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Einrichtung zur Steuerung der Sperrspannungsbeanspruchung an Ventilen
bei der Umformung von Wechsel in Gleichstrom und umgekehrt Um die Rückzündung von
Ventilen, welche für die Umrichtung von Wechselstrom in Gleichstrom und umgekehrt
in bestimmten Intervallen den Strom durchlassen oder sperren, zu vermeiden, ist
es bei Metalldampfgleichrichtern bekannt, im gewünschten Sperrzeitpunkt der Betriebsspannung
eine gleich große oder annähernd gleich große Gegenspannung entgegenzuschalten.
Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art werden die Ventile selbst für die Steuerung
einer auf sie im gegebenen Zeitpunkt einwirkenden Gegenspannung nutzbar gemacht.
Dabei wird ein zusätzlicher Transformator verwendet, welcher auf einem Schenkel
seine Erregerwicklung, auf einem anderen zwei magnetisch miteinander verkettete
Spulen gemeinsam trägt, von denen die eine parallel zur Ventilstrecke, die andere
in Reihe mit ihr geschaltet ist. Führt die Ventilstrecke Strom, so ist durch sie
die zu ihr parallel liegende Spule des Transformators praktisch kurzgeschlossen
und die in Reihe geschaltete Spule ohne Spannung, während in dieser Spule während
der Sperrzeit des Ventils die gewünschte Gegenspannung entsteht.
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Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die während der Brennperiode
des zugehörigen Ventils mit ihm in Reihe verbundene Spule des Transformators vom
Verbraucherstrom durchflossen wird. Die Spulen müssen daher nicht nur mit großer
Windungszahl für die Erzeugung der benötigten Gegenspannung ausgeführt werden, sondern
ihr Leiter muß auch mit Rücksicht auf den Belastungsstrom einen großen Querschnitt
erhalten. Dadurch wird der erforderliche Transformator für :die Steuerung und Erzeugung
der Gegenspannung unverhältnismäßig groß, kostspielig und im Betrieb unwirtschaftlich.
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Nach der Erfindung soll bei Ventilen für die Umformung von Wechsel-
in Gleichstrom und umgekehrt, insbesondere bei Lichtbogenventilen, ebenfalls in
den Sperrzeiten eine auf die Ventile wirkende, durch letztere gesteuerte Gegenspannung
hervorgerufen werden, bei der aber im Gegensatz zu der bekannten Ausführung eine
reine Spannungsbeanspruchung des für die Erzeugung und Steuerung der Gegenspannung
vorgesehenen Transformators stattfindet, so daß der Zweck durch wesentlich einfachere,
billigere und wirtschaftlichere Mittel erreicht wird. Um die Sperrspannungsbeanspruchung
niedrigzuhal.ten, sind erfindungsgemäß zwei Transformatoren mit ihren Sekundärwicklungen,
zu deren eine das Ventil parallel liegt bzw. die Ventile parallel liegen, so gegeneinandergeschaltet,
daß sich ihre Spannungen gegenseitig aufheben.
In der Zeichnung
ist die Einrichtung gemäß der Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen veranschaulicht.
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In der Abb. i sind die Sekundärwicklungenzweier an Wechselspannung
liegender Transformatoren Tl und T2 derart gegeneinandergeschaltet, daß ihre Spannungen
sich aufheben. Es herrscht also nach außen hin zwischen den Punkten A und
B keine Spannung. Wird nun das parallel zu der Sekundärwicklung des Transformators
T2 liegende Lichtbogenventil V1, dessen Sperrspannungsbeanspruchung gesteuert
werden soll, in irgendeiner nicht zum Erfindungsgegenstand gehörenden Weise gezündet,
so wird T2 kurzgeschlossen, und die Spannung von T1 wird wirksam, d. h. es wird
der Gleichstromseite die Spannung U zugeführt, die maximal gleich dem Scheitelwert
der Transformatorspannung T, ist. Die nötige Kurzschlußfestigk eit des Transformators
T2 kann in an sich bekannter Weise durch Zuschalten eines Widerstandes oder einer
Drosselspüle o. dgl. erreicht werden. Außerdem braucht der Transformator T2 nur
für kleine Leistungen ,ausgelegt zu sein, da er ja nur die Spannung des Transformators
Tl bei ünbetätigtem Ventil zu kompensieren braucht. Durch Steuerung dies Ventils
V1 kann Spannung und Stromstärke während der Durchlaßzeit geregelt werden. Vorbedingung
bei dieser Schaltung -ist, daß während der Sperrzeit U = O ist.
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In Abb. z ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung nach
der Erfindung dargestellt. Hierin liegt in Reihe mit den beiden Sekundärwicklungen
von Ti und T ein weiteres Ventil V2. Während der Sperrzeit herrscht zwischen den
Punkten A und B wiederum keine Spannung. Das Ventil V2 dient dazu, die Gleichspannung
U abzusperren: Diese Schaltung wird also in solchen Fällen vorteilhaft verwendet,
wo während der Sperrzeit U O ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 3 kann die Sperrspannung auf
vier oder mehr Ventile verteilt werden. Der Sekundärwicklung des Transformators
T2 liegen zwei Ventile V3 und V4; die unter sich in. Reihe geschaltet sind, derart
parallel, daß die Sekundärwicklung des Transformators T2 sich zu gleichen Teilen
,auf die beiden Ventile V3 und V4 verteilt. Es können auch mehr als zwei Ventile
dem Transformator T2 parallel geschaltet werden. Die Sperrspannung an dein einzelnen
Ventilen erniedrigt sich dann entsprechend der Zahl der Ventile noch mehr. In Reihe
mit den beiden Sekundärwicklungen T1 und. T2 liegt das Ventil V5, während ein weiteres
Ventil V6 parallel zu einem Kondensator C3 liegt, der seinerseits wiederum mit den
beiden Sekundärwicklungen T, und T2 in Reihe geschaltet ist. Die Arbeitsweise der
Anordnung ist nun folgende: Der Kon:densatör C3 wird über -einen hohen Widerstand
R3 7 entweder nur während der Sperrzeit oder -dai.ernd mit Gleichspannung auf den
Wert -,(halbe Spannung der Gleichstromseite) aufgeladen. Während der Sperrzeit wird
die Kondensatorspannung durch .das Ventil V6 gesperrt. Da infolge des Gegeneinanderschaltens
der beiden Sekundärwicklungen T1 und T
zwischen den Punkten A und
B während der Sperrzeit keine Spannung herrscht, braucht das Ventil V5 ,also
nur noch die zweite Hälfte der Gleichspannung U, .also U , abzusperren. 2 Voraussetzung
hierfür ist, daß während der Sperrzeit das Potential von A dauernd dasselbe Vorzeichen
hat wie das Potential von B. V3 und V1 .sperren je die Hälfte der Spannung des Transformators
T2, .deren Scheitelwert ungefähr gleich der absoluten Größe der halben Gleichspannung
-U ist. Nach der Zündung der Ventile V3 und V4 wird zwischen den PunktenA und B
die Spannung des Transformators TI wirksam. Da diese Spannung in der Nähe ihres
Maximums größer ist als die Spannung am Kondensator C3, kann das VentilV5 gezündet
werden, wodurch sich das' Vorzeichen des Potentials von A umkehrt. Damit kann das
Ventil VE gezündet werden, und der Stromkreis ist geschlossen.
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Selbstverständlich kann der Erfindungsgedanke sowohl für die Umrichtung
von Wechsel- in Gleichstrom als auch für den umgekehrten Vorgang benutzt werden.
Durch entsprechendes Zuschalten weiterer Ventile kann die Sperrspannung an den einzelnen
Ventilen beliebig weit herabgesetzt werden. Die Ausführungsform nach Abb. i hat
den weiteren. Vorteil, daß auch im unbelasteten Zustand der Gleichstromseite, bei
der Umrichtung von Wechselstrom in Gleichstrom, ein normales Lichtbogenventil verwendet
werden kann. Die erforderliche Lichtbogenlei-Stung wird dann dem Transformator T2
entnommen.