DE548223C - Einrichtung zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom mittels Entladungsgefaesse mit Steuergittern und mit einer der Primaerwicklung des Haupttransformators parallel geschalteten Kapazitaet - Google Patents

Description

Im Patent 469 442 ist eine Einrichtung zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom mittels gittergesteuerter Entladungsgefäße beschrieben, bei der die Größe des parallel zu der Primärwicklung des Haupttransformators geschalteten Kondensators belastungsabhängig gewählt wird, und zwar soll die Größe mit zunehmender· Belastung wachsen. Die vorliegende Erfindung gibt eine besonders einfache und zweckmäßige Lösung für den im obigen Patent ausgesprochenen Erfindungsgedanken, insbesondere bei solchen Umformungseinrichtungen, die einen Wechselstrommotor speisen.

Bei stark induktiver Belastung ergibt sich der Nachteil, daß die von der Umformungseinrichtung abgebbare Energie beträchtlich vermindert wird. Da viele Wechselstrommotoren stark nacheilende Ströme beim An-

ao laufen verlangen, ist die Charakteristik des Wechselrichters in Parallelschaltung unzweckmäßig für solche Anwendungen, wo es erforderlich ist, einen Anlaufstrom für Wechselstrommotoren zu liefern. Unter Wechselrichter in Parallelschaltung soll hier- as bei eine Einrichtung zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom mittels gesteuerter Entladungsstrecken verstanden sein, bei der zwei oder mehrere gesteuerte Entladungsstrecken parallel angeordnet sind und mit einer der Phasenzahl entsprechenden Phasenverschiebung gesteuert werden. Diese Eigenheit des Wechselrichters in Parallelschaltung kommt daher, daß eine induktive Belastung dahin strebt, den Kommutierungskondensator schneller zu entladen. Daher haben die Entladungsgefäße weniger Zeit für die Entionisierung, und der Höchststrom, den der Wechselrichter liefern kann, wird dadurch vermindert. Natürlich ist es möglich, den Kommutierungskondensator entsprechend der induktiven Belastung zu vergrößern, aber da der Kondensator einen erheblichen Anteil der Kosten einer Umformungseinrichtung

bildet, wäre es nicht wirtschaftlich, einen Kondensator vorzusehen, der für große induktive Belastungen ausreichend bemessen ist. Es ist ein Gegenstand der Erfindung, diesen übelstand zu beseitigen und eine Einrichtung vorzuschlagen, die Energie Wechselstrommotoren oder anderen Belastungen mit stark nacheilenden Strömen zuführt.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ίο sieht eine Umformungseinrichtung vor, die einen stark nacheilenden Strom für eine Zeit liefert, die für den Anlauf eines Wechselstrommotors ausreicht.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Ein Wechselrichter enthält zwei Entladungsgefäße in Parallelanordnung, die zwischen dem einen Pol der Gleichstromquelle und der Mittelanzapfung einer induktiven Wicklung liegen. ao Erfindungsgemäß werden zwei Kapazitäten vorgesehen, die, normalerweise in Reihe zwischen die beiden Röhren geschaltet, den Strom kommutieren. Außerdem sind Mittel vorgesehen, die von dem im Ausgangskreis fließenden Strom gesteuert werden und die Reihenschaltung der Kapazitäten in eine Parallelschaltung umwandeln. Bei Parallelschaltung der Kondensatoren ist die Kapazität viermal so groß wie bei Reihenschaltung, und infolgedessen wird viermal so viel Ladeenergie aufgespeichert, Daher wird der Wechselrichter annähernd viermal so große Scheinleistung liefern können. Obgleich bei dieser Anordnung die Kapazitäten bei der doppelten Spannung arbeiten, hat es sich herausgestellt, daß das Anwachsen der Spannung für die relativ kurze Zeit, wie sie für das Anlassen eines Motors erforderlich ist, nicht die Kapazitäten beschädigt. Der in der Zeichnung dargestellte Wechselrichter in Parallelschaltung erhält Energie von einer Gleichstromquelle 10 über eine Glättungsdrossel 11. Der Wechselrichter enthält einen Transformator 12, Entladungsgefäße 13 und 14 und Kommutierungskondensatoren 15 und 16. Die Entladungsgefäße 13 und 14 können beliebiger Bauart sein, vorzugsweise sollen jedoch Dampfentladungsgefäße verwendet werden, bei denen bekanntlich nur das Zünden des Stromes durch ein entsprechendes Gitterpotential gesteuert werden kann. Die Entladungsgefäße 13 und 14 sind an die entgegengesetzten Enden einer Primärwicklung 17 des Transformators 12 und an die negativen Pole der Gleichstromquelle 10 angeschlossen. Der Wechselstromkreis 19 wird von der Sekundärwicklung 18 des Transformators 12 gespeist. Die Gitterkreise der Entladungsgefäße 13 und 14 enthalten ^o eine Vorspannungsbatterie 20, einen Strombegrenzungswiderstand 21 und eine in der Mitte angezapfte Sekundärwicklung 22 eines Gittertransformators 23, dessen Primärwicklung 24 über einen passend gewählten Kondensator 28 an den Wechselstromkreis 19 angeschlossen ist. Ein Schalter 25 dient zur Umschaltung der Kapazitäten 15 und 16 von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung und umgekehrt. Dieser Schalter 25 wird betätigt durch, einen Elektromagneten 26, der eine Spule 27 enthält, die von dem im Wechselstromkreis 19 fließenden Strom durchflossen wird.

Wir nehmen an, daß der Schalter 25 in der in der Zeichnung angedeuteten Stellung sich befindet und daß Strom vom Gleichstromkreis anfänglich durch das Entladungsgefäß 13 und die linke Hälfte der Primärwicklung 17 des Transformators 12 fließt. Die Primärwicklung 17 wirkt wie ein Autotransformatoi, und ein Potential, das angenähert doppelt so hoch ist wie das der Gleichstromleitung 10, wird infolge der Induktion am Ende der rechten Wicklungshälfte auftreten. Die an der Primärwicklung 17 auftretende volle Spannung wird den in Reihe geschalteten Kondensatoren 15 und 16 aufgedrückt. Wenn die Polarität des Gitterpotentials sich umkehrt und das Entladungsgefäß 14 infolgedessen leitend wird, liegt die an den Kondensatoren 15 und 16 liegende Spannung über Entladungsgefäß 14 zwischen Kathode und Anode des Gefäßes 13, Diese Spannung ist entgegengesetzt der, die den Stromfluß durch das Gefäß 13 bewirkt, und ihre Amplitude ist wesentlich größer, so daß der Strom in dem Entladungsgefäß 13 unverzüglich unterbrochen wird. Die Kondensatoren 15 und 16 haben sich vollständig entladen, das Gitter des Gefäßes 13 ist wieder negativ, um ein Neuzünden des Stromes in dem Gefäß zu verhüten. Wenn jedoch der Entladungsraum des Gefäßes 13 während des Entladens der Kondensatoren 15 und 16 nicht entionisiert worden ist, dann ist das Gitter des Gefäßes 13 zur Verhinderung des Neuzündens des Stromes im Gefäß 13 nicht wirksam. Je größer die Kondensatoren 15 und 16 sind, um so größer ist die erforderliche Entladezeit und um so länger die Zeit, während welcher das Gefäß 13 vollständig entionisiert werden kann. Da eine induktive Belastung das Entladen der Kondensatoren 15 und 16 unterstützt, ist es offenbar, daß bei induktiver Last die Entladungsgefäße 13 und 14 eine kürzere Entionisierungszeit erhalten, so daß ein kleiner Strom durch die Gefäße geführt werden kann, ohne sie kurzzuschließen. Gemäß der Erfindung wird bei genügend großem Strom im Wechselstromkreis 19, wie iso er beim Anlassen eines Wechselstrommotors oder eines anderen Verbrauchers auftritt,

eine Stromspule 27 erregt, die mittels des Elektromagneten 26 den Schalter 25 in seine obere Stellung bewegt. Dadurch werden die Kondensatoren 15 und 16 parallel geschaltet. Infolge der Parallelschaltung wird ein viermal so großer Ladestrom zugeführt, und infolgedessen erhalten die Gefäße 13 und 14 bei derselben Belastung eine bedeutend längere Entionisierungszeit oder können, anders ausgedrückt, einen wesentlich größeren Strom führen.

Es ist zu bemerken, daß der obere Pol des Schalters 25 den oberen festen Kontakt Derührt, bevor der untere feste Kontakt verlassen wird, und sichert dadurch, daß die Umschaltung von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung weich geschieht und ohne Öffnung des Kondensatorkreises, so daß die Umschaltung in jeder beliebigen Zeit erfolgen

ao kann, ohne daß die Wirkungsweise der Einrichtung gestört wird. Ist der Schalter in einer Mittelstellung, so wird er die beiden Kontakte miteinander verbinden urid so den Kondensator 16 kurzschließen. Dann ist die

as wirksame Kapazität zweimal so groß wie bei der Reihenschaltung. Es ist offenbar, daß man diese Tatsache bei der Verwendung des Elektromagneten 26 für eine Zwischenstellung benutzen kann. Bei einer solchen An-Ordnung würde man einem dieser Reihenkondensatoren für verhältnismäßig geringe Überbelastungen eine doppelte Spannung zuführen. Wenn der Strom in dem Belastungskreis aber auf den Normalwert fällt, wird der Elektromagnet 26 durch die Spule 27 nicht mehr angezogen, und der Schalter 25 kehrt in seine anfängliche Stellung zurück, wobei die Kondensatoren 15 und 16 in Reihe geschaltet werden.

Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Betätigung des Schalters 25 in Abhängigkeit von der Größe des im Netz 19 fließenden Stromes. Jedoch kann der Schalter auch in Abhängigkeit vom Leistungsfaktor, der Spannung oder einer anderen elektrischen Größe, die das Erreichen des Größtwertes des Stromes des Wechselrichters angibt, betätigt werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Erfindungsgedanken bei mehrphasigen Wechselrichtern, die Entladungsgefäße und Kornmutierungskondensatoren verwenden, zu benutzen.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom mittels Entladungsgefäße mit Steuergittern und mit einer der Primärwicklung des Haupttransformators parallel geschalteten Kapazität nach Patent 469 442, gekennzeichnet durch die Verwendung zweier Kondensatoren, die bei normalen Belastungen in Reih*e geschaltet, aber bei zu großer Belastung parallel geschaltet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von der Reihen- zur Parallelschaltung bzw. umgekehrt durch einen Elektromagneten geschieht, der unmittelbar oder mittelbar in Abhängigkeit vom im Belastungskreis (19) fließenden Strom betätigt wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung von der Reihenschaltung zur Parallelschaltung ohne Unterbrechung mit einer Zwischenstufe erfolgt, bei der nur einer der beiden Kondensatoren wirksam ist, während der andere Kondensator kurzgeschlossen ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei kleinen Überlastungen die Umschaltung nur zwischen Reihenschaltung und Zwischenstufe erfolgt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen