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Anordnung zur Verbesserung des Betriebes von Stromrichtern Bei Stromrichterschaitungen,
die mit Ventilen, Entladungsstrecken oder auch Schaltstrecken arbeiten, hat man
zur Entlastung der Strecken von der britischen Beanspruchung übersättigte Drosseln
(Schaltdrosseln) verwendet, die unmittelbar vor die :Strecken gelegt wenden, und
hat ferner Kondensatoren angeordnet, die die einzelnen Strecken überbrücken. Die
übersättigten Drosseln sind dabei durch den Stromdurchgang oder mit Hilfe zusätzlicher
Magnetisierungen so gesteuert, daß ihre Induktivität vorzugsweise nur am Ende der
Kommutierung und kurz nach beendigter Kommu.tierung wirksam ist. Die Ablösung ,der
Strecken erfolgt daher weitgehend stromlos. Ferner tritt durch die Wirkung des Kondensators
in Verbindung mit der Induktivität der Drosselspule keine plötzliche Wiederkehr
der -Spannung an den Strecken auf. Der bekannten Anordnung haftet nun in manchen
Fällen. eine Reihe von Nachteilen an, deren Beseitigung auf Grund der vorliegenden
Erfindung möglich wird.
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Erfindungsgemäß ist die übersättigte Drossel nicht unmittelbar mit
der Strecke in Reihe geschaltet, sondern auf der Primärseite (Wechselstromseite)
des Stromrichterhaupttransformators eingefügt. Die Kondensatoren und sonstige als
Nebenwege vorgesehene Einrichtungen bleiben hingegen auf der .Sekundärseite unmittelbar
parallel zu den einzelnen .Strecken angeordnet. Vorteilhaft wird bei einer Anordnung
gemäß der Erfindung der Stromrichtertransformator in einzelne Einphasentrarnsformatoren
mit gutem magnetischem Rückschluß
und besonders geringem Magnetisierungsstrom
unterteilt. An Stelle der Einzeltransformatoren kann auch ein Fünfschenkeltransförmator
mit guten magnetischen Eigenschaften vorgesehen werden. Es kann auch, wie in anderem
Zusammenhang vorgeschlagen ist, eine Hilfsmagnetisierung des Transformatoreisens
über entsprechend bemessene Vorwiderstände von einer anderen Spannungsquelle oder
vom Wechselstromnetz her zusätzlich erfolgen. Schließlich werden erfindungsgemäß
,derartige Stromrichtertransformatorschaltungen angewendet, bei denen eine einfache
gegenseitige Zuordnung von Primärwicklung und Sekundärwicklung der einzelnen Phasen
besteht, die zu gleichen @S.tromführungszeiten primär- und sekundärseitig führt
(z. B. Stern-Stern-Schaltung oder dreiphasige Vollwegschaltung - dreiphasige Graetzschalt'ung
oder dreiphasige Volliwegschaltung - Dopgelfdreiphasenschaltung mit Saugtransformator).
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Zur Kennzeichnung der Wirkungsweise sei an Hand der Fig. i der Zeichnung
am Beispiel des mechanischen Gleichrichters, der auf das Gleichstromnetz arbeitet,
die Kommutierung von Phase i auf Phase 2 behandelt. Am Ende der Brenndauer der Phase
i schließt sich zu Beginn der Kommutierung der mechanische Schalter 22' der Phase
2. Damit beginnt die Phase 2 auch primärseitig den Strom zu übernehmen, was beispielsweise,
weil die Drossel ei vorgesättigt sein kann, ohne weiteres erfolgen kann. Der Strom
in der Phase, i nimmt entsprechend dem Kommutierungsrverlauf pri.märseitig und sekundärseitig
rasch ab, bis die bisher übersättigte Drossel i i ihre Sättigungsgrenze unterschreitet
und nunmehr ihre volle Induktivität wirksam wird. Unter dem E.influß dieser Induktivität
spielt sich nunmehr der weitere Kommütierungsverlauf verlangsamt ab, und der Schalter
i2' kann, auch wenn er nicht sehr exakt zeitlich schaltet, ohne große Schaltleistung
trennen. Der Wiederanstieg der,Spannung am Schalter 1a' wird dadurch erheblich verlangsamt,
daß der Kondensator i2o' nicht plötzlich geladen werden kann; denn auf der Primärseite
ist zu dieser Zeit die Induktivität der Drossel i i voll wirksam, und einer Aufladung
von der Gleichstromseite q. her steht die Induktivität der Phasenwicklungen des
Haupttransformators 5 entgegen. Die Hilfsmagnetisierung des Transformators 5 sorgt
dafür, daß sowohl die Primär- als auch Sekwndärscite des Transformators von dem
Magnetislerungsstrom dies Transformators soweit wie möglich entlastet ist. Ferner
kann mit Hilfe der Hilfsmagnetisierung, wie in .anderem Zusammenhangvorgeschlagen
wurde, gleichzeitig die Sprungbeanspruchung und damit die Anforderung an den Kondensator
i2d noch weiter herabgesetzt werden.
