DE659734C - Anordnung zur Erzielung einer Zwangskommutierung - Google Patents

Description

Gegenstand des Patents 644 083 ist eine Anordnung zur Erzielung einer Zwangskomtmitierung bei beliebigem Leistungsfaktor für Umformungseinrichtungen, die mit gesteuerten Entladungsstrecken, vorzugsweise gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrekken, in Gleich- und Wechselrichterschaltung arbeiten, und zwar werden zwischen den nicht an den Umfornrangstransformatoren angeschlössenen Hauptelektroden der jeweils in einer Gruppe zusammenarbeitenden Entladungsstrecken Schaltungselemente zur Lieferung einer zusätzlichen Kommutierungsspannung vorgesehen, wobei diese Kommutierungsspannung durch den Belastungsstrom hinsichtlich der Größe und Phasenlage gesteuert wird. Zweckmäßigerweise verwendet man besondere zusätzliche Kommutierungskondensatoren, die an von den Teilentladungsströmen durchflossene Stromtransformatoren angeschlossen sind.

Die Erfindung betrifft eine Weiterbildung des obigen Patents, und zwar bezieht sie sich auf mehrphasige Umformungseinrichtungen und hat insbesondere Bedeutung für Gleichrichter und Wechselrichter. Erfindungsgemäß sind sämtliche Entladungsstrecken in mindestens zwei Gruppen aufgeteilt, zwischen denen die Kommutierung erfolgt, d. h. es sind abwechselnd stets Entladungsstrecken verschiedener Gruppen leitend. Vorzugsweise wird der als Autotransformator ausgebildete Kommutierungstransformator zwischen die Sternpunkte der den einzelnen Gruppien zugeordneten Transformatorwicklungen geschaltet.

In. Abb. ι der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die als Gleichrichter oder Wechselrichter arbeitende Umformungseinrichtung ist einerseits mit dem Gleichstromnetz 10, andererseits mit dem Drehstromnetz 11 verbunden. Sie enthält einen Haupttransformator mit dem Wechselstromnetz zugeordneter Wicklung 12 und zwei in Stern geschalteten Wicklungen 13 und 14, die über zwei Gruppen gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsstrecken 15 bis 17 und 18 bis 20 mit dem Gleichstromnetz verbunden sind. Zwischen die Sternpunkte der Wicklungen 13 und 14 ist ein Kommutierungstransformator 21 mit parallel geschaltetem Kondensator 22 eingefügt. Den Gitterkreisen der einzelnen Entladungsstrecken wird

die Steuerwechselspannung in .bekannter 'Weise durch einen Gittertransformator mit Sekundärwicklung 23 zugeführt. Zweckmäßig sieht man in den Gitterkreisen einen Strombegrenzungswiderstand 25 vor. Je nach den_v bestehenden Verhältnissen ist die Primärwick« lung 24 des Gittertransformators über eine Phaseneinstellvorrichtung 26 an das Wechselstromnetz 11 oder an eine unabhängige Span-Ίο nungsquelle angeschlossen.

Läßt man zunächst den Stromtransformator 21 mit dem' Kondensator 22 außer Betracht, so arbeitet die Umformungseinrichtung sechsphasig. Bei Gleichrichterbetrieb ergibt sich ein nacheilender Leistungsfakt or, bei Wechselrichterbetrieb ein voreilender Leistungsfaktor; eine Steuerung des Leistungsfaktors in weiten Grenzen ist jedenfalls nicht möglich. Durch Einfügung des Stromtrans-

ao formators mit parallel geschaltetem Kondensator, wie sie ausführlich im Hauptpatent erläutert ist, wird die Kommutierung durch eine vom Belastungsstrom oder den Teilentlad ungsströmen abhängige Spannung bewirkt, da der Kondensator 22 auf eine Spannung geladen wird, die proportional dem durchfließenden Strom ist. Ist die Entladungsstrecke 15 leitend und soll die Entladungsstrecke 18 die Stromführung übernehmen, so wird mittels des Stromtransformators und des Kondensators der Strom von der Entladungsstrecke 15 auf die Entladungsstrecke 18 auch dann überführt, wenn die Anode der Entladungsstrecke 18 ein kleineres Potential atifweist als die Anode der Entladungsstrecke 15. Diese Steuerung des Kommutierungsvorganges zwischen den einzelnen Entladungsstrekken kann in jedem beliebigen Zeitpunkt der Wechselstromperiode stattfinden, d. h. die Umformungseinrichtung kann sowohl vcxreilend als auch nacheilend arbeiten. Die Kommutierung erfolgt sechsmal in jeder Periode, und die Wechselstromkomponente der Wicklung 21 weist eine Frequenz auf, die die dritte harmonische der Frequenz des Wechselstromnetzes 11 ist.

In ähnlicher Weise arbeitet die Umformungseinrichtung bei Wechselrichtierbetrieb. Speist der Wechselrichter ein Netz ohne taktgebende Spannung, so wird den Gitterkreisen eine unabhängige S teuer spannung zugeführt, und der Leistungsfaktor ändert sich entsprechend den Verhältnissen im Wechselstromnetz. Ist aber das Wechselstromnetz 11 außerdem an eine weitere Spannungsquelle angeschlossen, so kann der Leistungsfaktor, mit dem die Energielieferung an das Wechselstromnetz 11 .erfolgt, durch Einwirken auf die Phaseneinstellvorrichtung 26 gesteuert werden, indem man nämlich die Phase der Gitterspannung verändert. Auch bei den einzelnen Betriebsmöglichkeiten des Wechselrichters liefert der Kondensator 22 eine lastabhängige Kommutierungsspannung, die in jedem -Augenblick der Wechselstromperiode eine χ, sichere Kommutierung ermöglicht.
y'_ ;£in weiteres Ausführungsbeispiel ist in A%b. 2 der Zeichnung veranschaulicht. Das 'Drehstromnetz 11 wird im vorliegenden Falle durch einen Wechselrichter gespeist, der sich aus drei Einphasenwechselrichtem zusammensetzt. Der Haupttransformator enthält außer der Wicklung 12 die drei mit Mittelanzapfung versehenen Einphasenwicklungen 30 bis 32. Die drei Mittelanzapfungen sind über einen in Stern geschalteten Zwischenphasen- oder Kommutierungstransformator 39 miteinander und mit dem Gleichstromnetz 10 verbunden. An jede dieser Phasenwicklungen, beispielsweise 30, sind zwei Entladungsstrekken, ζ. Β. 33 und 34, · angeschlossen. Diese beiden Entladungsstrecken werden mit 18o° Phasenverschiebung gegeneinander gesteuert, wie sich aus der Darstellung der Sekundärwicklung 41 des Gittertransformators ergibt, deren Mittelanzapfungen über die Widerstände 42 mit den Kathoden verbunden sind. Die Arbeitsweise der Umformungseiniichtung ist weitgehend ähnlich der gemäß Abb. 1. Im vorliegenden Falle ist jedoch der Zwischenphasen- oder Kommutierungstransformator eine mehrphasige Transformatorwicklung, so daß in jedem Augenblick der Wechselstromperiode der Strom stets durch zwei parallele Wege fließt, von denen jeder eine der Wicklungen des Transformators 39 enthält und in j edem Augenblick eine der Kapazitäten 40 mit jeder dieser beiden Parallelstromkreise in Reihe geschaltet ist. Bei solcher Anordnung weist die am Kondensator 40 liegende Spannung, die die Kommutierung des Stromes bewirkt, eine Frequenz auf, die doppelt so groß ist wie die Frequenz des Wechselstromkreises 11. In ihrer Wirkungsweise unterscheidet sich jedoch diese Kommutierungsspannung nicht von der Ausführungsform gemäß der Abb. 1, denn auch im vorliegenden Falle wird Größe und Phase der Kommutierungsspannung durch die Teilentladungsströme der Umformungseinrichtung gesteuert.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i.Anordnung zur.Erzielung einer Zwangskommutierung bei beliebigem Leistungs- faktor für Umformungseinrichtungen mit gesteuerten Entladungsstrecken, vorzugsweise gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken, nach Patent 644 083, unter Verwendung von Schaltelementen zur Lieferung einer zusätzlichen, durch den Belastungsstrom hinsichtlich der

   Größe und der Phasenlage gesteuerten Kommutierungsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche Entladungsstrekken in mindestens zwei Gruppen aufgeteilt sind und die Kommutierung zwischen den Entladungsstrecken verschiedener Gruppen erfolgt.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der als Autotransformator ausgebildete Stromtransformator (Kommutierungstransformator) zwischen die Nullpunkte oder Sternpunkte der den einzelnen Gruppen zugeordneten Transformatorwicklungen geschaltet ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen