DE652724C

DE652724C - Anordnung zur Verbesserung der Kommutierungsverhaeltnisse bei mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Wechselrichtern in Parallelanordnung

Info

Publication number: DE652724C
Application number: DE1930652724D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-08-27
Filing date: 1930-12-17
Publication date: 1937-11-06
Also published as: GB389855A; FR40817E; FR723098A; GB385019A; US1874159A; GB372202A; BE382254A

Description

REICHS

TAMT

ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung bezieht sich auf Wechselrichter, d. h. Einrichtungen zur Umformung von Gleichstrom in Wechselstrom mittels gesteuerter Entladungsstrecken. Von den gesteuerten Entladungsstrecken haben vorzugsweise Bedeutung die gittergesteuerten Dampfoder Gasentladungsstrecken, bei denen das Gitter das Einsetzen der im wesentlichen lichtbogenförmigen Entladung steuert, aber ein einmal bestehender Entladungsstrom nur durch Verminderung der Anodenspannung unter die Brennspannung unterbrochen werden kann.

Es werden zwei Arten von Wechselrichtern unterschieden, und zwar je nach der Anordnung der Entladungsstrecken der Wechselrichter in Parallelanordnung, bei dem die Entladungsstrecken in bezug auf das Gleichstromnetz parallel angeordnet sind, und der Wechselrichter in Reihenanordnung, bei dem die Entladungsstrecken in bezug auf das Gleichstromnetz in Reihe angeordnet sind. Hinsichtlich der Arbeitsweise bestehen zwischen beiden Wechselrichtern Unterschiede.

So kann z. B. der Wechselrichter in Parallelanordnung nicht im Kurzschluß betrieben werden, was jedoch beim Wechselrichter in Reihenanordnung keine betrieblichen Schwierigkeiten hervorruft.

Vorliegende Erfindung bezweckt nun eine 'Verbesserung der Kommutierungsverhältnisse bei mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Wechselrichtern in Parallelanordnung, und zwar wird zu diesem Zweck die bekannte Schaltung benutzt, in der außer dem üblichen, im wesentlichen stromunabhängigen Kommutierungskondensator ein stromabhängiger Kondensator vorgesehen ist.

Zunächst sei bemerkt, daß bereits ein mit gittergesteuerten Dampf- oder Entladungsstrecken arbeitender Wechselrichter in Parallelanordnung bekannt ist, bei dem in Reihe mit dem Verbraucher ein Schwingungskreis liegt, der auf die Frequenz des Wechselstromes abgestimmt ist. Ein solcher Wechselrichter ist im allgemeinen nicht arbeitsfähig, und auch in den Fällen eines möglichen Betriebes arbeitet er bei Überlastungen nicht, wie es gerade mit vorliegender Erfindung bezweckt wird. Weiterhin ist es auch schon bekannt, stromabhängige Kondensatoren vorzusehen, die über Stromtransformatoren mit den Entladungskreisen der einzelnen Entladungsstrecken gekuppelt sind. Demgegenüber bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung mit in Reihe zum Verbraucher geschalteten Kondensatoren

außer dem normalen Kommutierungskondensator, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der zur Kommutierung dienende Kondensator parallel zu dem Verbraucher bzw. zu dem d Verbraucher speisenden Transformator v in Reihe mit dem vom Verbraucherstrqöt dur.chflossenen Kondensator geschaltet' ist.¹ Eine derartige Anordnung hat den Vorteil, daß der stromabhängige Kondensator die Aufgäbe des normalen Kommutierungskondensators teilweise mitübernimmt, so daß der letztere mit entsprechend kleinerer Leistungsfähigkeit, vor allem in Hinblick auf die Spannungsbeanspruchung, bemessen wer-

den kann. .

Das in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel betrifft einen Einphasenwechselrichter mit den gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken 14 und 1$, der die dem Gleichstromnetz 10 entnommene Energie unter Mitwirkung der Gleichstromdrossel 13, des Autotransformators 1.2 und des Kommutierungskondensators 16 in Wechselstrom umformt, der mittels des Transformators 18 mit den Wicklungen 17 und 19 dem Verbrauchernetz 11 zugeführt wird. In Reihe mit dem Verbraucher liegt der Kondensator 20. Die für die Gitterkreise erforderliche Steuerwechselspannung möge einer fremden Wechselspannungsquelle entnommen sein und wird durch den Gittertransformator 21 mit den Wicklungen 22 und 23 zugeführt. In den Gitterkreisen können noch eine Vorspannungs-,batterie25 und ein Strorribegrenzungswider-" stand 24 vorhanden sein. An Stelle eines Autotransformators 12 und eines Transformators 18 kann jedoch auch in bekannter Weise ein normaler Haupttransformator verwendet werden, wobei dann in Reihe mit der Primärwicklung des Haupttransformators der Kondensator 20 geschaltet ist und die Sekundärwicklung des Haupttransformators den Belastungskreis speist.

Zur Erläuterung der Arbeitsweise der beschriebenen Anordnung wird vorausgesetzt, daß die Polarität des Gitterpotentials des Entladungsgefäßes 14 so ist, daß die Entladungsstrecke 14 leitend wird. Strom wird'dann von der positiven Gleichstromklemme 10 über die linke Hälfte der Drosselspule 12 und durch - die Entladungsstrecke 14 zum negativen Pol der Gleichstromquelle fließen. Da der Strom in der linken Spulenhälfte sich aufbaut, wirkt diese Drosselspule wie ein Autotransformator, und so wird eine noch höhere positive Spannung in der rechten Wicklungshälfte der Drosselspule induziert. Die Kondensatoren 16, 20 werden so mit der doppelten Gleichspannung geladen. Da der Kommutierungskondensator 16 nur an einem Teil der Spannung liegt, kann er verhältnismäßig klein bemessen werden. Sobald das Gitterpotential seine Polarität wechselt, wird das Gefäß 15 leitend, und die volle Spannung der Kapazitäten 16, 20 liegt zwischen Anode und Ka- ^thode der Entladungsstrecke 14 über die Entü iadungsstrecke 15. Wie bereits auseinandergesetzt ist, ist diese Spannung angenähert ί doppelt so groß wie die Gleichspannung und erheblich größer als der Spannungsabfall in der Entladungsstrecke 14. Da die Spannung an den Kondensatoren der an der Entladungsstrecke 14 liegenden Spannung entgegengesetzt ^v gerichtet ist, neutralisiert sie unverzüglich die aufgedrückte Spannung und unterbricht so den Strom in der Entladungsstrecke 14. Bevor sich die Kapazität vollständig entladen hat, wird das Gatter der Entladungsstrecke 14 negativ und. verhindert das neue Zünden der Entladung in dieser Strecke. Wenn die Gitterspannung der Entladungsstrecke 15 ihre Polarität wechselt, wird der durch die Entladungsstrecke 15 fließende Strom in derselben Weise auf die Entladungsstrecke 14 übertragen, und dieser Vorgang wiederholt sich fortgesetzt. Es ist zu sehen, daß in den aufeinanderfolgenden Stromdurchlaßzeiten der Entladungsstrecken 14 und 15 der Strom in entgegengesetzten Richtungen durch die Drosselspule 12 fließt, -so daß an ihren Enden eine Wechselspannung auftritt. Die Primärwicklung 17 des Ausgangstransformators 18, die in Reihe mit der Kapazität 20 geschaltet ist, Hegt an den Klemmen der Drosselspule 12, Dadurch wird eine Wechselspannung der Primärwicklung 17 bzw. der Sekundärwicklung 19 und damit dem Wechselstromkreis 11 zugeführt/

Es hat sich herausgestellt, daß das Einfügen des Kondensators 20 die Belastungs-Spannungscharakteristik bei großer Belastung entscheidend verbessert. Diese Verbesserung der Spannungsregelung kann der Tatsache zugeschrieben werden, daß die Kapazität einen Reihenscheinwiderstand darstellt, welcher klein ist in bezug auf den Belastungswiderstand für kleine Belastungen, aber in derselben Größenordnung liegt wie der Belastungswiderstand bei großer Belastung, wenn dann nämlich der Belastungswiderstand no einen sehr kleinen Wert erreicht. Trifft dies zu, so wird, sobald die Belastung wächst, eine wachsend größere Komponente der induktiven Reaktanz des Belastungskreises durch die Kapazität 20 neutralisiert mit einer entsprechenden Abnahme des effektiven Scheinwiderstandes des Belastungskreises. Dieses ergibt eine Vergrößerung der Effektivspannung im Belastungskreis. Sollte jedoch der Schein- · widerstand des Belastungskreises weiterhin abnehmen bis zu einem Punkt, wo der Scheinwiderstand des Kondensators größer wird als

der des Belastungskreises, so wird der Effektivscheinwiderstand _f des Belastungskreises von neuem wachsen mit dem Scheinwiderstand des Kondensators 20 als Grenzwert.. Ein schädlicher Kurzschluß der Schaltung wird daher verhütet und die Höchstbelastung auf einen sicheren Wert beschränkt. Der Kondensator 20 unterstützt die Kommutierung des Stromes zwischen den Entladungsstrecken 14 und 15, indem er ihnen eine zusätzliche Umkehrspannung zuführt und so einen größeren Zeitbereich für die Entionisierung ermöglicht, jedoch sollen für die Erläuterungen hinsichtlich der Verbesserung der Belastungsspannungscharakteristik keine unnötigen Beschränkungen gelten.

Claims

Patentansprüche:

i. Anordnung zur Verbesserung der Kommutierungsverhältnisse bei mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Wechselrichtern in Parallelanordnung, bei denen außer dem normalen Kommutierungskondensator ein in Reihe mit dem Verbraucher geschalteter Kondensator vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Kommutierung dienende Kondensator parallel zu dem Verbraucher bzw. zu -dem den Verbraucher speisenden Transformator und in Reihe mit dem vom Verbraucherstrom durchfiossenen Kondensator geschaltet ist.
2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung der Kapazität des in Reihe mit dem Verbraucher geschalteten Kondensators, daß bei Vollast der Scheinwiderstand dieses Kondensators (20) von gleicher Größenordnung wie der im wesentlichen Ohmsche Belastungswiderstand (11) ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen