DE738213C - Stromrichteranordnung fuer hohe Gleichspannungen - Google Patents

Stromrichteranordnung fuer hohe Gleichspannungen

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DE738213C
DE738213C DEL95827D DEL0095827D DE738213C DE 738213 C DE738213 C DE 738213C DE L95827 D DEL95827 D DE L95827D DE L0095827 D DEL0095827 D DE L0095827D DE 738213 C DE738213 C DE 738213C
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DE
Germany
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discharge
phase
voltage
discharge paths
arrangement
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Expired
Application number
DEL95827D
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English (en)
Inventor
Dipl-Ing Heinz Puppe
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AEG AG
Original Assignee
AEG AG
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Publication date
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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/006Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output using discharge tubes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

  • Stromrichteranordnung für hohe .Gleichspannungen " Bei den üblichen Gleich- oder Wechselrichtern, die mit gesteuerten Entladungsstrecken als Schalteinrichtung arbeiten, ist es normalerweise nicht möglich; eine Leistungsübertragung bei beliebig hohen Gleichspannungen vorzunehmen, da die einzelnen Entladungsstrecken nicht für beliebig hohe Sperrspannungen gebaut werden können. In solchen. Fällen wird es daher notwendig, die auftretenden Beanspruchungen auf mehrere im wesentlichen hintereinandergeschaltete Entladungsstrecken zu verteilen. Hierfür sind biereits verschiedene Lösungen angegeben worden.
  • Eine Möglichkeit besteht nach Abb,. i z. B. darin, auf einem Transformator i o sekundärseitig mehrere dreiphasige Wicklungen ioi, toi, 301; 102, 202, 302 vorzusehen, die mit je drei Entladungsstrecken i 1, 21, 31; 12, 22, 32 einen Teilstromrichter bilden, wobei die einzelnen Teilstromrichter gleichspannungsseit;g in Reihe geschaltet sind. Diese Anordnung hat jedoch den Nachteil, daß beim Auftreten ein-er Rückzündung oder allgemein einer Fehlzündung ineiner einzigen Entladungsstrecke hohe Kurzschlußströme auftreten können, die,eineAbschaltungerforderlich machen. Durch den hohen Kurzschlußstrom, der durch eine Störung, beispielsweise der Entladungsstrecke i i, auftritt, wird bei dieser Anordnung verhindert, daß die Entladungsstrecke 12 spannungsmäßig stark überbeansprucht wird; denn gleichzeitig mit dem Zusammenbruch der Spannung an der Wicklung i o i geht auch die. Spannung an der Wicklung zog stark zurück.
  • Zur Vermeidung der Nachteile dieser Anordnung ist schon vorgeschlagen worden, die Teilstromrichter wie in Abb. 2 mit getrennten Transformatoren 1o, 20, 30; 1o', 20', 30' auszurüsten, die primärseitig in Reihe geschaltet sind. Eine derartige Primärverkettung verhindert im Falle einer Fehlzündung einer Entladungsstrecke die Ausbildung größerer Fehlerströme. Die falsch gezündete Entladungsstrecke kann dann nur einen Strom von der Größenordnung der Magnetisierungsströme führen, während die zusammengebrochene Spannung der fehlgezündeten Entladungsstrecke von den übrigen normal arbeitenden Entladungsstrecken der gleichen Phase zu gleichen Teilen zusätzlich übernommen wird. Der Betrieb bleibt also ohne Kurzschlußwirkungen aufrechterhalten. DieseAnordnung arbeitet aber im Wechsel'richt:erbetrieb nicht ohne weiteres sicher, da der kleine Fehlerstrom hierbei stärker stört, indem er die vollständigen Kommutierungen anderer Phasen in ihrem Ablauf behindert, wodurch der Wechselrichter kippt. Das Kippen läßt sich zwar mit Hilfe verschiedener, für diesen Zweck vorgeschlagener Steuerverfahren vermeiden, die :entweder auf einer verfrühten Freigabe anderer Entladungsstrecken im Störungsfall oder auf einer zusätzlichen Sperrung anderer Entladungsstrecken beruhen. Diese Hilfslösungen haben aber, abgesehen von der durch die erforderlichen Steuereingriffe hervorgerufenen Komplikation, den Nachteil, daß im Störungsfall einzelne Entladungsstrecken den Laststrom während eines verhältnismäßig langen Zeitabschnittes führen müssen, so daß sich unter Umständen infolge dieser überlastung eine neue Störung anschließen kann. Außerdem weicht der Wechselstrom kurzzeitig von der normalen Form ab.
