DE706566C

DE706566C - Switching arrangement for voltage regulation for converters working with gas or vapor discharge paths

Info

Publication number: DE706566C
Application number: DES118858D
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Wilhelm Brockmann
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1935-06-30
Filing date: 1935-06-30
Publication date: 1941-05-29

Description

Schaltanordnung zur Spannungsregelung ffir nüt Gas- oder Dampfentladungsstrecken arbeitende Stromrichter . Es i8t bekannt daß in Stromrichteranlagen, die mit gesteuerten Gas- oder Dampfentla7 dungsstrecken arbeiten, bei - geringem Aussteuerungsgrad der Entladungsstrecken der Leistungsiaktor sehr klein wird.- je weiter also die Spannung des Stromrichters durch Gittersteuerung herabgeregelt wird, um so mehr verringert si«ch der Leistungsfaktor. Um den , Einfluß dieser -störenden Erscheinung herabzusetzen, hat man bereits Stroinrichteranlagen entwickelt, bei denen die Beherrschung des gesamten Regelbereiches der Span-. nung nicht nur durch Änderung der Aussteuerung des 'Stromrichters, sondern zusätzlich auch dadurch erfolgt, daß sämtliche'Anöden Zleichzeitig aufm eine andere Transformatorstufe: umgeschaltet werden können. Der Stufenschalter des Transformators ist dabei mit der auf'die Gitter der Entladungsstrecken -einwirkenden Steuereinrichtung in der Weise zwangsläufig gekuppelt, daß jedesmal, wenn eine gewisse Crenze des Aussteuerungsgrades erreicht ist, der Lastschalter selbsttätig um eine Stufe weitergeschaltet wird. Die Stufenschaltung des Transformators Übernimmt dabei also -die Grobregelung, während die Veränderung der Ausstetterung des Stromrichters zur Feinregelung innerhalb des Bereiches der einzelnen Transformatorstufen dient.. Es läßt sich somit jeder beliebige Spannnägs-,wert einstellen, w6bei stets - ein verhältnismäßig höher Leistungsfaktor aufrechterhalten bleibt. Die bekannte Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß im Verlauf des Hochregelns der Spannung mit großer Wahrscheinlichkeit der angestrebte Spannungswert zunächst einmal beträchtlich überschritten wird, was naturgemäß zu schwerwiegenden Störungen, beispielsweise zu Beschädigungen der angeschlossenen Apparafe, führen kann. Überhaupt geht die Regelung der Spannung nicht kontinuierlich,. sondern unter Einschaltung von'Sprüngen vor sich, indem bei Er:reichung eines bestimmten Aussteuerungsgrades zunächst die Spannung durch Betätigung des Stufenschalters springt und dann erst wieder durch entgegengesetzte Änderung der Aussteuerung -auf den, vorhergehenden Wert zurÜckgebra,cht wird. Besonders nachteilig ist diese Erscheinung in Anlagen, in denen der Strom selbsttätig- durch Spannungsregelung konstant gehalten werden soll, da hier-durch erhebliche überlastungen entstehen kännen.Switching arrangement for voltage regulation for power converters working only on gas or vapor discharge paths . It i8t known that in power conversion systems that work on these tracks with controlled gas or Dampfentla7 in - low drive level of the discharge paths of Leistungsiaktor wird.- very small farther so the voltage of the converter is reduced regulated by grid control, the more reduced si "ch Power factor. To reduce the, influence of these -störenden appearance, it has already developed Stroinrichteranlagen, in which control of the entire control range of the chip. Not only by changing the modulation of the converter, but also by the fact that all anodes can be switched over to another transformer stage at the same time. The tap changer of the transformer is inevitably coupled to the control device acting on the grid of the discharge path in such a way that the circuit breaker is automatically switched one step further each time a certain limit of the modulation level is reached. The stage circuit of the transformer Accepts doing so -the coarse control, while the change in Ausstetterung of the converter is used for fine control within the range of the individual transformer tap .. It therefore can be any Spannnägs-, value set w6bei always - one remains relatively higher maintain power factor . However, the known arrangement has the disadvantage that in the course of increasing the voltage it is very likely that the desired voltage value will initially be exceeded considerably, which of course can lead to serious malfunctions, for example damage to the connected apparatus. In general, the voltage regulation is not continuous. but with the inclusion of jumps in front of you, in that when a certain level of modulation is reached, the voltage first jumps by actuating the step switch and then only returns to the previous value by changing the level in the opposite direction. This phenomenon is particularly disadvantageous in systems in which the current is to be kept constant automatically by voltage regulation, since this can result in considerable overloads.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Stromrichteranlagen der genannten Art, bei denen also sämtliche Anoden gleichzeitig auf eine andere Transformatorstufe urn # geschaltet werden können, eine kontinuierliche Spannungsregelung zu erzielen und insbesondere zu vermeiden, daß beim Heraufregeln der Spannung-Spannungsspränge nach oben auftreten bzw. sogar der angestrebte Endwert der Spannung vorübergehend überschritten wird. An sich ist eifie Strornrichteranlage, die bei Verwendung von Gittersteuerung und Stufenschaltung eine vollkommen kontinuierliche Stegerung ermöglicht, bereits bekannt; diese arbeitet jedoch mit mehreren Anodensätzen, die während des Regelvorganges an unterschiedliche Transformatoranzapfungen angeschlossen werden, was naturgemäß einen erhöhten Aufwand für die Ent-1-adungsgefäße bedeutet. Die Erfindung löst demgegenüber die gestellte Aufgabe mit nur einem einzigen Anodensatz.The invention is based on the problem of power converter systems of the type mentioned, in which all anodes are at the same time on another transformer stage can be switched, a continuous one To achieve voltage regulation and in particular to avoid that when regulating up the voltage-voltage jumps occur upwards or even the desired end value the voltage is temporarily exceeded. In itself a rectifier system is which is completely continuous when using grid control and step switching Stegerung enables, already known; however, this works with several sets of anodes, which are connected to different transformer taps during the control process which naturally means an increased effort for the discharge vessels. In contrast, the invention solves the problem with only a single set of anodes.

Erfindungsgemäß ist die Kopplung zwischen der Gittersteuei ungseinrichtung und der Unischalteinrichtung fÜr den Transformator so ausgestattet, daß» jedesmal, bevor die Spannung durch Übergang auf die nächste TransfQrmatorstufe erhöht wird, der Aussteuerungsgrad um einen etwa dem Spannungssprung der neu einzuschaltenden Transformatorstufe entsprechenden Betrag herabgesetzt wird.According to the invention, the coupling between the grid control is ungseinrichtung and the switching device for the transformer equipped so that "every time, before the voltage is increased by transition to the next transformer stage, the degree of modulation around a voltage jump of the new to be switched on Transformer stage corresponding amount is reduced.

Der Erfindungsgedanke ist sowohl in Anlagen anwendbar, bei denen die Spannungsregelung in Abhängigkeit von irgendeiner Betriebsgröße selbsttätig erfolgt, als auch in Anlagen, bei denen die Spannungsregelung wilMrlich, z. B. mittels Druckknopfstelterung, oder vollständig von Hand vorgenommen wird. Während in den bei'den ersten Fällen die Abhängigkeit zwischen Lastschalter und S teuerungseinrichtung so beschaffen sein muß, daß die Betätigung dieser Organe selbsttätig in >der genannten Art erfolgt, würde bei einer Spannungsregelung von H#and aus der Lastschalter so. lange verriegelt werden müssen, bis der Aussteuerungsgrad des Stromrichters um den der einzuschaltenden Transformatorstufe entsprechenden Betrag herabgesetzt ist. Die Einleitung des Umschaltvorganges des LastschaJters erfolgt zweckmäßig erst dann, wenn der höchse Aussteuerungsgrad des Stromrichters erreicht ist.The concept of the invention can be used both in systems in which the voltage regulation takes place automatically as a function of some operating variable, as well as in systems in which the voltage regulation is intentional, e.g. B. by means of push buttons, or is made entirely by hand. Must be bei'den while in the first case, the relationship between circuit breaker and ontrol device such that the operation of such boards are automatically performed in> of the stated type would be at a voltage regulating H # and from the load switch so on. must be locked for a long time until the modulation level of the converter is reduced by the amount corresponding to the transformer stage to be switched on. The switching process of the load switch is expediently initiated only when the converter has reached its highest level of modulation.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele für die Erfindung dargestellt. Fig. i zeigt eine Gleichrichteranlage, bei -der in Abhängigkeit von der Größe des Stromes mittels eines Stromrelais i der Strom durch Spannungsregelung konstant gehalten werden soll. Die Spannungsregelung erfolgt grobstufig durch den Lastschalter 8 und, feinstufig durch die Steuerungseinrichtung 2, die beispielsweise den Zündpunkt des Gleichrichters mittels Gittersteuerung zu verändern gestattet. Der Lastschalter wird durch einen motorischen Antrieb 9, die Steuerungseinrichtung 2 durch einen motorischen Antrieb io betätigt. Ist nun beispielsweise der von dem Gleichrichter gelieferte Strom zu niedrig, so schließt das Stromrelais i seinen linken Kontakt. Solange sich die Gittersteuerungseinrichtung 2 nicht auf der dem höchsten Aussteuerungsgrad des Gleichrichters entsprechenden Stellung befindet, ist der Hilfskontakt ii geschlossen, und dem Antrieb io für die Gittersteuerungseinrichtung wird Strom zugeführt, und zwar in -der Art, daß die Gitterstetterungseinrichtung im Sinne der Heraufsetzung des Aussteuerungsgrades verstellt wird. Ist der höchste Aussteuerungsgrad des Gleichrichters, beispielsweise seine volle Aussteuerung, erreicht, so wird der Kontakt i i unterbrochen und der Kontakt 4 geschlossen. Der Antrieb für die C-dttersteuerungseinrichtting bleibt stehen, während gleichzeitig eine Zeitschalteinrichtung 5, beispielsweise ein Zeitrelais, an Spannung gelegt wird. Die Kontakte des Zeitschaltrelais bleiben zunächst noch eine gewisse Zeit in der gezeichneten Ruhestellung stehen und bewirken eine Verstellung der Gittersti->uerungseinrichtung im Sinne der Verminderung der Aussteuerung. Nach einer gewissen Zeit jedoch, die von der Einstellung der Zeitschalteinrichtung abhängt, öffnet die Zeitschalteinrichtung ihren Ruhekontakt 6, setzt also damit den Antrieb für die Gittersteuerungseinrichtung wieder still und schließt den Kontakt 7, wodurch nunmehr eine Fortschaltung des Lastschalters um eine Stufe im Sinne der Spannungserhöhung erfolgt. Damit beim Fortschalten des Lastschalters die Spannung bzw. der Strom des Gleichrichters keinen zu hohen Wert erreichen kann, muß die Zeitverzögerung des Zeitrelais 5 so eingestellt werden, daß während des dadurch bedingten Zeitintervalls der Aussteuertingsgrad des Gleichrichters um einen der Spannung der Transformatorstufe entsprechenden Betrag gesenkt wird.Exemplary embodiments of the invention are shown in the drawing. FIG. I shows a rectifier system in which, depending on the magnitude of the current, the current is to be kept constant by means of voltage regulation by means of a current relay i. The voltage regulation takes place in coarse stages by the load switch 8 and, in fine stages, by the control device 2, which allows, for example, the ignition point of the rectifier to be changed by means of grid control. The load switch is actuated by a motor drive 9, the control device 2 by a motor drive io. If, for example, the current supplied by the rectifier is too low, the current relay i closes its left contact. As long as the grid control device 2 is not in the position corresponding to the highest level of modulation of the rectifier, the auxiliary contact ii is closed, and power is supplied to the drive io for the grid control device, in such a way that the grid stabilization device in the sense of increasing the level of modulation is adjusted. If the highest level of modulation of the rectifier, for example its full modulation, is reached, then contact ii is interrupted and contact 4 is closed. The drive for the C-data control device stops while a time switch device 5, for example a time relay, is connected to voltage at the same time. The contacts of the timing relay initially remain in the idle position shown for a certain time and cause the grid stabilization device to be adjusted in the sense of reducing the modulation. However, after a certain time, which depends on the setting of the timer, the timer opens its break contact 6, thus stopping the drive for the grid control device again and closes contact 7, which now switches the load switch by one step in the sense of increasing the voltage he follows. So that the voltage or the current of the rectifier cannot reach an excessively high value when the load switch is switched on, the time delay of the timing relay 5 must be set so that during the resulting time interval the modulation rate of the rectifier is reduced by an amount corresponding to the voltage of the transformer stage .

In Fig.:2 ist eine weitere Schaltung unter Verwendung des Erfindungsgedankens dargestellt. Bei dieser Schaltung sind zwei Zeitschalteinrichtungen 14 und 15 vorgesehen, die bei Erreichung des höchsten Aussteuerungsgrades beim Hinaufregeln der Spannung durch den mit der Gittersteuerungseinrichtung verbundenen Endkontakt 12 ausgelöst werden. Sobald also beispielsweise die volle Aussteuerung des Gleichrichters erreicht ist, Öffnet sich der Hilfskontakt i i, so daß eine weitere Verstellung der Gittersteuerungseinrichtung im Sinne der Spannungserhöhung unterbunden wird, und es schließt sich der Kontakt 12, durch den die Zeitrelais 14 und 15 an Spannung gelegt werden. Durch das Zeitrelais 14 wird nun eine Herabsetzung des Aussteuerungsgrades des Gleichrichters. bewirkt, deren Maß durlch die Größe der Zeit einstellbar ist,. während derer däs Zeitrelais 14 seinen Kontakt schließt. Gleichzeitig bewirkt das Zeitrelais 15-eine Fortschaltungdes Lastschalters 8 um eine- Stufe im Sinne der Spannungse rhöhung. Fortschaltung des Lastschalters und Herabsetzung, des Aussteuerungsgrades des Gleichrichters erfolgen bei dieser Schaltung also gleichzeitig. Sobald die Fortschaltung des Lastschalters vollendet ist, muß auch der Aussteuerungsgrad des Gleichrichters so weit herabgesetzt sein, daß nach Vollendung des Unischaltvorganges die Span-.nung nicht nennenswert höher ist als bei Beginn dieses Unischaltvorganges. Es muß also während der Zeit, die zur Fortschaltung des Lastschalters um eine Stufe nötig ist, der Ausstenerungsgrad um einen Betrag herabgesetzt werden, der etwa der Größe der Spannung de-r zuzuschaftenden Transformatorstufe-entspricht. Das. Zeitrelais 14 wird dabei so eingestellt, daß der Antrieb der Gittersteuerungseinrichtung' im Sinne der Herabsetzung des Aussieuerungsgradles die gleiche Zeit läuft, die zum Fortschalten des Lastschalters um eine Stufe erforderlich ist.In Fig. 2 a further circuit using the inventive concept is shown. In this circuit, two time switch devices 14 and 15 are provided, which are triggered when the highest degree of modulation is reached when the voltage is increased by the end contact 12 connected to the grid control device. Thus, as soon as, for example, the full level of the rectifier is reached, the auxiliary contact opens ii, so that a further adjustment of the lattice control means is inhibited in accordance with the voltage increase, and it closes the contact 12, set by the time relay 14 and 1 5 of tension will. The timing relay 14 now reduces the level of modulation of the rectifier. causes, the extent of which is adjustable by the size of the time. during which the timing relay 14 closes its contact. At the same time, the timing relay 15 causes the load switch 8 to be switched by one step in the sense of increasing the voltage. Continuation of the load switch and reduction of the level of modulation of the rectifier take place simultaneously with this circuit. As soon as the switching of the load switch has been completed, the degree of modulation of the rectifier must also be reduced to such an extent that after completion of the switching operation the voltage is not significantly higher than at the beginning of this switching operation. During the time that is necessary to advance the load switch by one step, the degree of Aussteerungsgrad be reduced by an amount which corresponds approximately to the size of the voltage of the transformer stage to be added. That. Time relay 14 is set in such a way that the drive of the grid control device runs for the same time as is required to advance the load switch by one step in the sense of reducing the degree of separation.

Da im allgemeinen der Antrieb für die Gittersteuerungseinricht:ung für den vorliegenden Zweck zu langsam laufen wird, wird zweckmäßig an -der Gittersteuerungseinrichtung noch ein besonderer Hilfskontakt 13 angebracht, der bei Erzielting des höchsten Aussteuerungsgrades die Geschwindigkeit des Antriebs für die Gittessteuerungseinrichtung vorübergehend erhöht bzw. der Geschwindiükeit , des Lastschalterantriebs anpaßt. - Die übrigen Schaltungseleinente.entsprechen den mit den gleichen Bezugszeichen vers#Iienen der Fig. i.Since the drive for the grid control device will generally run too slowly for the present purpose, a special auxiliary contact 13 is expediently attached to the grid control device, which temporarily increases the speed of the drive for the grid control device when the highest degree of modulation is achieved Geschwindiükeit, the load switch drive adapts. -. The remaining Schaltungseleinente.entsprechen to with the same reference numerals vers # Iienen i of FIG.

Claims

_PAT.ENTAN REVIEW: i. Switching arrangement for voltage control for converters working with gas or vapor discharge paths, their 'voltage both by changing the modulation as well as by switching all of them at the same time Anodes can be regulated to a different transformer stage ', with the grid constant device and the switching device for the transformer are coupled to one another, characterized by such a design of this coupling, 'that. every time before the voltage is increased by transitioning to the next transformer stage, the level of control: d around a voltage jump of the new to be switched on Transformer stage corresponding amount is reduced.

2. Switching arrangement - according to spoke i, characterized in that when the end position corresponding to the highest modulation of the converter control device is reached. 'Time relay is switched on, which initially triggers an adjustment of the control device in the sense of voltage reduction and after a certain time has elapsed, which is so long that the voltage has now been reduced by about the amount corresponding to a transformer stage, the adjustment of the staging device ends and a Switching on the multiple switch. effected by one level. .3. Switching device according to claim, characterized in that a special time relay is provided for switching on the step switch drive, which is triggered at the same time as the time relay causing the adjustment of the control device and causes the step switch to switch one step further. 4. Switching arrangement according to claim 3, characterized in that the running time of the adjusting device for the converter control is approximately equal to the running time of the tap changer drive for switching on by one step. - 5. A circuit arrangement according to claim 4, characterized in that the triggering of the time relay daß'beim existing in the normal fine control of the grating control speed controller sö is increased to the extent that it that of the indexing means of the tap changer corresponds. -