Anordnung zur Steuerung eines Parallelwechsel- bzw. -umrichters Die
Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung eines Parallelwechsel- oder -umrichters,
der mit idiskontinuierlich steuerbaren Gas- oder Dampfentladungsgefäßen betrieben.
wird. Die Erfindung eignet sich besonders für solche Wechsel- oder Umrichter, die
zur Erzeugung ein- oder mehrphasiger Wechselströme höherer Frequenz dienen.Arrangement for controlling a parallel inverter or converter The
The invention relates to an arrangement for controlling a parallel inverter or converter,
operated with i-discontinuously controllable gas or vapor discharge vessels.
will. The invention is particularly suitable for such inverters or converters that
serve to generate single or multi-phase alternating currents of higher frequency.
DieHauptschwierigkeit, mit gittergesteuerten Gays- oder Dampfentladungs:gefäßen
arbeitende Umrichter zurErzeugung vonWechs.elströmen mit höherer Frequenz zu verwenden,
liegt darin begründet, @daß die Ention.isierungszeit der Entladung die für die Erzeugung
derartig hoher Frequenzen erforderlichen kleinen Werte besitzen muB. Es ist bereits
bekannt, die Steuexefgenschaften eines derartigen Umrichters dadurch zu verbessern,
daß man mit von der Sinusform abweichenden Steuerspannungen. arbeitet. Insbesondere
wurde bereits vorgeschlagen, mit solchen Spannungen zu arbeiten, die nach dem Stromloswerdender
Entladungsbahn sehr rasch hohe negative Werte annehmen. Die Herstellung ,derartiger
von der Sinusf orm abweichender Steuerspannungen .erfordert jedoch im allgemeinen
einen erheblichen Aufwand ,an Steuerenergie und an Schaltelementen in :den Steuerkreisen.
Ebenso
müssen besondere Vorkehen getroffen «-erden, um Rückwirkungen rung auf die Sten°rkreise
selbst zu vermeiden, da andernfalls sehr leicht das Arbeiten der Umrichteranlage
beeinträchtigt wird. Ferner muß dafür Sorge getragen «-erden, daß die extrem steil
ins Negative ansteigende Spannung, die zum Entionisieren und Sperren der stromlos
gewordenen Entladungsbahn dient, dem Steuergitter im richtigen Zeitpunkt, also weder
zu früh noch zu spät, zugeführt wird. Im einen Falle erfüllt das Gitter nicht die
von. ihm verlangten Aufgaben, im anderen Falle tritt sehr leicht eine Störung der
brennenden Entladung, zumindest aber ein hoher Energieverbrauch in den Steuerkreisen
und eine unnötig starke Zerstäubung der Steuergitter auf.The main difficulty with grid-controlled gay or vapor discharge: vessels
to use working converters to generate alternating currents with a higher frequency,
is due to the fact that the deionization time of the discharge is necessary for the generation
the small values required for such high frequencies must have. It is already
known to improve the control properties of such a converter by
that one can use control voltages that deviate from the sinusoidal shape. is working. In particular
it has already been suggested to work with such voltages after the power failure
Discharge trajectory can take on high negative values very quickly. The manufacture, such
control voltages deviating from the sinusoidal form
a considerable effort, control energy and switching elements in: the control circuits.
as well
Special precautions must be taken to avoid repercussions on the star circles
to avoid yourself, otherwise the work of the converter system is very easy
is affected. Care must also be taken that the extremely steep
voltage rising into the negative, which is used to deionize and lock the de-energized
which has become discharge path, the control grid at the right time, so neither
too early, too late, is fed. In one case, the grid does not meet that
from. in the other case a disturbance of the
burning discharge, but at least a high energy consumption in the control circuits
and unnecessarily strong atomization of the control grid.
