DE649354C - Schutzeinrichtung gegen UEberlastungen fuer Wechselrichter - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM
23. AUGUST 1937

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 21 d 2 GRUPPE 12 os

Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft in Berlin

Schutzeinrichtung gegen Überlastungen für Wechselrichter

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. September 1930 ab

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf Energieumformungseinrichtungen, die Gleichstrom in Wechselstrom mittels gittergesteuerter Entladungsstrecken umwandeln. Beim Betrieb solcher Umformungseinrichtungen treten Überlastungen, Kurzschlüsse o. dgl. auf, die z. B. durch Schadhaftigkeit t>zw. nicht ordnungsgemäßes Arbeiten der Entladungsstrekken oder nicht normale Netzbedingurigen hervorgerufen werden. Erfmdungsgemäß sind Mittel zum Unterbrechen der Energielieferung bei abnormen Verhältnissen im Wechselstromnetz vorgesehen.

Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung in Abb. 1 der Zeichnung wird elektrische Energie von einem Gleichstromnetz 10 an ein Wechselstromnetz 11 mittels zweier gittergesteuerter Entladungsstrecken 12 und 13, einer Drossel 14 mit Mittelanzapfung, die zwischen den beiden Entladungsstrecken liegt, und zweier zwischen den Gleichstromleitungen 10 liegender Kondensatoren 15 und 16 übertragen. Die Wechselstnomleitungen 11 sind einerseits an die Mittelanzapfung der Drossel 14, andererseits an die die beiden Konden-' satoren 15 und 16 verbindende Leitung angeschlossen. Ein Transformator 17 liegt an den Wechselstromleitungen 11, um das Steuerpotential den Steuerelektroden der Entladungsstrecken 12 und 13 zuzuführen. Ferner ist ein gleicher Transformator 18 vorgesehen, um das Gitterpotential der Entladungsstrecke 13 auch von Änderungen der elektrischen Bedingungen ₌ des Wechselstromkreises 11 abhängig zu machen.

Die Gruppe von Elementen, die bei der Veränderung der Gitterspannung des Gefäßes 13 mitwirkt, enthält eine von mehreren Gleichrichtern 19 bis 22 gebildete Brückenanondnung. Der Transformator 18 ist mit den Wechselstromklemmen dieser Bruckenanordnung verbunden. Ein Widerstand 23 liegt an den Gleichstromklemmen der Brückenanordnung. Eine Vorspannungsquelle 24 und ein Widerstand 25 sind in Reihe mit dem Widerstand 23 in den Gitterkreis der Entladungsstrecke 13 geschaltet.

Normalerweise wird Strom ununterbrochen durch die Einrichtung übertragen, wie es durch die voll ausgezogenen und gebrochenen Pfeile angegeben ist. Der voll ausgezogene Pfeil zeigt, daß der Strom durch die Entladungsstrecke 13 während des einen Zeitabschnittes übertragen wird, und die gestrichelten Pfeile zeigen an, daß der Strom durch die Entladungsstrecke 12 während des darauf-

folgenden Zeitabschnittes übertragen wird. Die Umformung erfolgt also in der Weise, daß gleichzeitig durch die gleiche Entladungsstrecke, z.B. 13, der eine Kondensator 15 geladen und der andere 16 entladen wird. Durch das abwechselnde Arbeiten der Entladungsstrecken wird der gewünschte Wechselstrom erzeugt. Während der Zeitabschnitte, in denen die Entladungsstrecken nicht Strom führen, wird die Einleitung des Entladungsstromes durch ein mittels des Transformators 17 den Gittern zugeführtes negatives Potential verhindert.

Bei normalem Betrieb sind die Spannung 24 ¹S und der Spannungsabfall am Widerstand 23 im Gleichgewicht, und die dem Gitterkreis der Entladungsstrecke 13 zugeführte Spannung ist gleich der durch den Transformator 17 gelieferten Spannung. Wenn die Spannung zwischen den Wechselstromleitungen 11 sich auf einen genügend kleinen Wert vermindert, überwiegt die Spannung 24. Es wird daher dem Eingangskreis der Entladungsstrecke 13 eine negative Spannung zugeführt und infolgedessen der Strom dieser Entladungsstrecke unterbrochen, d. h. zwischen den Gleichstrom- und Wechselstromleitungen wird keine Energie übertragen, bis die Ursache für die abnorm niedrige Spannung beseitigt ist. '30 In Abb. 2 ist der Erfindungsgedanke an einem weiteren Ausfüfrrungsbeispiel erläutert, das eine Anordnung zur Umformung von Gleichstrom in Mehrphasenwechselstrom betrifft. Bei einer solchen Umformungseinrichtung kann bei normalen Betriebsverhältnissen die Kommutierung, d. h. der Übergang des Stromes von einer Entladungsstrecke auf eine andere, mittels dreier miteinander magnetisch verketteter Drosselspulen 34, 35 und 36 erfolgen. Bei Verwendung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken, d. h. Entladungsstrekken mit ionisierbarem Medium, ist jedoch eine Unterbrechung der Energielieferung zunächst nicht möglich. Hierfür dient nun ein Kondensator4/, der aus dem Gleichstromnetz 10 über die Entl a dungs strecken 4S und 49 geladen und über die Entladungsstrecken 29, 3 r und ^i entladen wird, wenn die Energielieferung unterbrochen werden soll. Der Kondensator 47 wird über einen W^reg, der die Entladungsstrecke 50 enthält und sich dann in drei parallele Wege aufspaltet, entladen. Der erste dieser parallelen Wege führt über die Entladungsstrecken 29 und 51, der zweite .über die Entladungsstrecken 31 und 52 und der dritte über die Entladungsstrecken 33 und 53. Die Entladungsstrecken 48 bis.53 sind wie die Entladungsstrecken 28 bis 33 mit Steuerelektroden versehen.

Die Gitterkreise der Entladungsstrecken 48 bis 53 enthalten zwei mit ihren Gleichstromklemmen gegensinnig in Reihe geschaltete Gleichrichter, wodurch die Gitterkreise einander entgegengerichteteVorspannungen erhallen, ähnlich denen der Spannungsquelle 24 und dem Spannungsabfall am Widerstand 23 in Abb. r. So enthält z. B. die Entladungsstrecke 4<X im Gitterkreis einen Gleichrichter 54, welcher eine positive Vorspannung am Widerstand 55 erzeugt, und einen Gleichrichter 56, welcher eine negative Vorspannung am Widerstand 57 hervorruft. Gleiche Anordnungen steuern die Arbeitsweise der Entladungsstrecken 29, 31, 33 und 49 bis 53. Durch den Schalter 58 werden die Gleichrichter 56 dieser Gittersteuerauordnungen an eine fremde Wechselspannung über die Leitungen 60 und durch den Schalter 59 die Gleichrichter 54 dieser Anordnungen an das Wechselstromnetz 2/ über die Leitungen 61 angeschlossen.

Wir nehmen an, daß der Schalter 59 geschlossen ist und die Entladungsstrecken 48 und 49 positive Gitterspannungen erhalten, die gestatten, daß Ladestrom von den Leitungen 10 dem Kondensator 47 zugeführt wird. Die Entladungsstrecken 51 bis 53 sind negativen Gitterspannungen . unterworfen, welche die Entladung des Kondensators 47 verhindern. In dieser Weise wird der Kondensator 47 geladen, und die Einrichtung arbeitet wie zuvor beschrieben.

Nach Schließen des Schalters 58 werden die \^orspannungen der Entladungsstrecken 48 bis 53 neutralisiert, und die Lade-und Entladewege des Kondensators 47 sind geschlossen.

Nimmt die Spannung im Netz 27 ab, so wird eine resultierende positive Gitterspannung den Entladungsstrecken 50 bis 53 zugeführt. Der Kondensator 47 wird, wie oben beschrieben, über die Entladungsstrecken 29, 31 und 33 entladen und unterbricht so den Strom dieser Entladungsstrecken. Zur selben Zeit wird diesen Entladungsetrecken eine resultierende negative Gitterspannung mittels der entsprechenden Gleichrichter 54 zugeführt, und die Wiederaufnahme des Arbeitens der Einrichtung wird so lange verhindert, bis die normalen Betriebsbedingungen wieder hergestellt sind. Wie leicht einzusehen ist, können die Gleichrichter 54 und 56 als Kupferoxyd- oder ähnliche Trockengleichrichter ausgebildet sein.

Claims (4)

1. Patentansprüche: ^Xl5

   i. Schutzeinrichtung gegen Überlastungen für Wechselrichter, insbesondere solche mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken, deren Gitterkreise eine betriebsmäßige Steuerwechselspannung und eine vom Wechselstromnetz be-

   einnußte positive Steuergleichspannung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß außer der positiven Steuergleichspannung, deren Größe in einer vorzugsweise linearen Abhängigkeit von der Größe der Spannung des Wechselstfomnetzes steht, eine derart bemessene negative Steuergleichspannung vorgesehen ist, daß bei Sinken der Spannung des Wechselstromnetzes und damit der positiven Steuergleichspannung unter einen vorbestimmten Wert die Entladungsstrecken nicht mehr von neuem leitend werden.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch ι bei Umformungseinrichtungen mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken, bei denen die · Gittersteuerung allein eine Unterbrechung der Energielieferung nicht ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, daß weitere von der Wechselspannung beeinflußte Mittel vorgesehen sind, die bei Verringerung der Wechselspannung unter einen vorbestimmten Wert die bestehenden Entladungsströme unterbrechen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kondensator (47), eine der Phasenzahl entsprechende Zahl von zusätzlichen Entladungsstrecken (51, 5²> 53) ^un'd eine weitere Entladungsstrecke (50), deren Gitterkreis ebenso wie den Gitterkreisen der anderen zusätzlichen EnrladungEStrecken gleiche Vorspannungen wie den die Umformung bewirkenden Entladungsstrecken, aber mit umgekehrtem Vorzeichen zugeführt werden, so angeordnet sind, daß bei einem Absinken der Wechselspannung diese zusätzlichen Entladungsstrecken leitend werden und der Kondensator sich über diese und die Hauptentladungsstrecken, deren Entladung unterbrochen werden soll, entlädt. * .
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator (47) beim Beginn des Arbeitens "der Umformungseinrichtung über zwei weitere gittergesteuerte Entladungsstrecken (48, 49) aus dem Gleichstromnetz geladen wird.

   Hierizu 1 Blatt Zeichnungen