DE642460C

DE642460C - Anordnung zum Abschalten eines vorzugsweise mit dampf- oder gasgefuellten Entladungsstrecken arbeitenden Umrichters mittels Gittersteuerung

Info

Publication number: DE642460C
Application number: DEA61615D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Hans Laub
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-04-17
Filing date: 1931-04-17
Publication date: 1937-03-05

Description

Bei Umrichtern, d. h. Einrichtungen zur unmittelbaren Umformung von Wechselstrom einer Frequenz in. Wechselstrom anderer Frequenz mittels, gittergesteuerter Entladungsstrecken, vorzugsweise mit Dampf- oder Gasfüllung, ermöglicht die Gittersteuerung die Beeinflussung des Umformungsvorganges in der verschiedenartigsten Weise, z. B. kann die Steuerspannung abhängig sein sowohl vom

ίο Primärnetz als auch vom Sekundämetz; sie kann aber auch die Phasenlage bzw. den Momentanwert des erzeugten Wechselstromes berücksichtigen. Gegenstand der Erfindung ist nun 'eine Anordnung zum Abschalten eines Umrichters mittels. Gittersteuerung. Erfindungsgemäß wird in den Gitterkreis eine mittels eines Schalters einschaltbare zusätzliche Gleichspannung von derartiger Bemessung nach Größe und Vorzeichen vorgesehen, daß durch die Zuschaltung einer Gleichspannung die betriebsmäßigen. Wechselstromkomponenten der Gittersteuerung in ihrer Höhe gegenüber dem Kathodenpotential verlagert werden. Die Verlagerung erfolgt dabei so weit, daß ein Zünden der Entladungsstrecken, durch die betriebsmäßig weiterhin erteilten Wechselstromsteuerimpulse nicht mehr auftreten kann. Beispielsweise ist es bei Entladungsstrecken mit einer im Negativen verlaufenden Züjidspannungs charak- 3 ο teristik erforderlich, daß die, das Abschalten des Umrichters bewirkende Vorspannung in bezug auf die Kathode negativ ist.

Es wird bemerkt, daß es bereits in der Gleichrichtertechnik bekannt war, das Gitter zu Schaltoperationeii heranzuziehen. Sieht man von den Fällen ab, in denen das Gitter lediglich. Schaltoperationen durchführt, beispielsweise als'Oi nur in einem Störungsfalla einen Gleichrichter abschaltet, diesen Gleich.-.richter aber betriebsmäßig nicht steuert, so war es ferner noch bekannt, daß man das Gitter sowohl betriebsmäßig steuern kann als auch daß es Schaltoperationen übernehmen kann. Bei 'dieser bekannten Anordnung erfolgt aber das Schalten in der Weise, daß die betriebsmäßige Gittersteuerung in vorbestdmmter Weise beeinflußt wird bzw. verändert oder geregelt wird. Eine derartige Beeinflussung ist bei einem Gleichrichterbetrieb noch, verhältnismäßig .einfach durchführbar. Beim Betrieb von Umrichtern ist es jedoch vorteilhafter, die im allgemeinen aus mindestens zwei, oftmals aber auch aus mehreren Wechsel- und Gleichspannungskomponenten zusammengesetzten betriebsmäßigen Steuer-

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben -worden:

Dr.-Ing. Hans Laub in Berlin-Wilmersdorf.

Spannungen ungeändert zu lassen und dafür das Abschalten durch das Einfügen einer die Funktion einer Verlagerungsspannung besitz zenden Vorspannung durchzuführen. -.^:.-^:

In Abb. ι der Zeichnung ist ein Ausfiih-'¹-rungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Zwei mehrphasige Sekundärwicklungen i' bis 6' und i" Ms 6" eines Transformators 7, dessen Primärwicklung 8 an ein Drehstromnetz 9 angeschlossen ist, speisen über gittergesteuerte Entladungsstrecken 13' bis 18' bzw. 13" bis 18" den Belastungskreis n. Das eingestrichene System liefert die eine Halbwelle, das zweigestrichene System die andere Halbwelle des erzeugten Wechselstromes. Die Gitterkreise der beiden Gruppen von Entladungsstrecken enthalten je einen Widerstand 22' bzw. 22", zu dem eine Vorspannungsbaitterie 31' bzw. 31" parallel geschaltet-werden"kann. Wird der Schalter 29' bzw. 29" geschlossen, so erhalten die Gitterkreise des ein- bzw. zweigestrichenen Systems die in diesem Falle negativ angenommene Verlagerungsspannung. Bei geöffnetem Schalter müssen die Steuer-Spannungen 23' bis 28' bzw. 23" bis 28" den geforderten Steuerungsbedingungen genügen; bei geschlossenem Schalter hingegen verlagert die Zusatzspannung die betriebsmäßig auch weiterhin erteilten Wechselstromkomponenten der Gittersteuerung in ihrer Höhe gegenüber dem Kathodenpotential so, daß keine der Entladungsstrecken aufs neue zünden kann. Man kann somit durch das Schließen des Schalters 29' bzw. 29" den Frequenzwandler außer Betrieb setzen. Dieses Außerbetriebsetzen bereitet deswegen keine Schwierigkeiten, weil spätestens nach Ablauf einer Halbwelle der erzeugten Wechselspannung der dadurch erzeugte Wechselstrom durch Null geht.

Auch das selbsttätige Abschalten infolge . zu großer Belastung kann mittels der Schalter 29' bzw. 29" erfolgen. Diese Schaltung ist in Abb. 2 angedeutet. Die Vorspannungsbatterie 31 speist die Stromspulen der Schalter 29' und 29". In diesem Kreis ist ein Schalter 39 vorgesehen, dessen Magnetspule von dem Strom des Verbraucherkreises 11 durchflossen wird. Außerdem ist 'ein Schaltelement 40 vorgesehen, das von einem Stromkreis 41 beeinflußt wird. Beim Auftreten von Überströmen im Verbraucherkreis 11 wird der Schalter 39 geöffnet, wodurch die Schalter 29' und 29" geschlossen werden. Der die Stromspulen der Schalter 29' und 29" enthaltende Kreis bewirkt somit, daß der Frequenzwandler nur arbeitet, weil dieser Kreis von Strom durchflossen wird. Sobald dieser Stromkreis unterbrochen ist, arbeitet der Frequenzwandler nicht. Dieser nach dem Ruhestromprinzip gebaute Steuerkreis ermöglicht I in sehr 'einfacher Weise eine Berücksichtigung sämtlicher die Betriebssicherheit beein-_5i flussender Faktoren. Bei Verwendung von i'^ntladungsstrecken mit Glühkathode empfiehlt es sich, außerdem noch einen Schalter '40' vorzusehen, der in Abhängigkeit von der Temperatur der Kathode oder vom Kathodengleichstrom betätigt wird (Bimetallstreifen). Haben beispielsweise bei der Wiederinbetriebnähme durch Einlegen des Schalters 42, der als Hauptschalter bezeichnet werden kann (von Hand oder durch Fernsteuerung betätigt), die Glühkathoden noch nicht wieder die richtige Emissionstemperatur erreicht, so erfolgt die Wiederinbetriebsetzung des Frequenzwandlers erst beim Schließen des Schalters 40.

Der Vorteil der hier beschriebenen Maßnahmen besteht 'darin, daß bei Frequenzwandlern keine Schalter für große Leistungen mehr nötig sind, sondern kleine, einfach zu betreibende Schalter für die Steuerkreise genügen. Fernerhin ist der Umrichter sofort nach Beenden des Abschaltvorganges, unabhängig von der Dauer der Abschaltung, sofort wieder voll arbeitsfähig. Irgendwelche Befürchtungen darüber, daß beispielsweise die Phasenlage der vom Umrichter gelieferten Ausgangsspannung gegenüber der der Netzspannung abweicht oder aber die Größe der Spannung nicht unmittelbar dem vorgeschriebenen Wert entspricht, können unbesorgt fallen gelassen werden, da durch die Abschaltung an den durch die Phasenlage und Größe der Wechselspannungskomponenten eingestellten Betriebsbedingungen, d.h. an der betriebsmäßigen Steuerung des Umrichters, nichts verändert worden ist.

Unter Umständen kann es auch zweckmäßig sein, an Stelle mechanischer Schalter gesteuerte oder ungesteuerte Ventile, insbesondere Elektronenröhren und Dampf- bzw. Gasentladungsstrecken, zu verwenden. Diese haben bekanntlich gegenüber mechanischen i°5 Schaltern den Vorteil, daß sie ohne Trägheit arbeiten.

Claims

Patentansprüche:

i. Anordnung zum Abschalten eines vorzugsweise mit dampf- oder gasgefüllten Entladungsstrecken arbeitenden Umrichters mittels Gittersteuerung, gekennzeichnet durch eine in den Gitterkreis mittels eines Schalters einschaltbare zusätzliche Gleichspannung von derartiger Bemessung nach Größe und Vorzeichen, daß durch die Zuschaltung dieser Gleichspannung die betriebsmäßigen Wechselstromkomponenten der Gittersteuerung in ihrer Höhe gegenüber dem Kathodenpotential so ver-

lagert werden, daß ein Zünden der Entladungsstrecken durch, sie nicht mehr erfolgt.
2. Anordnung· nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Reihenschaltung der zusätzlichen Gleichspannung (31' bzw. 31") und des· Schalters (29' bzw. 29") im Nebenschluß zu einem in die Gitterkreise eingefügten Widerstand (22' bzw. 22") liegt.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter sämtlicher Gitterkreise von einem Steuerstromkreis, vorzugsweise einem Ruhestromkreis" (31', 40, 39, 42), der von mehreren den Betriebszustand berücksichtigenden Betriebsgrößen beeinflußt werden kann, gesteuert werden.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichneit, daß beim NuIl-■stPom im Steuerstromkreis (31', 40, 39, 42) die Schalter der Gitterkreise (29', 29") geschlossen sind und dadurch den Gitterkreisen >die Verlagerungsspannungen _i zuführen, beim Fließen eines Stromes im Steuerstromkreis 'die Schalter hingegen geöffnet sind.
5. Anordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstromkreis (31', 40, 39, 42) einen von Hand betätigten oder ferngesteuertem Hauptschalter (42) enthält.
6. Anordnung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerstromkreis (31', 40, 39, 42) einen Schalter (39) enthält, der bei Überstrom im Belastungskreis den Steuerstromkreis öffnet.
7. Anordnung 'nach Anspruch 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Entladungsstrecken mit Glühkathode ein von der Temperatur der Kathode oder vom Kathodenheizsitrom beeinflußtes Schaltelement (40) in den Steuerkreis (31', 40, 39, 42) eingeschaltet ist, 'das den Steuerstromkreis nur schließt, wenn die Glühkathode ihre vorgeschriebene Emissionstemperatur aufweist.
8. Anordnung nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Schalter gesteuerte oder ungesteuerte elektrische Ventile, insbesondere Elektronenröhren und Dampf- bzw. Gasentladungsstrecken, verwendet sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen