DE728294C - Einrichtung zum Hochfahren von Gleichspannungen - Google Patents

Description

• Einrichtung zum Hochfahren von Gleichspannungen Die Erfindung bezieht -sich auf eine Einrichtung zum Hochfahren von Gleichspannungen, die insbesondere dort angewendet werden soll, wo zur Erzeugung der Gleichspannung ungesteuerte Quecksilberds:mpfgleichrichter verwendet werden.
• Es ist bei Stromversorgungsanl.agen, die mit gittergesteuerten Quecks-i.lberdampfgleichrichtern arbeiten, bekannt, den von den Gleichrichtern abgegebenen Strom und damit die Spannung durch Verschieben des Zündzeitpunktes .des Gleichrichters zu regeln. Bei ungesteuerten Ouecksilberdampfgleichrichtern ist eine Spannungsregelung nur durch Verwendung von Regeltransformatoren möglich.
• Die erfindungsgemäße Regeleinrichtung ist insbesondere für diese urgesteuerten Gleichrichter entwickelt und ermöglicht bei vorhandenen Anlagen mit ung esteuerten Gleichrichtern einen nachträglichen Einbau einer Spannungsregelung, so daß auch .diese Anlagen die Vorzüge der mit gittergesteuerten Gleichrichtern arbeitenden erhalten können. Auch kann man bei Neuanlagen, die regelbare Gleichspannungen abgeben sollen, die erfindungsgemäße Einrichtung anwenden und erzielt damit eine wesentliche Verbilligung der Anlage, da man nur ein gesteuertes Gleichrichterrohr zu verwenden braucht und die den Gleichstromerzeugenden Gleichrichter ungesteuert ausführen kann.
• Es ist bereits eine Einrichtung zum Hochfahren von Gleichspannungen, insbesondere von durch ungesteuerte Gleichrichter erzeugten hochgespannten Gleichströmen bekannt, bei welcher zwischen dem Gleichspannungserzeuger und dem Verbraucher, vorzugsweise vor der Siebkette, :ein vom Verbraucherstrom durchflossener gesteuerter gas- oder dampfgefüllterStromrichter eingeschaltet ist, dessen Entladung durch eine Steuereinrichtung periodisch derart gezündet und gelöscht wird, daß .die Zeitspanne zwischen Zünden und Löschen von Null an stetig zunimmt. Die Steuereinrichtung hierfür arbeitet mit zwei auf einer Welle gegeneinander verdrehbar angeordneten Kollektoren. Die Welle wird von einem Motor angetrieben. Der eine Kollektor steuert die Zündung .des Entladungsgefäßes und der andere Kollektor schaltet den Löschkondensator ein. Dadurch, daß .die Kollektoren :gegeneinander verdrehbar ,auf der Welle angeordnet sind, läßt sich die Zeitspanne zwischen Zündzeitpunkt und Löschzeitpunkt verändern. Diese Steuereinrichtung hat jedoch rlen Nachteil, daß mechanisch bewegte Teile, clie einer ständigen Wartung bedürfen, verwendet werden und daß ein besonderer Motor zum Antrieb der Welle vorgesehen sein muß.
• Erfindungsgemäß wird nun bei einer solchen Einrichtung das Löschen des von dein Verbraucherstrom durchflossenen Gleichrichters durch eine periodisch zwischen Anode und Kathode dieses Gleichrichters wirksam «-erdende Gegenspannung, die die Spannung, an dein Stromrichter umkehrt, bewirkt. Das periodische Anlegen dieser Gegenspannung an den vom Verbraucherstrom durchflossenen Stromrichter erfolgt durch einen gesteuerten Stromrichter, der mit der gleichen Frequenz wie der die Anzahl der Zündungen je Sekunde bestimmende Steuertransformator unter Zwischenschaltung eines Phasenschiebers gesteuert wird, so daß der Abstand zwischen Zündzeitpunkt und Löschzeitpunl@t veränderbar ist.
• Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher beschrieben werden. Die Abb. i zeigt eine erfindungsgemäße Einrichtung, die die in der Abb. 2 dargestellten Gleichstromimpulse erzeugt. In der Abb. i stellt i einen unge.steuerten Gleichrichter dar, der über das aus .der Drossel 2 und dein Kondensator 3 bestehende Siebglied die Last :1 ., z. B. eine Senderöhre, speist. In den Verbraucherstromkreis ist zwischen den Gleichrichter i und das Siebglied ein :gittergesteuerter Quecksilberdampfgleichrichter 5 geschaltet. Das Gitter dieses Gleichrichters ; erhält über einen Strombegrenzungswiderstand 6 aus der Gleichspannungsquelle 7 eine negative Vorspannung. Sein Gitterkreis wird durch die Sekundärwicklung des Steuertransformators 8 geschlossen, dessen Primärwicklung eine Steuerw.echselspannung der gewünschten Frequenz, vorzugsweise einer höheren Frequenz als die Netzfrequenz, zugeführt wird. Diese Frequenz bestimmt die Anzahl der Zündungen des Gleichrichters 5 pro Sekunde. Da dieser Gleichrichter mit reinem Gleichstrom gespeist wird, würde nach der ersten Zündung die Entladung nicht mehr erlöschen. Urn eine Löschung der Entladung dieses Gleichrichters herbeizuführen, muß bekanntlich seine Anodenspannung kurzzeitig auf den Wert Null gebracht werden, was erfindungsgemäß durch Anlegen einer Gegenspannung an Anode und Kathode, .die den Spannungsabfall an diesem Gleichrichter kompensiert oder seine wirksame Anodenspannung negativ werden läßt, erreicht wird. Dies geschieht auf folgende Weise: Zunächst wird, und zwar vorzugsweise aus dein Wechselstromnetz über einen Transformator 9, einen urigesteuerten Gleichrichter io und einen Strombegrenzungswider-

  stand ii, an dem Ladekondensator 12 die als

  Gegenspannung dienende Gleichspannung er-

  zeugt, deren positiver Pol mit der I`atliode

  des Gleichrichters 5 verbunden ist. Die Zu-

  führung der Gegenspannung zur Anode des

  Gleichrichters 5 geschieht über einen wüiter.-ii

  gitterbesteuerten Gleichrichter 13, dessen Git-

  ter negativ vorgespannt und aus einem Pha-

  senschieber über einen Transformator 15 mit

  der gleichen Frequenz wie der Steuertransfor-

  inator 8 gespeist wird. lin Augenblick des

  Anlegeas dieser Gegenspannung erlischt die

  Entladung des Gleichrichters 5, da seine wirk-

  same Anodenspannung negativ wird. Der

  Löschzeitpunkt kann durch den Phasenschie-

  ber 1q. verändert werden, und auf diese Weise

  ist es möglich, die Zeitspanne zwischen Zünd-

  zeitpunkt und Löschzeitpunkt und damit die

  Breite der Gleichstromimpulse zu veränclürn.

  Will man nun mit dieser Einrichtung eine

  Spannung hochfahren, so stellt inan den Pha-

  senschieber zunächst so ein, dah die Breite der

  Gleichstromimpulse sehr schmal ist. Durch

  Drehen des Phasenschiebers von Hand oder

  mittels eines Motors oder durch andere zur

  Phasenverschiebung geeignete Mittel l;aiiii

  man nun die Impulse immer breiter wr,Ien

  lassen, so daß die Zwischenräume zwischen

  den einzelnen Impulsen immer kleiner werfleti

  und diese allmählich ineinander übergleli:fi.

  Ie breiter die Impulse werden, urn so höhE_r

  steigt die Spannung U am Verbraucher an.

  Dieser Spannungsverlauf ist in Abb. 2 in Ab-

  hängigkeit von der Zeit t dargestellt. Man

  erkennt aus der Abbildung, daß die Abstände

  der Zündzeitpunkte, die durch die Einschalte-

  zeiten t,j" bestimmt «-erden, das sind jene

  Abstände, die durch die Frequenz der von dein

  Steuertransformator 8 übertragenen Steuer-

  wechselspa,nnungf@e@stgel@egt sin d, sämtli ch g1 eich`

  groß:sind, während die Abschaltezeitent"I, durch

  den Phasenschieber 14 variabel sind und beim

  Hochfahren immer später einsetzen und da-

  durch die Gleichstromitapulse immer breiter

  werden. Wenn die Gleichstro-inimpulse eitre

  bestimmte Breite erreicht haben, kann man

  durch Abschalten des Phasenschiebers und de:

  Steuertransformators 8 den Zünd- und Lösch-

  vorgang still.e"ei-i, und der Gleichstrom fließt

  konstant weiter. Durch die zwischen dieser

  Regeleinrichtung und dein Verbraucher anrie-

  ordnete Siebkette werden die Impulse so weit

  verflacht, daß, abgesehen von einer geringen

  Welligkeit, die Spannung am Verbraucher

  den in der Abb. 2 durch die punktiert rezeicli-

  nete Linie wiedergegebenen Verlauf in Ab-

  hängigkeit von der Zeit hat, also ein allniäli-

  fiches Ansteigen der Gleichspannung am Ver-

  braucher in Abhängigkeit von der Änderungs-

  Yeschwincligkeit des Phasenschiebers 14. statt-

  hn det.

