DE654150C - Anordnung zur selbsttaetigen Spannungsregelung von mit gittergesteuerten Dampf- oderGasentladungsstrecken arbeitenden ein- oder mehrphasigen Umformungseinrichtungen - Google Patents

Description

Es sind bereits Anordnungen zur Steuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrekken vorgeschlagen worden, bei denen unveränderliche und veränderliche Scheinwiderstände, welch letztere beispielsweise als Kohledruckwiderstände oder Drosselspulen mit Gleichstromvormagnetisierung ausgebildet sind, in Spannungsteiler- oder Brückenanordnung im Gitterkreis der Entladungsstrecfeen angeordnet sind. Durch Größenänderung der veränderlichen Widerstände wird dabei eine Phasenverschiebung der aus der Schaltung' abgeleiteten Gitterspannung erzielt. Die bekannten Vorzüge insbesondere der KoMedruckwiderstände konnten jedoch damit praktisch nur für einphasige Umformungseinrich. tungen angewendet werden, da eine entsprechende mehrphasige Ausbildung der Steueranordnung recht verwickelt wird.

Gegenstand der Erfindung ist nun eine besonders einfache und zweckmäßige Vereinigung derartiger Regelelemente mit einem für die Steuerung von Dampf- oder Gasentladungsstrecken ebenfalls bekannten Drehregler zur Regelung von Gleich- oder Wechselrichtern beliebiger Phasenzahl, die außer dem Vorzug eines denkbar einfachen Aufbaues noch besondere betriebliche und regeltechnische Vorteile aufweist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgäbe besteht darin, daß die Vorzüge der bekannten Kohledruckregler hinsichtlich Empfindlichkeit und Anpassungsfähigkeit an jede beliebige gewünschte Regelcharakteristik für mehrphasige Anordnungen ausgenutzt werden sollen, ohne mehr als einen derartigen Regler zu benötigen, und daß ferner eine Einrichtung vorgesehen ist, welche auf möglichst einfache Weise eine Grundeinstellung der zu regelnden Spannung auf beliebige ge- 4" wünschte Werte und gleichzeitig jedesmal die entsprechende Umstellung des Reglers auf den neuen Wert gestattet.

Die Lösung dieser Aufgabe möge an dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel für eine spannungsabhängig© Regelung der von einem Gleichrichter abgegebenen Gleichspannung veranschaulicht werden.

Ein aus einem Gleichrichtergefäß 3 und einem Transformator 4 bestehender Gleich- · richtet 2 wird aus einem Drehstromneitz 1 gespeist und erzeugt eine Gleichspannung, welche über eine Glättungsdrossel 5 dem Gleichstromnetz 6~ zugeführt wird. Die Steuer-

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

Dr.-Ing. Rudolf Buch in Berlin.

gitter des Entladungsgefäßes 3 sind, gegebenenfalls über Strombegrenzungswiderstände 7, mit einem Transformator 8 verbunden. Die Primärwicklung dieses Transformators erhält: ihre Spannung von einem aus dem Drehstr$ni netz ι gespeisten Drehregler 9 über mit jed^Ä Phasenwicklung in Reihe geschaltete Obmsc6i Widerstände 10 und Drosseln 11. Die Drosseln 11 besitzen je eine Vormagnetisierungswicklung, die in Reihe von einem Gleichstrom durchflossen werden, der irgendeiner GleichstroniquieUe, beispielsweise auch wie bei dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel dem zu regelnden Gleichstromnetz, entnommen wird und über die Widerstandssäule 13 eines Kohledruckreglers 12 bekannter Bauart fließt. Der den Drehmagneten 14 des Reglers 12 erregende Gleichstrom wird über einen veränderlichen Vorschaltwiderstand 16 dem Netz 6 entnommen, so daß der Widerstand der Kohlesäule sich mit der zu regelnden Spannung ändert. Der Drehregler 9 wird von einer Verstelleinrichtung, beispielsweise einem Servomotor 17, angetrieben. Die-,25 ser Motor 17 besitzt für jede Drehrichtung eine gesonderte Feldwicklung 18 bzw. 19 und kann aus der gleichen Hilfsspannungsquelle gespeist werden., der auch der Vormagnetisierungsstrom der Drossel 11 entnommen wird, im Ausfübrungsbeispiel also ebenfalls dem * zu regelnden Gleichstromnetz. Der Arbeitsstram des Servomotors 17 fließt je nach der gewünschten Drehrichtung des Drehreglers 9 über einen der. beiden festen Kontakte 20 oder 21 und einen am Drehanker des Reglers 12 in. geeigneter Weise angeordnetem. Kon- - takthebel 15, von dem aus der Stromkreis sich wieder über den Eisenkörper des Reglers schließt.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist die folgende: Der Drehregler 9 möge zunächst derart eingestellt sein, daß die vom Gleichrichter gelieferte Gleichspannung den Wert der Sollspannung besitzt. Bei dieser SoIlspannung fließt durch die Vormagnetisierungswicklung der Drosseln 11 ein vorbestimmter Gleichstrom. Nach Maßgabe des Verhältnisses der in jeder Phase zwischen dem Drehregler 9 und dem Transformator 8 angeordneten induktiven und Ohmscfaen Wider^; stände ist dabei. die tatsächliche Phasenlage der den Gittern zugeführten Steuerwechselspannungen gegenüber der Thasenlage der dem Drehregler sekundärseitig. entnommenen Spannungen, um einen bestimmten, ein für allemal für die Sollspannung festgelegten Betrag verschoben. Sinkt nun aus irgendwelchen Gründen .die Gleichspannung des Netzes 6 unter den Sollwert, so vermindert sich auch die Anziehungskraft des Drehmagneten 14. Unter dem Einfluß der Feder 22 .wird daher der Druck auf die Widerstandssäule-entsprechend vergrößert und damit der Übergangswiderstand verringert; der hier-- ^-durch bedingt größere Vormagnetisierutngs- ;;_:s#rom verringert den induktiven Widerstand Saftet Drosseln 11; infolgedessen wird die Phasenlage dar dem Transformator 8 zugeführten . Spannung gegenüber der Phasenlage des Drehreglers 9 im Sinne einer Voreilung verschoben . und der Entladungseinsatz , jeder Entladungsstrecke entsprechend verfrüht, so daß die mittlere vom Gleichrichter abgegebene ..Spannung wieder ansteigt. Entsprechend wird bei ■ Überschreitung des Sollwertes der Drehanker des Reglers 12 stärker angezogen, der Widerstand der Widerstandssäule 13 vergrößert und mit der Verringerung der Vormagnetisierung' eine Verschiebung der Phasenlage der " den Gittern zugeführten Steuerspannung im Sinne einer Nacheilung erzielt, so daß die Gleichspannung wieder absinkt. Spielen sich die geschilderten Regielvorgänge ,innerhalb vorgegebener Grenzen ab, so tritt noch keine Berührung des Kontakthebeis mit einem der Kontakte 20, 21 ein. Treten aber Spannungsschwankungen auf, welche über den Regelbereich des Kohledruckreglers hinausgehen, so wird der Stromkreis des Servomotors 17 durch den Kontakthebel 15 geschlossen und eine zusätzliche Regelung durch den Drehregler 9 eingeleitet. Dieser Fall wird jedoch in Anbetracht des großen Regelbereiches und der schnellen Arbeitsweise des Kohledruckreglers verhältnisniäßig selten sein. Dagegen gestattet die beschriebene " Anordnung in äußerst zweckmäßiger Weise die beliebige Einstellung'jedes gewünschten Sollwertes für die Regelung durch einfache Größenänderung des Wider-Standes 16. Hierdurch wird dem Kohledruckregler 12 gewissermaßen ein anderer Wert der Gleichspannung vorgetäuscht, so daß eine Regelung einsetzt, bei der der Kontakthebel 15 zur Berührung mit einem der Kontakte 20 oder 21 gebracht wird. Der Servomotor wird dann so lange Strom erhalten, bis die Phasenlage des Drehreglers etwa dem neuen gewünschten Sollwert der Gleichspannung entspricht. Bei dieser neuen Phasenlage nimmt der Drehanker des Drehmagneten 14 selbsttätig wieder die vorige Mittelstellung ein, bei der der Stromkreis des Verstellmotors 17 unterbrochen ist. Der letztere ist im Ausfühirungsbeispiel über den Vorschaltwiderstand 16 an das Netz 6 angeschlossen, um allzu .große Änderungen der dem Motor zugeführten Spannung zu vermeiden. Diese Art der Anschaltung über einen die Sollwertänderung bestimmenden Widerstand entfällt natürlich, wenn für den Verstsellmotor und gegebenenfalls auch für den Vor-

magnetisierungskreis der Drosseln 11 eine gesonderte Hilfsspannungsquelle konstanter Spannung zur Verfügung steht.

Die Einfügung besonderer Vormagneitisieir rungsdrosseln in den Steuerkreis ist nicht _Vj unbedingt notwendig. Bei Vorhandensein eines.'; Transformators 8 kann auf diesen eine dritte Wicklung aufgebracht werden, die vom Vormagnetisierungsslrom durchflossen wird.

ίο Die beschriebene Anordnung kann bei Verwendung des Transformators 8 für Gleichrichter beliebiger Phasenzahl benutzt werden, ohne daß mehr als ein Kohledruickregler und (bei den praktisch in Frage kommenden Schaltungen) höchstens drei Vormagnetisierungsdrosselspulen bzw. -wicklungen benötigt werden. Sie erlaubt, den eigentlichen Regelteil nur nach den Erfordernissen der gewünschten Ansprechempfmdlichkeit zu bemessen, gleichzeitig aber doch den Bereich, innerhalb dessen geregelt werden soll, in jedes gewünschte Gebiet zu verlegen; die Änderung der Sollspannung und die Änderung des Regelbereiches des Reglers sind dabei in eine derartige Abhängigkeit gebracht, daß sich der jeweils gewünschte Betriebszustand auf denkbar einfache Weise durch eine einzige Einstellung erreichen und dann durch die Regeleinrichtung wieder konstant halten läßt.

Die den Gegenstand der Erfindung bildende Einrichtung ist nicht auf die Spannungsregelung von Gleichrichtern in der beschriebenen Form beschränkt. Sie läßt sich einer seits allgemein auf die Steuerung von Entladungsstrecken in Gleich- und Wechselrichterschaltung anwenden und andererseits auch für Regelung in Abhängigkeit von irgendwelchen anderen Betriebsgrößen, beispielsweise der Belastung oder der Drehzahl von über die Umformungseinrichtung gespeisten Motoren.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur selbsttätigen Spannungsregelung von mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden ein- oder mehrphasigen Umformungseinrichtungen durch Phasenversehiebung der den Steuergittern zugeführten Steuerwechselspannungen unter Verwendung von Drosselspulen, die aus einem . gemeinsamen Gleichstromkreis vorgesättigt λνεΐ'άεη, und Kohledruckreglern, dadurch : gekennzeichnet, daß in jede Phase der aus einer Wechselspannungsquelle gespeisten Steuerkreise der Entladungsstrecken je eine in Reihe mit einem Ohmschen Widerstand (10) angeordnete, mit einer Vormagnetisierungswickluing versehene Induktivität (11), gegebenenfalls unter Zwischenschaltung eines Transformators (8), eingefügt ist und sämtliche Vorniagnetisierungswicklungen in Reihe mit der Widerstandssäule (13) eines in Abhängigkeit von der zu regelnden Spannung betätigten Kohledruckreglers (12) in einen Gleichstromkreis geschaltet sind, daß ferner zwischen die die Gitterspanniungen liefernde Spannungsquelle und die Reihenschaltung ein Drehregler eingefügt ist, der über eine Verstelleinrichtung, -beispielsweise einen Servomotor (17, 18, 19), angetrieben wird, deren Stromkreis in Abhängigkeit von der Stellung des Kohledruckreglers (12) für rechts- oder linksläufige Bewegung geschlossen und geöffnet wird, und daß schließlich die Betätigungsspule des Drehmagneten (14) des Druckreglers (12) über einen regelbaren. Vorschaltwiderstand (16) an eine der zu regelnden Betriebsgröße proportionale Gleichspannung angeschlossen ist.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Drehanker des Druckreglers ein Ivontakthebel (15) vorgesehen ist, der bei Überschreitung eines vorbestimmten Regelbereiches in der einen oder anderen Richtung jeweils einen festen Kontakt (20, 21) berührt ■und damit den Stromkreis des Verstellmotors (17) für Rechts- bzw. Linkslauf schließt.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 ohne besondere vormagnetisierbare Induktivitäten in den Gitterkreisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vormagnetisierungswicklungen auf dem den Gittern vorgeschalteten Zwischentransformator (8) als dritte Wicklungen angeordnet sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen