Einrichtung zur Frequenzumformung mit Hilfe von Gas- oder Dampfentladungsstrecken
mit lichthogenartiger Entladung Zusatz zum Patent 671450 Gegenstand des Hauptpatents
671450 ist ein Verfahren zur unmittelbaren Umformung von Wechselströmen gegebener
Frequenz in solche anderer Frequenz vermittels gittergesteuerter gas- oder dampfgefüllter
Entladungsstrecken mit eindeutiger Durchlaßrichtung. Die Entladungsstrecken werden
bei diesem Verfahren durch ständige mittels der Gitter innerhalb eines Phasenwinkelbereiches
von höchstens 18o° -bewirkte Verlegung des zeitlichen Eintritts lediglich der Zündung
der einzelnen Entladungsstrecken zwecks Erzielung einer in der Mittelwertskurve
nach einem bestimmten Gesetz verlaufenden sekundären Umrichterspannung gesteuert.
Nach dem Vorschlage des Hauptpatents werden zu dem Zweck den Steuerorganen der zünd-'
punktgesteuerten Entladungsstrecken Steuerspannungen zugeführt, die sich aus der
Überlagerung von sinusförmigen Spannungen der gegebenen Frequenz und ebenfalls sinusförmigen
der anderen Frequenz ergeben. Jede Entladungsstrecke wird dann jeweils einmal in
jeder Wechselstromperiode der gegebenen Frequenz gezündet.Device for frequency conversion with the help of gas or vapor discharge paths with light-homogeneous discharge Addition to patent 671 450 The subject of the main patent 671 450 is a process for the direct conversion of alternating currents of a given frequency into those of a different frequency by means of grid-controlled gas or vapor-filled discharge paths with a clear transmission direction. In this method, the discharge paths are controlled by constantly shifting the timing of the ignition of the individual discharge paths by means of the grid within a phase angle range of at most 18o ° in order to achieve a secondary converter voltage that follows a certain law in the mean value curve. According to the proposal of the main patent, the control elements of the ignition point-controlled discharge paths are supplied with control voltages resulting from the superposition of sinusoidal voltages of the given frequency and also sinusoidal voltages of the other frequency. Each discharge path is then ignited once in each alternating current period of the given frequency.
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens
zur unmittelbaren Frequenzumformung nach dem Hauptpatent, die darin besteht, daß
die beiden Steuerspannungen verschiedener Frequenz je einem besonderen Steuergitter
der betreffenden Entladungsstrecke zugeführt werden. Die Anwendung dieser Doppelgitteranordnung
kann im Gegensatz zu der meist üblichen Verwendung nur eines Gitters in jeder Entladungsstrecke
vorteilhaft verwendet werden, wenn es darauf ankommt, die Steuerstromkreise, über
die die beiden Spannungen verschiedener Frequenz zugeführt werden, möglichst weitgehend
voneinander unabhängig zu machen.The invention relates to a device for carrying out the method
for direct frequency conversion according to the main patent, which consists in that
the two control voltages of different frequencies each to a special control grid
are fed to the discharge path in question. The application of this double grid arrangement
can in contrast to the most common use of only one grid in each discharge path
be used advantageously when it comes down to the control circuits, over
which the two voltages of different frequencies are fed as far as possible
to make them independent of each other.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung die Schaltung
eines Frequenzumformers dargestellt, durch den Drehstrom gegebener Frequenz im Einphasenstrom
kleinerer Frequenz umgeformt wird.
Fig. i zeigt ein Drelistrolnnetz i und ein
WechseIstromnetz 2, die Spannungen und
Ströme verschiedener Fre@-Iuenz besitzen. Für
die Uniformung der I'rctlnenzen sind zwei-
Steuergleichrichter 3 und a, vorgesehen, cüe.:
finit ihren Anoden an einen: finit dein \etz''@:
verbundtiien Transf@,rniator 5 liegen, welcher
die für Sechsphasengleichrichter übliche
Schaltung aufweist. Die Primärwicklung
ist in Dreieck, die Sekundärwicklung 8 da-
gegen in Stern geschaltet. Dis Kathoden der
Gleichrichtür 3 und 1 sind an die @ieri Gleich-
richtern zugewandte Wicklung g des Trans-
forniators 6 angeschlossen, und der \ ullpuiikt
dieser Wicklung ist finit dein Sternpunkt der
Sekundärwicl;lnng S des Anodentransiorma-
tors 5 verbunden.
Zuin Zwecke der Steuerung des Zündzeit-
punktes der einzelnen Entladungsstrecken der
beiden Steuergleichrichter 3 und .1 sind jeder
Anode zwei Steuergitter zugeordnet. Die
Anoden des Steuergleichrichters 3 besitzen
Steuergitter 2o und 21. Die entsprechenden
Anoden des Steuergleichrichters .1 besitzen
Steuergitter 22 und 23. Die Steuergitter 2o
des Steuergleichrichters 3 und die Steuer-
-itter 22 des Steuergleichrichters .I erhalten
eine Steuerspannung vori der Frequenz des
Drehstromnetzes i. Die Steuergitter 2o und
-2 sind zu dem Zweck an Transformatoren
13 und id. angeschlossen. Diese Transforniatonen werden über
weitere Transforma-
toren i i und 12 aus deni Drehstromnetz i
gespeist. Der Transformator i i ist dabei so
ausgebildet, daß die Amplitude der Spannung
regelbar ist, -,väliren-1 durch den Transforilia-
tor 12 die Phase geändert werden kann. In
der Verbinduiigsleitun- zwischen den Null-
punkten der Transformatoren 13 und 1I und
den zugehörigen Katboden der Gleichrichter
liegen noch Gleichstromquellen -ad. und 25,
durch die den Steuergittern in bekannter
Weise eine konstante Vorspannung erteilt
wird. Die Steuergitter 21 des Steuergleich-
richters 3 und die Gitter 23 des Gleichrich-
ters :I erhalten ihre Stetterspaniiung von einer
Wechselstromquelle 35 über einen Transfor-
mator 15, der als Regeltransformator aus-
gel>ilzlet sein kann. Die beiden Sekundär-
wicklungen des Transformators 15 sind,
ebenso wie die Sekundärwicklungen der
Transformatoren 13 und 14, einerseits an die
Kathoden der beiden Gleichrichter 3 und
und andererseits über Gitterwiderstände an
die Gitter 21 bzw. 23 angeschlossen.
Der Zündzeitpunkt der einzelnen Ent-
ladungsstrecken der Gleichrichter 3 und d
wird durch die den Steuergittern 2o und 21
bzw. 22 11111 23 Zugeführten Steuerspan-
nungen bestinfinit. Die Steuerspannung Von
der Frequenz des Netzes a 1iewirl;t eine Z.ün-
elung der Lichtbögen der Gleichrichter jeweils
einmal in einer Wechselstromperiode, vor-
ausgesetzt, daß die betreffende Anode ein
j@itic-es Potential gegenüber der Kathode
=1->e.4itzt. Die der Wechselstromquelle 35 ent-
rfie,liinene Steuerspannung wirkt als gemein-
@'stüne orspannung aller Steuergitter eines
Gleichrichters. Durch Veränderung dieser
Spannung kann der zeitliche Eintritt einer
Anodenlichtbogenzündung innerhalb eines
Pliasenwinkelbereiches von 18o° verändert
«-erden. Wenn die Wechselspannungen, die
den Steuergittern 21 und 23 durch den Trans-
formator 15 zugeführt «-erden, uni i8o° in
der Phase verschoben sind, so werden die
beiden Gleichrichter 3 und d. im Gegentakt ge-
steuert, und in dem Transformator 6 entsteht
eine Wechselspannung, deren Frequenz die
gleiche ist wie die Frequenz der die Gitter 21
und 23 steuernden Wechselspannung des
Netzes 35.
Die an das Wechselstromnetz 2 von der
Umfornieranordnung abgegebene Wechsel-
spannung ist in ihrer Höhe von dem Ver-
liältnis der Steuerspannungen abhängig, die
den Steuergittern 2o und 21 bzw. 22 und 23
zugeführt werden. Diese Abhängigkeit kann
durch Veränderung einer oder beider Steuer-
spannungen eingestellt werden, was im vor-
liegenden Falle durch Anzapfungen an' den
Transformator i i erreicht wird. Die Phasen-
lage der über den Transformator i i den
Steuergittern zugeführten Steuerspannungen
wird im allgemeinen gegenüber der Phasen-
lage der Spannung der zugehörigen Anoden
eine Nacheilung aufweisen müssen, am besten
von 18(-)', um für die von den Kathoden ab-
gegebenen N%"ecliselströme möglichst eine reine
Sinusforin zu erhalten.
Eine Regelung läßt sich auch dadurch her-
beiführen, daß die den Steuergittern 21 und
23 zugeführte Wechselspannung, d. h. die der
Wechselstromquelle 35 entnommene Span-
nung, geändert wird. Diese Steuerspannung
kann ihrer Amplitude nach oder auch ihrer
Phase nach verändert werden. Durch Ampli-
tudenänderung der Steuerspannung werden
die an das Netz 2 der Umformeranordnung
abgegebenen Blindströme nach Größe und
Richtung geregelt, während durch die Phasen-
änderung der Steuerspannung die an das
Netz 2 abgegebene Wirkleistung nach Größe
und Richtung geregelt wird.
Die Steuerspannung für die Gitter 21 und i
a3 kann auch unmittelbar dem Wechselstrom-
netz 2 entnommen werden für den Fall, daß
dieses Netz noch von einer Synchronmaschine
gespeist wird. Die besondere Wechselstrom-
quelle 35 ist darin entbehrlich.
Aus Vorstehendem ergibt sich, daß der
Zündzeitpunkt der einzelnen Anoden der bei-
den Steuergleichrichter 3 und ,4 sowohl durch Amplitudenänderung
als auch durch Phasenänderung der Wechselspannung regelbar ist, die den Steuergittern
zo und 21 bzw. 2z und 23 -zugeführt werden.In the drawing, the circuit of a frequency converter is shown as an embodiment of the invention, through which three-phase current of a given frequency is converted into single-phase current of lower frequency. Fig. I shows a Drelistrolnnetz i and a
Alternating current network 2, the voltages and
Have currents of different Fre @ -Iuenz. For
the uniforms of the styles are two
Control rectifier 3 and a, provided, cüe .:
finite their anodes to one: finite your \ etz '' @:
verbundtiien Transf @, rniator 5 lie, which
the usual for six-phase rectifiers
Has circuit. The primary winding
is in a triangle, the secondary winding 8 is there-
switched against in star. Dis cathodes of the
Rectifier doors 3 and 1 are to be
winding g of the trans-
forniators 6 connected, and the \ ullpuiikt
this winding is finite your star point the
Secondary winding S of the anode transformer
tors 5 connected.
For the purpose of controlling the ignition
point of the individual discharge paths of the
two control rectifiers 3 and .1 are each
Anode assigned to two control grids. the
Have anodes of the control rectifier 3
Control grids 2o and 21. The corresponding
Have anodes of the control rectifier .1
Control grids 22 and 23. The control grids 2o
of the control rectifier 3 and the control
-itter 22 of the control rectifier .I received
a control voltage before the frequency of the
Three-phase network i. The control grids 2o and
-2 are for the purpose of transformers
13 and id. connected. These transformations are carried out via further transforma-
gates ii and 12 from deni three-phase network i
fed. The transformer ii is like this
formed that the amplitude of the voltage
can be regulated -, väliren-1 through the Transforilia-
tor 12 the phase can be changed. In
the connection line between the zero
points of transformers 13 and 1I and
the associated Katboden of the rectifier
are still direct current sources -ad. and 25,
through which the control grids in familiar
Way given a constant bias
will. The control grid 21 of the control equalization
judge 3 and the grid 23 of the rectifier
ters: I get their steady stress from one
AC power source 35 via a transformer
mator 15, which is designed as a regulating transformer
gel> ilzlet can be. The two secondary
windings of the transformer 15 are,
as well as the secondary windings of the
Transformers 13 and 14, on the one hand to the
Cathodes of the two rectifiers 3 and
and on the other hand via grid resistors
the grids 21 and 23 respectively connected.
The ignition point of the individual
charge paths of the rectifier 3 and d
is controlled by the control grids 2o and 21
or 22 11111 23 Control panel supplied
calculations bestinfinit. The control voltage of
the frequency of the network a 1iewirl; t a Z.ün-
elution of the arcs of the rectifiers
once in an alternating current period, before
exposed that the anode in question
j @ itic-es potential towards the cathode
= 1-> e.4itzt. The alternating current source 35
rfie, line control voltage acts as a common
@ 'Stüne tension of all control grids one
Rectifier. By changing this
Tension can be the timing of a
Anode arc ignition within one
Plias angle range changed from 18o °
"-earth. When the AC voltages that
control grids 21 and 23 through the
formator 15 fed «-grounds, uni i8o ° in
the phase are shifted, the
two rectifiers 3 and d. in push-pull
controls, and in the transformer 6 arises
an alternating voltage, the frequency of which is the
is the same as the frequency of the gratings 21
and 23 controlling AC voltage of the
Network 35.
The to the AC network 2 from the
Forming arrangement issued change
The amount of tension depends on the tension
Liältnis the control voltages dependent, the
the control grids 2o and 21 or 22 and 23
are fed. This dependency can
by changing one or both tax
voltages can be set, which is
lying trap by taps at 'the
Transformer ii is reached. The phase
position of over the transformer ii the
Control voltages supplied to control grids
is generally compared to the phase
position of the voltage of the associated anodes
lagging behind, ideally
of 18 (-) 'in order for the
given N% "eclisel currents as pure as possible
Get Sinusforin.
A regulation can also be made in this way.
cause that the control grids 21 and
23 AC voltage supplied, ie that of the
AC power source 35 removed voltage
tion, is changed. This control voltage
can be according to their amplitude or also their
Phase after being changed. By ampli
change of the control voltage
to the network 2 of the converter arrangement
output reactive currents according to size and
Direction, while the phase
Change of the control voltage to the
Network 2 active power output according to size
and direction is regulated.
The control voltage for the grids 21 and i
a3 can also be directly connected to the alternating current
network 2 can be taken in the event that
this network still from a synchronous machine
is fed. The special alternating current
source 35 can be dispensed with.
From the above it follows that the
Ignition timing of the individual anodes of the two
the control rectifier 3 and 4 can be regulated both by changing the amplitude and by changing the phase of the alternating voltage which are fed to the control grids zo and 21 or 2z and 23.