DE2308463A1 - Zuendwinkelregelung fuer hochspannungsgleichstrom-konverter mit verbesserter ventilstrom-ueberwachung - Google Patents

Description

Zündwinkelregelung für Hochspannungs-Gleichstrom-Konverter mit verbesserter Ventilstrom-Überwachung

(Zusatzanmeldung zu P 22 03 956.1)

Die Erfindung betrifft ein neuartiges und verbessertes Ver-

fahren und System zur Regelung des Zündwinkels für einen Leistungs-Konverter mit einer verbesserten Ventilstrom-überwachungseinrichtung.

Insbesondere betrifft die Erfindung eine schnell ansprechende Zündwinkelregelung oder -steuerung für einen Hochspannungs-Gleichstrom-Leistungs-Konverter für die Verwendung bei der Betriebsart eines Inverters und mit einer verbesserten Ventilstrom-Überwachungseinrichtung zur Erfassung der Intervalle, in

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denen die in dem Konverter verwendeten Thyristor-Ventile Strom durchlassen.

Die Erfindung ist besonders geeignet für die Verwendung mit Hochspannungs-Gleichstrom-Leistungskonvertern mit Kopplung durch Dreiphasentransformator und des Typs mit einer Brücke mit 6 Ventilen. Ein solcher Konverter ist in der Lage, einen Hochspannungsgleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln bzw. Wechselstrom in Gleichstrom mit hoher Spannung umzuwandeln, wenn er in der Betriebsart als "Inverter" bzw. als "Gleichrichter" betrieben wird. Die Erfindung ist jedoch keineswegs auf diesen Anwendungsfall beschränkt und kann in vielen anderen Leistungsinverter-Schaltungen verwendet werden, beispielsweise bei umkehrbaren Antriebssystemen für Walzstände usw. Eine Beschreibung bekannter Leistungskonverter diesen allgemeinen Typs und ihrer Betriebsweise ist beispielsweise gegeben in den Handbüchern "High Voltage Direct Current Power Transmission" von C. Adamson und N.G. Hingorani (Garroway Ltd., London, I960) und "Principles of Inverter Circuits" von B.D. Bedford und R.G. Hoft (Joh. Willey and Sons Inc. New York, 1964).

Die Anmelderin hat bereits eine vorbeKannte Zündwinkelregelung für die Verwendung mit Leistungskonvertern beschrieben in einem Aufsatz mit dem Titel "A New Constant Extinction Angle Control For AC/DC/AC Static Converters" von N.G. Hingorani und P. Chadwick in "IEEE Transactions on Power Apparatus and Systems", Vol. PAS-87 Nr. 3 März 1968, Seiten 866 bis 872. In dieser Hinsicht ist zu beachten, daß die Ausdrücke "Winkelregelung" CLöschwinkelregelung) (extinction angle control) und"Zündwinkelregelung"auf diesem Fachgebiet als Synonym betrachtet werden und nachstehend in diesem Sinne verwendet werden. In dem oben genannten Aufsatz von Hingorani und Chadwick wird im einzelnen der Zweck und die Grundlage für die Verwendung von Zündwinkel-Regelungen (margin angle control) in Leistungskonvertern beschrieben, welche in der Betriebsart des Inverters verwendet

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werden und bezüglich der Definition von Ausdrücken und einer eingehenden Beschreibung der Grundsätze für die Regelung wird auf diesen Aufsatz verwiesen. Es sei hierzu nur kurz bemerkt, daß für einen sicheren Betrieb eines Inverters der Winkel der Voreilung (advance) (der Zündwinkel des Ventils in einem als Drelphasen-Brücke geschalteten Konverter, in dem beim Betrieh als Inverter eine Kommutierung erfolgt) hinreichend groß sein muß, so daß am Ende der Kommutierung das tatsächlich vorhandene Intervall zwischen dem Aufhören des Stromdurchgangs durch das gelöschte Ventil und dem Zeitpunkt, in dem dieses Ventil wieder einer erneut angelegten Spannung in Durchlaßrichtung unterliegt, länger ist als eine vorgegebene Mindestzeit, welche auf diesem Gebiet als die kritische Entionisierungszeit (bei einer Röhre mit Gasionen) oder Wiedererholzeit (bei einem Pestkörperhalbleiterventil) bekannt ist. Das auf diese Weise gegebene Intervall wird üblicherweise als Zündwinkel des gelöschten Ventils bezeichnet und der hier verwendete Ausdruck "Zündwinkel¹¹ soll ein Zeitmaß und nicht ein Winkelmaß darstellen. Um zu gewährleisten, daß kein Ventil in dem Inverter vorzeitig zündet und Strom durchläßt, wenn die Vorwärtsspannung erneut zugeführt wird, sind Einrichtungen zur Schaffung eines angemessenen Zündwinkels entwickelt worden. Eine solche Regelungseinrichtung für den Zündwinkel ist in dem oben genannten Aufsatz von Hingorani und Chadwick angegeben. Typischerweise sind diese bekannten Zündwinkelsteuerungen so ausgelegt, daß sie eine Regelfunktion ausüben, bei welcher der Inverter praktisch mit einem konstanten Zündwinkel arbeitet, der so klein wie möglich ist bei einem geeigneten Sicherheitsbereich.

In einer ganzen Zahl von Anwendungsfällen arbeiten die bekannten Zündwinkelregler nicht so schnell oder so genau, wie es bei gewissen Veränderungen des tatsächlichen Zündwinkels erwünscht sein kann. Um diesen Nachteil zu überwinden, wurde die Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung geschaffen.

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Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Regelverfahreη und ein Regelsystem für Leistungskonverter zu schaffen, welches neuartig und verbessert ist und schnell anspricht und dadurch eine sichere Arbeitswelse der Konverter unter solchen Bedingungen gewährleistet, bei denen vorübergehende Störungen auf der Wechselstromleitung sonst einen instabilen Betrieb veranlassen könnten.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine neuartige, verbesserte und billige überwachungseinrichtung für den Ventilstrom zur Verwendung zusammen mit Zündwinkelregelsystemen für Leistungskonverter zu schaffen.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine neuartige und verbesserte Zündwinkelregelung zu erhalten mit einer Möglichkeit zur Verstärkungsgradänderung, welche den Verstärkungsfaktor der normalen Regelschleife vermindert, wenn der erfaßte Mindestwert des Zündwinkels kleiner wird als eine Bezugsgröße für diesen Mindestwert des Zündwinkels. Dadurch wird jegliche Tendenz des Regelsystems zum überschwingen und zu Schwingungen um einen Zustand für die Regelabweichung Null auf ein Mindestmaß reduziert.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben gelöst durch eine schnell ansprechende Zündwinkelregelung für einen Leistungskonverter, welche eine Ventilstromüberwachungselnrichtung besitzt, die so in einer Schaltung mit den Thyristoreinrichtungen eines Leistungskonverters gekoppelt ist, daß elektrische Ausgangssignale für den Ventilstrom erhalten werden können, die repräsentativ sind für die Stromdurchlaßintervalle der jeweiligen Thyristoreinrichtungen. Außerdem and auch überwachungseinrichtungen für die Wechselspannung des Systems an die Thyristoreinrichtungen gekoppelt, um elektrische Ausgangssignale für die Ventilspannung zu erhalten, welche die Spannungen wiedergeben, die an den jeweiligen Thyristoreinrichtungen anliegen. Durch diese

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Anordnung entspricht die Zeitdauer des Intervalls zwischen dem Aufhören des Stromdurchgangs durch die jeweilige Thyristoreinrichtung und dem Nulldurchgang des Potentials in positiver Richtung, welcher während der darauffolgenden Umkehrung der Polarität der Spannung über der jeweiligen Thyristoreinrichtung auftritt, dem tatsächlichen Zündwinkel der jeweiligen Thyristoreinrichtung. Es sind Einrichtungen zur Erzeugung eines Zündwinkelsignals vorgesehen, welche auf die überwachungseinrichtungen für den Ventilstrom und die überwachungseinrichtungen für die Wechselspannung des Systems für jede Thyristoreinrichtung ansprechen und die Ableitung von Zündwinkelsignalen am Ausgang ermöglichen, die repräsentativ sind für die zeitliche Dauer des Zündwinkels der Jeweiligen Thyristoreinrichtung. Eine Wahlschaltungseinrichtung spricht auf das Ausgangssignal der Schalteinrichtung zur Ableitung des Zündwinkelsignals an und wählt dasjenige Zündwinkelsignal aus, welches dem kleinsten Zündwinkel entspricht. Dieses ausgewählte kleinste Zündwinkelregelsignal wird einer Summierungsschaltung zugeführt zusammen mit einem ersten Bezugssignal für den Zündwinkel, um ein resultierendes Regelabweichungssignal für den Zündwinkel zur normalen Regelung des Betriebs der Thyristoreinrichtungen zu erhalten. Eine Komparatorschaltung ist ebenfalls vorgesehen und spricht auf das Regelabweich—ungssignal des Zündwinkels und auf ein zweites Bezugssignal an. Es dient zur Erfassung schwerwiegender Änderungen in dem kleinsten Zündwinkelsignal (wie/beispielsweise angeregt werden können durch eine vorübergehende Wechselspannungsstörung) und dient zur Erzeugung eines zweiten zusätzlichen Regelabweichungssignals für den Zündwinkel am Ausgang, welches proportional dem Betrag ist, um den die Regelabweichung den ersten , Bezugswert übersteigt. Dieses zweite Regelabweichungssignal für den Zündwinkel wird der Regeleinrichtung für den Leistungskonverter zusammen mit der normalen Regelgröße zugeführt, um eine schnell ansprechende Regelung des Betriebs der Thyristoreinrichtungen auszuüben, wenn eine ernsthafte Änderung des

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Mindestzündwinkels erfaßt wird, welche den zweiten Bezugswert übersteigt. Bei Aufhören des Zustandes der ernsthaften Störung wird die Regelung des Konverters zurückgegeben auf die normale Regelschleife. In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Schaltungsanordnung zur Änderung des Verstärkungsfaktors in der normalen Regelschleife eingefügt und/das Regelabweichungssignal für den Zündwinkel an durch eine Verminderung des Verstärkungsfaktors in der Schleife, wenn ein Betriebszustand eintritt, bei dem der erfaßte Mindestzündwinke1 kleiner ist als der Bezugswert für den Mindestzündwinke1, wie er durch das erste Bezugssignal für den Mindestzündwinkel gegeben ist. Dadurch wird jegliche Tendenz des Regelsystems zum überschwingen und zum Schwingen um einen Zustand mit der Regelabweichung Null auf ein Mindestmaß reduziert.

Die verbesserte schnell ansprechende Regelung für den Zündwinkel ist besonders geeignet für Verwendung mit einem Konverter, welcher eine Dreiphasentransformatorkopplung und Brückenschaltung mit mindestens 6 Thyristoreinrichtungen besitzt. Dabei sind 3 Sätze von jeweils 2 Thyristoreinrichtungen als ein Ventilpaar für jede Phase mit der Wicklung des Dreiphasen-Netz-Transformators verbunden. Die überwachungseinrichtung für den Ventilstrom umfaßt einen konventionellen Wechselstromtransformator, der induktiv an jedes Ventilpaar gekoppelt ist. An die Jeweiligen Stromtransformatoren für jedes Ventilpaar sind Schaltungsanordnungen zur Formung des Signals für den Ventilstrom und zur Trennung der Signale gekoppelt. Dadurch wird das dort erzeugte Signal in eine Rechteckwelle umgeformt, und die Signale werden in 2 getrennte Signale aufgetrennt, welche repräsentativ sind für die Stromdurchgangsintervalle Jeder der beiden Thyristoreinrichtungen, die das Ventilpaar ausmachen. An die Schaltungen zur Formung der Ventilstromsignale und zu ihrer Trennung sind Jeweils Verzögerungseinrichtungen gekoppelt, um die Dauer der In einer-Rechteckwelle umgeformten elektrischen Signale um ein

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vorgegebenes Zeitintervall zu vergrößern. Dadurch erfolgt eine Überlappung und jegliche willkürliche störende überschwingungs-Signalimpulse (overshoot) werden unterdrückt, welche in den Stroratransformator-Wicklungen infolge des Abschaltens des Thyristors erzeugt werden können. Ebenso werden andere ähnliche Signale unterdrückt, und dadurch wird die Erzeugung von solchen Signalimpulsen ausgeschaltet, welche ein falsches und fehlerhaftes Ausgangssignal für den Stromdurchgang des Ventils ergeben würden. An einem nachgeordneten Punkt der Zündwinkelregelung ist eine Kompensation der vergrößerten Zeitdauer dieser rechteckförmigen Signalimpulse für den Ventilstrom vorgesehen.

Ein besseres Verständnis weiterer Aufgaben, Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Anordnung ergibt sich aus der eingehenden Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsformen im Zusammenhang mit den Abbildungen.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild einer neuartigen und verbesserten, schnell ansprechenden Zündwinkelregelung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt die Verwendung dieser Regelung zusammen mit einem Hochspannungs-Gleichstrom-Leistungskonverter, der in Dreiphasentransformatorkopplung und Brückenschaltung aufgebaut ist und 6 Thyristoreinrichtungen verwendet, wobei 3 Sätze von Thyristoreinrichtungen als Ventilpaar für die 3 Phasen miteinander verbunden sind.

Fig. 2 ist eine Schaltzeichnung der Schaltung für die Umformung des Ventilstromsignals und eine Auftrennung, welche zusammen mit der verbesserten überwachungseinrichtung für den Ventilstrom als Teil der Erfindung verwendet wird.

Fig. 3 zeigt zur Erläuterung der Arbeitsweise der Schaltung nach Fig. 2 eine Reihe von Kurvendarstellungen des zeitlichen Verlaufs der Ströme.

