DE690691C

DE690691C - Anordnung zur Verbesserung des Leistungsfaktors von gittergesteuerten Stromrichtern

Info

Publication number: DE690691C
Application number: DE1932A0068133
Authority: DE
Original assignee: BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: BBC Brown Boveri France SA
Priority date: 1932-12-24
Filing date: 1932-12-25
Publication date: 1940-05-04

Description

Anordnung zur Verbesserung des Leistungsfaktors von gittergesteuerten Stromrichtern Es sind Anordnungen bekannt, welche gestatten, an elektrischen Entladungsapparaten die Zündung eines Lichtbogens beliebig zu verzögern und dadurch die von dem betreffenden Entladungsapparat aufgenommenen bzw. abgegebenen Ströme gegenüber der Spannung zu verschieben. Weiterhin sind Anordnungen angegeben worden, welche gestatten, den Lichtbogen an einer Anode . in einem beliebigen Augenblick zu löschen. Während bei den Anordnungen der ersten Art- der Strom gegenüber der Spannung verzögert wird, also eine Phasenverschiebung im nacheilenden Sinne erleidet, wird bei den Anordnungen nach der zweiten Art -der Strom gegenüber der Spannung künstlich vorgeschoben und dadurch eine voreilende Phasenverschiebung erzeugt. Beide Anordnungen haben je nach der angewendeten Verzögerung bzw. Vorverschiebung eine Verschlechterung des Leistungsfaktors zur Folge, welche unter Umständen sehr unerwünscht ist.
Man hat bereits eine Anordnung zur Verbesserung des Leistungsfaktors von gittergesteuerten Stromrichtern angegeben, bei welcher zwei-Stromrichter verwendet werden, von denen der eine eine Spannungsregelung durch veränderbare Zündungsverspätung, der andere eine Spannungsregelung durch veränderbare Löschungsverfrühung besitzt. Gegenstand der Erfindung ist nun eine Anordnung zur Verbesserung des Leistungsfaktors von gittergesteuerten- Stromrichtern unter Verwendung von mindestens zwei auf das gleiche Verbrauchernetz zueinander -parallel arbeitenden Stromrichtern, von denen der eine durch veränderbare Zündungsverzögerung, der andere durch veränderbare Löschungsverfrühung im Aussteuerungsbereich geregelt wird, bei welcher erfindungsgemäß die Stromrichter von symmetrischen Mehrphasensystemen gespeist werden, deren Sternpunkte über Saugdrosselspulen miteinander verbunden sind.
Diese Reguliermethode bietet ganz besonders für. die Steuerung von ventilgesteuerten Motoren beachtenswerte Vorteile. Bei derartigen Motoren kommen oft sehr große Regulierbereiche zur Anwendung, welche mit den bisherigen Mitteln der Technik nur mangelhaft erreicht werden konnten, beispielsweise durch Kombination von Stufenschaltern und Gittersteuerung. Bei Anwendung der Gittersteuerung allein für die Drehzahlregulierung ergeben sich bei den kleineren Geschwindigkeiten sehr schlechte, unzulässig niedrige Leistungsfaktoren in dem speisenden Wechselstromnetz, so daß diese Gittersteuerung mit Rücksicht auf den Leistungsfaktor mit einer Steuerung durch Stufenschalter als Grobregulierung kombiniert werden muß. Die Anordnung gemäß der Erfindung gestattet, mit Hilfe der Gittersteuerung allein bei jedem Regulierverhältnis einen hohen Leistungsfaktor zu erhalten. D wird dadurch erreicht, daß die durch die er'= zögerung der Zündung an der einen Hälfte der Anoden entstehenden nacheilenden Blindströme in jeder Einheit durch die infolge der Vorzündung an der übrigen Hälfte der Anoden entstehenden voreilenden Blindströme aufgehoben werden, so daß in dem den Stromrichter speisenden bzw. von ihm gespeisten Netz im wesentlichen nur die Wattströme zum Vorschein kommen. Um diese Wirkung zu erreichen, müssen die beiden verschieden gesteuerten Anodengruppen gegeneinander durch Zwischenschaltung von Saugdrosselspulen abgetrennt werden. Gleichzeitig ist dafür zu sorgen, daß die beiden so gebildeten Anodengruppen dieselbe Gleichspannung abgeben, so daß auch die von ihnen aufgenommenen Belastungsanteile ungefähr gleich sind. Die Anwendung von Saugdrosselspulen bietet hier ganz besondere Vorteile, weil sie verhindert, daß infolge der ungleichen Form der von den beiden Anodengruppen erzeugten Gleichspannungen die beiden Gruppen nur intermittierend Strom führen und dadurch wiederum eine schlechte Ausnützung der Transformatorwicklung entsteht.
In der Zeichnung ist in Fig. z ein Ausfüh-,rungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt; Fig.2a bis 2e zeigen Diagramme.
In Fig. i bedeutet i den vom Dreiphasennetz 2 gespeisten Transformator, welcher die beiden Anodengruppen I und II des Gleichrichters 3 aus den beiden sekundären Dreiphasensystemen speist. Die beiden sekundären Dreiphasensysteme des Transformators i sind miteinander durch Drosselspulen? und 8 verbunden, deren Mitte an den negativen Leiterdes Gleichstromnetzes gelegt ist. 4 und 5 bedeuten die Steuerapparate, welche den Gittern der beiden Anodengruppen I und II die erforderlichen Steuerspannungen zuleiten und welche durch den Steuerhebel 6 ineinander entgegengesetzter Richtung gesteuert werden; so daß gleichzeitig die Zündung der einen Anodengruppe, z. B. I, verzögert und gleichzeitig die Zündung der Anodengruppe II zeitlich vorgeschoben, d. h. verfrüht wird.
Die auf diese Weise in den beiden sekundären Nulleitern des Transformators i auftretenden Ströme sind in Fig. 2 a bis 2 e dargestellt. In Fig. 2 a bedeuten die ausgezogenen Kurven die Phasenspannungen der Anoden der Gruppe I, die gestrichelten Kurven die Phasenspannungen der Gruppe II. Hierbei erfolgt die Zündung der Anoden der Gruppe I mit einer Verzögerung p, diejenige der Gruppe II mit einer Voreilung y. Fig.2 b und 2c zeigen den Stromverlauf in den beiden Systemen I und II mit den Anoden i, 3, 5 bzw. 2, 4, 6. Der resultierende Strom in den Primärwicklungen ist aus Fig. 2 d "nd 2 e ersichtlich. Es ist hieraus ersichtlich, cläß trotz der beträchtlichen Verzögerung (p und der Voreilung y der einzelnen Anodenströme der resultierende Netzstrom im wesentlichen in Phase mit der Spannung liegt, so daß sich ein verbesserter Leistungsfaktor ergibt, welcher durch die Kombination der beiden verzögerten bzw. voreilenden Anodengruppen entstanden ist.
Diese Regulierung bietet besondere Vorteile in ihrer Anwendung auf ventilgesteuerte Motoren für Walzenstraßen und auf Lokomotiven, welche in großem Drehzahlbereich und mit günstigem Leistungsfaktor reguliert werden müssen und wobei die Komplikation der Anwendung von Stufenschaltern umgangen werden soll. Durch die Einrichtung gemäß der Erfindung läßt sich ganz besonders in Anlagen, wo mehrere Motoren von demselben Transformator gespeist werden, eine ganz beträchtliche Ersparnis erzielen, weil die Steuerung durch Stufenschalter entbehrlich wird. Bei den gebräuchlichen Verteilungsspannungen bis zu etwa io ooo Volt kann auf diese Weise nicht nur der Stufenschalter, sondern auch der zugehörige Reguliertransformator weggelassen werden, so daß mehrere Motoren o. dgl. mit beliebigem Regelbereich und gutem Leistungsfaktor unter Zwischenschaltung eines Stromrichters -unmittelbar an das Wechselstromnetz angeschlossen werden können. Sodann kann infolge des voreilenden Netzstromes eine so gesteuerte Gruppe als Phasenkompensator wirken und dadurch die Spannungsverhältnisse des speisenden Netzes verbessern. In diesem Fall ist es notwendig, die der Anodengruppe mit voreilendem Strome zugeführte Wechselspannung größer als diejenige der anderen Anodengruppe zu wählen. Ebenso kann in bekannter Weise zur Erleichterung der Löschung des Lichtbogens die Anodengruppe mit voreilendem Strom über Kondensatoren mit gesteuerten Hilfselektroden verbunden werden, welche in bekannter Weise gesteuert werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Verbesserung des Leistungsfaktors von gittergesteuerten Stromrichtern unter Verwendung von mindestens zwei auf das gleiche Verbrauchernetz zueinander parallel arbeitenden Stromrichtern, von denen der eine durch veränderbare Zündungsverzögerung, der andere durch veränderbare Löschungsv erfrühung im Aussteuerungsbereich geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromrichter von symmetrischen Mehrphasensystemen gespeist werden, deren Sternpunkte über Saugdrosselspulen miteinander verbunden sind.-a. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Regulierung der beiden Anodengruppen so erfolgt, daß die von ihnen abgegebenen Gleichspannungen jederzeit gleich groß sind. 3. Anordnung nach Anspruch i und z, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Verzögerung der einen Anodengruppe und der Voreilung der anderen Anodengruppe so gewählt wird, daß bei der Nennlast der Gruppe der resultierende Netzstrom voreilt und daß die der Anodengruppe mit voreilendem Strom zugeführte Wechselspannung größer als diejenige der anderen Anodengruppe gewählt wird;