DE661333C

DE661333C - Arrangement for commutation in converting devices with controlled discharge paths

Info

Publication number: DE661333C
Application number: DEA63949D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gustav Reinhardt
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1931-10-30
Filing date: 1931-10-30
Publication date: 1938-06-16

Description

Im Patent 639 359 ist eine Anordnung zum Kommutieren bei Umformungseinrichtungen, die mit gesteuerten Entladungsstrecken, vorzugsweise gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken, mit im wesentlichen lichbogenförmiger Entladung arbeiten, beschrieben, bei denen die Steuerung nur das Einsetzen der Entladung ermöglicht und bei denen das Wechselstromnetz bzw. dieWechsel-Stromnetze eine taktgebende Spannung aufweisen. Der Erfindungsgedanke des Hauptpatents ist dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Energieträger vorgesehen sind, die es ermöglichen, den Anodenstrom zu einem beliebig wählbaren Zeitpunkt zu unterdrücken und den Kommutierungsvorgang in j edem gewünschten Augenblick einer jeden Wechselstromperiode stattfinden zu lassen. In den Ausführungsbeispielen des Hauptpatents Hegen die zusätzlichen Energieträger dm wesentlichen parallel zu der vom Wechselstromnetz gelieferten Spannung. Gemäß der Erfindung kann eine Verbesserung in mehrfacher Hinsicht dadurch erzielt werden, daß die die Kommutierung bewirkende Spannung in Reihe mit der vom Wechselstromnetz gelieferten Spannung liegt. Wie Untersuchungen ergeben haben, ist die Reihenschaltung günstiger als die Parallelschaltung und erfordert auch im allgemeinen einen kleineren Energiebetrag. In patent 639 359 there is an arrangement for commutating in converting devices, those with controlled discharge paths, preferably grid-controlled steam or Gas discharge paths, working with essentially arcuate discharge, described, in which the control only enables the onset of discharge and in which the alternating current network or alternating current networks have a clock voltage. The inventive concept of the main patent is characterized in that additional Energy carriers are provided which make it possible to suppress the anode current at any time that can be selected and the commutation process in every desired moment of every alternating current period to take place. In the exemplary embodiments of the main patent, the additional energy carriers dm essential parallel to the voltage supplied by the AC network. According to the invention, an improvement can be made in several ways can be achieved in that the voltage causing the commutation is in series with the voltage supplied by the AC network. As research shows the series connection is cheaper than the parallel connection and also requires generally a smaller amount of energy.

Besondere Bedeutung haben die genannten Maßnahmen für Gleichrichter- und Wechselrichteranlagen, insbesondere aber für letztere; denn bei Bestehen einer Phasenverschiebung zwischen Strom und Spannung des Wechselrichters benötigt der Wechselrichter Blindleistung. Gelingt es aber, die Kommutierung des Stromes im Nulldurchgang der Spannung zu bewirken, so überträgt der Wechselrichter nur Wirkleistung.The measures mentioned are of particular importance for rectifier and inverter systems, but especially for the latter; because if there is a phase shift between the current and voltage of the inverter the inverter requires reactive power. But if it succeeds, the commutation of the current in the zero crossing of the voltage the inverter only transmits active power.

In Abb. ι der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, und zwar ist ein Wechselrichter dargestellt, der die dem Gleichstromnetz 10 über die Glättungsdrossel 13 entnommene Leistung mittels der gittergesteuerten Entladungsgefäße 14', 14", 15' und 15" umformt und dem durch den Verbraucher 11 dargestellten Wechselstromnetz zuführt. Vorzugsweise kommen Entladungsgefäße mit Dampf- oder Gasfüllung in Frage, die wegen ihres günstigenIn Fig. Ι the drawing is an embodiment of the invention, namely an inverter is shown, which the direct current network 10 via the smoothing choke 13 power withdrawn by means of the grid-controlled discharge vessels 14 ', 14 ", 15 'and 15" reshaped and the through supplies the consumer 11 shown alternating current network. Preferably come Discharge vessels with vapor or gas filling in question, because of their favorable

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Or-Ing, Gustav Reinhardt in Berlin-Frohnau.Or-Ing, Gustav Reinhardt in Berlin-Frohnau.

Wirkungsgrades vorteilhafter sind als andere Entladungsstrecken. Im Wechselstromnetz ist ein Taktgeber 61 vorgesehen, der von einer geeigneten Antriebsmaschine (Dampfturbine, Elektromotor) angetrieben sein kann, aber auch als Phasenschieber wirken kann. Ferner ist ein Stromkreis vorgesehen, der den Kondensator ϊ.6 und die gegensinnig parallel geschalteten Entladungsgefäße 17' und 17" enthält und mittels des Transformators 63 mit dem Verbraucherkreis induktiv gekuppelt ist. Bei der stoßartigen Entladung des Kondensators 16 über eines der Entladungsgefäße 17' und 17" wird in dem Transformator 63 eine Spannungsspitze induziert, die in Reihe mit der vom Taktgeber 61 gelieferten Spannung geschaltet ist.Efficiency are more advantageous than other discharge paths. In the AC network is a clock 61 is provided by a suitable drive machine (steam turbine, electric motor) can be driven, but can also act as a phase shifter. Furthermore, a circuit is provided that the capacitor ϊ.6 and the oppositely parallel-connected discharge vessels 17 'and 17 " and is inductively coupled to the consumer circuit by means of the transformer 63. When the capacitor 16 is suddenly discharged via one of the discharge vessels 17 ' and 17 "becomes a in the transformer 63 Voltage spike induced in series with the voltage supplied by clock 61 is switched.

In Abb. 2 der Zeichnung ist ein anderes Ausführungsbeispiel dargestellt. Der für den KommutierungsVorgang erforderliche Hilfskreis mit dem Kondensator 16 und den Entladungsgefäßen 17' und 17" ist elektrisch vom Wechselstromnetz getrennt und kann seine Energie von einer weiteren Spannungsquelle 62 erhalten. An Stelle dieser Spannungsquelle kann jedoch die Aufladung des Kondensators 16 auch mittels Transformators aus dem Wechselstromnetz erfolgen. Die übrigen Schaltungselemente und ihre Bezugszeichen stimmen mit denen der Abb. 1 überein.In Fig. 2 of the drawing, another embodiment is shown. The one for the Commutation process required auxiliary circuit with the capacitor 16 and the discharge vessels 17 'and 17 "is electrically from AC mains and can get its energy from another voltage source 62 received. Instead of this voltage source, however, the capacitor can be charged 16 can also be carried out by means of a transformer from the alternating current network. The remaining Circuit elements and their reference numerals are the same as those in FIG.

Bei den beiden bisher beschriebenen Ausführungsmöglichkeiten ist angenommen, daß die in den Hilfskreis eingeführte Spannung die gleiche Frequenz hat wie das Wechselstromnetz. Bei der in Abb. 2 dargestellten Anordnung kann die Frequenz der dem Hilfskreis zugeführten Spannung (Generator 62) ein ganzzahliges Vielfaches der Frequenz des Wechselstromnetzes 11 sein. Vorzugsweise soll das Vielfache ungeradzahlig sein. Es wird bemerkt, daß zwar in den Hauptkreisen der Entladungsgefäße 17' und 17" eine Wechselspannung höherer Frequenz wirksam ist, jedoch die Gitterkreise der beiden Entladungsgefäße eine Steuerwechselspannung gleicher Frequenz wie die des Wechselstromnetzes 11 erhalten. In Abb. 3 ist angedeutet, in welcher Weise die Kommutierung im Nulldurchgang der Wechselspannung e₆₁ durch den Hilfskreis mit der Wechselspannung e_e2 bewirkt wird.In the two possible embodiments described so far, it is assumed that the voltage introduced into the auxiliary circuit has the same frequency as the alternating current network. In the arrangement shown in FIG. 2, the frequency of the voltage supplied to the auxiliary circuit (generator 62) can be an integral multiple of the frequency of the alternating current network 11. The multiple should preferably be odd. It is noted that although an alternating voltage of higher frequency is effective in the main circuits of the discharge vessels 17 'and 17 ", the grid circles of the two discharge vessels receive an alternating control voltage of the same frequency as that of the alternating current network 11. In Fig. 3 it is indicated in which way the commutation in the zero crossing of the alternating voltage e _{61 is} brought about by the auxiliary circuit with the alternating voltage e _e2 .

Bei der Anwendung des Erfindungsgedankens wird man vorteilhaft weitere die Betriebssicherheit fördernde Maßnahmen vorsehen. So erweist es sich als zweckmäßig, bei Verwendung gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsgefäße den Gitterkreisen eine S teuer wechselspannung spitzer Wellenform zuzuführen, so daß beispielsweise die Entladungsgefäße 15', 15" und 17' gleichphasig gesteuert werden, andererseits die Entladungsgefäße 14', 14" und 17" gegenüber den erstgenannten mit i8o° Phasenverschiebung, aber ebenfalls gleichphasig gesteuert werden. Der Antrieb der Maschine 62 kann in der Weise erfolgen, daß die Maschine 62 starr mit der Maschine61 gekuppelt ist; er kann aber auch mittels eines besonderen Synchronmotors erfolgen.When applying the concept of the invention one is advantageous further the Provide measures to promote operational safety. So it turns out to be useful at Use of grid-controlled steam or gas discharge vessels in the grid circles S is expensive to supply alternating voltage with a sharp waveform, so that, for example, the discharge vessels 15 ', 15 "and 17' are in phase are controlled, on the other hand the discharge vessels 14 ', 14 "and 17" compared to the former can be controlled with a phase shift of 180 °, but also in phase. Of the Drive the machine 62 can be done in such a way that the machine 62 rigidly with the Machine61 is coupled; but he can also by means of a special synchronous motor.

Claims

70 claims:

1. Arrangement for commutation with controlled forming devices Discharge sections, preferably grid-controlled vapor or gas discharge sections, according to patent 639 359, characterized in that the for the commutation process required additional voltage is in series with the alternating voltage.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the additional voltage is inserted by means of a transformer (63).

3. Arrangement according to claim 2, characterized in that the primary winding of the transformer in series with one capacitor (16) and two in opposite directions Discharge paths connected in parallel to the AC voltage.

4. Arrangement according to. Claim 2, characterized characterized in that the primary winding of the transformer has a capacitance (16), two discharge paths connected in parallel in opposite directions and with an independent one AC voltage source is connected in series.

5. Arrangement according to claim 2, characterized in that the primary winding of the transformer via two discharge paths connected in parallel in opposite directions is connected to an independent AC voltage source, the frequency of which is an integer, in particular is an odd multiple of the frequency of the alternating power grid (11).

1 sheet of drawings