DE934239C

DE934239C - Method for determining the voltage of a grid-controlled rectifier that is established when the load is applied, even before the load on the rectifier is switched on

Info

Publication number: DE934239C
Application number: DEB25981A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dipl-Ing Korb
Original assignee: BROWN
Current assignee: BROWN
Priority date: 1953-06-11
Filing date: 1953-06-12
Publication date: 1955-10-13

Description

Verfahren zur Ermittlung der bei Belastung sich einstellenden Spannung eines gittergesteuerten Gleichrichters bereits vor Einschaltung der Belastung des Gleichrichters Es ist eine bekannte Erscheinung, daß die Gleichspannung eines gesteuerten Gleichrichters bei Belastung gegenüber dem Leerlaufswert dann stark abfällt, wenn der Gleichrichter nicht voll ausgesteuert ist.Procedure for determining the tension that arises under load a grid-controlled rectifier even before the load of the Rectifier It is a well-known phenomenon that the DC voltage of a controlled Rectifier drops sharply under load compared to the no-load value if the rectifier is not fully controlled.

Diese Erscheinung hat ihre Ursache darin, daß der mit einem Voltmeter gemessene Mittelwert der Spannung verschiedene Werte annimmt, je nachdem, ob der Gleichrichter sich im sogenannten löckenden Betrieb befindet oder einen ununterbrochenen Strom liefert.This phenomenon is caused by the fact that the one with a voltmeter measured mean value of the voltage assumes different values, depending on whether the Rectifier is in the so-called intermittent operation or an uninterrupted one Electricity supplies.

Diese Erscheinung hat nichts zu tun mit dem normalen Spannungsabfall, der sich an jeder Stromquelle bei Belastung einstellt und der im folgenden unberücksichtigt bleiben soll. Das Zustandekommen des hier in Rede stehenden Spannungsunterschiedes sei an Hand der Fig. i und 2 näher erläutert.This phenomenon has nothing to do with the normal voltage drop, which occurs at every power source under load and which is not taken into account in the following should stay. The creation of the tension difference in question here is explained in more detail with reference to FIGS.

Darin ist der zeitliche Verlauf der Gleichspannung eines dreiphasigen Gleichrichters dargestellt unter der Voraussetzung, daß der Stromeinsatz über die einzelnen Anoden mit Hilfe einer Gittersteuerung jeweils kurz nach dem Scheitelwert der betreffenden Anodenspannung bewirkt wird.This shows the time course of the direct voltage of a three-phase Rectifier shown on the assumption that the current use over the individual anodes with the help of a grid control shortly after the peak value the relevant anode voltage is effected.

In der Fig. i ist weiter vorausgesetzt, daß der Gleichrichter »löckt«, d. h., daß der von ihm gelieferte Gleichstrom nur aus einzelnen Impulsen von ähnlicher Form wie die der schraffierten Spannungsflächen besteht. Die Spannung verläuft während dieser Stromimpulse nach dem entsprechenden Teil einer Sinuslinie. Die während der Stromlücken negative Anodenspannung bleibt infolge der Ventilwirkung des Gleichrichters wirkungslos. Diese Betriebsart kommt zustande, wenn der Gleichstromkreis des Gleichrichters keine oder nur wenig Induktivität enthält.In Fig. I it is further assumed that the rectifier "loosens", d. This means that the direct current it supplies consists only of individual pulses of similar Shape like that of the hatched areas of tension. The tension runs during these current pulses after the corresponding Part of a sine line. The negative anode voltage during the current gaps remains due to the valve effect the rectifier has no effect. This mode of operation comes about when the DC circuit of the rectifier contains little or no inductance.

Die Spannung verläuft nach dem stark gezeichneten Linienzug der Fig. i. Der Mittelwert ist dabei etwa durch die Linie m1 gegeben.The tension runs according to the heavily drawn line in Fig. i. The mean value is given approximately by the line m1.

Liegt aber im Belastungskreis des Gleichrichters eine Induktivität, die so groß ist, daß sie einen ununterbrochenen Stromfluß erzwingt, so kommen auch die negativen Werte der Anodenspannung zur Wirkung, d. h. die im Gleichstromkreis wirksame Spannung verläuft nach der stark gezeichneten Linie der Fig. 2. Der in diesem Fall wesentlich kleinere Mittelwert der Spannung entspricht etwa der Linie m2 in Fig. 2.But if there is an inductance in the load circuit of the rectifier, which is so great that it forces an uninterrupted flow of current, so come the negative values of the anode voltage to the effect, d. H. those in the DC circuit effective voltage runs according to the strongly drawn line in Fig. 2. The in In this case, the much smaller mean value of the voltage roughly corresponds to the line m2 in Fig. 2.

Diese Erscheinung wirkt sich zuweilen unangenehm aus, z. B. dann, wenn der noch leer laufende Gleichrichter auf eine Aussteuerung eingeregelt werden soll, bei der eine danach eingeschaltete Belastung eine bestimmte Spannung erhält, z. B. ein einzuschaltender Motor eine solche Spannung erhält, bei der er gerade noch anläuft.This phenomenon is sometimes unpleasant, e.g. B. then, if the rectifier, which is still idling, can be adjusted to a modulation level should, at which a load that is switched on afterwards receives a certain voltage, z. B. a motor to be switched on receives such a voltage at which it is currently is still starting.

Vordem Einschalten des Motors zeigt ein an den Gleichrichter angeschlossenes Voltmeter den Spannungsmittelwert m1 an, während der nach der Einschaltung des Motors für das Anlaufen desselben maßgebliche Spannungswert der Linie m2 entspricht. Man kann also bei dieser Sachlage von dem vor dem Einschalten angezeigten Spaünungswert ml nicht ohne weiteres auf den nach dem Einschalten wirksamen Spannungswert schließen.Before the motor is switched on, a connected to the rectifier shows Voltmeter displays the mean voltage value m1, during which after the motor has been switched on for the start of the same voltage value corresponds to the line m2. Man can therefore in this situation from the voltage value displayed before switching on ml cannot easily deduce the voltage value effective after switching on.

Um diesen Übelstand zu beseitigen,-hat man bereits eine Grundlast in Gestalt eines Ohmschen Widerstandes vorgesehen, mit welcher der Gleichrichter vor der Einschaltung des Motors belastet wird.To remedy this problem, you already have a base load provided in the form of an ohmic resistance with which the rectifier before the motor is switched on.

Damit ein solcher Widerstand seinen Zweck erfüllt, muß er nach dem Gesagten einen Strom aufnehmen, bei dem unter dem Einfluß einer Glättungsdrossel oder der sonstigen im Gleichrichterkreis vorhandenen Induktivitäten kein »Lücken« mehr eintreten kann.In order for such a resistance to serve its purpose, it must be according to the Take up a current said under the influence of a smoothing choke or the other inductances in the rectifier circuit, no "gaps" more can occur.

Dies bedingt entweder eine sehr große Glättungsdrossel oder aber unverhältnismäßig hohe Stromverluste im Grundlastwiderstand.This either requires a very large smoothing throttle or it is disproportionate high current losses in the base load resistor.

Erfindungsgemäß kann die bei Belastung sich einstellende Spannung eines gittergesteuerten Gleichrichters bereits vor Einschaltung der Belastung des Gleichrichters durch Verwendung eines Grundlastwiderstandes dadurch ermittelt werden, daß der Grundlastwiderstand so viel Induktivität enthält, daß er bei. allen Aussteuerungen des im übrigen leer laufenden Gleichrichters einen zwar kleinen, aber lückenlosen Strom aufnehmen wird.According to the invention, the voltage that is established under load a grid-controlled rectifier even before the load of the Rectifier can be determined by using a base load resistor, that the base load resistor contains so much inductance that it is at. all levels of the rectifier, which is otherwise idling, is a small but complete one Will consume electricity.

Danach läßt sich eine richtige Anzeige des Voltmeters auch durch die Einschaltung einer sehr kleinen Grundlast erzielen, wenn diese Grundlast aus einem Widerstand mit sehr hoher Induktivität bzw. aus der Reihenschaltung eines Widerstandes mit einer Drosselspule besteht. Die Erfindung ist in der Fig. 3 an einem Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt.After that, a correct display of the voltmeter can also be obtained through the Achieve activation of a very small base load if this base load consists of a Resistance with a very high inductance or a series connection of a resistor with a choke coil. The invention is shown in FIG. 3 in an exemplary embodiment shown schematically.

Der Transformator i speist den Gleichrichter 2 mit einer Gittersteuerungseinrichtung 3. An die Klemmen q. ist eine nicht mit dargestellte Belastung, z. B. ein in weiten Grenzen zu regelnder Motor angeschlossen, der mit dem Schalter 5 ein-und ausgeschaltet werden kann: Im Hauptstromkreis des 'Gleichrichters liegt die Drosselspule 6. Zum Messen der Gleichspannung dient das Voltmeter 7.The transformer i feeds the rectifier 2 with a grid control device 3. To the terminals q. is a load not shown, z. B. one in wide Limits connected to the controlled motor, which is switched on and off with switch 5 can be: In the main circuit of the 'rectifier is the choke coil 6. For The voltmeter 7 is used to measure the DC voltage.

Eine aus dem Widerstand 8 und der Drosselspule g bestehende Grundbelastung kann mit dem Schalter io eingeschaltet werden. Drossel und Widerstand sind dabei so bemessen, daß bei allen Aussteuerungen des Gleichrichters und bei geöffnetem Schalter 5 ein wenn auch sehr kleiner, so doch lückenloser Strom als Grundlast entsteht. Damit ist die Bedingung für die richtige Anzeige der bei Belastung des Gleichrichters, d. h. beim Einlegen des Schalters 5, sich ergebenden Spannung erfüllt.A base load consisting of the resistor 8 and the choke coil g can be switched on with the io switch. Throttle and resistance are included dimensioned so that at all levels of the rectifier and when the Switch 5 turns on an even if very small, but still uninterrupted current as a base load. This is the condition for the correct display of the load on the rectifier, d. H. when the switch 5 is turned on, the resulting voltage is met.

Die untere Grenze für die erforderliche Grundlast ist noch durch eine andere Erscheinung bestimmt: Wenn an einen im übrigen leer laufenden Gleichrichter -mit pulsierender Spannung ein Kondensator angeschlossen ist, so lädt sich dieser bis zu einer Spannung auf, die dem Scheitelwert der pulsierenden Gleichrichterspannung entspricht, die also bei einem Spannungsverlauf, wie in Fig. i und 2 angenommen, sehr viel höher als der Mittelwert ist.The lower limit for the required base load is still through a Another phenomenon determines: If to an otherwise idling rectifier - If a capacitor is connected with pulsating voltage, it will be charged up to a voltage which is the peak value of the pulsating rectifier voltage which corresponds to a voltage curve as assumed in Fig. i and 2, is much higher than the mean.

Der Belastungsstrom, der notwendig ist, um diese Spannungserhöhung zu beseitigen, hängt von der Größe der angeschlossenen Kapazität ab. In Betracht kommt dabei die Kapazität etwa vorhandener Glättungskondensatoren oder auch nur die Kapazität der mit dem Gleichrichter in Verbindung stehenden Leitungen.The load current that is necessary to increase this voltage to eliminate depends on the size of the connected capacity. Into consideration This is where the capacity of any smoothing capacitors, or even just, comes into play the capacitance of the lines connected to the rectifier.

Zweckmäßig wird man den Grundlastwiderstand nach der Erfindung so wählen, daß er auch den durch diese Kapazität bedingten Anstieg der Leerlaufspannung des Gleichrichters beseitigt.The base load resistance according to the invention is expediently so choose that it also compensates for the increase in open circuit voltage caused by this capacitance of the rectifier eliminated.

Ist diese Kapazität klein, so. kann unter Umständen das zur Spannungsmessung dienende Voltmeter gleichzeitig als Grundlast dienen. Dazu ist nur der in jedem derartigen Instrument vorhandene Vorschaltwiderstand so zu gestalten, daß er eine Induktivität besitzt, die ausreicht, um bei allen Aussteuerungen des sonst leer laufenden Gleichrichters einen nicht lückenden Strom im Voltmeter zu erzwingen.If this capacity is small, so. can possibly do that for voltage measurement serving voltmeters also serve as the base load. There is only that in everyone to make such instrument existing ballast resistor so that he a Has inductance, which is sufficient to empty at all levels of the otherwise running rectifier to force a non-discontinuous current in the voltmeter.

Bekanntlich haben Gleichrichter, die mit einer Saugdrossel betrieben werden, die Eigenschaft, bei Leerlauf bzw. bei sehr kleiner Belastung einen bestimmten Spannungsanstieg aufzuweisen, der bei der üblichen Bemessung der Saugdrossel gewöhnlich bei etwa 0,3 bis i 19/o des Vollaststromes ver- i schwindet.It is well known that rectifiers that are operated with a suction throttle have the property of exhibiting a certain voltage increase when idling or with very low loads, which when the suction throttle is usually dimensioned usually decreases at about 0.3 to 19 / o of the full load current dwindles.

Wird ein induktiver Grundlastwiderstand bei einem Gleichrichter mit Saugdrossel vorgesehen, so wird man ihn zweckmäßig so bemessen, daß er gleichzeitig auch den durch die Saugdrossel bedingten Spannungsanstieg beseitigt. Der induktive Grundlastwiderstand kann entweder zeitweilig oder dauernd von Hand eingeschaltet werden, die Einschaltung kann aber auch selbsttätig in Abhängigkeit von der Spannung, dem Aussteuerungsgrad und/oder dem Belastungsstrom des Gleichrichters erfolgen.If a rectifier has an inductive base load resistor Suction throttle provided, it is expediently dimensioned so that it is at the same time also eliminates the voltage increase caused by the suction throttle. Of the inductive base load resistor can be switched on either temporarily or permanently by hand can also be switched on automatically depending on the voltage, the modulation level and / or the load current of the rectifier.

Die Erfindung kann auch bei Stromrichtern angewendet werden, die nicht oder nicht nur als Gleichrichter betrieben werden.The invention can also be applied to converters that do not or not just operated as a rectifier.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Method for determining the voltage of a grid-controlled rectifier when the load is applied, even before the load on the rectifier is switched on, by using a base load resistor, characterized in that the base load resistor contains so much inductance that it is a small one with all levels of the otherwise idling rectifier , but will absorb uninterrupted power.

2. The method according to claim i, characterized in that the inductive base load resistance is dimensioned so that the current consumed by it is only slightly above the load current, in which there is a capacitive voltage increase at the rectifier when idling is eliminated.

3. Arrangement for applying the method according to claim a, characterized characterized in that the inductive base load resistance was a voltmeter whose Series resistor contains the required inductance. q .. method according to claim i, characterized by its use in rectifiers with suction throttles, where the inductive base load resistance is so: dimensioned that by the absorbed by it Current also eliminates the voltage increase caused by the suction throttles during idling will. Referenced publications: German patent specification No. 664452.