DE638999C

DE638999C - Vorrichtung zur Spannungskompoundierung und UEberstrombegrenzung fuer Stromrichter mit gesteuerten elektrischen Dampf- oder Gasentladungsstrecken

Info

Publication number: DE638999C
Application number: DEA72944D
Authority: DE
Original assignee: ACEC
Current assignee: ACEC
Priority date: 1934-01-06
Filing date: 1934-04-12
Publication date: 1936-11-26
Also published as: BE400749A; FR782294A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung der Gitter elektrischer Dampf- oder Gasentladungsstrecken von Stromrichtern, die bei Belastungen unterhalb eines bestimmten Wertes eine Kompoundierung der Spannung, bei höheren Werten eine Gegenkompöundierung und schließlich eine Überstrombegrenzung durch völlige Ausschaltung des Lichtbogens bewirkt.

Diese Wirkung wird dadurch erzielt, daß mani den Gittern eine Spannung zuführt, die sich aus einer gegenüber der Kathode negativen pulsierenden, durch Gegentaktgleichrichtung entstandenen Spannung und einer von dem Verbraucherstrom des Stromrichters abhängigen Gleichspannung zusammensetzt.

Diese vom Verbraucherstrom abhängige Spannung wird durch ein' Gleichrichtersystem erzeugt, das durch einen Transformator mit vier Schenkeln gespeist wird, deren jeweilige Sättigungen bei verschiedenen Belastungen des Stromrichters erreicht werden.

Es ist bekannt, die Gitter von Stromrichterentladungsstrecken mittels einer Gleichspannung von lastveränderlicher Größe zu beaufschlagen, und zwar derart, daß unter Zugrundelegung einer nach negativen Werten hin konvexen Zündcharakteristik bei kleiner Stromrichterlast zunächst eine Spannungskompoundierung, bei größerer Last eine Gegenkompoundierung und schließlich eine Sperrung der Entladungsstrecken einsetzt. Bei einer derartigen Anordnung schneidet die Gitterspannungskurve die Zündcharakteristik jedoch unter einem verhältnismäßig spitzen Winkel, so daß die Regelung sehr unstabil und ungenau sein muß.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung vermeidet diesen Nachteil.

Eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes zeigt die Zeichnung, und zwar ist

Abb. ι eine Ausführungsform der Erfindung bei einem elektrischen Dreiphasenentladungsapparat,

Abb. 2 eine Darstellung der Form der den Steuergittern zugeführten Spannung und

Abb. 3 eine Darstellung der Spannungen in den verschiedenen Sekundärwicklungen des zusammen mit Hilfsgleichrichtern die lastveränderliche Gittergleichspannungskomponente liefernden Transformators in Abhängigkeit vom Verbraucherstrom des Stromrichters nach Abb. 1.

Die Gitter 4 des Entladungsapparates 1 (Abb. 1) mit den Anoden 2 sind an das nega-

tive Ende von stromdurchfbssenen Widerständen 5 angeschlossen, die durch Gleichrichter 6 in Zweiwegschaltung gespeist w den; diese Gleichrichter werden durch | Sekundärwicklungen 7 von Transformatö|eft: gespeist. Die positiven Enden der Wid^|| stände 5 sind miteinander im Punkt M verbunden, der über Widerstände 8 und 17 mit der Kathode 3 des gesteuerten Apparates 1 in Verbindung steht. Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Gitter 4 gegenüber der Kathode 3 eine Spannung erhalten, die durch die Gleichrichter 6 in den Widerständen 5 erzeugt wird und deren Verlauf durch die Kurve 21 in Abb. 2 dargestellt ist.

Dieser Spannung ist eine Gleichspannung überlagert, die von dem durch den gesteuerten Apparat 1 gelieferten Strom abhängig ist. Die Gleichspannung wird durch Gleichrichter 15 erzeugt, die die Widerstände 8 und 17 speisen. Mit 10 sind drei Sondertransformatoren bezeichnet, die diese Gleichrichter speisen; jeder von ihnen besitzt vier Schenkel, auf denen die Primärwicklungen 14 und die Sekundärwicklungen 11, 12 und 13 angeordnet sind. Die letzteren befinden sich auf drei Schenkeln mit verschieden bemessenem magnetischem Widerstand. Der eine sehr stark gesättigte Schenkel trägt die Wicklung 12, ein anderer, der einen kleinen Spalt hat und weniger als der vorhergehende gesättigt ist, trägt die Wicklung 11, während sich die Wicklung 13 auf einem dritten wenig gesättigten Schenkel mit großem Spalt befindet. Die Wicklungen 12 sind einerseits mit Gleichrichtern 15 mit gemeinsamer Kathode und andererseits mit Verbindungspunkten der Wicklungen 11 und 13 verbunden.

Die positiven Enden der Widerstände 8 4P und 17 sind bei A mit der gemeinsamen Kathode der Gleichrichter 15 verbunden. Die negative Klemme des Widerstandes 8 steht bei M mit dem gemeinsamen Punkt der Widerstände 5 sowie mit der Anode eines Gleichrichters 18 in Verbindung, dessen Kathode mit dem gemeinsamen Punkt P der Wicklungen 13 verbunden ist. Die negative Klemme i? des Widerstandes 17 steht mit der Kathode 3 des Entladungsapparates 1 und mit der Anode eines Gleichrichters 16 in Verbindung, dessen Kathode mit dem gemeinsamen Punkt D der Sekundärwicklungen 11 verbunden ist.

Abb. 3 gibt in Abhängigkeit von dem in den Primärwicklungen 14 fließenden. Strom, welcher proportional dem durch den Apparat ι gelieferten Strom ist, die Spannung an den Klemmen der Sekundärwicklungen eines der Transformatoren 10 wieder. Die Kurven 24, 25 und 26 stellen die Spannungen F₁ V₂ und V·, an den Klemmen der Sekundärwicklungen 11, 12 und 13 dar. Der Wicklungssinn ist derart gewählt, daß durch den über ,die Gleichrichter 15 und 18 in dem Stromp AMNP fließenden Strom an den ^ des Widerstandes 8, zu dem ein

i'ljondensator'g im Nebenschluß liegt, ,ein Spannungsabfall F₃-F₂ entsteht, und daß durch den die Gleichrichter 15 und 16 des Stromkreises v4BCD durchfließenden Strom an den Klemmen des Widerstandes 17 ein Spannungsabfall F₂-F₁ erzeugt wird.

Wenn der Verbraucherstrom wächst, so ergibt sich eine Veränderung der Potentialdifferenz V₂-V₁ an den Klemmen des Wider-Standes 17, die aus der Kurve 27 der Abb. 3 ersichtlich ist.

Die Potentialdifferenz F₃-F₂ an den Klemmen des Widerstandes 8 ist als Funktion des Verbraucherstromes durch die Kurve 28 der Abb. 3 wiedergegeben. Daraus folgt, daß die zwischen den Punkten M und E auftretende Spannung U die Form der Kurve 29 hat.

Die Gitter 4 des elektrischen Entladungs-• apparates 1 empfangen somit über die Widerstände S, 8 und 17 eine pulsierende negative Spannung, die zusammengesetzt ist einerseits aus einer gleichgerichteten Spannung, deren Form die Kurve 21 in Abb. 2 zeigt, und andererseits aus einer Gleichspannung U₃ die eine Funktion des durch den Stromrichter gelieferten Stromes ist und durch die Kurve 29 in Abb. 3 dargestellt ist. Wenn der Strom von einem Wert O auf einen Wert I_n übergeht, den man gleich dem Nennstrom des Apparates 1 annehmen kann, so wächst die Gleichspannung. Diese Spannungserhöhung bewirkt eine Verschiebung der Kurve 21, die die Zündcharakteristik 22 bei A (Abb. 2) schneidet, nach oben, bis sie die Stellung der Kurve 23 einnimmt. Diese letztere schneidet die Zündcharakteristik 22 bei B. Man sieht also, daß die Vergrößerung des durch den Stromrichter gelieferten Stromes eine Vorverlegung des Zündmomentes der Anoden 2, d. h. also eine Verbraucherspannungskompoundierung bewirkt. Wenn der abgegebene Strom den Wert I_n überschreitet, so vermindert sich die Gleichspannung U schnell, so daß der Stromrichter eine gegenkompoundierte Charakteristik erhält. Die Spannung U wird bei größerer Belastung negativ und die Kurve 21 sinkt unter die Zündcharakteristik 22 herunter, so daß die Stromlieferung der Anoden 2 verhindert wird. Wenn der vom Stromrichter abgegebene Strom übermäßig groß wird, so wird der Apparat also selbsttätig blockiert.

Damit die Blockierungswirkung während einer genügenden Zeit aufrechterhalten wird, st mit den Klemmen- des Widerstandes 8 der Kondensator 9 verbunden. Zu dem gleichen

Zweck kann man gegebenenfalls eine Selbstinduktion in dem Stromkreis A M NP anordnen.

Die Anordnung kann bei Aufrechterhaltung des Grundgedankens der Erfindung beliebige Abänderungen erfahren, ohne daß damit der Rahmen der Erfindung verlassen würde.

Claims

Patentanspruch :

Vorrichtung zur Spannungskompoundierung und Überstrombegrenzung für Stromrichter mit gesteuerten elektrischen Dampf- oder Gasentladungsstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Steuergitter außer einer durch Doppelweggleichrichtung einer Wechselspannung entstandenen, pulsierenden negativen Spannung konstanter Amplitude und Phase eine in Abhängigkeit von der Belastung bis zu einem vorbestimmten Lastwert positive und wachsende, bei höherer Belastung abfallende und, von einem vorbestimmten Lastwerk ab, stark negativ werdende Gleichspannung erhält, welche durch Hilfsgleichrichtersysteme in Verbindung mit drei primärseitig lastabhängig gespeisten Transformatoren mit je vier Schenkeln erzeugt wird, von denen der erste die Primärwicklung, der zweite, stark gesättigte, eine Sekundärwicklung, der dritte, mit einem kleinen Luftspalt versehene, mittelmäßig gesättigte, eine zweite Sekundärwicklung, und der vierte, wenig gesättigte, mit .einem großen Luftspalt versehene, die dritte Sekundärwicklung trägt, wobei bei allen Transformatoren die Differenz der Spannungen in den Wicklungen des zweiten und dritten Schenkels nach erfolgter Gleichrichtung den Gitterkreisen eine positive, und die Differenz der Spannungen in den Wicklungen des vierten und des zweiten Schenkels nach erfolgter Gleichrichtung den Gitterkreisen eine mit der zuvor genannten Spannung in Reihe wirkende negative Spannung zuführen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen