DE1638020A1 - Steuerschaltung fuer ruhende Stromrichter - Google Patents

Description

DiPL-ING. CURT WALLACH

DfPL-ϊNG. GÜNTHER KOCH _{Λ ß} q ο η 0 Γ

DR.TINO HAIBACH 1638Q/C

β München 2, 2 - Feb. 1968

UNSER ZEICHEN: j *| 206

THE ENGLISH ELECTRIC COMPANY LIMITED, London W.O.2, England Steuerschaltung für ruhende Stromrichter

Die Erfindung bezieht sich auf Steuerschaltungen für ruhende Umformer bzw» ".techselrichter, und derartige Schaltungen können vorteilhaft auch "bei ruhenden Stromrichtern verxvendet werden, d.h. bei Einrichtungen zum Umwandeln eines Wechselstroms in einen Gleichstrom.»

Genauer gesagt sieht die Erfindung eine Schaltung zum Steuern der Zufuhr von Zündimpulsen zu mehreren gesteuerten Vorrichtungen bei einem mehrphasigen ruhenden Stromrichter,vor, wobei die Schaltung einen Oszillator umfaßt, mittels dessen die Zündimpulse erzeugt werden, wobei sich die Ausgangsfrequenz des Oszillators nach der Größe eines Eingangssignals richtet, wobei dieses Signal eine Funktion eines etwaigen Unterschiedes zwischen dem Istwert und dem Sollwert eines Kand- oder Grenzwinkels (margine angel) )f für eine beliebige der erwähnten Vorrichtungen ist, so daß die Frequenz der Impulse beeinflußt und der Zündwinkel <L in der Weise geregelt wird, daß der erwähnte Unterschied auf UuIl zurückgeführt wird,

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BAD OWGlNAL

Der Zündwinkel >- ist als diejenige in elektrischen. G-raden· gemessene Periode definiert, während welcher der Augenblick des Zündens einer bestimmten gesteuerten Vorrichtung, z»B, einer ^uecksilbersumpfröhre oder eines Thyristors, nach dem Zeitpunkt der natürlichen Kommuta tion der n.öbre verzögert wird, doh„ dein Zeitpunkt, in weichem die Anodenspannung der Röhre über die ,Kathodenspannung der icohre hinaus ansteigt; bei dem rtand- oder '-.-renswiriicel γ handelt es sich um die in elektrischen G-raden gemessene Periode, während welcher sich die Köhre -vollständig entionisieren muß, bevor ihre Anodenspannung erneut den Nullpunkt durchläuft und über die Kathoden-Spannung hinaus ansteigt _a

Die Ziindimpulse können zweckmäßig den Röhren, von entsprechenden Stufen eines durch den Oszillator angetriebenen Kingzählers aus zugeführt werden, wobei jeder otufe ein keükreis zugeordnet ist, wobei die ivleßkreise nacheinander betätigt werden, um den u-renzwinkel γ der xiöhre zu messen, von der die Kommubation soeben ausgegangen ist_o Genauer gesagt kann der ikeSkreis bzv'_a die Zeitschaltung einen !Funktionsgenerator umfassen, der die Erzeugung einer sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit ändernden »Spannung in den Augenblick einleibet, in weichem die Kommubation zwischen ziyei zugehörigen Konten beendet ist, -Un₀" in (iea ^ugenblia*:, in welch em wb ■ ·*- + u. ist, wobei u d-;n ^.omiaufcabions- ubarl^-.^ungswinkei^ ■ bezeichnet-, sowie d:Uia uteuer^c^alsuxi;., zum Abfra^eu dieser Spannung in den iiu^i'iMi,'^ in 7;;^euw_ä: ü.o or.ia._-..:: .u-; -an ier iiöhii'e, voü der .,1Ir- ;r.,^r:'!:; -,.tioii -^: b'^-^n^en ist, Λβΰ .^ullpar.l::!¹; durchläuft;- (wt ^f* ^;> ■-'■-''■' -^r- ^ >^iiUiiZi -ü- ^iiil ^ugeublick dea uhr- .-

BAD ORIGINAL

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fragens vorhanden ist, dient als Eingangssignal für den Oszillator, und die Frequenz der durch den Oszillator erzeugten Impulse richtet sich nach der Größe dieser »Spannung; da die Periode zwischen der Einleitung der üpannungsänderung und dem Zeitpunkt, in welchem die öpannung danach abgefragt wird, dem G-renzwinkel γ entspricht, (wt =iT=^oC+u+y)-, richtet sich somit die !frequenz des Oszillators nach dem Grenzwinkel·*·

Vorzugsweise werden die' Ausgangssignale aller Leßschaltungen dem oszillator über eine gemeinsame vVählschaltung zugeführt, die so arbeitet, daß dem Oszillator nur diejenige ™ opannung zugeführt wird, welche den kleinsten ΰ-renzwinkel repräsentiert, der durch diese Schaltungen während jeder Periode gemessen wirdο

Bei einer erfindungsgemäßen schaltung ist der Abstand zwischen den üündimpulsen während des stationären Betriebs konstant, d«h_o er beträgt bei einem mit sechs Impulsen arbeitenden Stromrichter 60°, und dieser Abstand wird auch dann genau eingehalten, wenn in den riechseiStromkreisen eine erhebliche Asymmetrie vorhanden ist. Dieses Merkmal führt zu einem der wichtigsten Vorteile der Erfindung, denn bei zahlreichen bisher vorgeschlagenen öteuersystemen besteht die G-e- fahr, daß eine Asymmetrie in den Wechselstromkreisen zu ungleichen-Abständen zwischen den Zündimpulsen führt, so daß in dea Stromrichter harmonische Komponenten erzeugt werden, die sich von den theoretisch vorhersehbaren unterscheiden, doh. von der fünften, der siebenten, der elften, der dreizehnten usw. Harmonischen für die man normalerweise Filter vorsieht.

'· .«Dies gilt insbesondere für den Fall, daß. der nifiderstand des

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Wechselstromsystems hoch ist. ferner können solche nicht voraussagbaren Harmonischen, die durch eine Asymmetrie hervorgerufen werden, leicht durch den Betrieb des otromrichters vergrößert werden, und sie können schließlich su einem unstabilen Betrieb führen« Eine weitere Wirkung, die durch ungleiche Abstände zwischen den Zündinpulsen hervorgerufen wird, besteht darin, daß eine resultierende Gleichstromkomponente in den Sekundärwicklungen der //echselstromtransformatoren erzeugt wird, und da bei großen otromrichteranlagen, z.B_o bei Hochspannungs- G-leichstromsystemen, der Prozentsatz des Transformator-Magnet i si erungs Stroms klein ist, werden die Transformatorkerne relativ leicht gesättigt, und hierdurch wird eine weitereVerzerrung der durch die Irimärwicklungen fließenden Ströme verursacht.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand der Zeichnungen.

Fig. 1 ist eine schematisehe Darstellung einer mit sechs Impulsen arbeitenden Stromrichterscbaltung«,

Figo 2 ist eine schematische Darstellung der in Fig. 1 angedeuteten üteuerschaltunr,

Fig. 3a bis 3p zeigen Wellenformen, die an verschiedenen Punkten der Schaltungen nach Fig. 1 und 2 erscheinen.

Fig, 4- zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Steuer· schaltung nach Fig. 2„

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In iJ'ig· 1 erkennt man eine mit sechs Impulsen arbeitende Stromrichterschaltung mit sechs Quecksilbersumpfröhren 1-6» Die gezeigte Schaltung umfaßt eine Quelle 7 für einen dreiphaisigen Wechselstrom, der der in Form einer Sternschaltung angeordneten Primärseite eines Transformators 8 zugeführt wird, dewsen Sekundärwicklungen jeweils mit den Anoden-Kathoden Knotenpunkten der in Heihe geschalteten Höhren 1 und 4 bzw« 3 und 6 bzw· 5 und 2 verbunden sind. Die Kathoden der Höhren l_t 3 und 5 sind gemeinsam über eine Glättungsdrossel 10 mit einer Gleichstromklemme 9 verbunden, während die Anoden der Höhren M-1 6 und 2 gemeinsam an eine zweite Gleichstromklemme 11 angeschlossen sind» ■

Das Äusgangssignal der wechselstromquelle wird ferner einer in Breieckschaltung angeordneten Primärwicklung eines Sparinungstransformators 12 zugeführt, dessen Sekundärwicklung als Diametralsternschaltung ausgebildet ist, so daß einer Gittersteuerschaltung 13 ein sechsphasiges Eingangssignal zugeführt werden kann» Diese Schaltung kann so betätigt werden, daß sie den Zündwinkel Φ- der Höhren während des Inversionsbetriebs, d.h. dann wenn 90° < ^ ^180° ist, in Abhängigkeit vom kleinsten Grenzwinkel regelt, der bei irgendeiner der Röhren vorhanden ist·, diese letztere Größe wird auf eine noch zu beschreibende Weise gemessen, und die Regelung erfolgt unter dem Einfluß von Eingangssignalen, die sowohl dem Transformator 12 als auch sVihlwicklungen 14-, 15 und 16 entnommen werden, welch letztere mit den Sekundärwicklungen des"Transformators ü ä'okopp*----!· fc sind« Gehauer geaalt; umfassen die i'iih.lsclialtunken einen mit einem Mitfcelabgriff versehenen Differenzie vutwta-U bvoia braun forma bor, d, h. einen otx'omst r ans forma tor,

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dessen Kern rait einem Luftspalt versehen ist, und der mit einem· sehr hohen Belastungswiderstand» d„h_e im wesentlichen mit einem offenen Stromkreis, arbeitet.

Gemäß Figo 2 umfaßt die Steuerschaltung 13 einen Kingzähler 18, dessen Zählgeschwindigkeit durch einen spannungs— geregelten Oszillator 19 bestimmt wird, welcher seinerseits in Abhängigkeit vom kleinsten Grenzwinkel γ gesteuert wird» der mit BiIfe der Schaltungen 20 gemessen wird,, Die beiden Schaltungen 19 und 20 bilden somit zusammen mit dem üingzahler Γ8 eine Steuereinrichtung mit einer geschlossenen Schleife, wobei die älindimpulse für die ^uecksilberröhren einem parallelen Ausgang der betreffender ^hIerstufen über Differenzierungsschaltungen 22 entnommen werden*

Im folgenden wird die Wirkungsweise der Steuerschaltung 13 an Hand von Fig» 2 in Verbindung mit den in Figo 3a bis 3p gezeigten Vifellenformen beschrieben; diese Wellenformen entsprechen den Leitfähig^'keitszuständen bestimmter Stromrichterröhren* und es sind W'ellenformen dargestellt, die an verschiedenen Punkten der iueßschaltung 20 auftreten, welche der xtöhre 3 zugeordnet ist.

Der liingzähler IB umfaßt sechs Stufen 23 bis 2i- und wird normalerweise von dem Oszillator 19 aus mit der sechsfachen Frequenz des Systems angetrieben, wobei alle Stufen nacheinander ein Ausgan^ssignal in Form eines Kechteckimpulses mit der nominellen Länge von 60 elektrischen G-raden erzeugen. Diese Impulse werden in den Differenzierungsschaltungen °2 differenziert, und die resultierenden positiven nadelformigen Im-

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pulse, die an der Yorderflanke dieser Impulse erzeugt werden, ■bilden die 2/ündimpulse für die Quecksilberröhren. Fig. 3a zeigt den itechteclvimpulse, der der Differenzierungsschaltung 22 durch die Stufe 25 zugeführt wird, und Figo 3"b zeigt den resultierenden Zündimpulse, der aus dem Impuls nach Fig» 3a für die Röhre 3 abgeleitet, wird, wobei für diese Röhre wt « <f- ist ο Der -nachfolgende Zündimpuls für die Röhre 4 ist in Fig«, 3c dargestellt«

Beim Zuführen des Zündimpulses zu der Röhre 3 steigt deren otromstärke gemäß Fig_c 3d. an, während der durch die Höhre 1 fließende otrom, von der die !Commutation ausgegangen ist, gemäß Fig_o 3e auf WuIl zurückgeht» Die Zeit,- die dieser ^<Jtrom benötigt, um auf Null zurückzugehen, hat einen endlichen wert, und diese Zeitspanne erstreckt sich über eine Periode von u elektrischen Graden, wobei der viinkel u gleich dem Kommutations-Uberlappungswinkel ist und z«B_e 20° beträgt„ Die liomrautation ist daher bei wt = <£ + u beendet, und in diesem Augenblick nimmt die Jinoden-Kathoden-opannung der Röhre 1, die vorher nahezu gleich Hull war, während die Röhre einen otrom leitete, jetzt gemäß Fig„ 3f eine Sinusform an, die augenblicklich einen negativen «*ert annimmt, und die Nullachse bei V/t « ti kreuzt« Der Grenzwinkel, d«h. die Periode, während welcher sich die Röhre vollständig entionisieren muß, bevor ihre Anodenspannung über die Kathodenspannung hinaus ansteigt, entspricht somit dem Winkel ^ zwischen wt « ( <>w u) und wt » T.

Jetzt wird der Rechteckimpuls nach Fig. 3a durch die Zäl-lerstufe Γ5 auch einem Und-batter 29 zusammen mit einem

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Impuls zugeführt, der sich nach der Änderungsgeschwindigkeit des Stroms richtet, der durch die Röhre 1 fließt, von der aus, wie erwähnt, die !Commutation zu der Röhre 3 fortschreitet» Diese Änderungsgeschwindigkeit desStroms wird durch den Differenzierungstransformator der Fühlsehaltung 14 bestimmt, wie es in Pig. 3g gezeigt ist, wobei sich das Ausgangssignal von wt ■ ⁰^- bis wt » (ο'-+ u) erstreckt und einem Verstärkerbegrenzer 30 zugeführt wird, der aus dem Signal einen Rechteckimpuls erzeugt, dessen Periode gleich der Periode ist, für welche die Wellenform nach Figo 3g einen kritischen Pegel überschreitet, der in Fig. 3g durch eine strichpunktierte Linie angedeutet ist, das Ausgangssignal des Verstärker-Begrenzers wird einer Phasenumkehrungsstufe 31 zugeführt, dessen •Ausgangssignal (Fig. 3h) dem Und-Gatter 29 zugeführt wirdo Der gleichzeitig auftretende Ausgangsimpuls des Und-Gatters 29» der in Fig_e 3d dargestellt ist, erstreckt sich über die gleiche Periode wie das in Fig. 3h gezeigte Signal, und dieser Impuls wird einem Transistor 32 über eine weitere Phasenumkehrungsstufe 33 zugeführt, wobei der Transistor während der Dauer dieses Impulses eingeschaltet wird, so daß ein Kondensator 34 aufgeladen wird; die Spannung dieses Kondensators ist in Fig. 3k-dargestellte Am Ende des Impulses wird der Transistor 32 abgeschaltet, und der Kondensator 34 entlädt sich in Sichitung auf die negative Speisespannung, bis der Entladungsvorgang etwa auf dem Erdpotential durch eine Diode 36 unterbrochen wird. Die Spannung an dem Kondensator 34 wird an den Emitter eines Transistors 38 angelegt, der in Abhängigkeit von einem Impuls leitfähig gemacht wird, welcher der oekundärwicklung des Spannungstransformators 12 entnommen wird.

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Genauer gesagt ist die Sekundärspannung, die der Meßschaltung 20 zugeführt wird, welche der Rähre 3 zugeordnet ist, gemäß Figo 3& eine Sinuswelle, die die liullachse im gleichen Zeitpunkt und im gleichen Sinne kreuzt, wie die Anoden-Kathoden-opannung der Röhre 1. Die positive Hälfte dieses alternierenden Eingangssignals wird durch einen Verstärkerbegrenzer 59 verstärkt (Fig. 3n)» so daß ein Rechteckimpuls erzeugt wird; dieser Rechteckimpuls wird dann durch die Differenzierungsschaltung 40 differenziert, und der positive riadeiförmige Impuls (Fig. 3p) wird der Basis des Transistors 38 zugeführt, um diesen Transistor während der kurzen Dauer dieses nadeiförmigen Impulses einzuschalten, der bei jeder Röhre während jeder Periode einmal auftritt„ Mit dem Kollektor des Transistors 38 ist ein Kondensator 41 verbunden, dessen Kapazität im Vergleich zu dem Kondensator 34 groß ist, der an den Emitter des Transistors angeschlossen ist. Die Wirkung der Zuführung des nadeiförmigen Impulses bzw. des "Abfrage"-Impulses zur Basis des Transistors 38 besteht darin, daß der Transistor veranlaßt wird, die Spannung des Kondensators 41 auf dem Wert zu halten, der" an dem Kondensator 34 im Augenblick der Zuführung dieses Abfrageimpulses herrscht, d.h. wenn wt =» T . Wenn der wirksame Widerstand an dem Kondensator 41 sehr hoch ist, wobei der Transistor 38 praktisch im nicht leitfähigen Zustand eine Unterbrechung des Stromkreises bildet, bleibt die Spannung an diesem Kondensator daher zwischen den Abfrageimpulsen auf einem im wesentlichen konstanten Wert, wie es in Fig. 3k durch die strichpunktierte Linie angedeutet ist.

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Somit richtet sich die Spannung, die an dem Kondensator 41 zwischen den Abfrageimpulsen erscheint, d.h. während der Dauer einer Periode, nach dem Grenzwinkel y der itöhre, von der die !Commutation ausgegangen ist, denn wenn y zunimmt, wird die Spannung an dem Kondensator 34 auf einen Wert abgesunken sein, der niedriger ist"als der wert bei wt « IT , und wenn umgekehrt ^ abnimmt, wird sich die Spannung in diesem Augenblick auf einem höheren Wert befinden, wobei die Entladungswellenform dieses Kondensators stets eine feste Form hat und in dem Augenblick eingeleitet wird, in welchem der Strom durch die Höhre 1 den Nullpunkt durchläuft (wt »<*-+ u) „

Die sechs konstanten Ausgangsspannungen der Meßschaltungen 20 werden jeweils über eine von sechs Dioden 43 einem gemeinsamen Eingang des spannungsgeregelten Oszillators 19 zugeführt, wobei die resultierende Spannung an diesem Eingang somit gleich der höchsten Spannung ist, die von irgendeinem, der Meßkreise abgegeben wird, so daß die resultierende Spannung dem kleinsten Grenzwinkel ^ entspricht„

Der Eingangskreis des Oszillators 19 umfaßt eifte Integrationsstufe 44, die eine rampenförmige Spannung liefert, wobei die Inderungsgeschwindigkeit zur Eingangsspannung proportional ist; diese rampenförmige Spannung wird einem Pegeldetektor oder einer üriggerschaltung 45 zugeführt. Die Schal- ; tung 45 triggert ihrerseits einen Impulsgenerator 46 bei einem vorbestimmten Pegel der Rampenspannung, so daß ein Impuls dem Eingang des Ringzählers 18 zugeführt wird, wobei die Integrationsstufe 44 über eine Rückkopplungsschleife auf Null zurückgestellt wird. Danach setzt sich das Arbeitsspiel fort.

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Der spannungsgeregelte Oszillator führt somit dem 'Ringzähler eine Reihe von Impulsen mit einer Folgegeschwindigkeit zu, 'die zu der Eingangs-Gleichspannung proportional ist. Beim .eingeschwungenen Zustand ist diese Spannung im -,ve ,s ent lieh en. konstant, sie hat einen solchen Wert, daß die imsgangsfrequens des Oszillators genau gleich dem Sechsfachen der Ausgangsfrequenz des beschriebenen Stromrichters ist ,j wobei die Phase des Ausgangs impuls es des Ringzählers gegenüber den Leitungswechselspannungen, doh„ dem Winkel ^ , einen solchen wert hat, daß sich der gewünschte Grenzwinkel y ergibt. Wenn sich der Grenzwinkel verkleinern sollte, nimmt die üszillatorsteuerspannung zeitweilig zu, um die Folgefrequenz der dem Oszillator zugeführten Impulse zu erhöhen und so die Zündimpulse zu verzögern, so daß der Winkel J~ kleiner gemacht wird, was zur Folge hat, daß der Grenzwinkely entsprechend größer gemacht wird, um diese Verkleinerung auszugleichen ο Wenn dagegen der Grenzwinkel zunehmen sollte·»-!-erhöht, sich die Impulsfolgefrequenz des Oszillators zeitweilig, um die äändimpulse vorzuverlegen (to advance), wobei die Rückkopplung stets entsprechend dem kleinsten Grenzwinkel zur Wirkung kommt, der bei irgendeiner der sechs Röhren auftritt«

Wie schon erwähnt, ist die dem Oszillator zugeführte Steuerspannung während des Betriebs im eingeschwungenen Zustand konstant, wobei die Abstände zwischen einem Zündimpuls 'und dem nächsten Impuls gleich groß sind bzw. 60 elektrischen ^raden entsprechen, -und wobei die Steuerschaltung ständig so arbeitet, daß das Bestreben besteht, diesen Abstand konstant-· su i tlteru

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Ferner ist die Schaltung von Änderungen der Frequenz des Wechselstromsystems unabhängig, denn wenn die Frequenz z.B* halbiert wird, wird der G-renzwinkel γ in absoluten Zeiteinheiten gemessen verdoppelt, bzw« er behält in elektrischen Graden gemessen den gleichen Wert bei, wobei die dem Oszillator zugeführte Steuerspannung abnimmt, um die Zündimpulse im erforderlichen Ausmaß zu verzögern^

Es sei bemerkt, daß sich die Erfindung nicht auf die vorstehend beschriebene Anordnung beschränkt, und daß man im fiahmen der Erfindung verschiedene Abänderungen vorsehen kann» Beispielsweise besteht das beschriebene Verfahren zum Ermitteln der Zeitpunkte, in denen die Höhrenspannungen die Nullinie durchlaufen, darin, der Steuerschaltung ein Eingangssignal zuzuführen, das geeigneten Sekundärwicklungen des Haupttransformators 12 entnommen wird. Jedoch kann eine solche Anordnung zu Fehlern führen, die auf den Transformatormagnetisierungsstrom und schwankende Werte der Stromstärke in den Gleichstromleitungen zurückzuführen sind; diese Fehler können leicht dadurch vermieden werden, daß man den Spannungs-

transformator 12 an die Sekundärwicklung des Transformators 8 anschließt. Alternativ kann mit einem direkteren Verfahren gearbeitet werden, das darin besteht, die Anoden-Kathoden-Spannung Jeder einzelnen Röhre direkt zu überwachen, so daß

man auf direktem Wege eine proportionale Spannung erhält·

Ferner ist es möglich, den Augenblick des lNulldurch^angs

. des Stroms bei Jeder ttöhre dadurch zu ermitteln, daß man einen differenzierenden Stromtransformator direkt in ixeihe m:it Jeder

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Röhre anordnet, statt diesen Transformator in dem Wechselstromsystem vorzusehenj bei dieser Anordnung wird die Erzeugung der in I?ig· 3g gezeigten zweiten Störimpulse vermieden* Weiterhin kann der differenzierende Stromtransformator selbst alternativ eine Gegeninduktivität umfassen, oder man kann eine gewöhnliche Induktivität im Sekundärteil eines Stromtransformators bekannter Art vorsehen,,

Weiterhin kann man zusätzliche Schaltungsmittel vorsehen, die eine "Impuls"-Kückkopplungskorrektur während der Übergänge (transiens) bewirken, welche anderenfalls bei irgendeiner der Eöhren zu fehlern bezüglich des Grenzwinkel γ führen. Eine solche abgeänderte Anordnung ist in I¹Ig₉ 4 dargestellt} bei dieser Anordnung ist die Erdungsverbindung des Kondensators 41 bei allen Schaltungen 20 fortgelassen, und die Schaltungen 20 sind mit dem Knotenpunkt zwischen zwei Widerständen 47 und 48 verbunden, die zwischen Erde und dem Eingang der Integrationestufe.44 des Oszillators 19 liegen· Ein zusätzlicher Wider- i stand 49 ist in die normale Eückkopplungsschleife eingeschaltet, die von den Schaltungen 20 aus zu der Integrationsstufe führt. ' Beim eingeschwungenen Betriebszustand, bei dem sich der Kondensator 41 in dem Augenblick schon auf der richtigen Spannung befindet, in welchem der Abfrageimpuls dem transistor 38 zugeführt wird, erscheint keine Spannung an dem geerdeten Widerstand 47» und daher wird dem Eingangssignal für den Osziilator keine zusätzliche Spannung beigefügt. Wenn jedoch während eines Übergangs (traneiens) der Grenzwinkel für irgendeine Höhre einen Fehler aufweist_v während der Abfrageimpuls zugeführt wird, erscheint eine Impulsspannung an diesem Widerstand,

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und ein entsprechender Stromimpuls wird dem Oszillator zugeführt und zum dem den Schaltungen 20 entnommenen Einganssignal hinzugefügt. Der Oszillator hat eine integrierende Charakteristik und springt plötzlich in die richtige Phase; wenn man die beiden Widerstände 4-7 und 48 auf geeignete Weise wählt, kann man dafür sorgen,"daß dieser "Sprung" sehr weitgehend den richtigen Grenzwinkel liefert, bei dem die nächste ßöhre gezündet wird. Hierauf können dann kleinere Korrekturen folgen, so daß sich die Schaltung schließlich so einspielt, daß der richtige Grenzwinkel innerhalb einer Zeitspanne erzielt wird, die einigen wenigen Sechsteln einer Periode entspricht,,

Bei der beschriebenen Steuerschaltung kann man ferner die in der britischen Patentanmeldung 20 279/66 beschriebene Anordnung vorsehen_s um den Zündwinkel *- zwischen einer Ober— grenze und einer Untergrenze zu halten,"" damit verhindert wird, daß der Oszillator beim Auftreten heftiger Übergangserscheinungen seinen Synchronismus vollständig verliert.

Zwar wurde die erfindungsgemäße Schaltung bezüglich eines mit sechs Impulsen arbeitenden Stromrichters beschrieben, doch sei bemerkt, daß sich die Erfindung ebenso gut bei Stromwandlern anwenden läßt, die mit einer anderen Zahl von Impulsen arbeiten, wenn man die Zahl der Stufen des Hingzählers und die zugehörigen Schaltungen auf geeignete Weis* ändert*

Patentansprüche: 10982.1/027 4

ORIGINAL

Claims (1)

1. -PA¹I¹ENi¹AlTOPRUCHE

   Schaltung zum Steuern der Zufuhr von Zündimpulsen zu mehreren gesteuerten Vorrichtungen bei einem mehrphasigen ruhenden Stromrichter,, gekennzeichnet durch einen Oszillator (19) zum Erzeugen der Impulse, wobei sich die Ausgangsfrequenz des Oszillators nach der Größe eines Eingangssignals richtet, wobei das Eingangssignal eine Funktion eines etwaigen Unterschiedes zwischen dem Istwert und dem Sollwert des Grenzwinkels y für jede der Vorrichtungen ist, so daß die Frequenz der Impulse so beeinflußt und der Zündwinkel <l·- in einem solchen Sinne geregelt wird, daß der erwähnte Unterschied auf Null zurückgeführt wird«.

   2ο Schaltung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Ringzähler (18), der durch den Oszillator betätigt wird, wobei jeder Stufe des Ringzählers eine Meßschaltung (20) zugeordnet ist, wobei die Zündimpulse den Vorrichtungen von den entsprechenden Stufen des Ringzählers aus zugeführt werden, und wobei die Iießschaltung nacheinander durch jede Stufe in Tätigkeit gesetzt wird, um mit Hilfe der Meßschaltung den Grenzwinkel γ der Vorrichtung zu messen, von der die !Commutation gerade ausgegangen ist_o

   3· Schaltung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine wählschaltung, mittels deren alle Meßschaltungen mit dem Oszillator verbunden sind, wobei die Wählschaltung bewirkt, daß dem Oszillator nur dasjenige Signal zugeführt wird, welches den kleinsten Grenzwinkel repräsentiert, der während jeder Periode mit Hilfe der Meßschaltungen gemessen wird.

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   /t

   4o Schaltung nach. Anspruch 3? dadurch gekennzeichnet , daß die Meßschaltung einen Funktionsgenerator (32, 34) umfaßt, mittels dessen eine vorbestimmte Änderungsgeschwindigkeit der Spannung in dem Augenblick eingeleitet wird, in welchem die Kommutation zwischen einem zugehörigen Paar von Vorrichtungen beendet ist, d_oh„ in dem Augenblick, in welchem wt « <t*- + u), sowie eine Steuerschaltung (38 bis 4-1), mittels deren diese Spannung in dem Augenblick abgefragt wird, in welchem die Spannung an der Vorrichtung, von der die Kommutation ausgegangen ist, die lvlullinie kreuzt, d.h. wenn wt « /T , wobei die in diesem letzteren Zeitpunkt herrschende Spannung daa Eingangssignal für den Oszillator bildet.

   5e Schaltung nach Anspruch 4-, gekennzeichnet durch eine I¹UhIeinrichtung (14· bis 16) zum Erzeugen einer Spannung, die während der Dauer einer .änderung der Stromstärke in den Vorrichtungen erzeugt wird und zur Änderungsgeschwindigkeit der Stromstärke proportional ist, sowie durch einen Verstärker-Begrenzer (30), mittels dessen die der Fühleinrichtung entnommene Spannung in eine Rechteckwelle verwandelt wird, wobei die Hinterflanke dieser Hechteckwelle die Änderung der Spannung durch den Funktionsgenerator in dem Augenblick einleitet, in dem wt « <jL + u ist.

   6. Schaltung nach Anspruch 5» dadurch gekeiinzeichr net, daß die Fühleinrichtung einen differenzierenden Stromwandler öder eine G-egeninduktivität umfaßt, die mit jeder Phase des Stromrichters in Keihe geschaltet ist.

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   j 7· Schaltung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Funktionsgenerator einen ersten

   • Kondensator (34) umfaßt, der betätigt werden kann, um sich mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit zu entladen, und zwar in Abhängigkeit von der Betätigung einer ersten Schaltvorrichtung (32) durch die Hinterflanke der Rechteckwelle, und daß die Abfrageschaltung einen zweiten Kondensator (41) umfaßt, der den ersten Kondensator über eine zweite Schaltvorrichtung (38) überbrückt, die in dem Zeitpunkt auga±>licklich betätigt wird, in dem wt = /Tist, wobei der zweite .kondensator auf die Spannung gebracht wird, die der erste Kondensator in dem erwähnten Zeitpunkt aufweist_o

   8· Schaltung nach Anspruch 4 bis 7» dadurch gekennzeichnet , daß das dem Oszillator zugeführte Eingangssignal durch die Summe der erwähnten Spannung im Zeitpunkt des Abfragens bei wt » If und der Spannungsimpulse gebildet wird, die in diesen entsprechenden Zeitpunkten für Jede Vorrichtung auftreten, wobei die Größe dieser Impulse proportional zu jeder Änderung des .«ertes des Crrenzwinkels γ gegenüber seinem tfert während der vorangehenden Periode ist.

   9. Schaltung nach Anspruch 8 in Abhängigkeit von Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet , daß der Ladungsund Entladungswec des zweiten Kondensators einen ersten Widerstand (47) enthält, der zusammen mit dem zweiten Kondensator den ersten Kondensator über die zweite Schaltvorrichtung überbrückt, wobei der Knotenpunkt zwischen dem widerstand und dem zweiten kondensator das Jfiinganassicnal für den Oszillator zusätzlich zu dem über die ä'ahLschaltung aufgeführten Signal

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   liefert, so daß einer der erwähnten Spannungsimpulse an dem Widerstand erzeugt und zu dem Impuls addiert wird, der normalerweise über die Wählschaltung zugeführt wird, was in Abhängigkeit davon geschieht, daß sich die Spannung an dem zweiten Kondensator von der Spannung an dem ersten Kondensator unterscheidet, wenn die Schaltvorrichtung "betätigt wird ο

   J μ U ti 2 .1 i h

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