DE650601C - Verfahren zum Konstanthalten der Gleichspannung von gittergesteuerten Gleichrichtern - Google Patents

Description

Es ist bekannt, daß man die Spannung eines Gleichrichters durch Verändern der Lage der Zündmomente der Anode regeln kann. Diese Regelung kann selbsttätig mit Hilfe von .Schnellreglern erfolgen, die auf die Gittersteuerung einwirken. Sind keine Wellenglätter auf der Gleichstromseite vorhanden, so sind auch keine Schwierigkeiten bei der Regelung der Gleichspannung zu erwarten.

Wird dagegen die Gleichspannung mittels Wellenglätter (Drosselspulen und Kondensatoren) geglättet, so treten besondere Schwierigkeiten auf, die nachstehend an Hand der Fig. 1 bis 3 erläutert werden.

Fig. ι stellt das Schema eines gittergesteuerten Gleichrichters dar. Das Gleichrichtergefäß G wird über den Transformator T aus dem Drehstromnetz N gespeist. Die Gittersteuerung ist durch den Kontaktgeber K mit dem synchronen Antriebsmotor M angedeutet. D sind Drosselspulen und C Kondensatoren, die zur Glättung der Gleichspannung verwendet werden. Fig. 2 stellt die äußeren Charakteristiken der Gleichspannung des Gleichrichters bei verschiedenen Zündpunktlagen dar, wobei die Kurve a₀ für eine kleine Zündpunktverschiebung und die Kurven K₁ bis a₅ für größer werdende Zündpunktverschiebungen gelten. Es zeigt sich, daß im Bereich OB die Kurven ganz oder nahezu in den Punkt X auslaufen. Soll nun die Spannung des Gleichrichters G entsprechend der gestrichelten Kurve eingestellt werden, so muß vor Leerlauf die Zündpunktlage der Gitter des Gleichrichters sich so verschieben, daß man rasch von einer Charakteristik in die folgende übergehen kann (a₂, a₃ usw.). Eine solche Regelung ist möglich, wenn man die Reguliercharakteristik des Reglers in der Nähe der Leerlaufstellung besonders steil macht. Die Nachteile dieser Anordnung ergeben sich aus Fig. 3, wo die Kurve 1 die Spannung des Ventils unmittelbar vor Leerlauf darstellt, und deren Mittelwert durch die Gerade 2 angegeben ist. Geht man in den Leerlaufzustand über und behält die Zündpunktlage bei, die der Kurve .1 entspricht, dann werden sich die Kondensatoren C auf eine Spannung aufladen, die durch die Maximalwerte der Zacken der Kurve 1 gegeben ist, d. h. im Leerlauf wird die Spannung plötzlich vom Mittelwert 2 auf den gestrichelten Spitzenwert 5 ansteigen. Um zu verhindern, daß die Spannung bei Übergang zum Leerlauf vom Mittelwert 2 zum Spitzenwert 5 ansteigt, wird die Zündpunktlage der Gitter des Gleichrichters so verschoben, daß die Zackenkurve 3 entsteht. Die Aufladung der Kondensatoren C erfolgt nun so, daß ihre maximale Ladespannung durch die Spitzenwerte der Zackenkurve 3 bestimmt werden, so daß die Gleichspannung den Wert der Geraden 2 nicht übersteigt.

Der Nachteil der bisher beschriebenen Einrichtung ist der, daß beim plötzlichen Übergang von Leerlauf auf eine kleine, aber so große Last, daß sie die Kapazitäten zu entladen imstande ist, plötzlich die Spannung auf den Mittelwert 4 der Kurve 3 sinkt, be- , vor ein mechanischer Regler Zeit hat, anzusprechen. Eine solch große Schwankung vom Wert 2 auf Wert 4, d. h. praktisch gleich der

halben Gleichspannung, kann von einem mechanischen Regler nicht schnell genug ausreguliert werden.

Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zum Konstanthalten der Gleichspannung von gittergesteuerten Gleichrichtern mit schwankender Belastung, bei denen die Oberwelligkeit der Gleichspannung mittels Wellenglätter ausgeglichen und die Lage der ίο Zündmomente der einzelnen Anoden des Gleichrichters mit Hilfe von momentan wirkenden Elektronen- bzw. Ionenreglern eingestellt wird, wobei erfindungsgemäß der Elektronen- bzw. Ionenregler bei nicht induktivem Gleichstromkreis eine Zeitkonstante besitzt, die den Reguliervorgang so lange verzögert, bis die der eingetretenen Belastungsschwankung nächstfolgende Anode zum Zünden kommen soll. Durch die erfindungsgemäße Zeitverzögerung des Reglers wird erreicht, daß der Regel Vorgang erst dann einsetzt, wenn die in der Zeitfolge nach dem Ansprechmoment des Reglers folgende Anode zur Zündung gelangt. Ein Überregeln des Reglers ist auf diese Weise vermieden. Ohne diese Zeitverzögerung würde dagegen der Regelvorgang momentan einsetzen, und der Regler würde die Gittersteuerungsapparatur um einen seinem· gesamten Regulierbereich entsprechenden Betrag verstellen, so daß die von ihm herbeigeführte Korrektur zu groß würde.

Ein Ausführungsbeispiel zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt. Fig. 5 ist ein Spannungsdiagramm. Das Gleichrichtergefäß G hängt am Drehstromnetz N₂, es speist das Gleichstromnetz JV₁. D und C sind Drosselspulen und Kondensatoren für die Glättung der Oberwelligkeit der Gleichspannung. Das Gleichrichtergefäß G ist mit Gittersteuerung versehen. Am Spannungsteiler T. wird die zu regelnde Gleichspannung abgenommen und dem Elektronen- bzw. lonenregler R zugeführt. Dieser Regler wirkt auf die Steuerapparatur 5 des Gleichrichters und stellt diese dauernd so ein, daß die Gleichspannung den durch den Regler bestimmten Sollwert erreicht. Elektronen- bzw. lonenregler wirken momentan, erzeugen also eine zeitlose Regelung.

In Fig. 5 stellt die stark ausgezogene Kurve ι die regulierte Gleichspannung und 2 die mittlere Gleichspannung dar. Nimmt man an, daß im Zeitmoment'i₀ eine große Belastungsänderung auftrete, die eine Änderung der Gleichspannung verursacht, so muß der Elelctronenregler die Zündmomente der folgenden Anoden so einstellen, daß dann die eingetretene Spannungsänderung wieder ausgeglichen wird. Man ersieht aus Fig. 5, daß ■ im Falle eines Fehlers bei i₀ die durch diesen 'Fehler hervorgerufene Tätigkeit des Reglers erst im Punkte i_x wirksam einsetzen darf, wenn die nächstfolgende Anode zum Zünden kommen soll, d. h. der Elektronen- bzw. lonenregler darf nicht vollkommen zeitlos ansprechen, sondern er muß eine gewisse Zeitkonstante erhalten, die so groß ist, daß bei einem Fehler in <₀ die Korrektur erst in If₁ oder evtl. in i₂ . . . einsetzt. Der Elektronenregler hat somit gegenüber dem träge arbeitenden mechanischen Regler den Vorteil, daß er nicht erst nach einigen Perioden, sondern gleich bei der^ Zündung der nächsten Anode, aber auch nicht vorher in Tätigkeit kommt. Dies trifft zu, falls der Gleichstromkreis nicht induktiv- ist. Sind nämlich im Gleichstromkreis große Induktivitäten vorhanden, so wirken sich Störungen im Netz langsamer aus, und es ist dann nicht mehr nötig, die Zeitkonstante des Reglers so klein zu halten, wie dies oben angegeben wurde. Es ist dann sogar von Vorteil, die Zeitkonstante des Reglers so zu wählen, daß die von ihm eingeleitete Korrektur der Zündmomente erst dann zur Wirkung kommt, wenn einige Anoden nach der Störung schon gebrannt haben und der Regler dann auf den Mittelwert der Gleichspannung, die eich während der Wartezeit des Reglers einstellt, reagiert.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Konstanthalten der Gleichspannung von gittergesteuerten Gleichrichtern mit schwankender Belastung, bei denen die Oberwelligkeit der Gleichspannung mittels Wellenglätter ausgeglichen und die Lage der Zündmomente der einzelnen Anoden des Gleichrichters mit Hilfe von momentan wirkenden Elektronen- bzw. Ionenreglern eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronen-bzw. lonenregler bei nicht induktivem Gleichstromkreis eine Zeitkonstante besitzt, die den Reguliervorgang so lange verzögert, bis die dem Störmoment nächstfolgende Anode zum Zünden kommen soll.
2. 2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektronen- bzw. lonenregler bei induktivem Gleichstromkreis eine Zeitkonstante bekommt, die größer ist als die Brenndauer einer Anode.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen