DE628945C

DE628945C - Verfahren zur feinstufigen Regelung der Verbraucherspannung bei Stromrichtern

Info

Publication number: DE628945C
Application number: DEA65034D
Authority: DE
Inventors: Richard Troeger
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1932-02-10
Filing date: 1932-02-10
Publication date: 1936-04-20

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
20. APRIL 1936

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d² GRUPPE 12

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Februar 1932 ab

Bei Umformungseinrichtungen mit gesteuerten Entladungsstrecken — hierzu gehören Gleichrichter, d. h. Wechselstrom-Gleichstrom-Umformer, Wechselrichter, d. h. Gleichstrom - Wechselstrom - Umformer, und Umrichter, d. h. unmittelbare Frequenzumformer — kann man bekanntlich mittels der Steuerung die erzeugte Spannung regeln. Wenn auch in einzelnen Fällen eine Steuerung der Augenblickswerte der Spannung möglich ist, so wird im allgemeinen doch nur eine Regelung des Mittelwertes der Spannung in Frage kommen. Dies gilt insbesondere für die Gittersteuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken mit lichtbbgenförmiger Entladung. Bisher war es nun üblich, sämtliche Entladungsstrecken in gleichartiger Weise zu steuern, z. B. den Einsatz der Entladung um einen bestimmten Winkel zu verzögern. Hierdurch ist man in der Lage, eine stetige Regelung des Mittelswertes der Spannung durchzuführen. Häufig genügt jedoch eine feinstufige Regelung. Die Erfindung ermöglicht nun, eine, solche durchzuführen, und zwar wird während eines vorbestimmten Zeitabschnittes, -welcher eine beliebige ganze Zahl von Anodenwechselspannungsperioden umfaßt, die Anzahl der auf jede Entladungsstrecke entfallenden Stromführungsteilperi- öden bei den einzelnen Entladungsstrecken verschieden groß gewählt, Ein solcher Zeitabschnitt wird gewöhnlich mehrere Wechselstromperioden lang sein, und dabei kann die Steuerung beispielsweise bei einer sechsphasigen Gleichrichteranlage derart sein, daß in einer Periode alle sechs Entladungsstrecken, in der darauffolgenden Periode nur fünf Entladungsstrecken, in der dritten Periode wieder alle sechs Entladungsstrecken Strom führen.

Ehe der Erfindungsgedanke im einzelnen beschrieben wird, soll zunächst darauf hingewiesen werden, daß es bekannt ist, bei einer sechsphasigen Gleichrichteranlage mittels der Gittersteuerung drei Entladungsstrecken zu sperren und die Umformungseinrichtung als dreiphasige Gleichrichteranlage arbeiten zu lassen, d. h. sämtliche Entladungsstredken sind in zwei Gruppen unterteilt, innerhalb deren gleichartige Verhältnisse vorliegen. Bei vorliegender Erfindung besteht eine solche Gleichartigkeit im allgemeinen nicht, sondern nur in Ausnahmefäll er.

Bei der Anwendung der Erfindung für Gleichrichter und Wechselrichter ist zunächst zu beachten, daß das Verhältnis von Gleichspannung zu Wechselspannung von der Phasenzahl abhängig ist. Beim Gleichrichter steigt bei konstant gehaltener Phasenspannung die Größe der Gleichspannung mit der Phasenzahl, während beim Wechselrichter bei konstanter Gleichspannung die Größe der er-

Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Richard Tröger in Berlin-Zehlendorf.

zeugten Wechselspannung mit zunehmender Phasenzahl sinkt. Beim Gleichrichterbetrieb wird man also zweckmäßigerweise mit steigender Last die Phasenzahl erhöhen, während man beim Wechselrichterbetrieb mit steigen' der Last die Phasenzahl verringern wird. Beispielsweise kann nun der gesamte Belastungsbereich in drei Teilbereiche aufgeteilt werden; in dem einen Teilbereich kann 3-Phasen-, in dem mittleren 6-Phasen- und in dem letzten 12-Phasen-Betrieb bestehen. Durch die Anwendung des Erfindungsgedankens lassen sich in vielen Fällen die Steuerungsverhältnisse vereinfachen. Andererseits besteht ge- ¹S genüber ähnlichen Anordnungen, z. B, Schaltungen mit Zwischenphasentransformator, der Vorteil, daß die Umformungseinrichtung weniger Aufwand erfordert.

In der Zeichnung sind Ausführungsbei^ao spiele gezeigt. Abb. 1 und 2 erläutern die Wirkungsweise eines im Sinne vorliegender Erfindung gesteuerten Vollweggleichrichters. In den Gitterkreis ist ein Umschalter S gelegt, der die Gitter der Entladungsgefäße positiv und negativ gegenüber der Kathode machen kann. Läßt man nach Abb. 2 die Halbwellen α bis e des Wechselstromes durch, so ergibt sieh eine Gleichspannung g; bei Unterdrückung einzelner Halbwellen sinkt die Gleichspannung, die z, B. beim Überschlagen der Halbwelle J den Wertg' annimmt, DieRegulierungsmöglichkeit wird beim mehrphasigen Gleichrichter naturgemäß, wie bereits kurz zuvor angedeutet wurde, erhöht und kann durch Induktivitäten im Gleichstromkreis noch verbessert werden. Der Schalter 6" kann ein Relais sein, das in Abhängigkeit von der Höhe der Gleichspannung oder der Belastung die Gitter wie beschrieben steuert.

Die Abb. 3 und 4 zeigen als weiteres Ausführungsbeispiel eine Umformung von Drehstrom in Einphasenwechselstrom. In bekannter Weise'wird die vom Drehstromnetz ge-4-5 lieferte Energie über einen Transformator T₃ zwei mehrphasigen Gefäßen zugeführt, die im Takte der Einphasenspannung abwechselnd arbeiten und den Strom über die zwei primären Hälften des Einphasentransformators T₁ in das Emphasennetz bringen. Die Steuerung in Abhängigkeit von der Richtung der Einphasenspannung ist nicht angegeben und ist als bekannt vorausgesetzt. Abb. 3 enthält die zusätzliche Einrichtung zur Regelung der Größe der Einphasenspannung. Es wird ein Schalter S vorgesehen, der den Gittern solche Vorspannung gibt, daß zeitweilig ein Teil der Entladungsstrecken gesperrt bzw. stromdurchlässig ist. In Abb. 4 ist die Wirkungsweise aufgezeichnet. Je nach der Anzahl der durchgelassenen Halbwellen kann man die Einphasenspannung ändern. Je nach der Anspneehempfindlichkeit des Betätigungsrelais für die Schalter S werden die ausgelassenen Phasen des höherfrequenten Netzes schneller oder langsamer aufeinanderfolgen; sie brauchen keineswegs am Ende einer Einphasenhalbperiode oder überhaupt zusammenzuliegen. Beim Ausfallen einer Phase beim Gleichrichter oder Wechselrichter oder innerhalb der niederfrequenten Periode beim Umrichter verlängert sich die Brenndauer der Entladungsstrecken der benachbarten Phasen gegenüber denen der anderen Phasen. Das Relais kann mechanischer Art oder auch eine trägheitslose Anordnung mit Entladungsstrecken sein,,

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur feinstufigen Regelung der Verbraucherspannung bei Umformungseinrichtungen mit gesteuerten Entladungsstrecken, insbesondere gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken mit lichtbogenförmiger Entladung, bei denen mittels der Steuerung eine Regelung des Mittelwertes der Spannung nicht erfolgt, sondern die Steuerung dazu dient, zeitweilig einen vorbestimmten Teil der Entladungsstrecken ganz außer Betrieb zu setzen, dadurch gekennzeichnet, daß während eines vorbestimmten Zeitabschnittes, welcher eine beliebige ganze Zahl von Anodenwechselspannungsperioden umfaßt, die Anzahl der auf jede Entladungsstreeke entfallenden Stromführungsteilperioden bei den einzelnen Entladungsstrecken verschieden groß gewählt wird,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch i°° gekennzeichnet, daß die Steuerung selbsttätig, z. B. mittels eines Relais, in Abhängigkeit von der Höhe der erzeugten Spannung oder der Belastung erfolgt,
3. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Relais für die selbsttätige Steuerung eine trägheitslose Anordnung mit Entladungsstrecken vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen