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Einrichtung zur Regelung des Zündzeitpunktes von Stromrichtern Die
Erfindung bezieht sich auf steuerbare Stromrichter, d. h. auf - gas- oder dampfgefüllte
Entladungsstrecken, welche mit Steuerelektroden ausgerüstet sind, um den Zeitpunkt
der Lichtbogenzündung wählbar zu bestimmen. Als Steuerelektroden können in der Nähe
der Anoden angeordnete Gitterelektroden dienen oder Zündelektroden, die aus schlecht
leitendem Material bestehen und in flüssige Quecksilberkathoden eintauchen. Von
besonderer Bedeutung ist die Erfindung für gittergesteuerte Quecksilberdampfgleichrichter.
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Es sind Steuerungseinrichtungen bekannt, bei denen die Steuerspannungen
für die Steuerelektroden der Stromrichter durch Hilfsentladungsstrecken gewonnen
werden, die ebenso wie die zu steuernden Hauptentladungsstrecken mit Gas- oder Dampffüllung
und lichtbogenartiger Entladung arbeiten. In den Stromkreis der Hilfsentladungsstrecken;
und zwar entweder zwischen einen das Hilfsentladungsgefäß speisenden Transformator
und die Anoden des Gefäßes oder auch zwischen diesen Transformator und das speisende
Wechselstromnetz, werden Strom- oder Spannungstransformatoren geschaltet,- deren
Sekundärwicklungen an die Steuerelektroden der zu steuernden Hauptentladungsstrecken
angeschlossen sind. Die Erfindung bezieht sich auf solche Steuereinrichtungen, bei
denen diese Transformatoren in den Anodenstromkreis des Hilfsentladungsgefäßes geschaltet
sind.
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Es ist auch bereits eine Einrichtung zur Regelung des Zündzeitpunktes
von Stromrichtern bekanntgeworden, bei der Strom= und Spannungsänderungen im Entladungskreis
von Hilfsentladungsstrecken mit Hilfe von Transformatoren auf den Steuerelektrodenkreis
der Hauptentladungsstrecken übertragen werden und bei der diese Transformatoren
mit mehreren Erregerwicklungen ausgerüstet sind. Bei der bekannten Regelanordnung
sind die Transformatoren bzw. Übertrager mit zwei Primärwicklungen ausgerüstet,
und diese Primärwicklungen sind auch an verschiedene Phasen eines Hilfsgleichrichters
angeschlossen. Die Wirkungsweise des Übertragers der bekannten Anordnung ist jedoch
eine ganz andere als die Wirkungsweise der Übertrager bzw. Transformatoren bei der
Schaltung der Erfindung. Bei der Erfindung kommt es wesentlich darauf an, daß die
Wirkungen der beiden Wechselstromerregungen der Übertrager .sich zeitlich nacheinander
gegenseitig- aufheben. Die beiden Wechselstromerregerwicklungen sind zu dem Zweck
derart
an zwei verschiedene Phasen des Transformators des Hilfsgleichrichters angeschlossen,
daß in zeitlicher Reihenfolge zunächst die eine Erregerwicklung und dann.im entgegengesetzten
Sinne die andere Erre&r-. Wicklung wirksam ist. Dadurch wird eU Gleichstromvormagnetisierungverhindert.
Bei der bekannten Anordnung sollen demgegenüber die Erregerströme der beiden Teilwick=
lungert des Übertragers stets gemeinsam den Zündzeitpunkt ein und desselben Steuergitters
bestimmen. Je nachdem der Strom in der einen oder anderen Wicklung überwiegt, wird
der Zündzeitpunkt verschieden eingestellt. Eine Verhinderung der Gleichstromvormagnetisierung,
auf die es bei der Erfindung ankommt, kann bei der bekannten Anordnung nicht erreicht
werden, weil die Erregerströme in den beiden Teilwicklungen nicht so weit gegeneinander
phasenverschoben sind; daß sich ihre Wirkungen auf die Magnetisierung des Übertragers
mit Bezug auf die Gleichströmmagnetisierung nacheinander aufheben können.
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Erfindungsgemäß ist ein Transformator, der im Stromkreis einer der
Hilfsentladungsstrecken liegt und die Steuerspannung für eine Hauptentladungsstrecke
erzeugt, außer der diesem Zweck dienenden Primär- und. Sekundärwicklung noch mit
einer Zusatz-Wicklung ausgerüstet, welche derart geschaltet und erregt ist, daß
eine Gleichstrommagnetisierung des Transformators verhindert wird. Die Zusatzwicklung
ist so geschaltet, daß die durch den Anodenstrom einer Hilfsentlädungsstrecke in
dem Transformator erzeugte Gleichstrommagnetisierung durch einen gleich großen,
aber entgegengesetzt gerichteten Gleichstrom wiederaufgehoben wird, der jeweils
in dem Zeitzwischenraum durch die Hilfswickhing fließt, in dem die Haupterregerwicklung
keinen Strom führt. Die resultierende Erregung des Transformators wird dadurch j
edesmal wieder auf Null gebracht, und es kann keine Restmagnetisierung indem Transformator
übrigbleiben. Der zeitliche Verlauf des in der Zusatzwicklung fließenden Stromes
soll möglichst ebenso sein wie der Zeitverlauf des in der Hauptwicklung fließenden
Stromes.
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Eine besonders einfache und zweckmäßige Ausführungsform der Erfindung
ergibt sich, wenn zur Steuerung der Häuptentladungsstrecken ein mehrphasiges Entladungsgefäß
bzw. mehrphasig geschaltete Entladungsstrecken im Hilfsstromkreis verwendet werden
und wenn jeweils zwei Transformatoren, die zwei Hilfsentladungsstrecken zugeordnet
sind, deren Spannungen um r8o elektrische Grade gegeneinander in der Phase verschoben
sind, zu einem gemeinsamen Transformator zusammengefaßt sind. Der Anodenstrom der
einen Hilfsentlädungsstrecke hebt dann je--weis die Gleichstrommagnetisierung des
Anodenstromes der anderen Entladungsstt ecke auf. Die Phasenverschiebung der bei-,_den
gegensinnig einen Transformator er-`regenden Anodenströme kann auch geringe?' als
i8o° sein; es ist jedoch darauf zu achten; daß sich die Brennzeiten dieser beiden
Anoden nicht überlappen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Ein Quecksilberdampfgleichrichtergefäß i ist über einen Transformator a an ein Drehstromnetz
3 angeschlossen und speist ein beliebiges Gleich-Stromnetz q.: Die Entladungsstrecken
des Gleichrichters i sind mit Steuergittern ausgerüstet, denen von einem Hilfsstromkreis
Steuerpotentiale zugeführt werden. Für zwei Steuergitter ist die Schaltung angegeben.
Der Steuerstromkreis besteht im wesentlichen aus Gas- oder Dampfentladungsstrecken
eines Ouecksilberdampfgleichricliters 5, der über einen Transformator 6 und eine
Einrichtung zur Veränderung der Phasenlage 7 an das Wechselstromnetz 3 des zu steuernden
Hauptgleichrichters i angeschlossen ist. Im Gleichstromkreis des Gleichrichters
5 liegt zweckmäßig ein Widerstand 8, der die Größe des im Gleichrichter fließenden
Stromes bestimmt. .
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Der Gleichrichter 5 ist als Sechsphasengleichrichter ausgebildet entsprechend
den sechs Anoden des Hauptgleichrichters i. Zwischen der Sekundärwicklung des Transformators
6 und den Anoden der im Gleichrichter 5 vereinigten Hilfsentladungsstrecken liegen
drei Transformatoren g. Jeder dieser Transformatoren ist mit zwei Primärwicklungen
1o und i i und einer Sekundärwicklung 12 ausgerüstet. Die beiden Primärwicklungen
io und i z sind an zwei Wicklungsphasen der Sekundärwicklung des Transformators
6 angeschlossen, deren Spannungen um i8o° in der Phase gegeneinander verschoben
sind. Die Sekundärwicklung I2 der Transformatoren g ist mit einer Mittelanzapfung
über eine Gleichstromquelle 13 an die Kathode des Gleichrichters i angeschlossen,
während die beiden Enden der Wicklung über Gitterwiderstände 1q. und 15 zu zwei
Steuergittern des Hauptgleicbrichters i führen. Jede Gitterleitung ist noch über
einen Widerstand 16 mit der Kathode verbunden und außerdem über einen Hilfsstromkreis
17, in dem ein Gleichrichter, vorzugsweise ein Trockengleichrichter, liegt.
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Bei der in der Zeichnung dargestellten Steuereinrichtung führt jede
der Hilfsentlädungsstrecken des Gleichrichters 5 während 6o° Strom. -Die 'Stromführung
der einzelnen
Entladungsstrecken. ist bei dieser Schaltung unmittelbar
aneinander anschließend. Je zwei Entladungsstrecken, deren Wicklungen auf dem gleichen
Transformator 9 angeordnet sind, führen zeitlich nacheinander Strom, und bei der
in der Zeichnung angedeuteten Gegenschaltung der Wicklungen erzeugt der Strom der
einen Wicklung jeweils einen Amperewindungsdruck, der dem von dem Strom der anderen
Wicklung hervorgerufenen Ampere windungsdruck entgegengesetzt gerichtet ist. Die
beiden von den Strömen hervorgerufenen Gleichstrommagnetisierungen heben sich daher
gegenseitig auf.
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Die Erfindung hat den Vorteil, .daß bei der übertragung durch die
Transformatoren 9 in den Anodenleitungen der Hilfsentladungsstrecken keine Verzerrungen
eintreten können. Die Transformatoren können so dimensioni:er t werden, daß sie
wie normale, schwachgesättigte Stromwandler arbeiten. Eine einseitige Vormagnetisierung
durch den Anodenstrom wird vermieden.
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Es wurde.bereits bei der Erläuterung des Ausführungsbeispiels der
Zeichnung erwähnt"daß zwischen die Steuergitterleitungen und die Kathode des Gleichrichters
zweckmäßig ein Hilfsstromkreis geschaltet wird, der wie der Stromkreis
17 in der Zeichnung einen Trockengleichrichter enthält. Diese Schaltverbindung
sorgt dafür, daß die negativen Spannungsrechtecke, welche in der Sekundärwicklung
i.2 der Transformatoren 9 erzeugt werden, sich nicht über die Gitter des Hauptentladungsgefäßes
schließen, sondern über die Gleichrichter des Hilfsstromkreises abgeleitet werden.
Der in der Zeichnung ebenfalls angedeutete hochohmige Parallelwiderstand 16 sorgt
dafür, daß Span-;nungsüberlastungen der Transformatoren vermieden werden.