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Anordnung zur Kompoundierung eines Gleichrichters oder Wechselrichters
nüttels der Gittersteuerung Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Kompoundierung
eines Gleichrichters oder Wechselrichters mittels der Gittersteuerung unter Verwendung
von durch Hilfsgleichrichter gleichstromvonnz#gnetisiert#en Drosseln.
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Es sind bereits verschiedene Möglichkeiten bekanntgeworden, mit deren
Hilfe die Phasen-Jage des Zeitpunktes verschoben werden kann, in welchem die Gitterspannung
positiv wird. Bei ruhenden Einrichtungen wird vielfacheine gleichstromvormagnetisierte
Drossel zur Herbeiführung deiner Phasenverschlebung benutzt. Es ist auch mö4lich,
mehrere Drosseln gewissermaßen nacheinander zu schalten. Ferner ist es auch
hekannt, derartige Drosseln durch Hilfsgleichrichter vorzum;#gnetisieren.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine besonders zweckmäßige Ausgestaltung
der Kompoundierung unter Verwendung von durch einen Hilfsgleichrichter gleichstromvoTmagnetisierten,
die Gitterspannungsphasenlage bestimmenden D;ross-eln. ETfindungsgemäß ist der Hilfsgleichrichter
über eine weitere, durch den Gleichstrom, des Gleichrichters ,bzw. Wechselrichters
vormagnetisierte Drossel an die Spannung des Wechselstromnetzes angeschlossen.
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Als Hilfsgleichrichter kann man beispielsweise. einen Kupferoxydulgleichrichter
verwenden.
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Will man bei der Anordnung nach der Erfindung, bei der die erzeugte
Phasenverschiiebung dem Hauptlaststrom'mehr oder weniger proportiohal ist, die Phasenverschiebung
nur bis zu einem bestimmten Wert des Laststromes verändern, kann man gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung einen Scheinwiderstand, vorzugsweise einen Ohmsch#en
Widerstand, vorsehen, der entweder auf der Wechselstrom- oder auf der Gleichstromseite
des Kupferoxydulgleichrichters mit der Wechselstromwicklung der Deosselspule in
Reihe liegt Auf diese Weise ist es ganz gleichgültig, bis zu welchem Grad die Droeselspule
bei starker überlastung durch- den Hauptlaststrom gesättigt wird;-der von dem Kupferoxydulgleichrichter
an das Steuergitter gelieferte
Strom kann niemals den durch den
Ohmschen Widerstand bestimmten maximalen Stromwert überschreiten, und damit kannauch
die Phasenverschiebung rächt über einen vorbestimmten Höchstwert hinausgehen.
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In dem Fall, in dem das Steuergitter keinen veränderlichen Gleichstrom,
sondern eine veränderÜche Gleichspannung zugeführt bekommt, wenn also z. B. die
Gittersteuerung mit einer smusförnügen Wechselspannung und einer veränderlichen
Gleichstromvorspannung erfolgt, kann der Widerstand auf der Gleichstromseite des
Kupferoxydulgleichrichters eingefügt sein, wobei der an diesem auftretende Spannuggsab.fall
die erforderliche veränderliche Gleichspannung liefert.
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In einigen Fällen kann auch ein Kondensator zwischen den Gleichstromklemmen
des Kupferoxydulgleichrichters angeordnet sein. In manchen Fällen kann es nun bekanntlich
auch wünschenswert sein, besonders bei der Kompoundierung von Gleichrichtern, die
Phasenverschiebung mit dem Größerwerden des Hauptlaststromes zunächst langsam und
dann beim weiteren Anwachsen der Hauptlast immer schneller vorzunehmen, bis sie
den erwähnten Maximalwert erreicht hat, der nicht überschritten werden darf. Bei
der Erfindung wird das Merkmal der mit größer werdendem Laststrom immer schneller
wachsenden Phasenverschiebung dadurch erreicht, daß die Drosselspule mit einer weiteren
Gleichstromwicklung versehen ist, die von dein Kupferoxydulgleich,richter Gleichstrom
zugeführ't be-
kommt und damit die Sättigungswirkung des Hauptlaststroraes
verstärkt. In diesem Fall verursacht das Größ,erwerden des Hauptstronies eine. Vergrößerung
des in dem Kupferoxydulgleichrichter iliel")enden - Stromes, was wiederum
die Gleichstromsättigung der Drosselspule, erhöht, wodurch ein weiteres Anwachsen
des Stromes im Kupferoxydulgleichrichter bewirkt wird. Auf diese Weise erhält man
die gewünschte Charakteristik der Phasenveränderlichkeit mit der Belastung.
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An Hand der beiliegenden Zeichnung sei die Erfindung näher erläutert.
Die Abb. i zeigt die Anwendung der Erfindung in ihrer einfachsten Form zur Kompoundierung
eines Gleich-richters. In der Abb. 2 sind einige Arbeitskennlinien dargestellt.
In der Abb. 3 wird eine- etwas andere Ausführungsform der Er-Iindung für
die Erzeugung dieser Kennlinien angegeben.
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Wenden wir uns zunächst der Abb. i zu. Hier wird der Gleichrichter
j mit den Hauptanoden 2 Send den Steuerggittern, 3 aus einem HaupttransformatOr
4 gespeist. Die Steuergitter erhalten ihre Steuerspannun '-en übur die Steuereinrichtung
5, die von bekannter Art-sein kann. Diese wird gespeist aus dem Dreiphasennetz
6. Die, Phasenverschiebung der Gitterspannung wird dadurch hervorgerufen,
daß den Punkten7 der Gittersteuereiiirichtung eine veränderliche Gleichspannung
oder ein veränderlicher Gleichstrom zugeführt wird.
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Die Gleichstromversorgung der Pulikte7 wird mit Hilfe eines kleinen
Hilfsgleichrichtcrs#, der z.B. ein Kupferox#7dulgi#icliricht-er sein kann, vorgenommen,
der aus dem Hilfsnetz 6 gespeist wird. In Reihe mit der Wechselstromquülle
dieses Kupferoxydulgleichrichters liegt eine sättigbare Drossel 9, deren
Sättigung durch den Laststrom des Hauptgleichrichterserfolgt. Diese sättigbareDrossul
ist in der hierfür bekannten Art angeordnet, so daß der Scheinwiderstand dieser
Wechselstromdrossel mit steigendem Strom in der Sättigungswicklung allmählich immer
kleiner wird. Eine fortgesetzte Vergrößerung des Hauptgleichrichterstromes bewirkt
e'ine Vergrößerung des in dem Kupferoxydulgleichrichter fließenden Stromes, der
den Puiik-ten7 zugeführt wird. Auf diese Weise wird die Phasenverschiebung der Gittersteuerspannurig
immer mehr vergrößert.
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Wenn bei der Gittersteuerungseinrichtung 5
die Phasenverschiebun,-
nicht durch den den Punkten 7 zugeführten Strom, sondern durch die an diesen
Punkten liegende Spannung erfolgt, kami der Widerstand io in der in der Abb. i an-
gegebenen Weise angeordnet sein, wobei die Gleichspannung als Spannungsabfall an
diesem Widerstand erhalten wird.
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Beim Parallelarbeiten mit anderen Kornpoundgleichrichtern oder Kompoundmaschinen
ist es erforderlich, Ausgleichsverbindun-,en i i vorzusehen, um eine 'gute Verteilung
der Last zu erreichen, wie das vom Parallelarbeiten von Kompoundmaschineil her
be-
kannt ist.
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Zwischen die Gleichstromenden des Kupferoxydulgleichrichters ist,
wenn erforderlich, zum Glätten des Stromes ein Kondensator 12 eingef Ügt.
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Bei der in der Abb. i dargestellten Anordnung ist die Vergröl,ierun
'- des den l'Unktel, 7
zugeführten Steuergleichstromes un 'gefähr proportional
dem Anwachsen des Laststromes des Hauptgleichrichters. In den meisten Fälleij, in
denen eine Kompoundierung des Gleichrichters verlangt wird, ist jedoch niehr eine
Charakteristik erwünscht, die die Form der punktiert gezeichneten Kurve
13 in Abb. 2 be-
sitzt, das bedeutet, daß der Steuergleich-Strom #,
mit größer werdendem Laststrom Jiimmer schneller ansteigen soll-, bis ein hestimmter
Wert erreicht ist. über den er nicht hinausgehen darf. Diese Arbeitscharakteristil'-,
die erforderlich ist, wenn ein möglichst grober Leistungsfaktor und eine möglichst
starke
näherung an die gewünschte Kompo,-undierung erreicht werden
soll, ist bisher nur bei mechanischen Phasenschiebereinrichtungen möglich gewesen.
Eine annehmbare AnnäherunZ an die in Abb. 2 dargestellte Kurve 14 -läßt
sich
mit der gegenüber der in Abb. i dargestellten Anordnung. (etwas abgeänderten
Anordnung, gemäß Abb. 3 erziel-en.
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In der Abb. j sind jeweils entsprechende Teile mit der gleichen Bezifferung
wie in Abb. i versehen. Die Gitter erh#Iten ihre Steuerspannungen über eine Anordnung,
die einen Transformator mit den Primärwicklu-ngen 15 Lind den Sekundärwicklungen
16 umfaßt, wobei der Neutralpunkt der Sekundärwicklung mit der Kathode des
Hauptgleichrichters über eine Gleichstromvorspannungsanordnung 17 verbunden ist;
jeder Sekundärphase dieses Transformators ist die Reihen--Schaltung einer hochsättigbaren
Drossel 18 und eines Widerstandes ig'parallel geschaltet, und die Gitter des Hauptgleichrichters
sind über die Widerstände 20 jeweils an den entsprechenden Verbindungspunkt der
Drosseln 18 mit den Widerständen 19 angeschlossen. Die sättigbaren
Drosseln sind jeweils mit einer gleichstromdurchflossenen Sättigungswicklung 2 1
versehen; aBe diese Wicklungen 21 sind unter sich -und mit einer zusätzlichen Glättungsdrossel
22 in Reihe geschaltet. Der Sättigu ngsstrom der Wicklungen 2 1, dessen Änderungen
die Änderungen der Phasenverschiebung der Gitterspannung erzeugen, wird, wie bei
der Anordnung nach Abb. i, von dem Kupferoxydulgleichrichter 8 geliefert,
der auf der Wechselstromseite mit der sättigbaren Drossel 9 in Reihe geschaltet
ist und dessen Sättigung durch den Belastungsstrorn des Hauptgleichrichters erfolgt.
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Will man eine Arbeitscharakteristik haben, wie sie in der Kurve 14
der Abb. 2 dargestellt ist, so wird eine zusätzliche Sättigung#Wicklung,
-23 vorgesehen, :die vom Gleichstrom des Gleichrichterelements
8 durchflossen wird. Zweckmäßigerweise wird man außerdem noch einen Widerstand
24 mit dem Gleichrichter 8
entweder auf der Wechselstrom- oder der Gleichstromseite
in Reihe schalten.