Die Erfindung schafft hier dadurch Abhilfe. daß bei einem Parallelwechsel-
oder -urnrichter, der mit gittergesteuerten Gas- oder DampfentladungsgIlfäßen, welche
mit mehreren, den einzelnen Entladungsbahnen zugeordneten Steuergittern versehen
sind, arbeitet, in jeder Entladungsbahn außer einem mit der eigentlichen Steuerspannung
beaufschlagten Gitter zwischen diesem und der Anode wenigstens ein weiteres Gitter
vorgesehen ist, das in einer Stromrichterschaltung betrieben wird, die der Schaltung,
in dei- die Anoden betrieben werden, äquivalent ist. Der Spannungsverlauf, den diese
der Sperrung, vornehmlich aber der EntionIsierung dienend.,n Gitter dadurch erfahren,
ist somit dem Spantrungsverlauf der Anoden weitgehend ähnlich. Insbesondere weist
die Spannung des Gitters im Augenblick des Stromloswerdens der Entladungsbahn ebenfalls
einen extrem rasch zu hohen negativenWerten ansteigendenVerlauf auf. Während jedoch
die Freigabezeit der Anode, also die Zeit, die vom Beginn der Stromlosigkeit bis
zum Wiedererreichen positiverWerte derAnodenspannung vergeht. sich in.#£bhängigkeit
von der Belastung des Stromrichters ändert, bleibt die Freigabezeit des ebenfalls
in Stromrichterschaltung betriebenen Steuergitters von Belastungsschwankungen unabhängig,
da der zu Steuerzwecken dienende Hilfsstromricltter mit näherungsweise konstanter
Belastung arbeitet. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht ferner darin,
daß man die in Stromrichterschaltung betriebene Steuerelektrode an eine solche
Stelle der Entladungsbahn legen kann, wo die entionisierende und sperrende Wirkung
eines solchen Steuergitters besonders groß ist. Man kann also darauf verzichten,
die Entionisierung derEntladungsbähn während derStromlos?gkeit zur Verhinderung
eines vorzeitigen , Wiederzündens unmittelbar vor der Anode vorzunehmen. sondern
wird den wirksamen
Sperrquerschnitt an eine entladungstechnisch
besonders günstige Stelle der Entladungsbahn
legen können. Gemäß der Erfindung kann
ferner eine Speisung des Hilfswechsel- bzw.
-umrichters aus der gleichen Spannungsquelle
vorgesehen werden. au; der der Haupt-
wechsel- oder -umrichter gespeist wird. Da-
mit ergibt sich ein besonders einfacher Auf-
bau, da es nicht notwendig ist. die zur Ent-
ionisierung der Entladungsbahn erforder-
licllen, bei höheren Frequenzen infolge der
Häufigkeit der Entionisierungsvorgänge rela-
tiv beträchtlichen Energieleistungen den
Steuerkreisen zu entnehmen. U m im Hilfs-
wechselrichtpr mit hohen Spannungen zu ar-
b:iten. wird man dort mit relativ ungedämpf-
ten Kreisen arbeiten. Ist die einzige Belastung
des Steuerstromrichters durch die Entioni-
sierungsströme gegeben, so wird diese Be-
lastung in gewissem -Maße von der Belastung
des Hauptstromrichters abhängig, da mit
zunehmender Belastung auch die Entionisie-
rungsströme anwachsen. In diesem Falle
tvfirde bei anwachsender 1 Iauptstromrichter-
belastung die Sperrspannung und die Frei-
gabezeit des Steuerstromrichters abfallen.
Daher ist es vorteilhaft, den Hilfswechselrich-
ter oder -umrichter mit einer zusätzlichen
Hilfsbelastung arbeiten zu lassen. Diese Be-
lastung kann im einfachsten Falle durch einen
Ohmschen Widerstand gegeben sein. der bei-
spielsweise parallel zu dem oder den Lösch-
kondensatoren des Hilfsstromrichters liegt.
In Anbetracht der r°lativ kleinen Leistungen,
die im Hilfsstroinricht:rkreis erfordcrlich
sind. ist der zusätzliche Energieverlust, der
hierdurch auftritt, ohne weiteres tragbar,
zumal da er lediglich eine zusätzliche
Belastung des den Hauptstromrichter spei-
senden Netzes darstellt. Es ist jedoch möglich,
die zusätzliche Belastung des Hilfsstrom-
richters nutzbar zu machen, indem die Heiz-
bzw. Erregerleistung für die Kathoden der
Entladungsgefäße von diesem geliefert wird.
Wird die Erfindung auf einen selbsterreg-
ten Wechsel- oder Umrichter angewendet, so
kann ferner gemäß der Erfindung die Steuer-
spannung von dem Hilfstvechsel- oder -um-
richtergeliefert werden. In diesem Falle
wird somit der Hilfsstromrichter durch die
den Steuerkreisen zugeführte Ererg ie in der
erwünschten Weise zusätzlich belastet. Ein
besonderer Vorteil dieser Anordnung besteht
darin, daß infolge der konstanten Belastung,
die der Hilfsstromrichter erfährt, die Fre-
quenzschwankungen bei Änderungen der Be-
lastung des Hauptstromrichters besonders
klein gehalten werden können.
Das in der Stromrichterschaltung betrie-
bene Steuergitter kann unmittelbar vor der
Anode angeordnet sein. In diesem Falle ist es
günstig, wenn die Dämpfung in :den: Kreisen des Hilfsstro:mrichtens
wesentlich geringer ist als :die Dämpfung des Hauptstromrichters, damit die Steuergitter
Spannungen erhalten, die während der En.tionisierung stärker negativ sind als die
der@noden. In anderenFäl.len erweist es :sich als vorteilhaft, dem in :der Hilfswechsel-
oder -umrichterschal@tung betriebenen Steuergitter auch anodenseitig ein weiteres
Gitter vorzulagern.. Dieses weitere Steuergitter kann gesteuert oder aber auch ungesteuert
sein. Insbesondere bei Verwendung einer solchen Anordnung kann man die drei Gitter
in geringem Abstand voneinander anordnen, während zwischen Anode und anodeniseitigem
Gitter ein größerer Abstand vorhanden ist. In jedemSalle ist es notwendig, das Zünden,
der Haup tentladung in demgleichen, Augenblick zu, erzwingen, in dem: die Entladung
zu dem in Stromrichterschaltung betriebenen einsetzt. Ist diesem Gitter anodenseitig
ein weiteres Gitter vorgelagert, so wird diesem Gitter zweckmäßigerweise eine Spannung
zugeführt, die in dem Augenblick, in dem die Entladung zu dem in Strom.richterschaltung
betriebenen Gitter zündet, bereits positiv ist. Werden die beiden ,dem in Stromrichtersch:altung
betriebenen Steuergitter kathoden- und anodenseitig vorgelagerten Gitter mit reinen
Sinusspannun-@gen gesteuert, so muß durch eine entsprechende Phasenverschiebung
b:zw. durch entsprechende Gittervorspannungen dafür gesorgt werden, daß diese Bedingung
erfüllt wird. Denn im allgemeinen wird die Entladung zu dem in Stromrichterschaltung
betriebenen Steuergitter bereits bei negativen Steuerspannungen des diesemGitter
kathodenseitig vorgelagerten Gitters zünden.The invention thereby provides a remedy. that in a parallel inverter or converter, which works with grid-controlled gas or vapor discharge glasses, which are provided with several control grids assigned to the individual discharge paths, in each discharge path apart from one grid charged with the actual control voltage between this and the anode, at least one additional grid Grid is provided which is operated in a converter circuit which is equivalent to the circuit in which the anodes are operated. The voltage curve experienced by the grid, which is used primarily for deionization, is thus largely similar to the frame curve of the anodes. In particular, the voltage of the grid at the moment when the discharge path is de-energized also has an extremely rapidly increasing curve to high negative values. However, during the release time of the anode, i.e. the time that elapses from the beginning of the currentlessness until positive values of the anode voltage are reached again. changes depending on the load on the converter, the release time of the control grid, which is also operated in a converter circuit, remains independent of load fluctuations, since the auxiliary converter used for control purposes works with an approximately constant load. Another advantage of the invention is that the control electrode operated in a converter circuit can be placed at such a point on the discharge path where the deionizing and blocking effect of such a control grid is particularly great. It is therefore possible to dispense with deionizing the discharge track during the de-energizing period in order to prevent premature reignition immediately in front of the anode. but becomes the effective one Blocking cross-section at a discharge point
particularly favorable point of the discharge path
can lay. According to the invention can
also a supply of the auxiliary exchange resp.
converter from the same voltage source
are provided. au; the main
inverter or converter is fed. There-
with results in a particularly simple
construction as it is not necessary. the
ionization of the discharge path required
licllen, at higher frequencies due to the
Frequency of deionization processes rela-
tive considerable energy output
To be taken from the control circuits. U m in the auxiliary
inverter pr with high voltages to work
b: iten. you will be there with relatively undamped
working circles. Is the only burden
of the control converter through the deioni
given currents, this loading
load to a certain extent from the load
of the main converter, as with
increasing load, the deionization
flow rates increase. In this case
tvfirde with increasing 1 main converter
load the reverse voltage and the free
time of the control converter drop.
It is therefore advantageous to use the auxiliary inverter
ter or converter with an additional
Letting relief work work. This loading
load can in the simplest case by a
Ohmic resistance must be given. the two
for example, parallel to the delete or delete
capacitors of the auxiliary converter.
In view of the relatively small services,
those in the auxiliary circuit required
are. is the additional loss of energy that
this occurs, easily portable,
especially since he is only an additional
Load of the main converter stored
send network represents. However, it is possible
the additional load on the auxiliary power
to make it usable by the heating
or excitation power for the cathodes of the
Discharge vessels from this is supplied.
If the invention is based on a self-excited
th inverters or converters are used, so
can furthermore, according to the invention, the control
voltage from the auxiliary exchange or
be delivered by judge. In this case
is thus the auxiliary converter through the
The energy supplied to the control circuits in the
additionally burdened in the desired way. A
there is a particular advantage of this arrangement
in that due to the constant load,
which the auxiliary converter experiences, the fre-
frequency fluctuations with changes in the
load on the main converter in particular
can be kept small.
The in the converter circuit operated
level control grid can be placed immediately in front of the
Be arranged anode. In this case it is
It is beneficial if the attenuation in the circuits of the auxiliary current is significantly lower than: the attenuation of the main converter, so that the control grid receives voltages that are more negative than those of the nodes during the ionization. In other cases it proves to be advantageous to also place a further grid in front of the control grid operated in the auxiliary inverter or converter circuit on the anode side. This further control grid can be controlled or else uncontrolled. In particular when using such an arrangement, the three grids can be arranged at a small distance from one another, while there is a greater distance between the anode and the grid on the anode side. In every case it is necessary to force the ignition, the main discharge, at the same moment in which: the discharge to the one operated in the converter circuit begins. If another grid is placed in front of this grid on the anode side, a voltage is expediently supplied to this grid which is already positive at the moment when the discharge to the grid operated in the converter circuit is triggered. If the two grids upstream of the control grid, which is operated in the converter circuit, are controlled with pure sinusoidal voltages on the cathode and anode side, a corresponding phase shift b: zw. appropriate grid biases ensure that this condition is met. This is because, in general, the discharge to the control grid operated in the converter circuit will already ignite at negative control voltages of the grid upstream of this grid on the cathode side.
Die Erfindung wird im folgenden zur näheren Erläuterung an Hand :des
durch die Zeic'hnung dargestellten Beispiels erläutert, welches einen aus einem
Gleichstromnetz betriebenen Parallelwechselrichter darstellt.The invention is explained in more detail below with reference to: des
illustrated by the drawing example, which one from a
Represents DC grid operated parallel inverter.
Die Gleichstromquelle i speist über die Selbstinduktion 2 und dien
Transformator 3 d-ie beiden GasentI!adungsröhren q. und q.', die außer Kathode und
Anode je drei Steuergitter aufweisen. Zwischen den beiden Anoden liegt der Löschkondensator
5 und außerdem der Verbraucher 6, :dem die erzeu:gteWechselspannung zugeführt wird
und der hier als einfacher Ohmscher Widerstand dargestellt ist. Die mittleren :der
drei Steuergitter eines jeden Gefäßes werden ebenfalls in Wechselrichter- -schaltung
aus dem gleichen Netz i gespeist und .sind: zu diesem Zweck über :die Selbstinduktion
7 und über den Transformator 8 mit dem positiven Pol der Gleichspannungsquelde verbunden.
Außerdem liegt zwischen den beiden Steuergittern der Löschkondensator g. Der aus
dem Kondensator 9 und der Selbstinduktion 7 gebildete Schwingungskreis wird z.weckmäßigerweise
auf :die gleiche Frequenz wie der aus der- Selbstindüktion 2 und dem Kondensator
5 :gebildete Schwingungskreis abgestimmt, gegebenenfalls aber auch :äuf eine niedrigere
Frequenz. Die Steuerspannung wird von einem Generator kleiner Leistung io geliefert
und über zwei Transformatoren r r und 12 den kathodenseitige#n und; anodenseitigen
Steuergittern zugeführt. Um die nötige Phasenverschiebung zwischen diesen Steuerspannungen
zu erzielen, ist der Primärwicklung des Transforrnators ii eine Selbstinduktion
13 und der Primärwicklung des Transformators 12 eine -Kap:azität 14 vorgeschaltet.
In den Zu:leitun:gen zu den Steuergittern sind zur Begrenzung der Stewerströme Widerstände
15. bzw. 15' und 16 bziw. i6' vorge"sehen. Gegebenenfalls wird man in .der Verbindungsleitung
zwischen dem Mittelpunkt der Sekundärwicklung des Transformators: ii und/oder des
Transformators 12 und dem negativen Pol des Wechselrichters noch eine Gleichspannungsquelle
vorsehen, um den Gittern eine negative Vorspannu:n@g zu geben. Um den zur Unterstützung
der Steuerung-und der Entionisierung dienenden Hilfswechselrichter unter konstanten
Verhältnissen, unabhängig von Schwankungen der Belastung, arbeiten zu lassen, kann
der Hilfswechselrichter zusätzlich durch einen Verbraucher belastet werden. Zu diesem
Zweck kann parallel zu dem Löschkon.dc@nsa:tar 9 zusätzlich ein Oh mscher Belastungswiderstand!
vorgesehen werden.The direct current source i feeds the two gas discharge tubes q via the self-induction 2 and the transformer 3. and q. ', which apart from the cathode and anode each have three control grids. The quenching capacitor 5 and also the load 6, to which the generated alternating voltage is fed and which is shown here as a simple ohmic resistance, is located between the two anodes. The middle: of the three control grids of each vessel are also fed in an inverter circuit from the same network i and are: for this purpose connected via: the self-induction 7 and via the transformer 8 to the positive pole of the DC voltage source. In addition, the quenching capacitor g is located between the two control grids. The oscillating circuit formed from the capacitor 9 and the self-induction 7 is, for example, tuned to: the same frequency as the oscillating circuit formed from the self-induction 2 and the capacitor 5: but also, if necessary, to a lower frequency. The control voltage is supplied by a generator with low power and is supplied via two transformers rr and 12 to the cathode-side # n and; anode-side control grids supplied. In order to achieve the necessary phase shift between these control voltages, the primary winding of the transformer ii is preceded by a self-induction 13 and the primary winding of the transformer 12 by a capacitance 14. In the feed: lines to the control grids, resistors 15. or 15 'and 16 or. If necessary, a direct voltage source will be provided in the connecting line between the center of the secondary winding of the transformer: ii and / or the transformer 12 and the negative pole of the inverter in order to give the grids a negative bias In order to allow the auxiliary inverter, which is used to support the control and deionization, to work under constant conditions, regardless of fluctuations in the load, the auxiliary inverter can also be loaded by a consumer : tar 9 an ohmic load resistor must also be provided.