DE826466C - Gittersteuerung von Umrichtern - Google Patents

Description

• Gittersteuerung von Umrichtern Bei der Gittersteuerung von Gleich- und Wechselrichtern hat man schon lange an Stelle von mechanischen Steuerungen und Röhrensteuerungen auch rein magnetische Steuerungen angewendet. Diese sind als ruhende, nicht der Abnutzung unterworfene Einrichtungen besonders vorteilhaft. Bei Umrichtern aber ist man normalerweise noch, abgesehen von der mechanischen Steuerung, auf Steuerröhren angewiesen. Dies ist nachteilig in Anbetracht der relativ geringen Lebensdauer der Röhren. Gerade für Umrichter, die für Bahnstromversorgungen zu verwenden sind, ist höchste Betriebssicherheit erforderlich.
• Für Bahnstromversorgungsanlagen kann die Lösung der .Aufgabe von Interesse sein, den 5o-Perioden-Strom der Landesstromversorgung in 16=/s - Perioden - Strom zur Speisung der Bahnmotoren umzuwandeln, d. h. also die Frequenz zu dritteln. Um die Betriebssicherheit gewährleisten zu können, bedient man sich nach der Erfindung einer impulszählenden Energiespeichereinrichtung als eines Mittels, wie es an sich bereits vorgeschlagen wurde. Erfindungsgemäß ist eine impulszählende Energiespeichereinrichtung vorgesehen, die so im Steuerstromkreis angeordnet ist, daß periodisch jeweils mehrere, beispielsweise drei Impulse, die von der Primärspannung abhängig sind, den Energiespeicher über ein Ventil (Gleichrichter) aufladen, während der nächste, also z. B. der vierte Impuls, einen vorbestimmten Auslösewert erreicht und mittelbar oder unmittelbar zur Gitterbeeinflussung benutzt wird.
• Eine weitere, ganz besonders vorteilhafte Ausführungsform der Gittersteuerung von Umrichtern nach der Erfindung besteht darin, daß als impulszählende Energiespeichereinrichtung eine Zähldrossel mit einem magnetischen Kernmaterial hoher Anfangspermeabilität und ausgeprägtem Sättigungsknie vorgesehen und so geschaltet ist, daB periodisch jeweils mehrere Impulse, die von der Primärspannung abhängig sind, in schrittweise fortschreitendem Feldaufbau die Zähldrossel noch unterhalb der Sättigung magnetisieren, während der nächste Impuls das Sättigungsknie überschreitet und die Reaktanz der Drossel sprunghaft herabsetzt, wobei die entsprechend sprunghafte Stromaufnahme der Zähldrossel mittelbar oder unmittelbar zur Gitterbeeinflussung benutzt wird.
• Die Steuerimpulse können z. B. dem Sekundärstromkreis eines Sättigungswandlers entnommen werden, dessen Primärstromkreis vom Primärstrom des Umrichters durchflossen wird bzw. an die Primärspannung angeschlossen ist. Der Sekundärstromkreis des Wandlers weist nur eine schwache Belastung auf, so daß der Sättigungswandler während seiner Umsättigung wie ein Spannungswandler arbeitet. Windungszahl und Kernquerschnitt sind so bemessen, daß der Kern in der Nähe des Stromnulldurchgangs ungesättigt, bei größeren Abweichungen des Augenblicksstromwerts vom Nullwert dagegen bereits hochgesättigt ist. Es werden also stoßartige Impulse im Rhythmus der Primärfrequenz erzeugt. Diese können dem Energiespeicher, vorzugsweise einer Zähldrossel, zweckmäßig über einen Gleichrichter, zugeführt werden und ihn schrittweise bis zur Sättigung aufladen bzw. magnetisieren.
• Energiespeichereinrichtungen, die für die Verwirklichung der Vorschläge der Erfindung geeignet sind, wurden an sich bereits vorgeschlagen. Es handelt sich bei diesem älteren Vorschlag um einen elektrischen Zeitkreis zur Verzögerung des Ansprechens eines stromwertempfindlichen Gerätes, z. B. eines Relais oder Auslösers, durch Zuführung einer Anzahl aufeinanderfolgender und untereinander gleich großer Energieimpulse zu einem Energiespeicher. Es wurde vorgeschlagen, zur Impulsabgleichung einen Wechselstromenergiesättigungswandler vorzusehen. Dieser soll nach einem weiteren Vorschlag durch Gleichstromvormagnetisierung so hoch gesättigt sein, daß der Scheitelwert des Nennstromes eines überwachten Stromkreises kleiner ist als der zur Entsättigung des Wandlers erforderliche Stromwert. Als Energiespeicher ist entweder ein Kondensator in Reihe mit einem elektrischen Ventil vorgesehen und parallel zu einer an den Sättigungswandler angeschlossenen widerstandsarmen Auslösespule angeordnet, oder aber es ist als magnetischer Energiespeicher eine Sättigungsdrossel, deren Sättigungsfluß ein Mehrfaches des Wandlersättigungsflusses beträgt, in Reihenschaltung mit einer Auslösespule und einem elektrischen Ventil an den Sättigungswandler angeschlossen. Dabei kann ein Hilf serregerkreis für die Sättigungsdrossel vorgesehen sein, der durch einen Schalter kurzzeitig geschlossen werden kann und einen die Drossel in entgegengesetzter Richtung wie die Wandlerimpulse magnetisierenden, vorzugsweise zur Sättigung der Drossel ausreichenden Strom führt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Gittersteuerung von Umrichtern, insbesondere solchen zur Frequenzherabsetzung, dadurch gekennzeichnet, daß eine impulszählende Energiespeichereinrichtung vorgesehen ist, die so im Steuerstromkreis angeordnet ist, daß periodisch jeweils mehrere Impulse, die von der Primärspannung abhängig sind, den Energiespeicher über ein Ventil (Gleichrichter) aufladen, während der nächste Impuls einen vorbestimmten Auslösewert erreicht und mittelbar oder unmittelbar zur Gitterbeeinflussung benutzt wird.
2. 2. Gittersteuerung von Umrichtern nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als impulszählende Energiespeichereinrichtung eine Zähldrossel mit einem magnetischen Kernmaterial hoher Anfangspermeabilität und ausgeprägtem Sättigungsknie vorgesehen und so geschaltet ist, daß periodisch jeweils mehrere Impulse, die von der Primärspannung abhängig sind, in schrittweise fortschreitendem Feldaufbau die Zähldrossel bis zu einem Punkt kurz unterhalb der Sättigung magnetisieren, während der nächste Impuls das Sättigungsknie erreicht und die Reaktanz der Drossel sprunghaft herabsetzt, wobei die entsprechende sprunghafte Stromaufnahme der Zähldrossel mittelbar oder unmittelbar zur Gitterbeeinflussung benutzt wird.
3. 3. Gittergesteuerter Umrichter nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Primärstromkreis des Umrichters (je Phase) ein Sättigungswandler vorgesehen ist, dessen Sekundärstromkreis die Steuerimpulse entnommen werden.