  Die Abb.3 zeigt eine Schaltung, die derjenigen der Abb. i bis auf .einen Auslösetransformator 16 und einen Regler 17 gleich ist und die gleichen Bezugszeichen wie Abb, i besitzt. Diese Schaltung ermöglicht neben dein Hochfahren einer Gleichspannung gleichzeitig eine Schnellabschaltung derselben bei Kurzschlüssen. Die Primärwicklung des Auslösetransformators 16, die zwischen Siebkette und Verbraucher angeordnet ist, wird von denn gesamten Verbraucherstrom durchflossen, und die Sekundärwicklung dieses Auslösetransforinators liegt über einen Regler 17, mit dem die Empfindlichkeit der Schnellabschaltung einstellbar ist, im Steuerkreis des Gleichrichters 13. Wie weiter oben bereits erwähnt, schaltet man, wenn die Gleichspannung hochgefahren ist, den Phasenschieber 14. und den Steuertransformator 8 ab, so daß das Gitter des Gleichrichters 5 und das des Gleichrichters 13 eine konstante negative Vorspannung erhält. Durch den Auslösetranssformator 16 wird dann durch den plötzlichen Stromanstieg bei einem Kurzschluß dem Gitter des Gleichrichters 13 ein Spannungsstoß zugeführt und damit für einen Augenblick eine positive Gittervorspannunsg erzeugt, wodurch der Gleichrichter zündet und die Gegenspannung von dem Kondensator 1 2 an .den Gleichrichter 5 gelangt und dessen Entladung zum Erlöschen bringt, womit die Abschaltung des Kurzschlusses vollzogen ist. Eine Neuzündung des Gleichrichters 5 kann dann nicht :hehr erfolgen, da dieser negativ vorgespannt ist. Da in dem ganzen Abschaltvorgang nur lonenrelais wirksam sind, arbeitet diese Abschaltung der Gleichspannung praktisch träglieitslos und kann so eingestellt werden, daß sie bereits bei geringen Überströmen stattfindet und der volle Kurzschlußstrom gar nicht erst zum Fließen kommt. Nach Beseitigung des Kurzschlusses kann .dann durch Einschalten des Phasenschiebers 14. und des Steuertransformators 8 und mittels des Phasenscliiebers die Gleichspannung wieder hochgefahren werden. .
• Es ist keineswegs erforderlich, gerade die Abschaltzeiten iw veränderlich zu machen, genau so gut kann man die Abschaltzeiten konstant halten und die Einschaltzeiten 'verändern. Hierzu ist nur erforderlich, den Phasenschieber 14. an dem Steuertransfor- j inator 8 anzuordnen.
• Statt der in den Abbildungen dargestellten gittergesteuerten Quecksilberdampf-Glüh- E kathoden-Gleichrichter können auch andere steuerbare gas- oder dampfgefüllte Stromrichter Verwendung finden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zum Hochfahren von Gleichspannungen, insbesondere von durch ungesteuerte Gleichrichter erzeugten hochgespannten Gleichströmen, bei welcher zwischen dem Gleichspannun:gserzeuger und dem Verbraucher, vorzugsweisse vor der Siebkette, ein vom Verbraucherstrom durchflossener gesteuerter gas- oder dampfgefüllter Stromrichter eingeschaltet ist, dessen Entladung durch eine Steuereinrichtung periodisch derart gezündet und gelöscht wird, daß die Zeitspanne zwischen Zünden und Löschen von Null an stetig zunimmt; dadurch gekennzeichnet, daß das periodische Löschen des von dem Verbraucherstrom durchflossenen, von einem Steuertransformator (8) periodisch gezündeten Gleichrichters (5) durch eine pzriodisch zwischen Anode und Kathode dieses Gleichrichters wirksam werdende Gegenspann.nung (.Kondensator 12), die die Spannung an .dem Stromrichter umkehrt, erfolgt und das periodische Anlegen dieser Gegenspannung an den vom Verbraucherstrom durchflossenen Gleichrichter durch einen gesteuerten Stromrichter (i3)_ erfolgt, der mit der gleichen Frequenz wie der die Anzahl der Zündungen je Sekunde bestimmende Steuertransformator(8) unter Zwischenschaltung eines Phasenschiebers (14) gesteuert wird, so daß der Abstand zwischen Zündzeitpunkt und Löschzeitpunkt veränderbar ist.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuertransformator ( 8) mit 2; etzfrequenz, vorzugsweise aber mit einer höheren Frequenz .als .der Netzfrequenz gespeist wird.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, die auch zumSchnellabschalten derGleichspannung bei Kurzschlüssen im Verbraucherkreis verwendet werden soll, dadurch gekennzeichnet, daß im Gitterkreis des die Löschung der Entladung des Gl-eichricliters (5) bewirkenden Stromrichters (13) ein Auslösetransforinator (16) vorgesehen ist, dessen Primärwicklung von dem gesamten Verbraucherstrom durchflossen wird und zwischen Siebkette und Verbraucher angeordnet ist. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansprechempfindlichkeit durch einen Regler (i7), auf den die Sekundärwicklung des Auslösetransformators (16) arbeitet, einstellbar ist.