DE627785C

DE627785C - Verfahren und Einrichtung zur Regelung der von einem Gleichrichter mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken abgegebenen Gleichspannung

Info

Publication number: DE627785C
Application number: DEM117425D
Authority: DE
Original assignee: Werkzeugmaschinenfabrik Oerlikon Buhrle AG
Current assignee: Rheinmetall Air Defence AG
Priority date: 1931-10-15
Filing date: 1931-10-28
Publication date: 1936-03-23
Also published as: FR743083A

Description

Zur Regelung der Gleichspannung von Lichtbogenventilen, insbesondere Quecksilberdampfgleichrichtern, -verwendet man in bekannter Weise die Eigenschaft, daß ein Lichtbogen erst dann auf eine Anode übertreten kann, wenn die Anode selbst und ein vor ihr angebrachtes Gitter positiv gegenüber der Kathode geworden sind. Durch Steuerung der Gitter läßt sich also das Einsetzen des Lichtbogens beliebig lange verzögern und damit der Mittelwert des Stromes und der Spannung verkleinern. Man benötigte dazu bis jetzt für einen w-phasigen Gleichrichter auch /z-gesteuerte Gitter und ebenso viele Durchführungen durch die Gefäßwand des Gleichrichters, da jedes Gitter einzeln gesteuert werden muß.

Erfindungsgemäß können nun die verschiedenphasigen Anoden zugeordneten Gitter zu

ao Gruppen elektrisch zusammengefaßt und gemeinsam gesteuert werden, wenn den Gruppen zur Steuerung Wechselspannungen zugeführt werden, deren Frequenz ein ganzes Vielfaches der Frequenz der den Gleichrichter speisenden Wechselspannung beträgt.

Die Zeichnung zeigt schematisch zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes, und zwar betreffen die Fig. 1 und 2 f-in solches, bei dem je zwei Gitter zu einer Gruppe zusammengefaßt sind, und Fig. 3 und 4 ein solches, wo die Gitter aller Anoden eine einzige Gruppe bilden.

Fig. ι zeigt das Prinzip des ersten Beispiels. Der Deutlichkeit halber ist es nur für einen Einphasengleichrichter in Doppelwegschaltung dargestellt. Für Mehrphasengleichrichter ist es sinngemäß zu übertragen. Die Kurven I und II stellen die beiden Anodenspannungen dar, während α und b die Spannungen des Steuertransformators zeigen. Ohne Gittersteuerung würde die Anode I von A bis C Strom führen. Da nun aber die Gitter von A bis t_t negativ geladen sind und dann plötzlich auf das positive Potential C" umgeladen werden, so setzt der Lichtbogen erst zur Zeit "J₁ ein und erlischt wieder bei C. Durch die Umschaltung erhält man eine Gitterspannung, deren Grundfrequenz das Doppelte der den Gleichrichter speisenden Wechselspannung beträgt. Der Augenblick der Umschaltung läßt sich durch den mechanischen· Umschalter leicht verändern. Man kann die Gitterspannung von der notwendigen Frequenz iaudi auf irgendeine andere bekannte Art herstellen, ζ. Β. auf rein elektrischem Wege durch Frequenzverdoppelung.

Das Ausführungsbeispiel Fig. 2 hat zwei Anoden A. Die beiden Gitter G sind¹ über die Bürste b₃ mit einem Schleifring S verbunden, der durch einen Synchronmotor (nicht gezeichnet) angetrieben wird. Diesem Schleifring wird von einem Transformator T über die Bürsten O₁ und b_% und den zweiteiligen Schleifring S₁, S₀ die Steueranspannung zugeführt. Von diesem geteilten Schleifring ist nur das Stück S₁ mit J? verbunden, während vS"o nur als Gleitfläche dient und auch weggelassen werden kann. Der Schleifring 5" erhält also abwechslungsweise Spannung von den Bürsten h_t und b₂, so daß die in Fig. 1 dargestellte Steuerspannungskurve verwirklicht wird. Eine Relativbewegung der Bürsten b_t und b₂ gegen die Trennstellen des Schleifringes gibt eine Veränderung des Zeitpunktes i_t. Der Schleifring S₀, Si ist in bekannter Weise so auszuführen, daß die Bürsten keinen Kurzschluß des Transformators verursachen können. In ebenfalls bekannter Weise sind in den Steuerkreis Widerstände zur Begrenzung der Gitterströme einzuschalten.

