DE2229875A1 - Schaltungsanordnung eines hochspannungsgleichrichters - Google Patents

Description

• Schaltungsanordnung eines Hochspannungsgleichrichters Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung eines insbesondere zur Speisung von Elektroabscheidern bestimmten Hochspannungsgleichrichters.
• Bei den bisher benutzten Schaltungsanordnungen der Hochspannungsgleichrichter zur Speisung von Elektroabscheidern werden in den Gleichrichtern entweder mechanische Kommutatoren in Form von rotierenden, von einem Synchronelektromotor angetriebenen Scheiben oder Selengleichrich ter angewendet, wobei die Selengleichrichter aus einzelnen Gleichrichterplättchen in Batterien so zusammengesetzt sind, daß der ganze Gleichrichter'die geforderte Spannungs- und Strombelastung aushält. In der letzten Zeit wurden die Selensäulen teilweise durch Siliziumgleichrichter für höhere Leistungen ersetzt, wobei diese wieder so geschaltet sind, daß sie die geforderte Belastung aushalten.
• Im Vergleich zu den Selengleichrichtern besteht der Vorteil der Siliziumgleichrichter in einem niedrigeren Gewicht, in kleineren Abmessungen und in einem erhöhten Wirkungsgrad und - bei für höhere Leistungen bestimmtenGleichrichten - auch im Preis. Trotz der angeführten Vorteile bringt diese Lösung auch bedeutende Nachteile mit sich.
• Bei der Serienschaltung der Siliziumgleichrichter ist es notwendig, den einzelnen Dioden in der Kette RC-Glieder zuzuordnen, die die Spannung an den einzelnen Dioden bei deren dynamischen Änderungen ausgleichen. Diese RC-Glieder schützen jedoch die Dioden bzw. den ganzen Gleichrichter nicht gegen Überspannungen. Der Elektroabscheider ist eigentlich unter gewissen Betriebsbedingungen eine Quelle von Spannungs- und Stromstößen und Hochfrequenzoszillatio nen, die sich über die Anschlußleitung - ein Hochspannungskabel - in den Gleichrichter ausbreiten. In der Leitung entstehen so Überspannungen, und stehende Wellen können auch eine Beschädigung des Kabels und des Gleichrichters verursachen. Diese Oszillationen und Störüberspannungen können auch den Betrieb des Elektroabscheiders bedeutend beeinträchtigen. Es macht sich auch eine weitere an sich vorteilhafte, jedoch für die Speisung von Elektroabscheidern ungünstige Eigenschaft bemerkbar, nämlich der praktisch unendlich große-Widerstand des Gleichrichters in dessen nichtleitender Richtung. Das bedeutet, daß in den Zeitpunkten, wenn der Gleichrichter keinen Strom führt, die Hochspannungsstöße und Oszillationen am Elektroabscheider und in dem Anschlußkabel nicht wirksam gedämpft werden und auf sehr hohe Werte ansteigen und das Anschlußkaioel bzw.
• den Gleichrichter selbst zerstören können. Daraus resultiert die Praxis, den Elektroabscheider an den Siliziumgleichrichter über Widerstände anzuschließen, was jedoch einerseits Leistungsverluste, andererseits aber praktisch' keinen Schutz des Anschlußkabels und der weiteren Einrichtung zur Folge hat, weil die Widerstände seriengeschaltet sind und fast ausschließlich den Gleichrichter schützen.
• Aufgabe der Erfindung ist daher bei der Schaltungsanordnung eines Hochspannungsgleichrichters die Beseitigung oder mindestens wesentliche Verminderung der beschriebenen Nachteile.
• Diese Schaltungsanordnung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichtereinheit aus seriengeschalteten Selenplättchen zusammengesetzt ist, die durch Abzweigungen in Sektionen unterteilt sind, an die gleichsinnig Siliziumdioden angeschlossen sind, wobei die Spannung der Sektionen kleiner als die erlaubte Macimalspannung der angeschlossenen Dioden ist und an den gesamten Gleichrichter die möglichst maximale Spannung angelegt ist.
• Die Vorteile der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eines Hochspannungsgleichrichters bestehen hauptsächlich darin, daß sie eine wirkungsvollere Dämpfung der Hochfrequenzoszillationen und der Überspannungsspitzen ermöglicht.
• Durch die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung wird ein erhöhter Schutz des Siliziumgleichrichters sowie auch des Anschlußhochspannungskabels erreicht. Gegenüber den konventionellen Selengleichrichtern hat sie bedeutend kleinere Abmessungen und herabgesetzte Leistungsverluste, so daß weniger Verlustwärme abzuführen ist. Bei Gleichrichtern für höhere Strombelastung bringen die kleineren Abmessungen und die Abführung einer kleineren Wärmemenge auch Kostenersparnisse mit sich.
• Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eines Hochspannungsgleichrichters ist in der aus einer einzigen Figur bestehenden Zeichnung dargestellt.
• Die dargestellte Schaltungsanordnung ist folgendermaßen ausgeführt: An die Sekundärwicklung eines Hochspannungstransformators 1 ist eine Hochspannungsgleichrichtereinheit 2, 3 angeschlossen. Vom Gleichrichter ist ein erster Gleichstromausgang über einen Strommeß- und Regelwiderstand 4 und ein zweiter Gleichstromausgang über eine Serienschaltung eines Dämpfungswiderstands 5 und eines Hochspannungskabels 6 an einen Elektroabscheider 7 angeschlossen. Die Gleichrichtereinheit 2, 3 ist aus seriengeschalteten Selenplättchen 2 zusammengesetzt, die durch Abzweigungen 21 in Sektionen 22 unterteilt sind. Zu den einzelnen Sektionen 22 parallel gleichsinnig sind Siliziumdioden 3 angeschlossen. Die Abzweigungen 21 am Selengleichrichter sind so herausgeführt, daß zwischen ihnen bei voller am ganzen Selengleichrichter angelegter Effektivspannung ungefähr die halbe bzw. eine noch niedrigere Spannung auftritt, als die erlaubte macimale Effektivspannung der parallel geschalteten Siliziumdioden 3 beträgt.
• Die gezeigte Schaltungsanordnung funktioniert folgendermaßen: Bei der Nennbelastung des Gleichrichters ist die Ausgangsspannung durch den Einfluß der vorgeschalteten Regelung und der Streuung des Hochspannungstransformators 1 etwa auf dem Wert der Nennspannung des Selengleichrichters.
• Die Spannung an den Siliziumdioden 3 beträgt dann etwa die Hälfte der erlaubten maximalen Effektivspannung. Entstehen Überspannungsspitzen bzw. Hochfrequenzoszillationen, so macht sich durch den Einfluß der nichtlinearen Strom-Spannungs-Charakteristik des Selengleichrichters eine mit wachsenden Überspannungen zunehmende Dämpfung bemerkbar, was bedeutet, daß der zu den Siliziumdioden parallele Widerstand, den der Selengleichrichter in der Sperrichtung darstellt, mit wachsender Spannung abnimmt. Dadurch vermindert sich auch der zum Hochspannungsgleichrichterausgang und also auch zum Elektroabscheider-Speisungskabel angeschlossene Parallelwiderstand. Daraus resultiert also die in Abhängigkeit von der Größe der Hochfrequenzoszillationen und der Überspannungsspitzen progressiv zunehmende Dämpfung derselben.
• Die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung des Hochspannungsgleichrichters ist nicht nur für-die Speisung der Elektroabscheider, sondern auch dort anwendbar, wo die Entstehung der Hochfrequenzoszillationen und der Überspannungsspitzen zu erwarten und die Speisespannung so hoch ist, daß mehrere Siliziumdioden in Serie zu schalten sind.

Claims (1)

1. Patentanspruch

   Schaltungsanordnung eines Hochspannungsgleichrich ters, insbesondere zur Speisung von Elektroabscheidern, bestehend aus einem Hochspannungstransformator, an dessen Sekundärwicklung eine Hochspannungsgleichrichtereinheit angeschlossen ist, deren erster Gleichstromausgang über einen Strommeß- und Regelwiderstand und deren zweiter Gleichstromausgang über eine Serienschaltung eines Dämpfungswiderstands und eines Hochspannungskabels an den Elektroabscheider gekoppelt sind, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Gleichrichtereinheit (2, 3) aus seriengeschalteten Selenplättchen (2) zusammengesetzt ist, die durch Abzweigungen (21) in Sektionen (22) unterteilt sind, an die gleichsinnig Siliziumdioden (3) angeschlossen sind, wobei die Spannung der Sektionen (22) kleiner als die erlaubte Maximal spannung der angeschlossenen Dioden (3) ist und an den gesamten Gleichrichter die möglichst maximale Spannung angelegt ist.