  • Als eine weitere Möglichkeit zur Leistungsumformung bei hohen Gleichspannungen wurde vorgeschlagen, einen Transformator mit nur einem sekundären Wicklungssystem für die Gesamtspannung vorzusehen, an den an Stelle der :einzelnen Entladungsstrecken jeweils mehrere hintereinandergeschaltete Entladungsstrecken angeschlossen sind. Die Schaltung dieser Anordnung ist in Abb. 3 für jeweils zwei in Reihe geschaltete Entladungsstrecken 11, 12; 21, 22; 31, 32 dargestellt. Bei einer Fehlzündung ;einer Entladungsstrecke wird hierbei eine Kurzschlußwirkung vermieden, solange das in Reihe liegende zweite Gefäß die dann auftretende höhere Spannurig sicher aufnehmen kann. Die Schaltung arbeitet auch als Wechselrichter unter der genannten Voraussetzung bei: Fehlzündung einer Entladungsstrecke störungsfrei, ohne daß dazu noch irgendwelche Hilfsmaßnahmen notwendig sind.
  • Während jedoch bei den obengenannten Schaltungen nach Abb. i und 2, bei denen die einzelnen vollständigen Teilstromrichter gleichstromseitig hintereinandergeschaltet sind, die gleichmäßige Aufteilung der Spannungsbeanspruchung auf die Entladungsstrekken im ungestörten Betrieb ohne besondere Maßnahmen sichergestellt ist, muß bei der Schaltung nach Abb.3 die gewünschte Aufteilung der Sperrspannung auf die in Reihe geschalteten Entladungsstrecken durch die zusätzlichen Spannungsteiler q., 5 und 6 erzwungen werden. Da diese Widerstände in den Sperrzeiten der Entladungsstrecken dauernd unter Spannung liegen, müssen die Spannungsteiler für eine verhältnismäßig hohe Leistung ausgelegt werden, wobei natürlich unerwünschte Verluste auftreten.
  • Die vorliegende Erfindung erreicht nun die Sicherheitswirkung der in den Abb. 2 und 3 dargestellten Schaltungen mit einem einfachen Transformator wie in Abb. i, ohne daß dabei im Falle einer im Wechselrichter auftretenden Störung die zusätzlichen Steuermaßnahmen wie bei der Anordnung nach Abb. 2 und die Anwendung hochbelastbarer Widerstände, wie in der Schaltung 3, notwendig sind.
  • Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgedankens ist in Abb, q. dargestellt. Der übersichtlichkeit ;halber ist dort nur eine der Primärphasen gezeichnet. Jeder Teilstromrichter besteht dabei aus den Wicklungen i o i, 2o i, 301 bzw. io2, 2o2, 3o2 und den Entladungsstrecken 11, 21, 31 bzw. 12, 22, 32. Abweichend von der Anordnung nach Abb. i sind hierbei die Kathoden der Entladungsstrecken innerhalb eines Teilstromrichters jedoch nicht zusammengefaßt, sondern über die Sternschaltung der Widerstände 71 miteinander verbunden.
  • Die Wirkungsweise der Anordnung nach Abb. 4. ist folgende: Im normalen Betrieb führen z. B. die Entladungsstrecken 11, 12 gleichzeitig den Gleichstrom. Da die Wicklungen i o i und i o2 gleiche Teile der gesamten Gleichspannung liefern, sind die Spannungen an den gesperrten Entladungsstrecken 201, 2o2 bzw. 301, 302 der beiden übrigen Phasen einander gleich. Die Spannungsaufteilung auf die gesperrten Entladungsstrecken erfolgt also in ,ähnlicher Weise wie bei der Schaltung nach Abb. i. Bei der Kommutierung werden die Entladungsstrecken 11, 12 dann von den Entladungsstrecken 21, 22 der nächsten Phase abgelöst.
  • Beim Auftreten einer Störung hat die Schaltung eine vollwertige Sicherheitswirkung, Nehmen wir beispielsweise an, daß die Entladungsstrecke i i während der Sperrzeit der Phase i fehlerhaft zündet, dann kann sich der Fehlerstrom nur über den Widerstandsstern 71 schließen, wobei eine Potentialverlagerung an den Widerständen 71 auftritt. Bei entsprechender Bemessung der Widerstände bleibt dabei der Fehlerstrom in ungefährlichen Grenzen. Trotzdem tritt aber, ähnlich wie bei der Anordnung nach Abb. i, ein gewisser Zusammenbruch der Spannungen der betreffenden Phase ein, so daß die Spannungsbeanspruchung der gesunden Entladungsstrecken der gleichen Phase nicht wesentlich über die normale Beanspruchung hinausgeht.
  • In Abb. 5 sind an Stelle von zwei Teilstromrichtern nach dem gleichen Schemawie in Abb. q. drei Stufen vorgesehen. Da ergibt sich zunächst der Nachteil, daß bei einem fehlerhaften Durchbruch der Entladungsstrecke ii die hierdurch verursachte Spannungserhöhung allein von der Entladungsstrecke 12 zusätzlich übernommen werden muß, weil sich zwar die Potentiale des Widerstandssternes 71 verlagern, nicht jedoch das Potential des Sternes 72. Es wäre jedoch wünschenswert, wenn .sich diese überspannung auf die beiden. gesunden Entladungsstrecken 12 und 13 verteilen ließe.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird daher bei mehr als zwei in Reihe geschalteten Stufen im Fallre einer Störung eine Beeinflussung des Potentials der im Störungsfall stromlos bleibenden Widerstandssterne derart vorgenommen, daß damit eine Verteilung der zusätzlichen Spanhungsbeanspruchung auf die in Reihe liegenden noch gesunden Entladungsstrecken erreicht wird. Zu diesem Zweck überbrückt man die beiden Widerstandssberrne 71 und 72 vorteilhafterweisie mit Hilfe eines Kondensators C, der in Abb. 5 gestrichelt eingezeichnet ist. Den Kondensator kann man natürlich auch durch eine Gleichspannungsquelle ersetzen. Der Kondensator wird zweckmäßigerweise so bemessen, daß er während er voraussichtlichen Dauereiner Störung seinen Spannungswert nicht wesentlich ändert. Er überträgt beim Durchbruch der Entladungsstrecke i i die Potentialschwankung des Sternpunktes derWiderstände 7.I in voller Größe ' auf den Sternpunkt der Widerstände 72 und bewirkt damit, daß im Störungsfall auch die Entladungsstrecke 13 einen Teil der Überspannungen übernehmen muß. Wenn die Entladungsstrecken i i, 12 und 13 vor der Störung jeweils eine Spannung ioo zu sperren hatten, so liegt in dem in der Abb.5 dargestellten Beispiel beim Durchbruch der Entladungsstrecke i i an der Entladungsstrecke i i die Spannung o, an der Entladungsstrecke 12 die Spannung 167 und an der Entladungsstrecke 13 die Spannung 133. Dabei: wird gleichzeitig auch die Spannungsaufteilung auf die Entladungsstrecken der Phasen 2 verändert.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung für ein- oder mehrphasige Gleichrichter oder Wechselrichter, die aus mehreren. wechselstromseitig parallel liegenden, gleichstromseitig in Reihe geschalteten, konphas betriebenen Teilstromrichtern mit je mindestens zwei phasenverschoben arbeitenden Entladungsstnekken bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die aus den -entsprechenden Phasen der Teilstromrichter bestehenden Reihenschaltungen nur an den Gleichstromkleanm@en unmittelbar miteinander verbunden sind, während die Verbindungspunkte zwischen den Plias@enenden der gleichstromseitigen Transformatorwicklungen des einen Teilstromrichters und den Kathoden des anschließenden Teil'stromrichters über Widerstände in Stern- . oder Vieleckschaltung miteinander in Verbindung stehen.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verteilung der Überspannungen im Falle eines fL-hlerhaften Durchbruches seiner Entladungsstrecke auf mehrere der gesunden Entladungsstrecken die vorhandenen Widerstandssternpunkte über Gleichspannungsspeicher mit geringem Wechselstroinwiderstand (Kondensatoren, -Batterien) miteinander verbunden sind.
DEL95827D 1938-10-09 1938-10-09 Stromrichteranordnung fuer hohe Gleichspannungen Expired DE738213C (de)

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DE (1) DE738213C (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1058642B (de) * 1955-03-03 1959-06-04 Philips Nv Roentgeneinrichtung mit einer Gleichrichterschaltung zur Umformung einer Wechselspannung in eine gleichgerichtete Hochspannung
DE1120002B (de) * 1957-11-12 1961-12-21 Otto Kreutzer Transistorwechselrichterschaltung fuer hohe Speisespannung
DE1203376B (de) * 1956-12-05 1965-10-21 Columbia Southern Chem Corp Gleichrichteranlage fuer hohe Stroeme

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DE1203376B (de) * 1956-12-05 1965-10-21 Columbia Southern Chem Corp Gleichrichteranlage fuer hohe Stroeme
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