DE734463C - Einrichtung zur strom- oder spannungsabhaengigen Regelung von gittergesteuerten Gleichrichtern auf konstanten Strom oder konstante Spannung - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Strom- oder spannungsabhängigen Regelung von gittergesteuerten Gleichrichtern auf konstanten Strom oder konstante Spannung Es ist bekannt, zur Konstanthaltung des Stromes oder der Spannung von Gleichstromschaltanlagen, . d:e von gittergesteuerten Gleichrichtern gespeist werden, in die Gittersteuerkreise des Gleichrichters eine strom-oder spannungsabhängige Regelspannung einzufügen, die bei Strom- oder Spannungsänderungen eine fast trägheitslose Regelung der Gleichrichterspannung in dem Sinne bewirkt, daß der Belastungsstrom des Gleichrichters oder dessen Spannung praktisch konstant gehalten werden.
• Bei der Strom- oder spannungsabhängigen Regelung wird die Abweichung des Stromes oder der Spannung vorn Sollwert um so kleiner, je größer die Änderung der in die Steuerkreise eingeführten Regelspannung gegenüber der Änderung des Stromes oder der Spannung des Gleichrichters ist, d. h. je steiler die Stromspannungscharakteristik des Gleichrichters verläuft. Eine strorn- oder spannungsabhängige Regelung des Gleichrichters ist in bekannter Weise dadurch möglich, daß einer siriusförmigen oder durch Drosseln in den Gitterzuleitungen verzerrten Gitterwechselspannung eine Strom- oder spannungsabhängige Regelgleichspannung überlagert wird. Diese Regelgleichspannung kann durch Einfügen eines Widerstandes in den vom Hauptstrom durchflosseneu Gleichstromkreis vom Hauptstrom selbst erzeugt werden. Wenn es sich aber um größere Gleichrichterströme handelt, so erreichen die in diesem Widerstand zu vernichtenden Energien erhebliche Werte, so daß aus wirtschaftlichen Gründen die Regelspannung nicht zu hoch gewählt werdrn kann und damit auch größere Abweichungen des Strom- oder Spannungswertes vorn Sollwert zugelassen werden müssen. Weiter ist es möglich und bekannt, den Primärstrom des Gleichrichtertransformators über Stroin wandler und Hilfs- Bleichrichter in einen dein Hauptgleichrichter proportionalen Gleichstrom umzuformen und die durch diesen an dein Widerstand erzeugte Spannung in die Steuerkreise des Hauptgleichrichters als stromabhängige Regelspannung ein-r_tifü-en. Die Größe dieses Widerstandes, auf den die Stromwandler über den Hilfsgleichrichter arbeiten, ist den den Gittern vorgeschalteten Widerständen proportional, und somit steht auch bei konstanter Regelspannung die Regelleistung in einem bestimmten Verhältnis zur Gitterleistung des Hauptgleichrichters. U m eine hohe Regelspannung erzeugen zu können, müssen die Stromwandler mit liolien Aniperewindungsz_ahlen und großem Eisenquerschnitt ausgeführt «-erden, was zu großen Abmessungen der Stromwandler führt, so dall aus wirtschaftlichen Gründen auch in diesem Fall der Größe der Regelspannung Grenzen gesetzt sind und damit mehr oder weniger große Abweichungen des Strom- oder Spannungswertes vom Sollwert zugelassen werden müssen.
• Gegenstand der Erfindung ist nun eine Einrichtung zur stroin- oder spannungsabhängigen Regelung von gittergesteuerten Gleichrichtern auf konstanten Strom oder konstante Spannung, bei der einer sinusförmigen Gitterwecliselspamiung eine Strom- oder spannungsabhängige Regelgleichspannung überlagert wird, bei welcher erfindungsgemäß der die veränderliche stroni-oder spannungsabhängige Regelgleichspannung liefernde Hilfsgleichrichter mit Steuergittern ausgerüstet ist, in deren Gitterkreis eine Steuerspannung eingeführt wird, die voin Strom oder der Spannung des zu regelnden Gleichrichters abhängig ist und die sich einer vom Primärnetz gelieferten Wechselspannung überlagert.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeien t' der Erfindung schematisch dargestellt.
• Der Hauptgleichrichter i wird aus dem Wechselstromnetz 2 über den Transformator 3 gespeist. Den den Anoden .l zugeordneten Gittern 5 wird über Vorwiderstände 6 aus dem Gittertransformator 8 eine Gitterwechselspannting aufgedrückt, der über Vorwiderstände 7~ die vom Hilfsgleichrichter io erzeugte, am Widerstand 9 liegende Gleichspannung überlagert wird. Die Gitter i i des 1iilfsgleichrichters io erhalten über Vorwiderstände l2 vom Transformator 13 her eine Gitterwechselspannung, welcher sich die ain Widerstand rd. liegende Regelspannung F_,. überlagert, die vorn Strein oder der Spannung des Gleichstromnetzes 15 abhängig ist.
• Da die Regelleistung einerseits durch die Höhe der Regelspannung und anderseits durch den der Gitterleistung des Gleichrichters l)i*ezl)ortionalen, die Regelspannung erzeugenden Regelstrom bestiinlnt ist, so ist infolge der für den Hilfsgleichrichter erforderlichen geringeren Gitterleistung die Regelleistung wesentlich geringer als bei direkter Einfügung der stromabhängigen Regelspannung in die Steuerkreise des Hauptgleichr:cliters, dessen Gitterleistung wesentlich höher ist als die des ilfsgleichrichters.
• Uni den schädlichen Einfluß der in der vorn gesteuerten Hilfsgleichrichter gelieferten lZegelspannung vorhandenen Ober«-ellen auf die Gittersteuerung des zu steuernden Gleichrichters zu beseitigen, werden in den Gitterzuleitungen zu diesem Gleichrichter Drosseln 16 angeordnet, die durch den über sie fließenden Strom gesättigt werden. Die Drosseln erfahren während der negativen Halbwelle der Gitterspannung eine L minagnetisierung und durchlaufen in der nächsten positiven Halbwelle wieder die gleiche Fluränderung. Die Fläche, die von der Drossel aus der durch die stromabhängige Regelspannung verschobenen positiven Halbwelle herausgeschnitten wird; ist der durchlaufenden Fluxänderung proportional und stets gleich. Bei einer Verschiebung des positiven Gitterpotentials gegenüber der Kathode durch die Strom- oder spannungsabhängige Regelspannung findet infolge der stets gleichen von den Drosseln herausgeschnittenen Fläche eine zeitliche Verschiebung des steil ansteigenden Gitterimpulses und damit wie bei sinusföriniger Gitterspannung eine Spannungsregelung des zu steuernden Gleichrichters statt.
• Eine Gleichmäßigkeit in der Beeinflussung aller Gitterziindimpulse durch überlagerte Oberwellen kann dadurch erzielt iverdeli, daß die Breite der von der Drossel herausgeschnittenen Fläche ungefähr gleich einem ganzen Vielfachen der Periodendauer der äberlagerten Oberwelle gewählt wird.
• Die Steilheit des Anstieges der Gitterspannung ist bedingt durch den Verlauf der 1lagnetisierungscharakteristik oberhalb des Knickpunktes des für die Drossel verwendeten 'Materials. In dieser Hinsicht verhalten sich Nickelcisenlegierungen mit ihrer bekannten großen Permeabilität am günstigsten und werden deshalb als Kernmaterial verwendet.
• Für je zwei um i"o'= versetzte Phasen der Gittersteuerung kann eine Drossel mit zwei getrennten einander entgegengeschalteten Wicklun-en verwendet werden. Die L"niinagnetisierung der Drossel geschieht hierbei ; jeweils durch die Gegenphase.
