gefäss ausgebildet.
Da dieser Stromrichter nur zum Bremsen des Motors fi und allenfalls - zum Beispiel
beim Einziehen neuen Walzgutes - gelegentlich für kurze Zeit und bei niedriger Spannung
als Gleichrichter@zu arbeiten hat, besitzt dieser keine Saugdrossel, arbeitet also
stets rein sechsphasig.