-
Stromrichter In dem Patent 664 28q. ist eine Anordnung zum Aufdrücken
von Spannungen auf Steuergitter mehranodiger Stromrichter beschrieben, welche sich
dadurch auszeichnet, daß eine Spannungsquelle, bei der das Produkt aus Phasenzahl
und Frequenz gleich dem Produkt aus Phasenzahl und Frequenz der Hauptstromquelle
ist, zwischen den verschiedenen Steuergittern unter Ausschluß anderer auf die Gitter
einwirkender Verbindungen derart eingeschaltet ist, daß die Spannung jedes Gitters
von der Spannung des Gitters der vorher stromführenden Anode und der zwischengeschalteten
Spannungsquelle im wesentlichen bestimmt wird. Für eine derartige Gitterspeisung
wurde der Ausdruck frei schwebend gebraucht. In dem Patent wurde davon ausgegangen,
daß sämtliche Anoden eine gemeinsame Kathode haben. Es gibt jedoch verschiedene
Typen von Stromrichterschaltungen, in denen zwei oder mehrere Kathoden unter Zwischenschaltung
von Spannungsquellen untereinander verbunden sind, und die vorliegende Erfindung
betrifft eine Lösung der Aufgabe, das Grundprinzip des genannten Patents auf Stromrichter
mit in der genannten Weise geschalteten Kathoden anzuwenden, welche darin besteht,
daß man zwischen die Gitter, die mit den über Spannungsquellen verbundenen Kathoden
zusammenarbeiten, Spannungsquellen einschaltet, die in ihrer Größe den erstgenannten
gleichkommen.
-
Vier Ausführungsformen der Erfindung sind in Abb. i bis q. der Zeichnungen
schematisch dargestellt.
-
Abb. i zeigt einen Stromrichter, der nach dem sogenannten Zweiwegprinzip
(Graetz-Schaltung) arbeitet und zwischen einem Einphasennetz und einem Gleichstromnetz
liegt.
Er enthält vier einanodige Ionenventile 1, 2, 3, 4, welche
zu je zwei in Reihe zwischen den Gleichstrompolen + - liegen, während jedes Ende
einer Wicklung 7 eines Transformators 6 zwischen zwei von den in Reihe liegenden
Ventilen angeschlossen ist. Eine andere Wicklung 5 desselben Transformators ist
an die Pole i i, i i des Einphasennetzes angeschlossen. Die Gitter 1q., 13 der Ventile
2, 3 sind mit je einem Ende einer Transformatorwicklung zo verbunden, die auf das
Gitter des augenblicklich unwirksamen Ventils eine'geeignete Spannung gegenüber
dem infolge der Stromführung des anderen Ventils -etwa am Kathodenpotential gehaltenen
Gitter desselben aufdrückt. Zwischen den Gittern 16 bzw. 15 der beiden Ventile i
und 4 liegt auch eine Wicklung g desselben Transformators; aber da ihre Kathoden
kein gemeinsames Potential besitzen, sondern die Spannung der Transformatorwicklung
7 zwischen ihnen liegt, ist erfindungsgemäß auch zwischen die Gitter 16 und i5-
in Reihe mit der Wicklung 9 eine Wicklung 8 des Transformators 6 eingeschaltet,
die gegenüber der Wicklung 7 das Übersetzungsverhältnis i : i hat. Durch überlagern
der Spannungen der beiden Wicklungen 8 und 9 erhält man die richtige Spannung auf
den Gittern 16 und 15. Die beiden Transformatorwicklungen 9 und ro arbeiten mit
einer Primärwicklung 18 zusammen, die ihrerseits von den Klemmen 17 des Netzes über
eine Phaseneinstellv orrichtung 12 gespeist wird.
-
Abb. 2 zeigt dasselbe Schaltungsprinzip wie Abb. i auf ein Dreiphasensystem
angewendet. Die sechs Ionenventile ig bis 24 werden hier von einem Dreiphasennetz
urimittelbar über die Klemmen 25 gespeist. Zwischen den Gittern 26; 27, 28 der Ventile
ig, 2o, 21 liegen zwei dreiphasige Transformatorwicklungen. Die eine dieser Wicklungen,
bestehend aus den Phasen 32, 33, 34, ist in Dreieck geschaltet und arbeitet mit
einer ebenfalls in Dreieck geschalteten Primärwicklung 35, 36, 37 zusammen, die
an den Klemmen 25 liegt. Diese beiden Wicklungen haben gegenseitig eine Übersetzung
von i : i, und zwischen den Ecken der Sekundärwicklung erhält .man deshalb dieselben
Spannungen wie zwischen den Klemmen 25 bzw. zwischen den Kathoden der Ventile ig,
2o, 21. Die Phasen 29, 30, 31 der zweiten Dreiphasenwicklung sind in Stern an die
Ecken der Dreieckwicklung 3a, 33, 34 angeschlossen und arbeiten mit einer Primärwicklung
38 zusammen; die an das Dreh-" Stromnetz über eine Phaseneinstellvorrichtung 39
angeschlossen ist. Die Wicklung 29, 30, 31 liefert die eigentlichen Gitterspannungen,
während die Wicklung 32, 33, 34 die Zusatzspannungen gibt, die erfindungsgemäß den
Gitterspannungen überlagert werden, damit die Spannungen zwischen den verschiedenen
Kathoden kompensiert werden.
-
Die Kathoden der Ventile 22, 23, 24 sind unmittelbar miteinander verbunden,
und die entsprechenden Gitter können deshalb von einem einzigen Transformator mit
den Sekundärwicklungen 40, 44 42 und der Primärwicklung 43 gespeist werden, der
an das Drehstromnetz über eine Phaseneinstellvorrichtung 44 angeschlossen ist.
-
Abb. 3 zeigt wiederum eine einphasige Schaltung, und zwar die: eines
Gleichrichters in Gegentaktschaltung, der von einem Wechselstromnetz 57 gespeist
wird und einen Transformator 56, 58 und zwei Ionenventile 47, 46 mit Gittern 48,
49 enthält. Zwischen der Sekundärwicklung 58 des Transformators und dem Ventil 46
liegt eine Gleichstromquelle 59, um die Spannungskurve der Gleichstromseite in gewisser
Weise zu beeinflussen: In diesem Falle besteht die Spannung zwischen den beiden
Kathodenaus zwei Teilen, einer Wechsel-Spannung aus der Wicklung 58 und einer Gleichspannung
aus der Quelle 59. Man muß deshalb außer der normalen Steuerspannung, die von einem
an das Netz 6ö angeschlossenen Transformator 55, 54 geliefert wird, eine zusätzliche
Spannung in die Gitterkreise einführen. Die Wechgelstromzusatzspannung erhält man
aus einem Transformator 51, 5o, dessen Primärwicklung zwischen den Kathoden über
einen Kondensators?, eingeschaltet ist, der die Wicklung gegen einen Gleichstrom
schützt: Die Gleichspannung zwischen den Gittern erhält man mittels eines Kondensators
53 in Reihe mit den beiden Transformatorwicklungen 50 und 54. Dieser Kondensator
kann bei Bedarf durch eine besondere Vorrichtung aufgeladen werden, aber im allgemeinen
wird er selbsttätig durch die Ströme geladen, welche die Gitter aufnehmen, bevor
ihr mittleres Potential den richtigen Wert erreicht hat.
-
Abb. 4 zeigt eine Anwendung der Erfindung auf einen Umrichter, der
zwischen zwei Dreiphasennetzen 61 und 62 liegt. Die Schaltung enthält zwei Gruppen
dreianodiger Gefäße. . Die eine Gruppe enthält die Gefäße 64, 66, 68, deren Anoden
mit dem Netz 62 verbunden sind, während die andere Gruppe die Ventilgefäße 63, 65,
67 enthält, deren Anoden mit dem Dreiphasennetz 61 verbunden sind. Die Kathoden
der erstgenannten Ventilgruppen 64, 66, 68 sind an das Netz 61 über Stromsauger
82 angeschlossen, während die Kathoden der anderen Ventilgruppe 63, 65, 67 in entsprechender
Weise an das Netz 62 über Stromsauger 8i angeschlossen sind.
-
Die beiden Ventilgruppen werden mittels Gitter in an sich bekannter
Weise derart Resteuert,
daß jedes Gitter durch zwei überlagerte
Spannungen gespeist wird, deren eine die Frequenz des einen Netzes und deren andere
die Frequenz des anderen Netzes hat. Die Phasenlage der genannten Spannungskomponenten
kann durch Einstellvorrichtungen 69, 70 verändert werden. Der Phasenregler
70 speist die Primärwicklung 8o eines Transformators, dessen Sekundärwicklungen
78, 76, 74 eine Komponente der Spannungen an die Gitter der Gefäße 68, 66, 64 liefern
und dessen Sekundärwicklung 72 eine Komponente der Spannungen an die Gitter
der Ventile 63, 65, 67 liefert. In derselben Weise speist der Phasenregler 69 die
Primärwicklung 79 eines Transformators, dessen Sekundärwicklungen 77, 75, 73 eine
Komponente der Gitterspannungen der Ventile 67, 65, 63 und dessen Sekundärwicklung
71 eine Komponente der Gitterspannungen der Ventile 6. 66, 68 liefert.
-
Mit Rücksicht auf den Potentialunterschied zwischen den Kathoden der
verschiedenen Ionenv entile werden hier erfindungsgemäß Zusatzspannungen entsprechender
Größe zwischen die Gitter der verschiedenen Ionenventile eingeführt. Für die Ventile
6q., 66, 68 erfolgt dieses mittels eines Transformators 83, 85, dessen Primärwicklung
83 mit dem Netz 61 verbunden ist, während die drei Phasen seiner Sekundärwicklung
in Reihe mit den Teilen der Wicklung 71 liegen. In entsprechender Weise erhält man
die Gitterzusatzspannungen der anderen Ventilgruppe 63, 65, 67 über einen Transformator
8q., 86, dessen Primärwicklung 84 mit dem Netz 62
verbunden ist, während seine
drei Sekundärwicklungen 86 in Reihe mit den Phasen der Wicklung 72 liegen.