DE649727C

DE649727C - Einrichtung zur lastabhaengigen Kompoundierung der von Stromrichtern abgegebenen Spannung

Info

Publication number: DE649727C
Application number: DEA73850D
Authority: DE
Original assignee: ACEC SA
Current assignee: Umicore NV SA
Priority date: 1933-12-09
Filing date: 1934-08-10
Publication date: 1937-09-07

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur lastabhängigen Kompoundierung der von Stromrichtern abgegebenen Spannung mittels einer aus zwei Komponenten bestehenden Gitterspannung, von denen die eine lastunabhängig und konstant, die andere in ihrer Größe von der Stromrichterlast abhängig ist. Gemäß der Erfindung wird eine derartige Einrichtung in der Weise ausgebildet, daß die lastunabhängige Gitter Spannungskomponente die negative Halbwelle einer Wechselspannung von Anodenwechselspannungsfrequenz ist, die annähernd in Phasenopposition zur Anodenwechselspannung steht und von einem lastunabhängigen Hilfsgleichrichter 5 geliefert wird, und daß die in ihrer Größe von der Stromrichterlast abhängige Gitterspannungskomponente die positive Teilperiode einer gegen die negative Gitterspannungskomponente um etwas mehr als i8o° verschobenen, von einem weiteren Hilfsgleichrichter 2 gelieferten Wechselspannung von Anodenwechselspannungsfrequenz ist, in dessen Gleichstromkreis eine von einem dritten Hilfsgleichrichter 14 erzeugte Potentialdifferenz eingeschaltet ist, und daß dieser Hilfsgleichrichter 14 von einem Transformator gespeist wird, dessen Primärwicklung von dem Belastungswechselstrom des Stromrichters durchflossen wird und dessen zwei in einander entgegengesetztem Sinn in Reihe geschaltete, den Hilfsgleichrichtr 14 speisende Sekundärwicklungen auf je einem gesonderten Kern des Transformators angeordnet sind, von denen einer einen Luftspalt aufweist.

Abb. ι zeigt beispielsweise ein Schema einer Ausführungsmöglichkeit der Erfindung bei einem Dreiphasenentladungsapparat. Der mit dicken Strichen gezeichnete Teil des Schemas wiederholt sich so oft, als Anoden vorhanden sind.

Der Transformator 1 besitzt zwei Gruppen von Sekundärwicklungen I, II, III und I', II', III'. Die erste Gruppe speist Gleichrichter 2, die je einen Widerstand 3 speisen. Das gemeinsame Ende der Widerstände 3 ist einerseits über eine Selbstinduktion 4 und Widerstände 11 und 12 mit dem neutralen Punkt der durch die Wicklungen I, II und III gebildeten Sekundärseite des Transformators ι und anderseits mit der Kathode 8 des gesteuerten elektrischen Entladungsapparates 10 verbunden.

An die Klemmen des Widerstandes 11 ist ein die Gleichrichter 14 enthaltender Hilfsstromkreis angeschaltet. Die Gleichrichter 14 werden durch die Sekundärwicklungen 13 eines Transformators gespeist, dessen Primärwicklungen 15 von einem Strom durchflossen

werden, der dem von dem die Anoden 9 des Apparates 10 speisenden Haupttransformator abgegebenen proportional ist.

Die Klemme C jedes Widerstandes 3 steht über einen Widerstand 6 mit einem Gitter 7 in Verbindung. Den Widerstand speist ein Gleichrichter 5, der durch eine der Sekundärwicklungen der zweiten Gruppe Γ, ΙΓ, III', beispielsweise IV, gespeist wird. In diesen Stromkreis kann gegebenenfalls eine Selbstinduktion «ingeschaltet werden. Die Schaltung ist derart ausgeführt, daß die negative Klemme des Widerstandes 6 mit dem Gitter 7 verbunden ist. Dieses empfängt also über den Widerstand 6 eine in Abb. 2 durch den verstärkten Teil der Kurve 16 dargestellte negative Spannung. In Abb. 2 ist im übrigen durch 17 die an die Anode 9 angelegte Spannung dargestellt, und zwar ist diese Kurve dick gezeichnet, soweit es sich um die Arbeitsperiode der Anode handelt.

Abb. 3 gibt die an den Klemmen des an das Gitter 7 angeschlossenen Widerstandes 3 auftretende intermittierende Spannung 18 wieder. Diese entspricht dem Strom einer Anode des durch die Elemente 2 gebildeten Mehrphasengleichrichters, der die große Selbstinduktionsspule 4 speist.

Dieser Strom i hängt im besonderen von der Spannung U an den Klemmen der Widerstandsanordnung 11 und 12 ab und kann durch die Formel

E—U

Σ R

ausgedrückt werden.

Hierbei ist E die Spannung an der Wicklung I und Σ R die Summe der Widerstände des Stromkreises 1, 2, 3, 4, 11 und 12 mit Ausnahme der Widerstände 11, 12. U kann in U₂ den Spannungsabfall in dem Widerstand 12 und U₁ die Spannungsdifferenz an den Klemmen des Widerstands 11 zerlegt werden. Man erhält dann unter Berücksichtigung der Stromdurchlaßrichtung der Gleichrichter 2 und 14:

U=U₂-U₁.

Wenn man dafür sorgt, daß U₁ niemals größer wird als U«, so ist U stets positiv. Wenn U₁ praktisch Null ist, so erhält man für die in Abb. 3 gezeigte positive Spannung einen geringen Wert.

Jedes Gitter 7 empfängt also eine Steuerspannung, die gleich der Summe der Spannungen ist, die in einem der Widerstände 6 und 3 erzeugt werden. Wie ersichtlich, haben diese Spannungen verschiedenes Vorzeichen, und die positive intermittierende Spannung 18 befindet sich in Phase mit der durch' den gesteuerten Apparat 10 gleichgerichteten Spannung 17, während die negative intermittierende Spannung 16 an den Klemmen des Widerstandeso in ihrer Phasenlage der yon der folgenden Phase des Transformat&rs ι gelieferten Spannung entspricht. Dar- ^iutts^folgt, daß die relative Stellung der positiven intermittierenden Spannung und der negativen Spannung so ist, wie dies Abb. 4 zeigt. In dieser Abbildung ist 16 die negative intermittierende Spannung an den Klemmen des Widerstandes 6, während die Kurve 21 den Strom darstellt, der den betreffenden Widerstand 3 etwa bei Vollast des gesteuerten Apparates 10 durchfließt. Die dem Gitter 7 zugeführte resultierende Spannung kann somit durch die Kurve 19 dargestellt werden, die die Linie 20, die Zündcharakteristik der entsprechenden Anode 9, im Punkte A schneidet.

Wenn der von dem Apparat 10 gelieferte Strom wächst, so wächst auch die in den Wicklungen 13 induzierte Spannung, so daß sich die Spannung U₁ vergrößert; die Spannung U vermindert sich daher.

Daraus folgt, daß der die Widerstände 3 durchfließende Strom und damit die positive intermittierende Spannung 18 (Abb. 3) wachsen. Diese letztere Spannung ist in Abb. 4 durch die Kurve 22 dargestellt. Wenn man diese der intermittierenden negativen Spannung 16 überlagert, so erhält man eine Resultierende, die durch die Kurve 23 dargestellt ist, welche die Zündcharakteristik bei B schneidet. Man sieht also, daß die Zündung der Anode 9 zeitlich vorgeschoben ist, wodurch eine Kompoundierung der Gleichrichtergruppe erzielt wird.

- Wenn man als äußere Charakteristik für den Stromrichter eine von einem vorbestimmten Lastwert an abfallende Kurve zu erhalten wünscht, vgl. die Kurve 24 in Abb. 5, so kann man die Wicklungen 13 und 15 auf dem in Abb. 6 schematisch dargestellten Transformator anordnen.

Der mechanische Teil dieses Transformators enthält drei Kerne. Die Primärwicklung befindet sich auf dem mittleren Kern, während die beiden Sekundärwicklungen auf den beiden äußeren Kernen angeordnet sind, von denen der eine einen Spalt besitzt. Die Sekundärwicklungen sind einander gcgengeschaltet und in ihrer Windungszahl derart bemessen, daß, wenn der die Primärwicklung durchfließende Strom kontinuierlich wächst, die resultierende Spannung der beiden Sekundärwicklungen zuerst bis zu einem vorbestimmten Wert ansteigt und alsdann abfällt. Der Maximalwert dieser Spannung kann beispielsweise bei einem Strom auftreten, der gleich dem Strom bei Normallast oder ein wenig größer als der Normalstrom ist. Wenn

das oben beschriebene Steuersystem der Gitter mit einer derartigen Vorrichtung versehen wird, so kann die an den Klemmen der Gleichrichter auftretende Spannung als Funktion des gelieferten Stromes unter der Voraussetzung, daß der Transformator keinen inneren Spannungsabfall aufweist, durch die Kurve 25 in Abb. 5 dargestellt werden. Wenn die äußere Charakteristik des Transformators allein, gemessen an einer der Sekundärwicklungen, der Graden 26 entspricht, so wird die resultierende Spannung an den Klemmen des Stromrichters der Kurve 24 entsprechen.
Eine derartige äußere Charakteristik ist besonders dann vorteilhaft, wenn mehrere Gleichrichter parallel betrieben werden sollen.

Die beschriebene Vorrichtung kann auch

zur Handregelung der von dem Stromrichter 10 erzeugten Spannung benutzt werden, indem der in dem Hilfsstromkreis der Steuervorrichtung eingeschaltete Widerstand 12 verändert wird.

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zur lastabhängigen Kompoundierung der von Stromrichtern abgegebenen Spannung mittels einer aus zwei Komponenten bestehenden Gitterspannung, von denen die eine lastunabhängig und konstant, die andere in ihrer Größe von der Stromrichterlast abhängig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die lastunabhängige Gitterspannungskomponente die negative Halbwelle einer Wechselspannung von Anodenwechselspannungsfrequenz ist, die annähernd in Phasenopposition zur Anodenwechselspannurig steht und von einem lastunabhängigen Hilfsgleichrichter (5) geliefert wird, und daß die in ihrer Größe von der Stromrichterlast abhängige Gitterspannungskomponente die positive Teilperiode.einer gegenüber der negativen Steuerspannungskomponente um etwas mehr als i8o° verschobenen, von einem weiteren Hilfsgleichrichter (2) gelieferten Wechselspannung von Anodenwechselspannungsfrequenz ist, in dessen Gleichstromkreis eine von einem dritten Hilfsgleichrichter (14) erzeugte Potentialdifrerenz eingefügt ist, und daß dieser Hilfsgleichrichter (14) von einem Transformator gespeist wird, dessen Primärwicklung von dem Belastungswechselstrom des Stromrichters durchflossen wird und dessen zwei in einander entgegengesetztem Sinn in Reihe geschaltete, den Hilfsgleichrichter (14) speisende Sekundärwicklungen auf je einem besonderen Kern des Transformators angeordnet sind, von denen einer einen Luftspalt aufweist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen