DE973962C

DE973962C - Anordnung zur Strombegrenzung von gittergesteuerten Gleichrichtern

Info

Publication number: DE973962C
Application number: DEB15838A
Authority: DE
Inventors: Siegfried Dr-Ing Nahrgang
Original assignee: BROWN
Current assignee: BROWN
Priority date: 1951-07-14
Filing date: 1951-07-14
Publication date: 1960-08-04

Description

Der Höchststrom, der einem gittergesteuerten Gleichrichter entnommen werden darf, hängt von dessen Aussteuerungsgrad ab. Es ist bekannt, zur Vermeidung von Überlastungen Strombegrenzer zu verwenden, die so arbeiten, daß sie bei Überschreiten des zulässigen Stromes die Aussteuerung des Gleichrichters vermindern, wodurch seine EMK und auch seine Gleichstrombelastung herabgesetzt werden. Die Wirkung der bisher bekannten Strombegrenzer setzt unabhängig vom Aussteuerungsgrad ein, sobald der entnommene Gleichstrom einen einmal eingestellten Grenzwert überschritten hat.

Es sind zwar auch Vorrichtungen für gittergesteuerte Gleichrichter bekannt, mit denen der Belastungsstrom abhängig von äußeren Einwirkungen oder vom Betriebszustand des Gleichrichters durch Verschiebung der Zündzeitpunkte geregelt oder begrenzt wird. Dabei wurde jedoch bisher der Umstand nicht berücksichtigt, daß wegen der Rückzündungsgefahr der Belastungsstrom bei niedriger Aussteuerung des Gleichrichters nur kleinere Werte annehmen darf als bei hoher Aussteuerung bzw. Vollaussteuerung.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zur Strombegrenzung von gittergesteuerten Gleichrichtern durch selbsttätige zeitliche Rückverschiebung der Zündimpulse oberhalb eines Grenzwertes des Belastungsstromes, welche die erwähnte Abhängigkeit des zulässigen Belastungsstromes vom jeweiligen Aussteuerungsgrad des Gleichrichters in

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der Weise berücksichtigt, daß der Gleichrichter bei jedem Aussteuerungsgrad mit dem dabei höchstzulässigen Belastungsstrom betrieben werden kann.

Die Anordnung nach der Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Strombegrenzungseinrichtung, bei welcher der Grenzwert des Belastungsstromes derart vom Aussteuerungsgrad des oder der Gleichrichter abhängig gemacht ist, daß der Belastungsstrom bei kleinen Aussteuerungsgraden auf kleinere ίο Werte als bei höheren Aussteuerungsgraden bzw. bei Vollaussteuerung begrenzt wird.

Die Erfindung kann unter Zuhilfenahme an sich bekannter, jedoch in einem neuartigen Zusammenhang gebrachter Verfahren und Vorrichtungen verwirklicht werden.

Für die Unteransprüche, die auf derartige, in anderem Zusammenhang bekannten Maßnahmen gerichtet sind, wird daher nur im Zusammenhang mit dem Anspruch 1 Schutz begehrt.

Die Erfindung ist im folgenden näher erläutert und in ihren Einzelheiten an Hand eines Schaltbildes näher beschrieben. Die Abbildung zeigt einen durch Gleichstrommotor belasteten Gleichrichter mit einer Gittersteuerung nach der Erfindung. Sie gilt nur als Beispiel, ohne alle Möglichkeiten erschöpfend zu behandeln.

Das am Gitter des Gleichrichters 1 liegende Gittersteuergerät 2 verschiebt die Zündimpulse nach Maßgabe der vom Regler 3 gelieferten Stellgröße. Diese ist im gewählten Beispiel ein Gleichstrom, der in bekannter Weise die Gittersteuerdrossel 4 des Gittersteuergerätes 2 vormagnetisiert und dadurch eine Verschiebung der Zündimpulse bewirkt. Der Gleichstrom, mit dem der Gleichrichter ι belastet ist, ist proportional dem auf der Primärseite des Gleichrichtertransformators 5 fließenden Wechselstrom. Von letzterem wird über den Stromtransformator 6 eine Spannung abgeleitet, die demnach ebenfalls dem Strom des Gleichrichters proportional ist. Diese Wechselspannung wird im Begrenzer 7 an die Anode einer Begrenzerröhre 8 gelegt, die ein als Gleichrichter wirkendes Verstärkerrohr ist. Je höher die negative Spannung am Gitter dieses Rohres ist, desto höher muß die vom Stromtransformator 6 gelieferte Spannung sein, bevor ein Anodenstrom fließt und eine Gleichrichtung einsetzt.

Die Gittersteuerspannung der Begrenzerröhre 8 wird an einem Anodenwiderstand 10 der Regelröhre 9 abgegriffen, die den Vormagnetisierungsstrom für die Steuerdrossel 4 im Gittersteuergerät 2 liefert. Wird wie üblich so vorgegangen, daß mit zunehmendem Vormagnetisierungsstrom auch der Aussteuerungsgrad des Gleichrichters 1 zunimmt, dann ist die am Anoden widerstand 10 des Rohres 9 abgegriffene Spannung dem Aussteuerungsgrad umgekehrt proportional. Mit zunehmender Vormagnetisierung der Drossel 4 und demnach mit zunehmendem Aussteuerungsgrad des Gleichrichters 1 verschiebt sich die Gitterspannung der Begrenzerröhre 8 also in negativer Richtung. Zu um so höheren Werten kann daher ihre Anodenwechselspannung bzw. der dem Gleichrichter 1 entnommene Gleichstrom ansteigen, bevor in der Begrenzerröhre 8 eine Gleichrichtung einsetzt.

Die durch die Gleichrichtung in der Begrenzerröhre 8 gewonnene Gleichspannung fällt an den Widerständen 11 und 12 ab und wird nach genügender Glättung über die Widerstände 13 und 14 dem Gitter der Regelröhre 9 zugeführt, wo sie im Sinne einer Verminderung des Aussteuerungsgrades wirkt, indem sie, wie vorher ausgeführt, durch Erhöhung der negativen Gitterspannung an der Röhre 9 den ihr entnommenen Vormagnetisierungsstrom für die Steuerdrossel 4 herabsetzt. Auf diese Weise wirkt die Begrenzerröhre einer weiteren Zunahme des am Gleichrichter 1 entnommenen Stromes entgegen, indem sie dessen EMK herabsetzt.

Im Beispiel ist angenommen, daß der Gleichrichter 1 einen Gleichstrommotor 15 speist, dessen Drehzahl über einen Spannungsteiler 16 zur Einstellung des Sollwertes geregelt wird, während eine Tachometer dynamo 17 den Istwert liefert. Die sich aus der Differenz zwischen Ist- und Sollwert ergebende Spannung liegt als primäre Regelgröße am Gitter der Regelröhre 9. Erst wenn die Stromaufnahme des Motors 15 und damit die Belastung des Gleichrichters 1 die dem augenblicklichen Aussteuerungsgrad entsprechende Größe überschritten hat, kommt in der oben beschriebenen Weise noch eine sekundäre Regelgröße in Gestalt der von der Begrenzerröhre 8 gelieferten Gitterspannung hinzu, die die Begrenzung des Stromes bewirkt.

Die Beziehung zwischen dem Aussteuerungsgrad des Gleichrichters und dem Einsatz der Strombegrenzung läßt sich in verschiedener Weise modifizieren, z. B. dadurch, daß in den Anodenkreis der Begrenzerröhre 8 eine Gegenspannung gelegt wird, so daß ein Strom erst fließen kann, wenn diese überwunden ist, oder dadurch, daß zur Begrenzerröhre 8 noch ein ungesteuerter Gleichrichter parallel geschaltet wird. Wenn mit zunehmender negativer Gitterspannung die Begrenzerröhre 8 schließlich ganz gesperrt ist, übernimmt dann der ungesteuerte Gleichrichter die Strombegrenzung, die von jetzt ab konstant ist und nicht mehr vom Aussteuerungsgrad abhängt.

Claims

Patentansprüche:

i. Anordnung zur Strombegrenzung von gittergesteuerten Gleichrichtern durch selbsttätige zeitliche Rückverschiebung der Zündimpulse oberhalb eines Grenzwertes des Belastungsstromes, gekennzeichnet durch eine Strombegrenzungseinrichtung, bei welcher dieser Grenzwert des Belastungsstromes derart vom Aussteuerungsgrad des oder der Gleichrichter abhängig gemacht ist, daß der Be- iao lastungsstrom bei kleinen Aussteuerungsgraden auf kleinere Werte als bei höheren Aussteuerungsgraden bzw. bei Vollaussteuerung begrenzt wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Begrenzer (7) eine

dem Gleichrichterstrom proportionale Spannung (6) gelegt ist, die auf eine vom Aussteuerungsgrad des Gleichrichters abhängige Steuerspannung so einwirkt, daß der vom Begrenzer abgegebene Strom mittelbar, z. B. über den Belastungsregler (3), oder unmittelbar über das Gittersteuergerät (4) auf die Strombegrenzung am Gleichrichter einwirkt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gleichrichterstrom proportionale Spannung einem mit der Primärseiie des Gleichrichtertransformators verbundenen Stromwandler entnommen wird.
4. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gleichrichterstrom proportionale Spannung an der Anode eines Hochvakuumrohres (8) liegt, während die vom Aussteuerungsgrad abhängige Steuerspannung (10) das Gitter des Hochvakuumrohres derart beeinflußt, daß der vom Rohr geführte Anodenstrom die Strombegrenzung bewirkt.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Anodenstromkreis des Hochvakuumrohres eine von der Belastung des Gleichrichters abgeleitete Gegenspannung (16) liegt, derart, daß ein Strom erst zu fließen beginnt, wenn die Anodenspannung größer als diese Gegenspannung ist.
6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Begrenzer aus mehreren parallel geschalteten Hochvakuumrohren besteht, die mit verschiedenen Gittervorspannungen arbeiten.
7. Anordnung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zu dem Hochvakuumrohr eine einfache (ungesteuerte) Gleichrichterstrecke parallel geschaltet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 605 523, 669 123,

734 463; französische Patentschrift Nr. 895 464.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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