• Bei Steuerungen, die nicht trägheitslos zti arbeiten brauchen, kann die Hilfsgleichrichterspannung durch Drosseln und Kondensatoren :n bekannter Weise geglättet werden. 1 Uni niit dieser stromabhängigen Gitter-@tettl'1111 Spannungscharaktel-:stlken zti ei'-halten, die erst bei einem bestimmten Wert des vom gesteuerten Gleichrichter gelieferten Gleichstromes eine mit dem Strom abfallende Spannungscharakteristik haben, können Mittel vorgesehen sein, durch die der Hilfsgleichrichter so gesteuert wird, daß eine Regelung der Hilfsgleichrichterspannung erst bei diesem bestimmten Stromwert einsetzt.
• Der Vorteil der Einrichtung gemäß der Erfindung besteht darin, daß die aus dem Netz auf der Primär- oder Sekundärseite des Hauptgleichrichters entnommene Regelleistung wesentlich kleiner gehalten werden kann. Bei geringeren Verlusten und besserem Wirkungsgrad können auch die Übertragungsorgane wie Stromwandler und Gleichrichterventile für die Regelspannung kleiner ausgelegt werden. Außerdem ist es möglich, mit an sich geringen Verlusten eine steiler abfallende Stromspannungscharakteristik zu erreichen, so daß der Strom oder die Spannung in kleinen Grenzen konstant gehalten werden kann. Dies ist besonders erforderlich bei Belastungsarten mit plötzlichen und großen Änderungen des Belastungswiderstandes, die eine fast träglreitslose Regelung erfordern. Durch die Verwendung der Drosseln zur Beseitigung des Oberwelleneinflusses des Hilfsgleichrichters ergibt sich als weiterer Vorteil, daß infolge des steilen Gitterspannungsanstieges trotz der Welligkeit einer der Gitterwechselspannung überlagerten strom- oder spannungsabhängigen Regelspannung bei verschiedenen Zündspanungen der Gitter eine zeitlich gleiche Zündung parallel brennender Gitter und Anoden erfolgt. Eine ungleiche Anodenstromaufnahme, die zu Überlastungen einzelner Anoden und Störungen führen kann, wird dadurch vermieden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur strorn- oder spannungsabhängigen Regelung von gittergesteuerten Gleichrichtern auf konstanten Strom oder konstante Spannung, bei welchen einer sinusförmigen Gitterwechselspannung eine Strom- oder spannungsabhängige Regelgleichspannung überlagert wird, unter Verwendung von Hilfsgleichrichtern, dadurch gekennzeichnet, daß der die veränderliche Strom- oder spannungsabhängige Regelgleichspannung liefernde Hilfsgleichrichter mit Steuergittern ausgerüstet ist, in deren Gitterkreis eine Steuerspannung eingeführt wird, die vorn Strom oder der Spannung des zu regelnden Gleichrichters abhängig ist und die sich einer vom Primärnetz - gelieferten Wechselspannung überlagert. a. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in die Wechselstrom-Gitterzuleitungen zu dem zu steuernden Gleichrichter in an sich bekannter Weise gesättigte Drosselspulen eingeschaltet sind. 3. Einrichtung nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichspannung des Hilfsgleichrichters durch Kondensatoren und Drosselspulen in an sich bekannter Weise geglättet wird. ,4. Einrichtung nach Anspruch i .bis 3, dadurch gekennzeichnet, da.ß Mittel vorgesehen sind, durch die der Hilfsgleichrichter bis zu einem einstellbaren Wert des vom zu steuernden Gleichrichter gelieferten Gleichstromes übersteuert ist, so daß erst bei größeren Werten des Hauptstromes eine Regelung des Hilfsgleichrichters und damit auch des Hauptgleichrichters stattfindet. Einrichtung nach Anspruch ?, dadurch gekennzeichnet, daß für die Drosselkerne Nickeleisenlegierungen verwendet werden. 6. Einrichtung nach Anspruch a und 5, dadurch gekennzeichnet, daß für je zwei um i8o° versetzte Phasen der Gittersteuerung eine Drossel mit zwei getrennten einander entgegengeschalteten Wicklungen verwendet wird.