DE644136C - Schaltanordnung fuer Umformungseinrichtungen mit gittergesteuerten Entladungsgefaessen, vorzugsweise mit Dampf- oder Gasfuellung - Google Patents

Description

Es ist bereits "vorgeschlagen worden, bei ruhenden Umformungseinrichtungen (Gleichrichter, Wechselrichter, Umrichter), die die Umformung mittels gittergestauierter Entladungsgefäße, vorzugsweise mit Dampf- oder Gasfüllung, bewirken, die Gittersteuerung für das Ein- und Ausschalten der Umformungseinrichtungen selbst heranzuziehen. Wie hier nicht weiter erläutert zu werden braucht, ergeben sich dadurch verschiedene betriebliche Vorteile. Wie andererseits jedoch leicht einzusehen ist, ist die Gittersteiuerung für die Ausführung sämtlicher Schaltmöglichkeiten nicht ausreichend. So ist es z. B. hei einer Gleichrichteranlage nur möglich, mittels der Gittersteuerung die Energielieferung an das Gleichstromnetz zu unterbinden, während jedoch die Abschaltung der Gleichrichteranlage einschließlich Transformator vom Wechselstromnetz mittels besonderer Schalter erfolgen muß.

Gegenstand der Erfindung ist mun eine Schaltanordnung für Umformungseinrichtungen mit gittergesteuerten. Entladungsgefäßen, vorzugsweise mit Dampf- oder Gasfüllung, mit mit der Gittersteuerung gekuppelten vorzugswieise mechanischen Schaltern, und zwar erfolgt erfindungsgemäß das Öffnen 'und Schließen der die Verbindung der gesamten Umfiormungseinrichüiing mit den bereits von einer anderen Stromquelle unter Spannung stehenden Netzteilen herstellenden Schalter nur, wenn die den Gitterkreisen zugeführte Steuerspannung derart beschaffen ist, daß entweder die Energielieferung vollkommen unterbunden ist oder einen vorbestimmten Betrag nicht überschreitet. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, daß die vorzugsweise mechanischen Schalter für kleinere Schaltleistungen bemessen werden können.

Bevor der Erfindungsgedanke an Hand von Ausführungsbeispielen erläutert werden soll, sei noch darauf hingewiesen, daß es bereits zeitweilig als Gleichrichter, zeitweilig als Wechselrichter arbeitende Umformungseinrichtungen gibt, hei denen der für den Wechsel der Energierichtung in den Gleichstromkreisen vorgesehene Umschalter in Beziehung zur Steuerspannung gebracht ist, damit für jede Stellung des Umschalters stets die jeweils in Betracht kommende Gittersteuerung vorhanden ist. Im übrigen ist der an der Spannung des Wechselstriomnetzes liegende Haupttransformator der Umformungseinrichtung hieran unbeteiligt und bleibt dauernd unter Spannung. Im Gegensatz hierzu handelt es sich bei vorliegender Erfindung um solche Schalter, die die Verbindung der

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

Dipl.-Ing. Friedrich Bars in Berlin-Lankwits.

gesamten Umformungseinrichtung mit bereits unter Spannung stehenden Netzteilen herstellen.

In Abb. ι der Zeichnung ist ein Ausführ** rungsbeispiel der Erfindung dargestellt, dj^ eine Gleichrichteranlage zeigt. Das Wechsel-' stromnetz ι speist über den Transformator"^ und die gittergesteuerten Entladungsgefäße 3 bis S das Gleichstromverbrauchernetz 9. Abgesehen von den Steuerspannungsquellen 13 bis ι S, die beispielsweise eine phasenveränderliche Wechselspannung liefern, ist noch eine veränderbare Gleichspannung als Vorspannung vorgesehen, die einer Gleichstrom- »5 quelle 10 über einen Schaltern und einen Widerstand 12 entnommen wird. Während des Betriebes ist der Schalter 11 geöffnet, und den Gitterkreisen wird die Vorspannung Null zugeführt. Soll die Anlage gleichstromseitig abgeschaltet werden, so wird der Schalter 11 geschlossen und dadurch den Gitterkreisen eine solche negative Vorspannung zugeführt, daß die Entladungsgefäße gesperrt werden. In die Wechselstromzuleitungen ist ein Schalter 19 eingefügt, der, solange die Gefäße Strom führen, festgeklinkt ist, d. h. nicht geöffnet werden kann. Für dieses Festklinken dient derselbe Stromkreis, der den Schalter 11 öffnet, und zwar ist hierfür ein gemeinsamer Steuerschalter 20 vorgesehen.

Die Anlage wird in folgender Weise in Betrieb gesetzt: Zunächst wird der Schalter 19 eingelegt, alsdann der Steuerschalter 20, wodurch zugleich der Schalter 19 festgeklinkt wird und gleichzeitig der zur Sperrung der Entladungsgefäße dienende Schalter 11 geöffnet wird. Nunmehr kann die Energielieferung ins Gleichstromnetz 9 beginnen. Solange diese Energielieferung besteht, kann der Schalter 19 nicht geöffnet werden. Die Außerbetriebsetzung der Anlage erfolgt in umgekehrter Reihenfolge, d.h. beim Öffnen des Steuerschalters 20 werden die Entladungsgefäße infolge Schließens des Schalters 11 stromundurchlässig und der Schalter 19 freigegeben, so daß er nunmehr geöffnet werden kann. Ist es erwünscht, daß während der Inbetriebsetzung beim Schließen des Schalters 19 der Schalter 20 stets geöffnet ist, so wird man eine entsprechende Sperrvorrichtung vorsehen, die ein Schließen des Schalters 20 verhütet, solange Schalter 19 noch geöffnet ist.

In Abb. 2 der Zeichnung ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar ist der Erfindungsgedanke bei einem Wechselrichter in Reihenanordnung angewendet. Das Gleichstromnetz 21 liefert mittels der Gefäße 22 und 23 und der Kondensatoren 24 und 25 und eines Transformators 27, der aber nicht unbedingt erforderlich ist, Energie an das Wechselstromnetz 26. Den Gitterkreisen wird mittels eines Transformators 28 eine von der er-'.-zeugten Wechselspannung abgeleitete Steuer-'jj^chselspannung richtiger Phasenlage zuge-" nrt. Dem Gitterkreis des Gefäßes 22 wird St/jjerner eine veränderbare Vorspannung zugeführt. Hierzu dienen eine Gleichstromquelle 29, ein Schalter 30 und ein Widerstand 31. Während des Betriebes ist der Schalter 30 geöffnet, und der Gitterkreis des Gefäßes 22 erhält die Vorspannung Null. Soll die Anlage wechselstromseitig abgeschaltet werden, so wird der Schalter 30 geschlossen und dadurch dem Gitterkreis eine solche negative Vorspannung zugeführt, daß das Gefäß 22 gesperrt wird. In die eine bzw. in beide Gleichstromleitungen 21 ist ein Schalter 32 eingefügt, der, solange der Wechselrichter. in Betrieb ist, festgeklmkt ist, d. h. nicht geöffnet werden kann. Für dieses Festklinken dient derselbe Stromkreis, der den Schalter 30 öffnet, und zwar ist hierfür ein gemeinsamer Steuerschalter 33 vorgesehen.

Die Inbetriebnahme und Außerbetriebsetzung des Wechselrichters in Reihenanordnung erfolgt in derselben Weise wie bei dem in Abb. 1 dargestellten Gleichrichter, so daß eine nähere Beschreibung des Ein- und Aus- 9<> Schaltvorganges nicht erforderlich ist. Es bleibt nur zu bemerken, daß, insbesondere beim Arbeiten auf eine Gegenspannung, im Wechselstromnetz ein ähnlicher Schalter vorgesehen sein kann, der genau oder ähnlich -'5 wie der Schalter 32 durch den Schalter 33 gesteuert wird.

In Abb. 3, in der bereits in Abb. 2 benutzte Teile mit den dort verwendeten Zahlen bezeichnet sind, ist der Erfindungsgedanke an ^lo° einem Wechselrichter in Parallelanordnung dargestellt. Bekanntlich besteht bei einem Wechselrichter in Parallelanordnung, sofern er mit Dampf- oder Gasentladungsgefäßen arbeitet, nicht die Möglichkeit, mittels der Gittersteuerung die Umformungseinrichtung abzuschalten. Es besteht lediglich die Möglichkeit, mittels der Gitterwechselspannung den Zeitpunkt der Kommutierung zu verändern und auf kleinste abgegebene Leistung zu regeln. Dann erfolgt die Kommutierung bei etwas mehr als 90⁰ innerhalb jeder Halbwelle. Beim Wechselrichter in Parallelanordnung, lind zwar vorzugsweise beim Arbeiten auf eine Gegenspannung, wird man daher die ¹¹S Phaseneinstellvorrichtung 35 mit den Schaltern 32 und, wenn auch ein Wechselstromschalter vorgesehen ist, 34 derart kuppeln, daß ein Öffnen der Schalter 32 und 34 nur bei dem Minimum an abgegebener Leistung »»0 stattfinden kann. Solange dieses Minimum nicht erreicht ist, sind die Schalter 32 und 34

in ähnlicher Weise festgeklinkt, wie es bei den in den Abb. ι xmd 2 dargestellten Umformungseinrichmngen angedeutet ist.

Arbeitet ein Wechselrichter mit einem S Gleichrichter in Reihe (vgl. _dAbb. 4), d. h. dienen beide Umformungseinrichtungen36, 37 der Kupplung zweier Wechselstromnetze 38, 39, vorzugsweise Drehstromnetze, so ergibt sich, wie an anderer Stelle bereits erläutert ist, der Vorteil, allein durch die Gittersteuerung, Größe und Richtung der umgeformten Energie zu steuern. Bei Anwendung des Erfindungsgedankens auf leine solche Frequenzumformungseinrichtung ergibt sich somit der Vorteil, daß die in die Wechselstromleitungen

38 und 39 eingebauten Schalter, die in der Abb. 4 nicht besonders angegeben sind, mit der Gittersteuerung der beiden Umformungseinrichtungen derart gekuppelt werden können, daß das Öffnen und Schließen der Schalter nur erfolgen kann, wenn der Stromdurchgang durch die einzelnen Gefäße gesperrt ist.

Selbstverständlich ist der Erfindungsgiedanke auch anwendbar bei Frequenzumformungsemrichtungen, die ohne Gleichstriomzwischenkreis arbeiten (vgl. Abb. 5). Auch in diesem Falle empfiehlt es sich, insbesondere beim Arbeiten auf eine Gegenspannung, die zwischen der Umformungseinrichtung 40 und jedem der beiden Netze (das gespeiste Netz

39 ist diesmal als Einphasennetz dargestellt) eingebauten Schalter in Abhängigkeit von der Gittersteuerung zu betätigen. Auch in diesem Falle ergibt sich der eingangs genannte Vorteil, die !erforderlichen Schalter für kleinere Schaltleistungen zu bemessen.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Schaltanordnung für Umformungseinrichtungen mit gittergesteuerten Entladungsgefäßen, vorzugsweise mit Dampf-Oder Gasfüllung, mit mit der Gittersteuerung gekuppelten, vorzugsweise mechanischen Schaltern, gekennzeichnet durch eine derartige Kupplung' der Gittersteuerung mit den Schaltern, die die Verbindung der gesamten Umformungseinrichtung mit den bereits von einer anderen Stromquelle unter Spannung stehenden Netzteilen herstellen, daß das Öffnen und Schließen dieser Schalter nur erfolgt, wenn die den Gitterkreisen zugeführte S teuer spannung derart beschaffen ist, daß entweder die Energielieferung vollkommen unterbunden ist oder die Energielieferung einen vorbestimmten Betrag nicht überschreitet.
2. 2. Schaltanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schalter während des Betriebes festgeklinkt sind.
3. 3. Schaltanordnung nach Anspruch 1 loder 2 zum Betrieb von Gleichrichtern, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Wechselstromleitungen (ij eingefügte Schalter (19) mit einem Schalter (11) gekuppelt ist, der eine den Gitterkreisen sämtlicher Gefäße zugeführte veränderbare Vorspannung steuert (Abb. 1).
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 zum Betrieb von Wechselrichtern in Reihenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Gleichstromleitungen (21) eingebaute Schalter (32) mit einem Schaltier (30) gekuppelt ist, der die dem einen (22) der beiden in Reihe angeordneten Gefäße zugeführte veränderbare Vorspannung steuert (Abb. 2).
5. 5. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder 2 zum Betrieb von Wechselrichtern in Parallelanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Gleichstromleitungen (21) eingebaute Schalter (32) mit einer die Steuerspanmung, beispielsweise die Phase, verändernden Vorrichtung (35) derart gekuppelt ist, daß das Öffnen und Schließen des Schalters (32) ,nur beim Minimum der Energielieferung möglich ist (Abb. 3).
6. 6. Schaltanordnung nach Anspruch 1 oder folgenden zum Betrieb von in Reihe geschalteten Gleichrichtern und Wechselrichtern, die zwei Wechselstromnetze über einen Gleichstroimzwischenkreis ohne Schalter kuppeln, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Wechselstromleitungen (^8, 39) eingebauten Schalter nur betätigt werden können, wenn sämtliche Gefäße (36, 2>7) gesperrt sind (Abb. 4).
7. 7. Schaltanordnung· nach Anspruch 1 oder folgenden zum Betrieb von Umrichtern, die insbesondere auf eine Gegenspannung arbeiten, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Wechselstromleitungen (38-< 39) eingebauten Schalter nur betätigt werden können, wenn sämtliche Gefäße (40) gesperrt sind (Abb. 5).

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen