. Schaltanordnung zur-selbsttätigen Regelung von steuerbaren Entladungsstrecken
Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromrichteranordnung .mit steuerbaren Entladungsstrecken,
insbesondere zündpunktgesteuerten Quecksilberdampfgleichrichtern, bei der die Spannung
im-Gleichstromkreis nicht nur durch Steuerung der Entladungsstrecken, sondern auch
durch Umschaltungen am Transformator erfolgen kann. Derartige Stromrichteranlagen
sind bekannt. Die Umschaltung des Transformators kann dabei entweder in dem Übergang
von einer Wicklungsanzapfung auf eine andere o(Är aber- auch in einem Wechsel der
Schaltart, d.. h. -einem Übergang von Stern- -auf Dreieckschaltung bzw. "umgekehrt;
bestehen. Gegebenenfalls können sich auch die beiden Umschaltarten gegenseitig erganzen:
Wenn bei einer solchen Stromrichteränordnung eine Umschaltung des Transformators
vorgenommen -wird, ohne daß an den übrigen Verhältnissen etwas -geändert wird; so
ergibt sich naturgemäß, ein Sprung in der gleichgerichteten Spannung, der wiederum
eine sprunghafte Änderung des im Gleichstromkreis fließendenStromes zurFolge haben
würde. Es ist bekannt und bei. der Erfindung vorausgesetzt, daß -gleichzeitig -mit
der Umschaltung des Transformators Maßnahmen ergriffen werden, die eine solche sprunghafte
Stromänderung. verhindern. Zu diesem Zweck kann entweder eine auf der Gleichstromseite
vorhandene Gegen-EMK oder der Widerstand - der --Gleichstromverbraucher entsprechend
geändert werden. Dieser Fall liegt praktisch beispielsweise bei Elektrolyseanlagen
vor;- -wo gleichzeitig mit der Transformatorumschaltung- eine Änderung der Zellenzahl
vorgenommen wird, oder anders ausgedrückt, einer beabsichtigten -Änderung der Zellenzahl
durch Umschaltung des Transformators Rechnung getragen wird. Man kann die Stetigkeit
der Regelung aber auch dadurch erreichen, daß man gleichzeitig mit der Tränsformatorumschaltung
auch die Phasenlage. der Gitterspannungen sprunghaft ändert: Dieses Mittel ist ebenfalls
bekannt. So benutzt eine bekannte Einrichtung die Tatsache, daß bei dem Übergang
von Sternauf Dreieckschaltung die Anodenspannungen des Gleichrichters eine Phasendrehung
erleiden, um damit auch gleichzeitg eine gegenseitige Phasenverschiebung von Anodenspan-`
nungen und Gitterspannungen zu erzielen,. die den Größenunterschied der Anodenspannungen
bei der Umschaltung in seiner Auswirkung auf . den -Gleichstromkreis wieder ausgleicht.. Switching arrangement for the automatic regulation of controllable discharge paths
The invention relates to a converter arrangement .with controllable discharge paths,
in particular ignition point controlled mercury vapor rectifiers, in which the voltage
in the DC circuit not only by controlling the discharge paths, but also
can be done by switching on the transformer. Such power converter systems
are known. The switching of the transformer can either be in the transition
from one winding tap to another o (but also in a change of
Switching type, i.e. -a transition from star to delta connection or "vice versa;
exist. If necessary, the two types of switching can also complement each other:
If with such a converter arrangement a switchover of the transformer
is carried out without changing anything in the other conditions; so
Naturally, there is a jump in the rectified voltage, which in turn
result in a sudden change in the current flowing in the direct current circuit
would. It is known and at. of the invention provided that-at the same time -with
the switching of the transformer measures are taken, which is such a volatile
Current change. impede. Either one on the DC side can be used for this purpose
Existing back EMF or the resistance - the - DC consumers accordingly
be changed. This is practically the case with electrolysis systems, for example
before; - -where at the same time as the transformer switchover- a change in the number of cells
is made, or in other words, an intended change in the number of cells
is taken into account by switching the transformer. You can have the steadiness
the control can also be achieved by switching over the transformer at the same time
also the phase position. the lattice tension changes by leaps and bounds: This means is also
known. Thus, one known device makes use of the fact that in the transition
from star to delta connection the anode voltages of the rectifier one phase change
suffer in order to simultaneously also cause a mutual phase shift of anode chip `
tensions and lattice tensions. which is the difference in size of the anode voltages
when switching over in its effect. the DC circuit balances again.
Es ist =nun häufig erforderlich, die Größe des Gleichströmes'unabhängig
von darauf einwirkenden Schwankungen sonstiger Größen durch einen selbsttätigen
Regler, der auf die Gittersteuerung einwirkt; konstant.zu, halten oder eine Verbundwirkung
hervorzurufen. Es war bisher üblich, den hierzu dienenden selbsttätigen.--Regler
durch -Betriebsgrößen des
Gleichstromkreises; insbesondere durch
den Gleichstrom selbst; zu beeinflussen. Die: Erfindung geht davon aus, däß es in
vielen Fällen zweckmäßig sein kann, die Regelung von dem Primärstrom des speisenden
Transformators abhängig zumachen. Dadurch erzielt man beispielsweise den Vorteil,
daß nicht nur Änderungen im Widerstand des Verbrauchers, sondern auch Schwankungen
der primären Netzspannung ausgeregelt werden können. Eine solche Regelung gestaltet
sich einfach, solange die Spannungsregelung- insgesamt ausschließlich durch Änderung
der Gittersteuerung erfolgt. Sie ist aber nicht mehr ohne weiteres durchführbar,
wenn zusätzlich auch noch von der Umschaltung des Transformators Gebrauch gemacht
wird, da dann kein eindeutiger Zusammenhang zwischen dem Primärstrom und dem Strom
im Gleichstromkreis mehr besteht. Die Erfindung überwindet diese Schwierigkeit im
letzteren Falle dadurch, daß eine vom Primärstrom abhängige, den Gitterkreis selbsttätig
beeinflussende Regeleinrichtung zusammen mit der Änderung der Anzapfstufen bzw.
der -Schaltart des, Haupttransformators derart umgeschaltet wird; daß ihr bisheriger
Einfluß auf den Aussteuergrad der Entladungsstrecken bei- Umschaltung des Haupttransformators
unverändert aufrechterhalten bleibt. Die Erfindung ist, wie schon oben angedeutet,
von besonderer Bedeutung für die Regelung von über Gleichrichter gespeisten Elektrolyseanlagen,
bei denen sich die jeweilige Gleichspannung nach- der Anzahl der in Reihe geschalteten
Bäder richtet, bei denen aber die die Bäder durchfließende Stromstärke in engen
Grenzen konstant gehalten werden muß. Die Regelung der Stromstärke erfolgt dann
durch Veränderung der Aussteuerung des Gleichrichtexs, während dieAnpässung an die
jeweilige Bäderzahl durch die Stufenschaltung bzw. Umschaltung des Transformators
vorgenommen wird. -ZurUmschaltung der denGitterkreis selbsttätig beeinflussenden
Regeleinrichtung wird zweckmäßig ein Hilfstransformator benutzt, der dem Regler
vorgeschaltet ist und ,dessen Übersetzungsverhältnis, vorzugsweise selbsttätig,
gleichzeitig mit der Änderung des Übersetzungsverhältnisses des: Haupttransformators
geändert wird: Es ist an: sich mög-, lich; nur mit einer Stufenschaltung des Hilfstransformators
auszukommen, und zwar auch dann; wenn für denHaupttränsformatoraußer der Stufenschaltung
auch noch eine Umschaltung auf eine andere Schaltart vorgesehen ist. Es ist jedoch
häufig vorteilhaft, im letzteren Falle huch einen entsprechenden Wechsel
der Wicklungsschaltart des Hilfstransformators vorzunehmen. Die zwangsläufig gemeinsame
Umschaltung beider Transformatoren läßt sich durch eine mechanische oder elektrische
Kupplung der Umschalteinrichtungen beider auf einfachste Weise erreichen.It is now often necessary to adjust the size of the direct current independently of fluctuations of other sizes acting on it, by means of an automatic controller which acts on the grid control; constant. to hold or create a composite effect. Up to now it has been common to use the automatic - controller by - operating variables of the direct current circuit; especially by the direct current itself; to influence. The invention is based on the fact that it can be useful in many cases to make the regulation dependent on the primary current of the feeding transformer. This has the advantage, for example, that not only changes in the resistance of the consumer but also fluctuations in the primary mains voltage can be corrected. Such a regulation is simple as long as the voltage regulation takes place entirely by changing the grid control. However, it can no longer be carried out without further ado if use is also made of switching over the transformer, since there is then no longer a clear connection between the primary current and the current in the direct current circuit. The invention overcomes this difficulty in the latter case in that a control device which is dependent on the primary current and which automatically influences the grid circuit is switched over together with the change in the tapping stages or the switching type of the main transformer; that their previous influence on the degree of modulation of the discharge paths when switching the main transformer is maintained unchanged. As already indicated above, the invention is of particular importance for the regulation of rectifier-fed electrolysis systems in which the respective DC voltage depends on the number of baths connected in series, but in which the current flowing through the baths is constant within narrow limits must be kept. The current intensity is then regulated by changing the modulation of the rectifier, while the adaptation to the respective number of baths is carried out by means of the step switching or switching of the transformer. To switch over the control device that automatically influences the grid circuit, an auxiliary transformer is expediently used, which is connected upstream of the controller and whose transmission ratio is changed, preferably automatically, at the same time as the change in the transmission ratio of the main transformer: It is possible on: itself; only get by with a step circuit of the auxiliary transformer, even then; if, in addition to the tap switching, a switch to another switching type is provided for the main transformer. In the latter case, however, it is often advantageous to change the winding switching type of the auxiliary transformer accordingly. The inevitable common switching of both transformers can be achieved in the simplest way by a mechanical or electrical coupling of the switching devices of both.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es ist dabei angenommen, daß der von einem Gleichrichter abgegebene Gleichstrom
auf einem einstellbaren Wert konstant gehalten werden soll. Der Gleichrichter 5-wird
aus dem Drehstromnetz RST über einen Transformator i gespeist, dessen Seleundärwicklung
3 aus zwei über, eine Saugdrossel, q. verbundenen dreiphasigen Sternschaltungen
besteht. Die Primärwicklung 2 dieses Transformators ist zum Zwecke der grobstufigen
Spannungsregelung mit Hilfe des Umschalters 6 von Sternschaltung auf Dreieckschaltung
umschaltbar, außerdem ist ihre Windungszahl in kleineren. Stufen mit Hilfe von Anzapfungen
regelbar. Die Gittersteuerungseinrichtung i2, die aus einem Hilfsdrehstromnetz 13
gespeist wird, wird von dem selbsttätigen Regler ii beeinflußt. Dieser Regler hat
also die Aufgäbe, die Phasenlage der von der Gittersteuerungsapparatur 12 gelieferten
Zündimpulse so zu steuern, daß der Gleichstrom, der von dem Gleichrichter 5 abgegeben
wird, auf einem bestimmten Wert konstant bleibt. Die auf den Regler i t einwirkende
Regelgrö`ße wird: über den Bromwandler 7 dem speisenden Drehstromnetz RST entnommen:
Einem bestimmten Gleichstrom entspricht bei einer bestimmten Schaltung des Haupttransformators
eine ganz bestimmte Spannung auf der Eingangsseite des Reglers ii. Soll also der
Gleichstrom unabhängig von Umschaltungen des Haupttransformators i, sei es; däß
dieser von Stern- auf Dreieck umgeschaltet wird, sei es, daß nur seine primäre Windungszahl
geändert wird, konstant gehalten werden, so muß dafür gesorgt werden, daß die Eingangsspannung
an dem Regler i i von Umschaltungen des Haupttransformators unbeeinflußf bleibt.
Diesem Zweck dient der Hilfstransformator mit der Primärwicklung 8 und der umschaltbaren
Sekundärwicklung 9, dessen Stufenregler in einer nicht näher dargestellten Weise
zwangsläufig mit den Umschaltorgänen auf der Primärseite des Haupttransformators
i gekuppelt ist. In dem Sekundärkreis dieses IHilfstransformatörs liegt der zur
willkürlichen Einstellung des konstant zu haltenden .Stromes dienende Regelwiderstand
ro, an dessen Klemmen die Regelspannung für den selbsttätigen Regler 1 i abgegrffeit:
wird.An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing.
It is assumed that the direct current output by a rectifier
should be kept constant at an adjustable value. The rectifier 5-will
fed from the three-phase network RST via a transformer i, whose selecondary winding
3 out of two over, a suction throttle, q. connected three-phase star connections
consists. The primary winding 2 of this transformer is for the purpose of coarse stage
Voltage regulation with the help of switch 6 from star connection to delta connection
switchable, and their number of turns is smaller. Levels with the help of taps
adjustable. The grid control device i2, which consists of an auxiliary three-phase network 13
is fed, is influenced by the automatic controller ii. This regulator has
that is, the task, the phase position of the one supplied by the grid control apparatus 12
Control ignition pulses so that the direct current that is output by the rectifier 5
remains constant at a certain value. The one acting on the controller i t
The controlled variable is taken: via the bromine converter 7 from the three-phase supply system RST:
A certain direct current corresponds to a certain circuit of the main transformer
a very specific voltage on the input side of the regulator ii. So should he
Direct current independent of switchings of the main transformer i, be it; that
this is switched from star to delta, be it that only its primary number of turns
is changed, must be kept constant, it must be ensured that the input voltage
at the controller i i remains unaffected by switchings of the main transformer.
The auxiliary transformer with the primary winding 8 and the switchable one serves this purpose
Secondary winding 9, its step regulator in a manner not shown
necessarily with the switching devices on the primary side of the main transformer
i is coupled. In the secondary circuit of this auxiliary transformer is the for
arbitrary setting of the constant current. Serving rheostat
ro, at whose terminals the control voltage for the automatic controller 1 i is picked up:
will.
Wird nun beispielsweise die primäre Windungszahl des Haupttransformators
r vergrößert; so sinkt bei gleichbleibendem Gleichstrom des Gleichrichters der Strom
in dem
speisenden Drehstromnetz RST und. damit in der Primärwicklung
des Stromwandlers 7 im entsprechenden Verhältnis:- Damit würde aber auch; wenn die
Wsndungszahl des Hilf stransformators nicht beeinflußt werden würde, der Strom in
dem Stromwerteinsteller io und-damit die an den Eingangsklemmen des Reglers i i
auftretende Spannung sinken. Um dieses Absinken der Eingangsspainung des Reglers
i i zu verhüten, muß mithin die sekundäre Windungszahl des Hilfstransformators -entsprechend
erhöht werden, ,d. h. das übersetzungsverhältnis des Hilfstransformators muß im
umgekehrten Sinn. geändert werden wie das Übersetzungsverhältnis. des Haupttransformators
i. Um für jede Einstellung der auf der Primärseite des Haupttransfor-_ mators wirksamen
Schaltorgane eine Konstanthaltung der Eingangsspannung am Regler ii zu ermöglichen,
müssen für die Sekundärseite des Reglers 9 doppelt soviel Anzapfungen wie an der
Primärwicklung 2 des Haupttransformators vorgesehen sein. Die eine Hälfte dieser
Anzapfungen entspricht dann: der Stern-, die andere der Dreieckschaltung des Haupttransformators.
Da somit der Einfiuß von Umschaltungen desHaupt= transformators vollkommenäusgeglichenwird,
kann der Stromwerteinsteller io, der über den Hilftransformätor 8, 9-. die Bürde
.des Stromwandlers 7 darstellt,- unmittelbar in Stromwerten geeicht werden.For example, it is now the primary number of turns of the main transformer
r enlarged; so if the direct current of the rectifier remains the same, the current will decrease
by doing
feeding three-phase network RST and. thus in the primary winding
of the current transformer 7 in the corresponding ratio: - But this would also; if the
The number of turns of the auxiliary transformer would not be affected, the current in
the current value adjuster io and thus the at the input terminals of the controller i i
occurring voltage decrease. About this drop in input pain of the controller
To prevent i i, the secondary number of turns of the auxiliary transformer must accordingly
be increased, d. H. the gear ratio of the auxiliary transformer must be in
reverse sense. can be changed like the gear ratio. of the main transformer
i. In order to be effective for each setting on the primary side of the main transformer
Switching elements to enable the input voltage at the controller ii to be kept constant,
need twice as many taps for the secondary side of the controller 9 as on the
Primary winding 2 of the main transformer may be provided. One half of this
The taps then correspond to: the star connection, the other the delta connection of the main transformer.
Since the in fl uence of switching of the main transformer is thus completely counterbalanced,
can the current value adjuster io, which via the auxiliary transformer 8, 9-. the burden
. of the current transformer 7, - are calibrated directly in current values.
Es ist auch ohne weiteres möglich, die Eingangsspannung für,den Regler
i i an der Primärwicklung 8 des Hilfstransformators abzunehmen. In diesem Fall muß
jedoch die Änderung des Übersetzungsverhältnisses .des Hilfstransformators im gleichen
Sinn erfolgen wie die entsprechende Übersetzungsänderung des Haupttransformators.
Bei einer Er-_ höhung der primären Windungszahl des Haupttransformators muß also
die sekundäre Windungszahl des Hilfstransformators erniedrigt werden. Auf diese
Weise' wird nämlich bei konstanter Eintellung des Regelwiderstandes io die wirksame
Bürde#für den Stromwandler 7 und damit@die an diesem auftretende Spannung konstant
gehalten.It is also easily possible to determine the input voltage for the regulator
i i take off at the primary winding 8 of the auxiliary transformer. In this case must
however, the change in the transformation ratio of the auxiliary transformer in the same
Make sense like the corresponding change in the ratio of the main transformer.
If the primary number of turns in the main transformer is increased, then
the secondary number of turns of the auxiliary transformer can be reduced. To this
In fact, with constant adjustment of the variable resistor io the effective one
Load # for the current transformer 7 and thus @ the voltage occurring at this constant
held.