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Die Vorteile der durch die Erfindung vorgeschlagenen Anordnung sind
dann von besonderem Nutzen, wenn derartige Anordnungen zur Umformung sehr hoher
Gleichspannungen verwendet werden sollen. Würde man, -wie :dies bisher vorgeschlagen
wurde, die Schaltdrosseln auf der Gleichspannungsseite anordnen, so würden die (Schaltdrosseln
mit Rücksicht auf die Hochspannungsisolation der Arbeitswicklung schon beträchtliche
Abmessungen annehmen. Die für die richtige Arbeitsweise der Drossel erforderliche
Auslegung mit bestem magnetischem Rückschluß und geringer Streuung wird praktisch
nicht mehr erreichbar. Hinzu kommt ferner, daß die Wicklungen zur Hilfsmagnetisierung
ebenfalls gegen Hochspannung isoliert auf dem Eisenkern angeordnet werden müssen
.oder nur über besondere Isoliertransformatoren zu speisen, sind. Die Anordnung
der Drosseln auf .der Primärseite des Transformators beseitigt diese Schwierigkeiten
und stellt trotzdem .die beabsichtigte Wirkungsweise hinsichtlich der Kommutierung
und Entlastung der Strecken sicher. Ferner wird durch die Anordnung auf der Primärseite
eine Kurzschlußbegrenzung erreicht, die nunmehr auch Transformatorschaden einschließt.
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Die in Verbindung mit Schaltdrosseln vielfach erforderliche Vorbellastung
kann erfindungsgemäß ebenfalls von der Gleichstromseite auf die Wechselstromseite
verlegt werden, was insbesondere dann, wenn dort keine sehr hohen Spannungen vorliegen,
von besonderem Vorteil ist. Schließlich kann bei gleichzeitigem Betrieb mehrerer
Transformatoren oder Transformatorgruppen mit gleichen und gleichzeitig ablaufenden
Arbeitsdauern je Phase ein gemeinsamer Satz von Schaltdrosseln in den primärseitigen
;Stromzuführungen vorgesehen werden. Die Vielzahl der sekundärseitigen Entladungs-
oder Schaltstrecken arbeitet mit diesem Drosselsatz in der gleichen Weise wie oben
beschrieben zusammen.
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Die besonderen Vorteile, die die Anwendung des Erfindungsgegenstandes
bei Quecksilberdampfgleichrichtern beispielsweise für große Ströme und Saugdrosselschaltung
bietet, sind an Hand der Fig.2 zu erkennen. Die sechs in Saugdrosselschaltung arbeitenden
und in einem mehranodigen Entladung sgef äß' i a zusammengefaßten Entladung sstrecken
würden nach ,der bisher bekannten Ausführung sechs Drosselwicklungen benötigen,
von denen jeweils zwei einem Eisenkern zugeordnet sein können. In bekannter Weise
ist der Saugtransformator 6 zwischen die Sternpunkte der beiden sekundären dreiphasigen
Sternwicklungen des Transformators 5 geschaltet. Diese beiden Wicklungen würden
aber Spannung gegeneinander führen und dementsprechend gegeneinander und gegen den
Kern isoliert werden müssen. Die Anordnung gemäß der Erfindung löst dagegen die
Aufgabe unter Verwendung von drei Drosseln auf der Primärseite des Stromrichtertransformators,
von denen jede nur eine einzige Wicklung hat. Abgesehen von der geringen Isolation
wird nunmehr ein v2 mal geringerer Wicklungsraum benötigt, und hierdurch wird die
Ausführung des magnetischen Kreises der ,Drossel wiederum wesentlich günstiger gestaltet.