Verzichtet man auf die nach dem beschriebenen Beispiel mögliche Regulierfähigkeit bis • hinunter zur Spannung Null, so können auch mehr als zwei Gitter zu einer Gruppe z-usammengefaßt werden. Fig. 3 und 4 zeigen ein derartiges Beispiel, wobei alle sechs Gitter eines Sechsphasengleichrichters zu einer einzigen Gruppe zusammengefaßt sind. I bis IV in Fig. 3 stellen die Phasenspannungen und 1 bis 6 die Steuerhilfsspannungen dar. Der Kontaktapparat ist so ausgebildet, daß die Gitter eine Steuerspannung erhalten, die durch doppelt gestrichelte Linien dargestellt ist! In den Zeitpunkten J₁ springt sie immer auf einen positiven Wert, wodurch der Lichtbogen an die Anode übertreten kann, die gerade das höchste Potential hat. Kurz nachher, zur Zeit U, werden die Gitter dann wieder an ein negatives Potential gelegt, um

*⁵ den Übertritt des Lichtbogens bis zum nächsten Zeitpunkt ^₁ zu verhindern. Die Gitter erhalten ihre Steuerspannung der Reihe nach von den Phasen 3, i, 4, 2, 5, 3, 6, 4, 1, S .... Es genügt aber auch schon, wenn der Steuertransformator nur dreiphasig ausgeführt wird. Die Phasenfolge an den Gittern wird dann 2, 1, 3, 2, 3, 2, 1, 3, 1, 3, 2, i, was. ohne weiteres zu erkennen ist, wenn in Fig. 3 die Spannungen 2, ^4, 6 fortgelassen und die

Spannungen 1, 3, S mit 1, 2, 3 bezeichnet werden. 'Die Anordnung nach diesem·Beispiel gestattet eine Verzögerung des Zündmomentes einer Anode nur bis zu demjenigen zeitlich hinter dem Scheitelpunkt gelegenen Punkt, wo im Diagramm der Fig. 3 die Kurve der Anodenspannung einer Phase von der Anodenspannungskurve der nächstfolgenden Phase geschnitten wird. Dies ergibt eine maximale Spannungssenkung von 50 ⁰J₀, was aber in den meisten Fällen genügt.

Bei einer andersartigen Zusammenfassung von Gittern zu einer Gruppe läßt sich die Zündung der Anoden nur bis zu dem Punkt verzögern, wo im Diagramm der Fig. 3 die Kurve der Anodenspannung einer Phase die der nächstfolgenden derselben Gruppe zeitlich hinter dem Scheitelpunkt schneidet. Da sich im ersterwähnten Beispiel die Anodenspannungen derselben Gruppe nur auf der Nulllinie schneiden, so ist bei dieser Anordnung eine Spannungssenkung bis Null möglich.

Das Prinzip nach Fig. 3 läßt sich verwirklichen z. B. mit einem in Segmente unterteilten Schleifring, der von einem Synchronmotor angetrieben wird und auf dem eine Bürste zur Abnahme der S teuer spannung gleitet. Den Segmenten werden die Hilfsspannungen z. B. über Schleifringe zugeführt. Fig. 4 stellt einen solchen Ring schematisch dar, wobei die auf den Segmenten stehenden Zahlen die Phasenuummern der ihnen zugeführten Hilfsspannung bedeuten. Auch bei diesem Beispiel kann die Steuerspannung mit der notwendigen sechsfachen Grundfrequenz der den Gleichrichter speisenden Wechselspannung auf andere Weise, z.B. auf elektrischem Wege, gewonnen werden.

Die beiden beschriebenen Beispiele stellen Extremfälle dar, indem das eine Mal nur je zwei, das andere Mal aber alle Gitter elek- ⁹^ trisch zu einer Gruppe zusammengefaßt werden. Die Erfindung gestattet aber auch Zwischenfälle, z. B. je drei Gitter zu einer Gruppe zusammenzufassen. Werden mehrere Hauptanoden mit gleichphasigen Spannungen gespeist, so sollen diese als nur eine Anode gezählt werden und ebenso ihre zugehörigen Gitter als nur ein Gitter.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur stetigen Regelung der von einem zwei- oder mehranodigen Gleichrichter mit gittergesteuerten Dampfoder Gasentladungsstrecken abgegebenen Gleichspannung von Niill oder einem andern vorbestimmten Wert ab bis zum Höchstwert mittels der Gittersteuerung, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils mehrere zu einer Gruppe zusammengefaßte, verschiedenphasigen Anoden zugeordnete Gitter mit einer und derselben Wechselspannung von der Frequenz eines ganzen Vielfachen der Frequenz der den Gleichrichter speisenden Wechselspannung gesteuert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei zu je einer Gruppe

zusammengefaßten Gittern gegenphasiger Anoden diese Gitter mit einer Steuerspannung beaufschlagt werden, die durch periodische Aneinanderreihung von Stükken zweier gegeneinander in der Phase um i8o° verschobener Wechselspannungen von einer der Frequenz der den Gleichrichter speisenden Wechselspannung gleichen Frequenz hergestellt wird.

3, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gitter der η im ganzen vorhandenen verschiedenphasigen Anoden gemeinsam durch eine Wechselspannung von im Vergleich zur Frequenz der den Gleichrichter speisenden Wechselspannung «-fächer Frequenz gesteuert werden.

4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mechanische Umschaltapparate, welche die Steuerspannung aus mehreren Wechselspannungen von einer der Frequenz der den Gleichrichter speisenden Wechselspannung gleichen Frequenz zusammensetzen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die die Steuerspannung bildenden Wechselspannungen aus der den Gleichrichter speisenden Wechselstromquelle entnommen werden.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen