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Verfahren zur Gittersteuerung bei Umnchtefn.
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führung mittels der Gefässe 77 und M, wobei die Spannung jedoch umgekehrtes Vorzeichen aufweist. Steuert man die einzelnen Gefässe derart, dass sie während annähernd der ganzen positiven Halbwelle der Anodenspannung leitend sind, so wird eine im wesentlichen rechteckförmige Sekundärspannung erzeugt. Steuert man jedoch die Gitter der einzelnen Entladungsstrecken so, dass sie nur während eines Bruchteiles der positiven Halbwelle der Anodenspannung Strom führen, so lässt sich ein besseres Anpassen an die geforderte Kurvenform der Sekundärspannung erreichen.
Vorzugsweise soll dabei die der Primärspannung 10 entnommene Teilsteuerspannung im wesentlichen um 90 der Anodenspannung nacheilen. Zur Erläuterung der Wirkungsweise möge Fig. 2 dienen und die Steuerspannung z. B. für die Entladungssfrecken 7J erläutert werden.
In dieser Figur bedeutet die Anodenspannung der Entladungsstrecke 1-5, so wie sie dem Primärnetz entnommen wird, Kurve El die niederfrequente Teilsteuerspannung, während Kurve Eg die resultierende magnetische Feldstärke eines Gittertransformators, der durch die Teilsteuerspannungen aus dem höher-und niederfrequenten Netz erregt wird.
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geprägte Spannungsspitze auf der Sekundärseite des Gittertransformators dann, wenn die magnetische Feldstärke in der Nähe des Wertes Null kommt. Anders ausgedrückt bedeutet dies, dass beim jeweiligen Schneiden der kritischen Gitterspannungskurve durch die Kurve in der Sekundärwicklung des betreffenden Gittertransformators eine positive oder negative Spannungsspitze induziert wird.
Zweckmässigerweise führt man-zur Erzielung einer einwandfreien Spannungsspitze-die von den Netzen 10 und 11 abgeleiteten Teilsteuerspannungen über eine Drossel den Primärwicklungen der Gittertrans- formatoren : 26 bis 28. von denen jede durch einen Parallelwiderstand überbrückt sein kann, zu. Die negative Vorspannung 36 dient dazu, die Entladungsstrecken während der übrigen Zeit gesperrt zu halten. Die Kurve E veranschaulicht den Verlauf der Spannung, wie sie dem Verbrauehernetz zugeführt wird, während einer Halbwelle.
Wenn beispielsweise die Entladungsstrecke 7J erst im Zeitpunkt b leitend wird, weil nämlich dann die resultierende magnetische Feldstärke durch Null geht und im Gittertransformator eine Spannungsspitze entsteht, die die kritische Gitterspannung überschreitet, so wird
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dass dieser Strom während des ersten Teiles dieses Abschnittes oberhalb der durch die EAfjK' des Kreises0 dargestellten NuHinie. während des zweiten Teiles des Abschnittes unterhalb der Nullinie verläuft.
In diesem Falle wird der Strom der Entladungsstrecke 1. 5 gegen die EMK des Kreises 10 durch die Drosselspule 19 gezwungen. Der Mittelwert der Spannung, wie sie im Zeitabschnitt & ... c vom Primärnetz 10 geliefert wird, ist daher die Differenz zwischen den beiden schraffiert dargestellten Flächen oberhalb und unterhalb der Nullinie und kann durch das Stück der Spannungskurve E im Zeitabschnitt & ... c dargestellt werden. Die Entladungsstrecke 7J wird erneut leitend im Zeitpunkt d und führt dann Strom während eines entsprechenden Zeitabschnittes, in dem sieh entsprechende Verhältnisse ergeben.
Es ist zu ersehen, dass die Phasenlage, bei der die Entladungsstrecke 15 bezogen auf die Anodenspannung der Entladungsstrecke leitend wird, sich entsprechend dem Momentanwert
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der Stromführung während der betrachteten Halbwelle der erzeugten Wechselspannung 11 bzw. E sind abwechselnd die Entladungsstrecken 7J und 76 beteiligt, die von der Entladungsstrecke 16 gelieferten Teilstüeke der Spannung E sind in Fig. 2 punktiert dargestellt.
Wenn die schraffierte Fläche unterhalb der Nullinie grösser ist als oberhalb der Nullinie, so ist die Differenzspannung mit umgekehrtem Vorzeichen versehen, aber infolge der eindeutigen Stromdurehlassriehtung der einzelnen Entladungsstrecken kann der Strom nicht in der umgekehrten Richtung fliessen. Während dieser Zeitabschnitte
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Weise fliesst. Es wird dann eine niederfrequente Halbwelle mit entgegengesetztem Vorzeichen aufgebaut. Anders ausgedrückt besagt die dargestellte Steuerung, dass die Steuerung beider Gruppen von Entladungsstrecken in Abliängigkeit vom Momentanwert der niederfrequenten Teilsteuerspannung erfolgt, u. zw. derart, dass die einzelnen Teilstüeke möglichst wenig von der geforderten Kurvenform abweichen.
Vorzugsweise wird es sich um die Erzeugung einer sinusförmigen Weehselspannung handeln, jedoch kann man den Erfindungsgedanken auch bei der Erzeugung von Wechselspannungen anderer Kurvenform anwenden.
Es sei noch bemerkt, dass bei Energielieferung des höherfrequenten Netzes an das niederfrequente Netz keine Kommutierungsschwierigkeiten auftreten; dann arbeitet nämlich der Umrichter im wesentlichen wie ein periodisch gesteuerter Gleichrichter, und die Drosselspule 19 bzw. 19'verhindert ein Kurzschliessen der beiden Transformatorwicklungen 14 und 14' über die Gefässe 1. bis bis 18. Erfolgt die Energielieferung in umgekehrter Richtung, so muss Vorsorge getroffen werden, dass der Strom zwischen den Gefässen 15 und 76 bzw. 77 und 18 kommutiert werden kann Hiefür kann die an sich im Netz 10 vorhandene taktgebende Spannung dienen. Ist eine solche Spannung nicht vorhanden, so erfolgt die Kommutierung mittels Kondensatoren und : '.j'.
Anhand der Fig. 2 soll nun noch gezeigt werden, dass eine Regelung der Energie durch Beeinflussung der dem niederfrequenten Netz zugeordneten Teilsteuerspannung möglich ist. Hiefür ist ein Anzapftransformator JJ in Fig. l vorgesehen. Man kann den Leistungsfaktor im Sekundärnetz 11 und die Grösse der gelieferten Energie sowie deren Leistungsfaktor durch Ändern der Phase und Grösse der
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niederfrequenten Teilsteuerspannung steuern, beispielsweise durch Einstellen der Phaseneinstell- vorrichtung' ? und des Anzapftransformators . l
Ein weiteres Ausführungsbeispiel, das sich auf eine mehrphasige Umformung bezieht, ist in Fig. 3 veranschaulicht.
Diese Anordnung enthält einen dreiphasigen Transformator 42, 43, der an das eine Netz 40 angeschlossen ist und über die Entladungsgefässe 50 bis 67 und einen Sekundär- transformator 44, 45 das niederfrequente Netz 41 speist. Den drei Phasen sind jeweils entsprechende Gruppen von Entladungsgefässen zugeordnet und ebenso auch entsprechende Drosseln 68. Die Gitterkreise der einzelnen Entladungsgefässe werden wie bei der Anordnung gemäss Fig. 1 durch gesättigte Transformatoren gespeist. Die die Gitterspannung liefernde magnetische Feldstärke des Gittertransformators erhält je eine Komponente sowohl von dem höherfrequenten als auch von dem niederfrequenten Netz, u. zw. durch besondere Wicklungen. Zur Einstellung der richtigen Phasenlage sind beispielsweise Drehtransformatoren 46 und 48 vorgesehen.
Es empfiehlt sich, die negativen Gitterspannungsspitzen kurzzuschliessen, wofür man vorzugsweise Trockengleiehrichter 69 an den Klemmen der Sekundärwicklungen der verschiedenen Gittertransformatoren verwenden kann. Ferner enthält jeder Gitterkreis einen Strombegrenzungswiderstand 70 und eine negative Vorspannung 71.
Hinsichtlich der Wirkungsweise ergibt sich gegenüber Fig. 1 kein wesentlicher Unterschied.
Es ist nur zu beachten. dass entsprechend den drei Phasen A, B und C die einzelnen Entladungsgefässe mit Phasenverschiebung zueinander gesteuert werden müssen. So arbeitet die Transformator-
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während der positiven Halbwelle der niederfrequenten Spannung. Dabei wird die Spannung in ähn- licher Weise wie. in Fig. 2 aus den von diesen Entladungsgefässen gelieferten Teilstücken aufgebaut.
Entsprechendes ergibt sich für die negative Halbwelle dieser Spannung und für die beiden anderen
Phasen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren znr Gittersteuerung bei Umrichtern, insbesondere solchen mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken, bei der unmittelbaren Frequenzumformung von Wechselstrom höherer Frequenz in solchen niederer Frequenz, bei denen die Gitter eine von den Spannungen beider
Netze abhängige Steuerspannung erhalten und einzeln gesteuert werden und bei denen der Aufbau der erzeugten Spannungskurve allein durch die Gittersteuerung sichergestellt wird, dadurch gekenn- zeichnet, dass die beiden den Netzspannungen zugeordneten Steuerwechselspannungskomponenten einem als gesättigten Transformator ausgebildeten Gittertransformator zugeführt werden.