DE642511C - Anordnung zur Steuerung des Stromdurchganges bei Umformungseinrichtungen, die mindestens zwei in Reihe geschaltete, phasenverschoben arbeitende Gruppen von je mindestens zwei gittergesteuerten Entladungsstrecken, vorzugsweise Dampf- oder Gasentladungsstrecken, enthalten - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 6. MÄRZ 1937

. REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

M 642511 KLASSE 21 d 2 GRUPPE 12 os

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin

Patentiert im Deutschen Reiche vom 4. August 1931 ab

Bei Umformungseinrichtungen mit Entladungsstrecken ergibt sich häufig der Fall, ■ daß der Strom durch mehrere in Reihe angeordnete Entladungsstrecken fließt. Dies trifft beispielsweise für die Gleichrichterschaltung nach Graetz zu. Sind die Entladungsstrecken, die vorzugsweise als Dampf- oder Gaseiitladungsstrecken ausgebildet sind, gesteuert, insbesondere mit Steuerelektrode versehen, so ergeben sich bekanntlich verschiedene Verbesserungen (Spannungsregelung) und weitere Anwendungsmöglichkeiten (Wechselrichter, Frequenzumformung). Handelt es sich nur um Gleichrichteranlagen, so ist es an sich möglich, nur einen Teil der Entladungsstrecken mit Steuerelektrode zu versehen, beispielsweise bei der Graetzschaltung diejenigen, deren Kathoden gleiches Potential haben. Waren jedoch sämtliche Entladungsstreckeri:

mit Steuerelektroden versehen, was beispielsweise zur Erzielung einer geringeren Welligkeit des Verbraucherstromes geschah, so wurden bisher sämtliche Entladungsstrecken gleichartig gesteuert. Eine solche gleichartige - 25 Steuerung aller Gitter ist nicht immer vorteilhaft und kann insbesondere bei gewissen Regeleinrichtungen, bei denen mehrere Regelgrößen auf die Gitterkreise einwirken und diese Regelgrößen als Gleichspannungen auftreten, den Betrieb erschwerende Komplikationen zur Folge haben.

Die vorliegende Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile. Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß bei mindestens zwei in Reihe geschalteten Gruppen wenigstens eine Gruppe von Entladungsstrecken in der Ablösung der aufeinanderfolgenden, den Betriebsstrom führenden Entladungsstrecken in ihren Ablösezeitpunkten unabhängig wählbar ist, insbesondere gegenüber den Ablösezeitpunkten der Entladungsstrecken der anderen Gruppen.

In Abb. ι der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand einer mehrphasigen Graetzschaltung dargestellt. Ein mehrphasiges Wechselstromnetz 1 speist über einen Transformator 2 und gittergesteuerte Dampf- oder Gasentladungsstrecken 3 bis 8 ein Gleichstromverbrauchernetz 9. Die bisher bekannte Arbeitsweise einer Anordnung der Graetzschaltung ist aus der Abb. 2a zu ersehen. Es ist eines der Kennzeichen der Graetzschaltung, daß zwei Gruppen von Entladungsstrecken vorgesehen sind, bei denen die der einen Gruppe gemeinsames Kathodenpotential (6, 7, 8), die der anderen gemeinsames Anodenpotential (3, 4, S) besitzen. Ein weiteres Kennzeichen dieser Schaltung ist es, daß stets mindestens eine Entladungsstrecke jeder Gruppe stromführend ist. Bei der bisher bekannten Steuerung einer Graetzschaltung ist der Stromverlauf in einem ganz bestimmten

Augenblick beispielsweise folgender: Von dem nicht bezeichneten Sternpunkt des Transformators 2 der Abb. ι ausgehend, fließt ein Strom über die linke obere Transformator wicklung zur Entladungsstrecke 6 hin — unter der Annahme, daß zu diesem betrachteten Zeitpunkt diese Transformatorwicklung posi-' tives Potential gegenüber dem Sternpunkt besitzt — über den Verbraucher g ζην Entladungsstrecke 5 und über die linke untere Transformatorwicklung zum Sternpunkt zurück. Dieser Zeitpunkt ist in der Abb. 2a mit T₁ bezeichnet worden. Eine kurze Zeit später, beispielsweise zur ZeItT₂, wird der Stromfluß zwar immer noch über die Entladungsstrecke 6 und deren zugehörige Wicklung fließen, dann jedoch seinen Weg über die Entladungsstrecke 4 und die waagerechte Transformatorwicklung zum Sternpunkt nehmen. Zufolge der doppelten Ausnutzung des an sich nur dreiphasigen Transformators ergibt sich, wie der Kurve U_e zu entnehmen ist, eine Welligkeit des erzeugten Verbrauchergleichstromes, die dem eines sechsphasigen Gleichrichters entspricht, wobei in der Abb. 2a angegeben wurdö, welche Entladungsstrecken jeweils an der Bildung dieser Gleichspannung zu den betrachteten Augenblicken beteiligt sind. Aus der Bezifferung geht hervor, daß jeweils gleichzeitig mindestens je eine Entladungsstrecke beider Gruppen stromführend ist.

Gemäß vorliegender Erfindung wird nun die Steuerung so durchgeführt, daß die Entladungsstrecken 3 bis 5 mittels Gittertransformatoren (vgl. Abb. 1) 31, 41 und 51 Steuerwechselspannungen 32, 42 und 52 erhalten. Der Entladungseinsatz dieser Entladungsstrecken kann durch Verändern der Phasenlage der Steuerwechselspannung, sei es von Hand, sei es selbsttätig, geregelt werden. Die Entladungsstrecken 6 bis 8 erhalten· eine davon unabhängige, im vorliegenden Falle eine von der zeitlichen Änderung des Verbraucherstromes abhängige Steuerspannung. Es könnte aber auch beispielsweise als Steuerspannung der Spannungsabfall an einem vom Verbraucherstrom durchflossenen Widerstand dienen. Abb. 2b zeigt, wie die Zündverzögerung der Entladungsstrecken einer Gruppe sich auswirkt. Dabei ist angenommen worden, daß die Entladungsstrecken 6 bis 8 sich jeweils im Spannungsschnittpunkt in einer Arbeitsfolge ablösen. Die Entladungsstrecken 3 bis 5 hingegen werden mit einem gegenüber dem Spannungsschnirtpunkt um den; Winkel α verzögerten Entladungseinsatz betrieben. Das bedeutet also, gesehen von einer in ihrer Ablösung nicht verzögerten Entladungsstrecke 6u aus, daß sich der Ablösepunkt der anderen Gruppe verschoben hat. Die erzeugte Gleichspannung Ug zeigt immer noch den Charakter einer Sechsphasenwelligkeit mit einer überlagerten Dreiphasenwelligkeit, die durch die verzögerte Aussteuerung der einen Gruppe von Entladungsstrecken hervorgerufen wird. . Auch hier sind über der erzeugten Gleichspannung die jeweils an der Spannungsbildung gleichzeitig beteiligten Entladungsstrecken angedeutet worden.

Die Abb. 2b zeigt nur eine mögliche Art der Aussteuerung. Selbstverständlich können gleichzeitig sowohl die eine wie die andere Gruppe für sich ausgesteuert werden, oder aber auch die Gruppe 6 bis 8 wird verzögert ausgesteuert, während bei der Gruppe 3 bis 5 die Ablösung im natürlichen Schnittpunkt vor sich geht.

Eine solche Steuerung könnte vorteilhaft als Schutz gegen Überlastung der Umformungseinrichtung dienen. Die in Abb. 1 veranschaulichte, von der zeitlichen Änderung des Verbraucherstromes abhängige Steuerspannung kommt vorzugsweise bei selbsttätigen Regelungen, insbesondere von Maschinen, aber auch von Verbrauchernetzen, in Frage. Diese Steuerspannung wird den Gitterkreisen der Entladungsstrecken 6 bis 8 mittels eines vom Verbraucherstrom durchflossenen Transformators 10 zugeführt. In die Gitterkreise sind ferner Strombegrenzungswiderstände 61,71 und 81 eingefügt. Es wird noch bemerkt, daß je nach der Schaltungsweise des Transformators 10 die erzeugte Steuerspannung zur Erhöhung der Steuerempfindlichkeit oder zur Verringerung der Steuerempfindlichkeit dient. Im letzteren Falle verhütet sie bei selbsttätigen Regelungen ein Pendeln der Regeleinrichtung.

In Abb. 3 ist der Erfindungsgedanke bei in Reihe angeordneten Gruppen von gittergesteuerten Entladungsstrecken angewendet. Die hier dargestellte Anordnung ist wirkungsmäßig die gleiche wie die in Abb. 1 vorhandene Graetzschaltung. Die beiden Sekundärwicklungen des Transformators 2 sind um i8o^G gegeneinander versetzt; jede Gruppe von Entladungsstrecken stellt eine dreiphasige Gleichrichteranordnung dar. Zufolge der Phasenverschiebung zwischen diesen beiden Gleichrichteranordnungen tritt im Verbraucher 9 wieder eine sechsphasige Welligkeit auf, und zwar genau so, wie das die Gleichspannung U_s in den Abb. 2a bzw. 2b zeigt.

Hinsichtlich der Gitter steuerung wird man je nach den Betriebsbedingungen die erforderliche. Auswahl treffen. So könnten beispielsweise beide Gruppen von Entladungsstrecken selbsttätig in Abhängigkeit je einer Regelgröße gesteuert werden, beispielsweise die Entladungsstrecken 3 bis 5 in Abhängigkeit von der Verbraucherspannung, dieEntladungs-

strecken 6 bis 8 in Abhängigkeit von dem Verbraucher srrom. Jedoch ist es andererseits auch denkbar, daß beide Entladungsstreckengruppen von Hand oder nach einem Fahrplan bzw. Schema gesteuert werden.

Zwecks Verdeutlichung des Erfindungsgedankens ist darauf verzichtet worden, weitere zusätzliche Steuerspannungen, z. B. Vorspannungen, bei den dargestellten Ausführungsbeispielen vorzusehen. Man wird den geforderten Bedingungen entsprechend die geeignete Kombination von Steuerspannungen wählen, wobei es gegebenenfalls zweckmäßig sein kann, daß einzelne Steuerspannungskomponenten sämtlichen Gitterkreisen zuge-_ führt werden.

Der Erfindungsgedanke ist nur an zwei in Reihe angeordneten Gruppen von Entladungsstrecken erläutert, jedoch ist es offenbar, daß er auch auf mehr als zwei in Reihe angeordnete Gruppen von Entladungsstrecken- anwendbar ist. Ebenso kann der Erfindungsgedanke auch · bei anderen abweichenden Schaltanordnungen vorteilhaft angewendet werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Steuerung des Stromdurchganges bei Umformungs einrichtungen, die mindestens zwei in Reihe geschaltete, phasenverschoben arbeitende Gruppen von je mindestens zwei gittergesteuerteii Entladungsstrecken, vorzugsweise Dampf- oder Gasentladungsstrecken, enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablösung der einzelnen Entladungsstrecken einer Gruppe in ihrer Arbeitsfolge in bezug auf die Ablösung der Entladungsstrecken der anderen Gruppe (Gruppen) zu unabhängig wählbaren Zeitpunkten erfolgt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Steuerspannung den Gitterkreisen sämtlicher Entladtmgsstrecken angehört.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Gruppe von Entladungsstrecken selbsttätig in Abhängigkeit von je einer zu regelnden Größe gesteuert wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen