DE670690C

DE670690C - Einrichtung zur belastungsabhaengigen Regelung der abgegebenen Spannung von Gleich- oder Wechselrichtern, die mit gittergesteuerten gas- oder dampfgefuellten Ventilroehren arbeiten, auf konstante Groesse

Info

Publication number: DE670690C
Application number: DET47480D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Guenter Wolf
Original assignee: Telefunken AG
Current assignee: Telefunken AG
Priority date: 1936-09-16
Filing date: 1936-09-16
Publication date: 1939-01-23

Description

Einrichtung zur belastungsabhängigen Regelung der abgegebenen Spannung von Gleich- oder Wechselrichtern, die mit gittergesteuerten gas- oder dampfgefüllten Ventilröhren arbeiten, auf konstante Größe Es ist bekannt, daß fast alle Netze in ihrer Spannungshöhe schwanken. Es gibt eine große Anzahl von Verfahren und Einrichtungen, diese Spannungsschwankungen zu verringern oder ganz zu beseitigen. Diese Verfahren sind aber mehr oder weniger kompliziert und bedeuten meist eine erhebliche Verteuerung der gesamten Anlage.
Besonders einfach gestaltet sich im Prinzip die Lösung des Problems bei Netzen, die von gittergesteuerten Gleich- oder Wechselrichtern gespeist werden. Es sind bei gittergesteuerten Gleichrichtern Verfahren bekannt, die eine Konstanz der erzeugten Gleichspannung durch Veränderung des Zündwinkels mit Hilfe eines von einem Motorgesteuerten Drehtransformators im Gitterkreis erreichen. Die Auslösung der Motorbewegung erfolgt über Relais. Dieses Verfahren erfordert aber erhebliche Hilfsmittel und gestattet es nicht, die Spannung kontinuierlich zu regeln.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltung zur Konstanthaltung der von Gleich- oder Wechselrichtern erzeugten Spannung, die infolge ihrer Einfachheit außerordentlich billig ist, da sie außer den sowieso erforderlichen Drehtransformatoren keinerlei Hilfsapparate erfordert. Der Regelvorgang erfolgt trägheitslos. Bei dieser Schaltung wird an die Gitter der gesteuerten Stromrichter eine Gittervorspannung gelegt, die mittels Spannungsteiler direkt von der erzeugten Gleichspannung (bei Gleichrichtern) oder indirekt über Hilfsgleichrichter von der erzeugten Wechselspannung (bei Wechselrichtern) abgegriffen wird.
Eine Regeleinrichtung für Gleichrichter, bei denen nur die Gleichspannungskomponente der Steuerspannung mit . Hilfe einer derartigen Schaltung verändert wird, während Größe und Phase der Wechselspannungskomponente konstant bleiben, ist bekannt. Die Möglichkeit einer automatischen Konstanthaltung der Ausgangsspannung ist aber nicht erkannt worden.
Die Wirkungsweise der in Abb. i wiedergegebenen Schaltung wird durch die Abb. 2 erläutert, die den Verlauf der Anodenspannung U cc und der Gitterwechselspannung U". in Abhängigkeit von der Zeit t an einem einzelnen Ventil darstellt. Im Normalzustand möge am Gitter die negative Vorspannung -Ugt liegen. Die Zündung erfolgt in diesem Falle im Zeitpunkt 1l. Erfolgt eine Vergrößerung der erzeugten Gleich-Spannung infolge einer Lastverringerung im Gleichstromkreis oder einer Spannungserhöhung des Wechselspannungsnetzes, so wird sich proportional dazu die Gittervorspannung vergrößern, z. ß. auf -U@;., da sie direkt proportional der gleichgerichteten Spannung ist. Die Vergrößerung der negativen Gittervorspannung bedingt eine Verlagerung der Gitterwechselspannung .und einen anderen Schnittpunkt dieser Gitterwechselspannung mit der Zündkenulinie (Z!. Das Ventil zündet jetzt im Zeitpunkt t.. Diese Verlagerung ihrerseits hat eine Spannungsverkleinerung zur Folge, dadurch die Verschiebung des Zündzeitpunktes die erzeugte Gleichspannung um das Flächenstück J F kleiner geworden ist und infolgedessen auch der Mittelwert der erzeugten Gleichspannung. Diese Verkleinerung schließlich bedeutet eine Verkleinerung der negativen Gittervorspannung und somit eine Rückführung in den ursprünglichen Zustand. _ Da die Form der Gitterzündkennlinie und die der steuernden Gitterwechselspannung bekannt ist, kann der Regelbereich der Spannungskonstanthalteeinrichtung berechnet werden.
In Abb. i ist eine derartige Schaltung für den Fall einer Dreiphasengleichrichtung dargestellt. Sie enthält, wie üblich, den Drehstromtransformator TY, in jeder Phase eine Ventilröhre (R, S und T), in deren Gitterkreis die Gitterwiderstände R,. und ein Drehtransformator D mit in Stern geschaltetenWiderständen R liegen. Außerdem sind zur Glättung des abgegebenen Gleichstromes eine Eisendrossel L und ein Kondensator C vorgesehen, Die Gittervorspannung wird von einem Potentiometer Rt, welches zwischen den Klemmen der gleichgerichteten Spannung liegt, abgegriffen. Erfindungsgemäß ist in Serie mit dem Potentiometer ein temperaturabhängiger, in der Nähe der Entladungsgefäße befindlicher Widerstand R2 geschaltet. Der Zweck des letzteren wird im folgenden dargelegt.
Bei größerer Belastung steigt bekanntlich auch die Betriebstemperatur der Ventile. Dies ist insofern ein Nachteil, als sich dadurch die Zündkennlinie in das stärker negative Gebiet verlagert. Um der dadurch hervorgerufenen Zündpunktverlagerung zu begegnen, ging das Bestreben dahin, bei gittergesteuerten Stromrichtern Steuerwechselspannungen von möglichst steilem, vorzugsweise unendlich steilem Anstieg, bei denen also die erste zeitliche Abeitung `t °- möglichst groß war, zu benutzen. Denn dadurch wird die Zündung praktisch von der Lage und @ Form der Zündkenulinie unabhängig und wird nur durch die Phase des Zündimpulses bestimmt.
Gemäß der Erfindung läßt sich aber auch bei Verwendung einer Steuerwechselspannung mit endlicher Steilheit, also mit endlicher erster Ableitung # "= der Spannungszeitkennlinie, beider sonst bei Laständerungen eine Verschiebung des Schnittpunktes mit der Zündkennlinieund damit eine Verschiebung des Zündzeitpunktes erfolgen würde, ein Ausgleich des Temperatureinflusses bei steigender Belastung erzielen. Zu diesem Zweck schaltet man in Reihe mit dem Spannungsteiler Ri in Abb. i noch einen temperaturabhängigen Widerstand R2, der die auf den Temperatureinfluß zurückzuführende Verschiebung des Zündzeitpunktes wieder kompensiert. Dieser Widerstand ist in unmittelbarer Nähe der Gleichrichterröhren angeordnet, derart, daß die von den Laständerungen hervorgerufenen Temperaturschwankungen der Röhren auf den temperaturabhängigen Widerstand einwirken.
Die beschriebene Spannungsregelung ist nicht mir bei Gleichrichtern möglich, sondern in der gleichen Weise bei Wechselrichtern yYR in Abb.g Die steuernde Gleichspannungskomponente der Gitterspannung Ur kann in diesem Falle über einen Hilfsgleichrichter H-GI entweder dem zu speisenden Wechselspannungsnetz U -- entnommen werden oder direkt über Potentiometer dem speisenden Gleichspannungsnetz U- in der Art und Weise, wie sie in Abb. i dargestellt ist.

Claims

PATEN-TANSPRUCII: Einrichtung zur belastungsabhängigen Regelung der abgegebenen Spannung von Gleich- oder Wechselrichtern, die mit gittergesteuerten gas- oder dampfgefüllten Ventilröhren arbeiten, auf konstante Größe, wobei die Gittergleichspannungskomponente von einem zwischen den Klemmen der erzeugten Gleich- oder Wechselspannung liegenden Potentiometer abgenommen wird und die Gitterwechselspannungskomponente eine endliche zeitliche Steilheit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daB in Serie mit dem Potentiometer ein temperaturabhängiger, in der Nähe der Ventilröhren befindlicher Widerstand geschaltet ist.