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Steueranordnung für mehrphasige Stromrichter mit Gas- oder Dampfentladungsstrecken
Es liegt häufig die Aufgabe vor, mehrphasige Stromrichteranoxdnungen mit Gas-oder
Dampfentladungsstrecken dadurch zu steuern, daß ihre Gitterspannungen nur der Amplitude
nach geändert werden. Dies ist beispielsweise der Fall bei der Verwendung von Entladungsstrecken
mit zwei Gittern, die nach dem Prinzip der sog. Zündkennlinienstewerung geregelt
werden. Bei diesen Entladungsstrecken liegt die eigentliche Steuerspannung fest,
während eine zweite Gitter= ' wechselspannung, die gegenüber der Steuerspannung
in der Phase beispielsweise um 9o° versetzt ist, der Amplitude nach verändert wird,
um auf diese Weise die Lage der Zündkennlinie und damit den Schnittzeitpunkt der
letzteren mit der Steuerspannungskurve zu verschieben. Naturgemäß müssen die der
Amplitude nach regelbaren Steuerspannungen der einzelnen Entladungsstrecken bei
einer mehrphasigen Anordnung sich untereinander hinsichtlich ihrer Phasenlage um
den Winkel zwischen je nvei Phasen des die Anodenkreise speisenden Wechselstromnetzes
unterscheiden. Man hat daher bisher stets die Steuerspannungen den verschiedenen
Phasen des speisenden Mehrphaseimetzlesentnommen, da, ja hierdurch die richtige
gegenseitige Phasenlage von vornherein gegeben ist. Hierdurch ,ergibt sich aber
gerade bei Aznplitudensteuerungen eine wesentliche Schwierigkeit dadurch, daß man
dann die zur Amplitudenveränderung erforderlichen Regelmittel für jede Phase besonders
vorsehen muß. Bei Verwendung von Regelwiderständen für diesen Zweck müssen also
beispielsweise bei einer dreiphasigen Anordnung drei Widerstände vorhanden sein,
die nun so gekuppelt werden müssen, daß sie gleichzeitig und um das gleiche Maß
verstellt werden können. Nun sind aber Amplitudensteuerungen außerordentlich empfindlich,
so daß die praktisch kaum zu vermeidenden geringfügigen Ungleichheiten der einzelnen
in den Phasen vorgesehenen Regeleinrichtungen zu erheblichen Unterschieden in den
Aussteuerungsgraden der einzelnen Entladungsstrecken der Stromrichteranordnung führen.
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Gemäß der Erfindung wird zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten vorgeschlagen,
zur Steuerung mehrphasiger Stromrichteranordnungen mit Gas- oder Dampfentladungsstrekken,
bei denen die Gitterspannungen der Entladungsstrecken nur der Amplitude nach ge-,ändert
werden, eine Anordnung zu verwenden, bei der das mehrphasige Gitterspannungssystem
durch Aufteilkreise aus der Spannung nur einer einzigen Phase des speisenden Mehrphasennettes
hergestellt
wird. Es ist zwar schon einmal der Vorschlag gemacht worden, ein mehrphäsiges Gitterspannungssystem
eipp Stromrichters durch Aufteilkreise aus 'd,'@ Spannung einer Phase des speisenden
Mehr=' phasenstromnetzes herzustellen. Bei diesüm` Vorschlag handelt es sich jedoch
nicht um' eine Amplitudensteuerung, sondern um eine Stromrichteranordnung, bei der
die Steuerung durch Veränderung der Phasenlage der Gitterwechselspannungen erfolgt.
Der Zweck, der in diesem Fall erreicht werden sollte, war der, bei der Bildung des
Gitterspannungssystems von den festliegenden Phasenwinkeln zwischen den einzelnen
Phasenspannungen des Netzes freizukommen. Durch die Anwendung der erwähnten vorgeschlagenen
Maßnahme auf mehrphasige Stromrichter mit Aniplitudensteuerung wird @es ermöglicht,
die Regelung sämtlicher - den verschiedenen Phasen zugeordneten Entladungsstrecken
durch einen gemeinsamen, in dem Einphasenkreis liegenden Regelwiderstand (Potentiometer
) durchzuführen. Damit wird, abgesehen von einer nennenswerten Ersparnis an Regelmitteln,
eine unbedingt gleichmäßige Beeinflussung der einzelnen Entladungsstrecken erreicht.
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Für die Ausbildung der Aufteilkreise zur Herstellung des mehrphasigen
Gitterspannungssystems aus der einen Netzphase stehen verschiedene Schaltungsmöglichkeiten
zur Verfügung. Man kann beispielsweise mit Hilfe eines Kondensators oder- einer
Drosselspule eine Hilfsphase bilden und dann die Hauptphase und die Hilfsphase in
einem nach einer Kunstschaltung, z. B. der Scottschen Schaltung, aufgebauten Gittertransformator
untereinander verketten.
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In den beiliegenden Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
wiedergegeben. In Fig. i bedeutet i ein dreiphasiges Wechselstromnetz, an das über
den Transformator 2 die Entladungsstrecken 3 angeschlossen sind. Die als Gleichrichter
ausgebildete Anordnung speist ;einen Verbraucher q.. An geeigneten Phasen des dreiphasigen
Netzes i ist ein ieinphasiger Spartransformator 5 angeschlossen, der zur Speisung
der Steueranordnung 6 dient. An die beiden Phasenanschlüsse des Spartransformators
5 ist eine Wicklung 7 eines Scottschen Transformators 8 unmittelbar angeschlossen,
während die andere Wicklung 9 des Scott-Transformators von einer Hilfsphase gespeist
wird. Die Hilfsphase wird durch Anordnung z. B. eines Kondensators io und . eines
Widerstandes i i gewonnen. An die Sekundärwicklung 12 des Scott-Transformators 8,
die entsprechend der Vielphasigkeit der Entladungsstrecken 3 bzw. ihrer Gitterkreise
ausgebildet ist, sind die Steuergitter der Entladungsstrecken 3 angeschlossen. Mit
der Kathodenleitung der Entladungsstrecken 3 ist der Sternpunkt der Sekundärwicklung
12 verbunden.
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. Ein anderes sehr vorteilhaftes Ausführungs-@eispiel gemäß der Erfindung
ist in Fig.2 .' xviedergegeben. In diesem ist mit i das Wechselstromnetz bezeichnet,
an dessen Leitein q.o und 41 die Speisewechselspannung für den Steuerkreis abgenommen
wird, beispielsweise mit Hilfe des regelbaren Widerstandes 42. Die Speisespannung
wird der Primärwicklung ¢3 eines ,Transformators 4.:1 zugeführt. Durch Belastung
der Sekundärwicklung 45 dieses Transformators q.¢ mit einer sich aus verschiedenartigen
Widerständen, beispielsweise der Kapazität 46 und dem Ohmschen Widerstand 47, zusammensetzenden
Anordnung wird eine auf der Spannung der Sekundärwicklung senkrecht stehende Mittelspannung
gewonnen, so daß unter Zuhilfenahme entsprechender Anzapfungen der Sekundärwicklung
¢5 ein dreiphasiger Gitteranschluß ermöglicht wird. Die Kathodenleitung der Entladungsstreckenanor
dnung kann an den durch Widerstände 48 und 49 geschaffenen künstlichen Nullpunkt
angeschlossen werden.
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Die Steueranordung gemäß der Erfindung eignet sich aber nicht nur
zur Steuerung von Entladungsstreckenanordnungen, die einen besonderen Kathodenleiter
aufweisen, sondern kann auch bei Entladungsstreckenanordnungen in Graetzscher Schaltung
Verwendung finden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Fig.
3, und zwar ist hierbei an die Sekundärwicklung des Scott-Transformators .eine in
Dreieck geschaltete Primärwicklung 21 eines Hilfstransformators2o angeschlossen,
dessen in Stern geschaltete Sekundärwicklung 22 an ihren Phasenenden die Gitteranschlußpunkte
0, bis Q3 liefert. Der Sternpunkt 23 der Sekundärwicklung wird an die Kathode der
Entladungsstreckenanordnung angeschlossen.
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Es ist jedoch nicht nur möglich, eine dreiphasige Steuerkreisanordnung
von Gasentladungsstrecken gemäß der vorliegenden Erfindung zu betreiben, sondern
die Zahl der Phasen kann beliebig groß sein. Beispielsweise ist in Fig. q. eine
Anordnung gezeigt, bei der die Entladungsstreckenanordnung sechs Gitter aufweisen
soll. An die Sekundärwicklung des Scott-Transformators wird wiederum eine in Dreieck
geschaltete Primärwicklung 3 i eines Hilfstransformators 3o angeschlossen, jedoch
deren Sekundärseite mit getrennten Phasenwicklungen 32, 33 und 34 ausgeführt. Die
Mittelpunkte der drei Sekundärpha.senwicklungen werden zu einer Leitung 35 zusamm:engefaßt
und können mit der Kathode der Entladungsstreckenanordnung verbunden werden,
während
an die Enden der Sekundärwicklungen die Steuergitter G1 bis G6 angeschlossen werden.
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Die Regelung der den Steuergittern der Entladungsstrecken ,zugeführten
Spannungen zwecks Aussteuerung der Strecken kann auf einfachste Weise beispielsweise
dadurch erreicht werden, daß, wie in dem Ausführungsbeispiel .nach Fig. i angedeutet,
die Steuereinrichtung an das speisende Wechselstromnetz über einen regelbaren Spartransformator
angeschlossen wird, bei welchem durch Änderung der Windungszahl die Amplitude der
der Steuereinrichtung zugeführten Wechselspannung verändert wird.
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Sollte sich eine Siebung der der Steueranordnung zugeführten Speisespannung
als notwendig .erweisen, so wird man diese bei der erfindungsgemäßen Anordnung vor
dem Aufteilkreis vornehmen und somit nur eine einmalige Ausführung des Siebkreises
benötigen.