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Flg. 4 ist eine Schaltzeichnung einer bevorzugten Ausführungsform einer Schaltung zur übersetzung der Zündwinkelwerte, welche einen Teil der Zündwinkelregelung nach Fig. 1 bildet.

Fig. 5 zeigt ein Schaltbild einer bevorzugten Form einer Wahl schaltung für den Zündwinkel zur Verwendung mit der Zündwinkelregelung nach Fig. 1.

Fig. 6 zeigt eine Reihe von Wellenformen zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der überwachungseinrichtung für den Zündwinkel, des Umsetzerteils oder der Übersetzerschaltung für den Zündwinkel und der Schaltung für die Auswahl des Zündwinkels bei einer neuartigen und verbesserten Zündwinkelregelschaltung gemäß Fig. 1.

Fig. 7 zeigt eine ausführliche Schaltzeichnung eines Volt-Sekunden-Impulsgenerators für die Regelanordnung nach Fig. 1.

Fig. 8 ist eine Schaltzeichnung einer alternativen Ausführungsform der Regler- und Impulsgeneratorblöcke nach Flg. 1.

Fig. 9 ist eine Kurvendarstellung und enthält die Verstärkungsgrad-Regelabweichungs-Kurve der Ausführungsform nach Fig.

Fig. 10 enthält ein Funktionsblockschaltbild eines Reglers mit einer Kennlinie nach Fig. 9·

Fig. 11 ist eine ausführliche Schaltzelchnung einer bevorzugten Form der Einrichtung zur Änderung des Verstärkungsgrades nach der allgemeinen Darstellung in Fig. 10.

Fig. 12 ist ein Schaltbild für Modifikationen eines Teils der überwachungseinrichtung für den Ventilstrom nach Fig. 2.

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Flg. 1 zeigt das Blockschaltbild einer neuartigen und verbesserten Regeleinrichtung für den Zündwinkel mit hoher Ansprechge- , schwindigkeit für einen Leistungskonverter. Im oberen Teil der Abbildung ist bei 11 ein Konverter in 3 Phasen-Transformatorkupplung und mit einer Brückenschaltung mit mindestens 6 Thyristorr ventilen 1 bis 6 dargestellt. Eine ausführliche Beschreibung des Aufbaus und der Arbeitswelse einer solchen Leistungsbrücke wird in dem vorgenannten Aufsatz von Adamson und Hingorani gegeben. Hier wird nur kurz angeführt, daß der Konverter eine Schaltung aus Transformator und Brückenschaltung umfaßt, wobei diese Brücke durch, 6 abwechselnd Strom führende Thyristorventile gebildet ist, die paarweise miteinander verbunden sind, wobei Jedes Ventil in der Reihenfolge stromdurchlässig gemacht wird, wie sie durch seine Bezugsziffer bestimmt ist. Die Thyristorventile 1 bis 6 sind in Paaren zwischen zwei Gleichstromleiter und einen Satz von Wechselstromleitern für 3 Phasen verbunden, wobei diese Wechselstromleiter in bekannter Weise jeweils mit den Phasenwicklungen R, Y und B verbunden sind. Die Phasenwicklungen R, B und Y umfassen die 3 Phasenwicklungen eines Netz- bzw. Ausgangstransformators 12 und sind Induktiv an entsprechende Primär-/Sekundärwicklungen R¹, Y¹ und B¹ gekoppelt. Sie dienen zur Lieferung von ausgangsseitigern Wechselstrom, wenn der Konverter in der Betriebsart als Inverter betrieben wird und zur Einkopplung des am Eingang zugeführten Wechselstroms auf den ' Brückenkonverter in der Betriebsart als Gleichrichter. Die Thy- '. ristoreinrlchtungen 1, 3 und 5 Jedes Ventilpaares besitzen ge- ί meinsam verbundene Kathoden, die über Gleichstromleiter und einen geeigneten Gleichstromfilterreaktor mit einem Ausgangs/Eingangs- '■■ Anschluß für Gleichstrom verbunden sind. Die Anoden der Thyristoreinrichtungen 2, 4 und 6 sind gemeinsam über den anderen Gleich- ! stromleiter mit einem zweiten Gleichstromanschluß verbunden. '

Die Thyristoreinrichtungen 1 bis 6 umfassen vorzugsweise ge- i steuerte Siliziumgleichrichtereinrichtungen als Festkörper und Halbleiterlernente, welche an sich bekannt sind. Ee könnten Je-

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- ίο - !

doch auch Thyratrons, Ignltrons, Quecksilberdampfgleichrichter oder andere ähnliche gittergesteuerte stromdurchlässige Ein- ! richtungen verwendet werden, welche eine ähnliche Betriebscharakteristik wie der gesteuerte Siliziumgleichrichter und ,

allgemein wie ein Thyristor besitzen. In der vorliegenden Be- ; Schreibung sind zwar die verschiedenen Thyriatoreinrichtungen (oder -ventile) 1 bis 6 als Thyristoreinrichtung oder -ventil bezeichnet. Dabei ist jedoch zu beachten, daß wegen der Anwendung hoher Spannung und großer Stromstärken diese Einrichtungen Jeweils eine Vielzahl von parallel und/oder in Reihe verbundenen gesteuerten Siliziumgleichrichtereinheiten oder andere Einrichtungen umfassen können, die für die Erhöhung der Stromstärke parallel und für die Erhöhung der Spannung in Reihe miteinander verbunden sind und dann zusammen jeweils die erwünschten Einzelventile bilden, welche in der Schaltungsanordnung nach Pig. I wiedergegeben sind. Diese Zusammenfassung einzelner Thyristoreinheiten in Parallelschaltung und/oder Reihenschaltung zur BiI- ; dung von gittergesteuerten Ventilen bei einer erwünschten hohen Spannung und erwünschter hoher Stromstärke ist an sich bekannt und wird nicht im einzelnen erörtert.

Weiterhin ist zu beachten, daß die nachstehende Beschreibung auf die Ausführungsform einer Brückenschaltung für 6 Impulse gerichtet ist. In der Praxis wird sie jedoch oft mit einer Brückenschaltung für 12 Impulse verwendet, welche aus 12 Thyristoreinrichtungen oder -ventilen gemäß obiger Definition besteht. Eine solche Brücke für 12 Impulse würde 2 in Reihe miteinander verbundene 6 Impulsbrücken umfassen, von denen jede ähnlich der Brücke nach Flg. 1 ist. Sie würde dann mit Wechselstromspannungen geeigneter Phasenlage von Transformatorwicklungen in Sternschaltungen oder Dreieckschaltung versorgt, welche in geeigneter Weise miteinander verbunden sind, um eine Phasenverschiebung von 30° zwischen den jeweiligen Wechselstromanschlüssen der beiden Brücken in an sich bekannter Weise !'ergeben. Gewünschtenfalls könnten für die Ausführung der Erfindung auch andere Leistungskonverteranordnungen

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- 11 für eine Vielzahl von Impulsen verwendet werden. j

Die neuartige und verbesserte Zündwinkelregelung besteht aus ! einer Anzahl von untereinander verbundenen Teilschaltungen ge- ^; maß Pig. 1, einschließlich einer überwachungseinrichtung für den Ventilstrom. Die überwachungseinrichtung für den Ventilstrom be- \ steht aus einer Vielzahl von konventionellen Wechselstromtrans- j formatoren (ct.) 13, 1*1 und 15, welche um die jeweiligen Zuleitungen gewickelt sind, welche zwischen den Phasenwicklungen ; R, Y und B des Konvertertransformators und die Verbindungspunkte der entsprechenden Ventilpaare 1 und 4, 3 und 6 und 5 und 2 geschaltet sind. Ein Satz von Dioden (sh. Fig. 2), welche gegeneinander geschaltet sind (back to back) dient als Verbraucher über den Sekundärwicklungen 13, 14 und 15 zusammen mit einem Widerstand 16. Wenn durch die Ventile ein Strom Null fließt, dann ist der Strom in den Stromtransformator-Primärwicklungen Null, und die Spannung Über den Dioden ist Null. Mit dem Einstellen eines Stroms in der Primärwicklung eines Stromtransformators steigt die Spannung über den Dioden schnell an, bis zu dem Punkt, an dem sich die Dioden voll einschalten (2,8 Volt). Dies führt dazu, daß im wesentlichen rechteckige Spannungsimpulse, bezogen auf Erde oder Masse, erzeugt werden. Unter normalen Betriebsbedingungen wird der Spannungssignalimpuls über den Dioden Jedes Stromtransformators zwischen Spannungswerten entsprechend +I_d und -I. bezogen auf Erde wechseln. Die Fig. 3a zeigt die Impulse +I^ und-I_d, welche an den jeweiligen Stromtransformatoren erhalten werden. Der positive Impuls +1, entspricht dem Stromdurchgang eines Ventils mit gemeinsamer Kathode, beispielsweise der Thyristoreinrichtung Nr. 1 in dem Leistungskonverter 11 und der negative Impuls -I, entspricht dem Stromdurchgang eines Ventils mit gemeinsamer Anode, beispielsweise Nr. 4 des Ventilpaars 1 und 4. In den Schaltungen 21 bis 23 für die Formung des . Signals für den Ventilstrom und für die Abtrennung dieser Signale voneinander werden die positiven und negativen Impulse +I_d und -I. getrennt und umgeformt, wobei Jeder Impuls einen

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Bezugswert oder Schwellspannungswert übersteigt oder unter diesen Wert fällt. Die Ausgangssignale von diesen Schaltungen für die Impulsformung und Impulstrennung nehmen dann daher entweder den Wert für eine logische 1 oder logische O ein und sind repräsentativ für die Stromdurchlaßintervalle der jeweiligen Thyristorventile 1 bis 6. Diese rechteckförmigen Si^nalimpulse, welche die Stromdurchlaßintervalle der jeweiligen Thyristorventile 1 bis anzeigen, werden dann als eines der Eingangssignale einer überwachungseinrichtung 24 für den Zündwinkel zugeführt. Der Aufbau und die Arbeitsweise der Schaltungen 21 bis 23 für die Signalformung und Signaltrennung werden nachstehend im einzelnen im Zusammenhang mit den Figuren 2 und 3 gegeben.

Neben den Ventilstromimpulsen von der überwachungseinrichtung für den Ventilstrom erhält die überwachungseinrichtung 24 für den Zündwinkel auch noch einzelne rechteckige Spannungssignale, welche angenähert der positiven Halbperiode der jeweiligen Kommutierungsspannungen für das Ventil entsprechen, die über dem Ventil anliegen und aus einer überwachungseinrichtung 25 für die Spannung des Wechselstromsystems erhalten werden. Diese Spannungsüberwachungseinrichtung 25 umfaßt einen HiIfstransformator, der induktiv an die tertiäre Wicklung des Dreiphasen-Haupttransformators gekoppelt ist, welcher als Netz/Ausgangstransformator für den Leistungskonverter dient. Der Hilfstransformator besitzt dabei Sekundärwicklungen für Herabsetzung der Spannung und mit Mittelabgriff, um die jeweiligen Spannungssignale zwischen Phase und Phase an die überwachungsschaltung 25 zu liefern. Diese Schaltung 25 verarbeitet die Spannungen in bekannter V/eise zur Erzeugung von einzelnen ausgangsseitigen Kommutierungsspannungssignalen in Rechteckform, welche den Kommutierurigsspannungen des Ventils für die positive Halbperiode entsprechen, die über den jeweiligen Thyristoreinrichtungen 1 bis 6 erscheinen. Diese Signale für die Kommutierungsspannung werden dann als zweite Eingangssignale der überwachungseinrichtung 24 für den Zündwinkel zugeführt.

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Die überwachungseinrichtung 24 für den Zündwinkel umfaßt 6 bistabile Flip-Flop-Schaltungen, von denen jeweils eine Schaltung fürjjede der 6 Thyristoreinrichtungen in der Brücke des Leistungskonverters vorgesehen ist. Diese Flip-Flop-Schaltungen sind allgemein in Fig. 1 mit Fl, Fk usw. bezeichnet und dienen zur Erzeugung von rechteckförmigen elektrischen Ausgangssignalen, welche repräsentativ sind für den gemessenen Zündwinkel der jeweiligen zugeordneten Thyristoreinrichtungen 1 bis 6 in der Brücke des Leistungskonverters. Die rechteckförmigen Zündwinkelsignale werden dadurch erzeugt, daß der jeweilige Flip-Flop, beispielsweise der Flip-Flop Fl, in der überwachungseinrichtung 24 für den Zündwinkel veranlaßt wird, von einem ersten stromdurchlässigen Zustand in einen zweiten stromdurchlässigen Zustand zu schalten beim Eintreffen der rückwärtigen Flanke des Impulses für den Ventilstrom (dieser bezeichnet das Ende des Stromdurchlaßintervalls und damit den Beginn oder Start des Zündwinkelintervalls). Der Flip-Flop Fl wird dann von seinem zweiten Zustand in den ersten Zustand zurückgeschaltet beim Eintreffen des rechteckförmigen Signals für die Kommutierungsspannung am Eingang, welches von der überwachungseinrichtung 25 für die Wechselspannung des Systems geliefert wird. Die Vorderflanke dieses Kommutierungssignals für die Wechselspannung des Systems zeigt den Durchgang durch das Potential Null in Richtung positiver Spannungen an, welcher während der Umkehrung der Polarität der Kommutierungsspannung auftritt, die über der jeweiligen Thyristoreinrichtung erscheint. Es wird erhalten durch Erfassung des Spannungsanstiegs über dem gesperrten Ventil in dem Ventilpaar, dessen zugeordnetes Ventil eingeschaltet wird, wobei diese Spannung zur Abschaltung der einen Thyristoreinrichtung durch Kommutation verwendet wird. Beispielsweise wird das Ventil 3 eingeschaltet, um das Ventil 1 durch Kommutation abzuschalten, und der Spannungsanstieg über dem Ventil 6 wird erfaßt, um den Zeitpunkt zu identifizieren, an dem das Ventil 1 in Vorwärtsrichtung vorgespannt wird und daher infolge der Umkehrung der Polarität seiner

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Kommutierungsspannung erneut einer Spannung in Vorwärtsrichtung ausgesetzt wird.

Fig. 6 zeigt die Wellenform der Signale, welche der überwachungseinrichtung 2Ί für den Zündwinkel zugeführt werden und zeigt die Art und Weise der Erzeugung der Signalimpulse für den Zündwinkel, welche am Ausgang der überwachungseinrichtung erscheinen. An irgendeinem vorhergehenden Zeitpunkt (in Fig. 6 nicht dargestellt) wird das nächste Ventil in der Brücke, an dem die Kommutierung stattfindet (angenommenerweise hier Ventil Nr. 3) stromdurchlässig gemacht gemäß dem als Sollwert vorgegebenen Voreilwinkel (angle of advance) und dem entsprechenden Steuersignal und das Thyristorventil 1 wird beginnen abzuschalten. Beim Aufhören des Stromdurchgangs in dem Thyristorventil wird das überwachungssignal für den Ventilstrom, welches durch den Stromtransformator 13 und den Widerstand 16 erzeugt wird, eine bei P₁ dargestellte scharfe rückwärtige Kante zeigen. Wie bereits erwähnt, ist der Zündwinkel als das Zeitintervall definiert, welches bei Beendigung der Kommutierung eines Ventils verbleibt, nachdem der Stromdurchgang in dem Ventil aufgehört hat und vor der Umkehr der Polarität der Kommutierungsspannung über dem Ventil, bei der es dann erneut einer zugeführten Spannung in Vorwärtsrichtung ausgesetzt ist. Dieser Zündwinkel darf nicht kleiner sein als die kritische Erholzeito^ des Thyristorventils, bei dem der Stromdurchgang gerade aufgehört hat. Im anderen Falle kann es während der erneuten Zuführung der Vorwärtsspannung zünden und außerhalb der vorgegesehenen Reihenfolge Strom durchlassen. Indem der Flip-Flop F. in dem überwachungsteil für den Zündwinkel beim Nulldurchgang der Spannung im Wechselstromsystem zum Zeitpunkt P₂ veranlaßt wird, zu seinem Ausgangszustand gemäß der Darstellung in Fig. 6a zurückzuschalten, wird durch den Flip-Flop F. am Ausgang ein rechteck-

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förmiger Spannungsimpuls erzeugt, dessen Zeitdauer oder -breite der Länge des tatsächlichen Zündwinkels des Ventils, gemessen in Winkelgraden, entspricht, welche auf die Phase der Wechselspannungen bezogen sind. In den Fig. 6b und 6c sind 2 solche Steuerimpulse mit Impulsbreitenmodulation für den Zündwinkel dargestellt, und der Zündwinkel oC für den Thyristor 3 ist aus Fig. 6c , der Zündwinkel°^₁ des Thyristors 1 aus Fig. 6b ersichtlich.

Für einen maximalen Wirkungsgrad des Betriebs des Leistungskonverters 1st es erwünscht, den Thyristor mit einem möglichst kleinen Zündwinkel zu betreiben, d.h. der Zündwinkel ist stark angenähert an den kritischen Zündwinkel , welcher durch die Erholzeit der Thyristoreinrichtungen definiert ist, wobei der Zündwinkel mit einem zuverlässigen und sicheren Betrieb des Konverters verträglich ist. Aus diesem Grunde haben die vorbekannten Regelsysteme für den Zündwinkel alle den Versuch unternommen, den Konverter so anzusteuern oder zu regeln, daß erjsicher mit dem kleinsten sicheren. Zündwinkel betrieben wurde. Eine der bei diesem Versuch auftretenden Schwierigkeiten (sie stellt auch den Grund dar, warum die meisten vorbekannten Steuerungen für den Zündivinkel nicht zufriedenstellend waren) ist auf das Erscheinen vorübergehender Störungen in dem Wechselspannungssystem zurückzuführen. Das Auftreten solcher Störungen kann in ernsthafter Weise die Kommutierungsspannung beeinträchtigen, welche zur Ausschaltung eines vorher stromdurchlässigen Ventils durch Kommutierung zur Verfügung steht. Wenn daher ein kritischer Zündwinkel so eingestellt ist, daß er zur Gewährleistung der Kommutierung unter Normalbedingungen ausreichend ist, kann beim Auftreten einer vorübergehenden Störung eine unzureichende Kommutierungsspannung verbleiben und dadurch ein Versagen der Kommutierung der Thyristoreinrichtung infolgedessen ein nicht zufriedenstellender Betrieb des Leistungskonverters bewirkt werden. Um Vor- · kehrungen für diesen Fall zu treffen, erfaßt die Anordnung nach der vorliegenden Erfindung schnell Änderungen in dem Mindest-

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wert des Zündwinkels, welche durch solche vorübergehenden Störungen erzeugt werden. Sie spricht schnell auf diese. Änderungen an und erhöht sofort vor dem Zünden des nächsten Ventils in der Brücke den Mindestwert des Zündwinkels auf einen sicheren Wert. Wenn die vorübergehende Störung endet, wird der Regler automatisch den Zündwinkelauf den voreingestellten Bezugswert zurückführen. Die Art und Weise dieser vorteilhaften Betriebsweise ergibt sich im einzelnen aus der nachstehenden Beschreibung.

Um den Mlndestzündwinkel auszuwählen, werden einem Zündwinkelübersetzungsteil die Zündwinkelsignale aller Thyristoreinrichtungen 1 bis 6 zugeführt. Dieses Übersetzungsteil wandelt die impulsbreitenmodulierten Zündwinkelsignale, welche von den Flip-Flops F. bis Fg in dem überwachungsteil für den Zündwinkel um, deren Pegel oder Betrag die Jeweiligen Zündwinkel der Thyristoreinrichtungen 1 bis 6 anzeigt. Die Spannungssignale variabler Amplitude werden dann als Eingangssignale einem Oder-Gatter (Verknüpfungsglied) in Form einer Diode im Eingang der Wähleinrichtung 27 für den Mindestzündwinkel zugeführt.

Das ausgewählte Spannungssignal für den Mindestzündwinkel, welches der Wahlschaltung 27 über das Dioden-Oder-Gatter zugeführt wird, wird auf den neuesten Stand gebracht (updated) unmittelbar nach der Zündwinkelmessung, die auf jedes Stromdurchlaßintervall des Thyristorventils folgt. Daher werden die Zündwinkel für eine Brücke für 6 Impulse Jeweils nach 60°, bezogen auf die Wellenform der Spannung des Wechselstromsystems, erfaßt und für eine Brücke für 12 Impulse werden sie Jeweils nach 30° erfaßt. Die Wahlschaltung 27 für den Mindestzündwinkel erhält noch geeignete Austastsignale (blanking) von dem Überwachungsteil 2k für den Zündwinkel. Diese dienen dazu, das ausgewählte Signal für den Mindestzündwinkel in einer solchen Weise zu verarbeiten, daß man ein im wesentlichen kontinuierliches Gleichstromsteuersignal für den . Mindestzündwinkel erhält, das in Fig. 6e mit -^vX_Mtm dargestellt ist und dessen Amplitude den Mindestzündwinkel wiedergibt. Durch Verwendung dieses erfaßten Mindestzündwinkels als Regelparameter

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kann ein sicherer Betrieb des Leistungskonverters in der Betriebsart als Inverter gewährleistet werden.

Das ausgewählte und korrigierte Gleichstromsteuersignal -Vr_MIN für den Mindestzündwinkel erscheint am Ausgang der Wahlschaltung und wird einem ersten Summierungspunkt 28 zugeführt und dort mit einem ersten Bezugssteuersignal Vr_{REP Nr} ^ für den Mindestzündwinkel summiert. Dieses erste Bezugssteuersignal Vr_{REp N 1} wird hauptsächlich bestimmt durch die Erholzeit der Thyristoreinrichtungen 1 bis 6. Es wird jedoch durch Aufnahme eines Sicherheitsfaktors für die Gewährleistung des sicheren Betriebs des Leistungskonverters korrigiert (einschließlich einer Kompensation der Verringerung des Signals Vc^tm infolge der Verlängerung des gemessenen Stromdurchlaßintervalls in dem überwachungsteil für den Ventilstrom). Dadurch wird der erfaßte Wert des Signals für den Mindestzündwinkel mit einem durch die Größe

gegebenen Bezugssignal für den Mindestzündwinkel verglichen und irgendein Unterschied zwischen den beiden Signalen in positiver oder negativer Richtung wird über einen Widerstand 29 zur Nachstellung des Verstärkungsgrades, welcher durch eine Diode 31 überbrückt ist, einer Reglerschaltung 32 zugeführt.

Die Reglerschaltung 32 steuert einen Zündzeitrechner 33 an (dieser kann einen Oszillator variabler Frequenz umfassen) und dieser steuert seinerseits ein Ventilzündsystem 3²J. Dieses Zündsystem J>k erzeugt eine Gruppe von Steuerimpulsen mit richtigem Zeitpunkt, um die entsprechenden Thyristoreinrichtungen 1 bis 6 im Leistungskonverter lljin numerischer Reihenfolge einzuschalten. Der Regler 32, der Zündzeitrechner 33 (PTC) und das Ventilzündsystem 3^ (VPS) können konventionelle bekannte Systeme und Teilschaltungen sein, und diese Elemente werden daher im einzelnen nicht beschrieben. Es können jedoch für die Elemente 32 und 33 die verschiedensten Formen bekannter Regler und Zündzeitrechner-Schaltungen verwendet werden. Die einzige Forderung besteht darin, daß sie in der Lage sind, ein Gleichstromsteuersignal wechselnder

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Amplitude mit positiver oder negativer Polarität anzunehmen, welches die Regelabweichung des erfaßten Mindestwertes des Zünd- , winkeis von dem Bezugswert, gegeben durch die Größe V, „ _N wiedergibt, und auf dieses Steuersignal so ansprechen, daß sie die Zündwinkel der einzelnen Thyristoreinrichtungen in dem Leistungskonverter in richtiger Weise vorverlegen oder verzögern, so daß die Amplitude der Regelabweichung auf Null verringert wird.

Das am Summierungspunkt 28 erhaltenen Regelabweichungssteuersignal wird neben der Zuführung über den V/iderstand 29 und die Diode 31 zur Steuerung des Betriebs des Reglers 32 auch noch einem zweiten Summierungspunkt 35 zugeführt. An diesem zweiten Summierungspunkt 35 wird das Regelabweichungssteuersignal von dem Summierungspunkt 28 mit einem voreingestellten Bezugswert REP verglichen. Jedes Mal dann und nur dann, wenn der erfaßte Wert des Signals Vtmtm für den Mindestzündwinke1 gleich einem zweiten Bezugssignal Vr_{REp N 2} ^{für einen} kritischen Wert ist, erreicht das Regelabweichungssignal den durch REP bestimmten Schwellwert und eine Befähigungsschaltung 30 (permissive circuit) liefert dann ein Triggersignal an einen Impulsgenerator 36. Der Impulsgenerator 36 liefert nach seiner Bef—ähigung durch die Schaltung einen konstanten Steuerimpuls am Ausgang mit hoher Amplitude an den Regler 32, dessen Impulsbreite oder Impulsdauer dem tatsächlich vorhandenen Regelabweichungssignal vom Summierungspunkt 28 proportional ist. Bei der Zuführung zu dem Zündzeitrechner PTC über den Regler 32 besteht die Auswirkung dieses zusätzlichen Steuerimpulses darin, den Zündwinkel der Voreilung ß hinreichend zu erhöhen, so daß der Zündwinkel des nächsten zu zündenden Ventils angenähert gleich dem Bezugswert V/_REp _N ., ist. Da dieser Impuls zusätzlich zu den Signalen der normalen Regelschleife über den Summierungspunkt 28 vorhanden ist, besteht das Ergebnis darin, daß beispielsweise bei einem Konverter mit 12 Impulsen nach 12 Zündvorgängen oder bei einem Konverter mit 6 Impulsen nach 6 Zündungen, ausgehend von dem Zeitpunkt, wo der tatsächliche

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erfaßte Mindestwert des Zündwinkels^_1n unter dem ^Wertin_Ep _Nr fiel, jetzt ein tatsächlicher Zündwinkel <f vorhanden ist, der etwa das zweifache des Wertes^_Ref Nr.1 ^^{2 x} <fREF Nr I^ ^beträSt· Der tatsächliche Zündwinkel6wj_N wird dann vermindert auf den Wert & _REp _{N 1} durch die Arbeitsweise der normalen Regelschleife und man erhält daher eine hinreichend sichere Betriebsperiode, während welcher die vorübergehende Störung verschwindet.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung tatsächlich zwei Regelschleifen umfaßt. Wie nachstehend im einzelnen erörtert, erfaßt die erste Regelschleife in ihrer Auswirkung die Werte für das Stromdurchgangsintervall jeder Thyristoreinrichtung in der Leistungskonverterbrücke, vergleicht den erfaßten wirklichen Zündwinkel der Thyristoreinrichtung mit den Zündwinkeln aller Einrichtungen in der Brücke und wählt den Mindestzündwinke1 als Steuerparameter zur Steuerung der normalen Arbeitsweise des Konverters. Diese Hauptregelschleife oder normale Regelschleife ist an sich ausreichend, um die normalen und erwarteten Schwankungen des Mindestzündwinkels aufzunehmen (zu verarbeiten). Sie kann Jedoch möglicherweise nicht in der Lage sein, schwerwiegende vorübergehende Störungen zu überwinden, welche in entscheidender V/eise die Wellenform der Kommutierungsspannung und damit den verfügbaren Zündwinkel beeinflussen. Um die Regelung zu befähigen, schnell auf vorübergehende Störungen einer solchen ernsthaften Art anzusprechen, ist eine zweite schnell ansprechende Schleife vorgesehen, wodurch bei Erfassung eines vorübergehenden Zustandes, welcher einschneidend den erfaßten Mindestwert des Zündwinkels unter einen, kritischen Wert herunterdrückt, die normale Regelschleife unterstützt und ergänzt wird durch Einführen einer zweiten Regelschleife. Diese führt einen gesondert erzeugten Steuerimpuls ein, um die Arbeitsweise des Reglers und des Zündzeltrechners schnell zu steuern und dadurch den Zündwinkel mit der Voreilung ß auf einen erhöhten Wert während einer hinreichend langen Zeitdauer zu ändern, so daß

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die einschneidende vorübergehende Störung sicher bewältigt werden kann.

Die Fig. 6f zeigt die Vorteile des Widerstandes 29 für die Einstellung des Verstärkungsfaktors und der Nebenschlußdiode 31, welche am Ausgang des Summierungspunktes 28 in der normalen Regel schleife geschaltet sind. Die Parameter des Reglers und der zugeordneten Schaltungen einschließlich des Widerstandes 29 werden so gewählt, daß man eine erwünschte Schleifenverstärkung für die Regelung des Zündwinkels für den Fall erhält, in dem ein negatives Regelabweichungssignal des Zündwinkels am Ausgang des Summierungspunktes erscheint als Ergebnis einer Erhöhung des Betrages des MindestzündwinkelS/|"_Mj_N über den Bezugswert hinaus. Vorzugsweise ist dieser Verstärkungsfaktor hinreichend groß, so daß der Regler innerhalb von 2 oder 3 Ventilzündungen eine Verminderung dieser Regelabweichung auf Null bewirkt. In Fig. 6f sei der erfaßte MindestzündwinkelO „j„ an irgendeinem Punkt des

Betriebszyklus festgelegt mit einem Wert von 20°, bezogen auf die Phase der Wellenform der Wechselspannung. Dies bedeutet dann, daß der Zündwinkel sich in Richtung einer Voreilung (in Richtung vonttl s ■£) von dem normalen Null-Durchgang der Spannung (CCZ= iT) der Wellenform der Kommutierungsspannung um eine Winkelstrecke von 20° erstreckt (d.h.<f_MIN erstreckt sich von l60° bis l80°). Der Zündzeitrechner FTC 33 verzögert unter Steuerung durch den Regler fortschreitend den Zündwinkel, so daß bei dem nächsten Zünden eines Ventils der erfaßte Mindestwert des Mundwinkels um etwa die Hälfte' der anfänglichen Regelabweichung, d. h. auf 19 , vermindertist. Dies geschieht innerhalb 1/12 der Periode der Wellenform der Wechselspannung .bei einem Leistungskonverter für 12-Impulsbetrieb. Beim nächsten Zünden eines Ventils ist der Zündwinkel hinreichend verzögert worden, so daß der erfaßte Mindestwert des Zündwinkels auf den Normalwert zurückgeführt worden ist, wie er durch die Bezugsgröße <>_{REF Nr 1} (d.h. l8°) eingestellt ist. Man erkennt daher, daß für Jedes Zünden eines Ventils der

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Mindestwert des Zündwinkels (fmtm gemessen wird und die Steuerung der Zündung des Zündzeitpunktrechners 33 demgemäß nachgestellt wird. Zur Erzielung dieser Betriebsweise liefert die Nebenschlußdiode 31 das negative Regelabweichungssignal, das sich aus einem übermäßig großen Mindestwert des Zündwinkels ergibt, unmittelbar ohne Änderung des Verstärkungsfaktors an den Regler 32 und ergibt dadurch ein ausreichend schnelles Ansprechen, um die anschließenden Ventilzündungen zu beeinflussen.

Es sei nunmehr die Situation betrachtet, in der das Regelabweichungssignal positiv ist, weil der erfaßte Mindestwert des Zündwinkels unterhalb des ersten Bezugswertes<f_REp _Nr ^ liegt. Diese Situation ist in Fig. 6f an Punkten dargestellt, welche auf den gemessenen Wert des Mindestzündwinkels von 17° folgen. Wie aus der späteren Beschreibung des Umsetzers oder Übersetzungsteils für den Mindestwert des Mundwinkels und der Auswahlschaltung in Zusammenhang mit Pig. ¹I und 5 ersichtlich, wird der Wert des erfaßten Mindestwerts des Zündwinkels für Jedes bestimmte Thyristorventil gespeichert oder zurückgehalten in Form einer Ladung auf einem Messkondensator während einer vollen Periode der Wellenform der Wechselspannung bis zu dem Zeitpunkt, an dem der Zündwinkel des Ventils erneut erfaßt wird. Daher wird die korrigierende Wirkung, die der Regler auslöst, wenn ein unter dem normalen Wert liegender Zündwinkel erstmals erfaßt wird, während einer vollen Periode weiter bestehen, obwohl der Zündwinkel sich bei den anschließend gezündeten Ventilen fortschreitend erhöht. Die Möglichkeit einer schwerwiegenden Überkompensation in diesem Falle wird vermieden durch den Widerstand 29. Dieser ist infolge des positiven Regelabweichungssignals und ^; einer Sperrung der Diode 31 wirksam, um in merklichem Maße den Verstärkungsgrad des Reglers zu vermindern. Bei einem Konverter für 12 Impulse wird der Widerstand 29 so ausgewählt, daß er den Verstärkungsfaktor der Schleife in der Größenordnung von 1:5 bis 1:12 vermindert. Dadurch wird der Zündwinkel bei einem

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positiven Regelabweichungssignal mit einer relativ geringen Geschwindigkeit vorverlegt und der sich dadurch erhöhende tatsächlich vorhandene Zündwinkel wird zu dem Zeitpunkt den Bezugswert nur geringfügig übersteigen, an dem das über den Regler zum Zündzeitrechner 33 zugeführte Regelabweichungssignal erneut nach Beendigung einer vollen Periode nach dem Einsetzen der korrigierenden Wirkung auf den neuesten Stand gebracht wird.

Fig. 6g zeigt die Arbeitsweise der zweiten schnell ansprechenden Regelschleife, welche über dem Summierungspunkt 35 vorgesehen ist. Der gemessene Wert des Mindestzündwinkels £ _MI„ wird mit einem zweiten Bezugswert für den kritischen Zündwinkel verglichen, welcher durch die Größe cf_{REp Nr 2} gegeben ist, wobei REP Nr 2 ^{etwa zwel} Drittel des Wertes von O _{REp N} ^ beträgt. Aus •Fig. 6 ist ersichtlich, daß während des normalen Betriebs der Regelung für den Zündwinkel der erfaßte öder tatsächliche Wert des Mindestzündwinkels nur geringfügige Schwankungen über oder unter den Bezugswert ausführt. Dieser wird beispielsweise mit 18° angenommen, da diese Größe den normalerweise f^ür<^rei? Nr erwünschten Zündwinkel darstellt. Bei Auftreten eines einschneidenden vorübergehenden Zustandes in dem Wechselstromsystem wird der erfaßte Mindestwert des Zündwinkels/„_M jedoch unterhalb des Bezugswertes von 13° absinken, welcher durch <f_{REp N} ^ eingestellt wird und ^bei<f_MIN kritisch gezeigt ist. Bei diesem Vorfall wird dann der Impulsgenerator 36 am Ausgang einen Impuls konstanter Amplitude liefern, dessen Breite oder Impulsdauer proportional der Regelabweichung des wirklichen oder erfaßten Mindestwertes unterhalb der Bezugs größe <f-ο-σ-α _Nr ^ 1st. Wenn dieser Ausgangsimpuls über den Regler 32 dem Zündzeitpunktrechner FTC 33 zugeführt wird, wird er eine Erhöhung der Voreilung des Zündwinkels ß für das nächste gezündete Ventil in der Weise verursachen, daß der Zündwinkel dieses Ventils, das innerhalb bei einem Brückenkonverter für 12 Impulse zündet, sofort auf einen Wert vorgezogen wird, der etwa/_{REp Nr#1 entsprlcht}. _Dleser Impuls

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tritt auf zusätzlich zu dem Regelsignal, das von der normalen Regelschleife über den Summierungspunkt 28 zugeführt wird. Als Ergebnis wird nach 12 Zündungen bzw. nach 6 Zündungen bei einer Brücke mit 12 Impulsen bzw. 6 Impulsen nach dem Zeitpunkt, an dem der Mindestwert des Zündwinkels unter den Wert<f_DC,„ _{KT o} abgesunken ist, der Mindestwert /_Μτ_Ν etwa das zweifache der Differenz zum Bezugswert ^ de·ρ ^₇. * betragen. Dieser wirkliche Mindestwert des Zündwinkels oder Istwert wird dann durch die normale Arbeitsweise der über den Summierungspunkt 28 vorgesehenen Regelschleife auf den Wert cf-o-c-n μ ι vermindert. In der

IiStL* Nr.l

IiSt₁L Nr.l

Zwischenzeit wird der Mindestwert des Zündwinkels<3wj_N während einer hinreichend langen Zeit auf einem erhöhten Wert gehalten, um bis zum Verschwinden des vorübergehenden Zustandes eine sichere Betriebsweise des Konverters zu gewährleisten.

Fig. 2 zeigt in einer ausführlichen Schaltzeichnung den Aufbau einer Ventilstromüberwachungseinrichtung, welche die Stromtransformatorwicklung 13 und die Schaltung 21 zur Impulsformung und Signaltrennung umfaßt. Selbstverständlich sind die anderen überwachungseinrichtungen für den Ventilstrom in ihrem Aufbau und in ihrer Arbeitsweise ähnlich der Anordnung nach Fig. 2 und daher wird nur eine überwachungseinrichtung für den Ventilstrom im einzelnen beschrieben. Der Strom, welcher in einer der Thyristoreinrichtungen 1 oder 4 des von der Wicklung 13 überwachten Paars fließt, wird über den ,jeweiligen Sätzen von in Reihe geschalteten Dioden 41 und 42 einen Spannungsimpuls mit positiver oder negativer Polarität erzeugen. Diese Dioden arbeiten zusammen mit dem Widerstand 16 als gegeneinander geschaltete (back to back) Last über der Sekundärwicklung 13· Die Dioden 41 und 42 formen die Spannungssignale in praktisch rechteckförmige Impulse entsprechend Fig. 3 um, die zwischen positiven und negativen Spannungswerten wechseln, welche die Größe +1, und -Ι^>· bezogen auf Erde oder Masse, darstellen. Der positive Impuls +Γ, entspricht dem Stromdurchgang durch den Thyristor 1 und der negative Impuls -I. entspricht dem Stromdurchgang durch den Thyristor 4.

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Der positive Impuls +1 , v/ird der Basis eines PNP-Transistors kj> zugeführt, welcher als Emitterfolgestufe geschaltet ist. Der Emitter wird dadurch auf einen positiven Spannungswert angehoben, welcher die Einschaltung eines NPN-Transistors 45 über eine Reihenschaltung von Dioden kk veranlaßt. Diese Dioden stellen einen Schwellwert für die Spannung ein. Die Dioden Uk dienen für die Einstellung einer Schwellwertspannung -V entsprechend Fig. 3a zur Ausfilterung kleiner unerwünschter Rauschsignale, die normalerweise in der Strommeßwicklung 13 induziert werden und zur Ausfilterung geringfügiger Gleichstromanteile (diese sind vorhanden in der Sekundärwicklung eines Wechselstromtransformators bei vorübergehenden Bedingungen, welche schnelle Änderungen des VerzögerungswinkelsoCbewirken). Diese störenden Signale könnten sonst ein falsches Ansprechen der überwachungseinrichtung für den Ventilstrom bewirken. Ein Kondensator CL ist vom Emitter des Transistors Uj> nach Erde gekoppelt. Er begrenzt den Frequenzbereich der Schaltung auf 250 kHz und verbessert außerdem das Rauschverhalten.

Wenn der Transistor U5 eingeschaltet wird, wird der Kondensator über eine Diode UJ entladen und ein NPN-Transistor 51 wird gesperrt. Wenn der NPN-Transistor 51 gesperrt wird, führt dies zur Erzeugung eines praktisch rechteckförmigen Impulssignals positiver Polarität am Ausgang, welches einem Ausgangsleiter 52 zugeführt wird. Dieser Impuls ist repräsentativ für das Stromdurchgangsintervall des Thyristorventils Nr. 1. Außerdem wird dieses Ausgangssignal positiver Polarität über einen Leiter 53 und ein Paar in Reihe geschalteter Dioden an die Basis eines als Inverter geschalteten PNP-Transistors 5^ geführt, um die Basis dieses Transistors in Sperr-Richtung vorgespannt zu halten. Dadurch wird eine Sicherheit oder Verhinderung gegen die Erzeugung eines Ausgangssignalimpulses in dem Signalformungs- und Trennkanal entgegengesetzter Polarität während der Stromdurchgangsintervalle des Thyristorventils 1 geschaffen.

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Wenn das Thyristorventil 1 aufhört Strom zu führen, werden die Dioden 4 2 gesperrt und das Potential am Emitter des Transis^. tors 43 wird etwa auf Massepotential abgesenkt. Als Ergebnis davon sperrt der Transistor 45, die Diode 47 wird sofort in Sperrichtung vorgespannt und der Kondensator 46 über den Widerstand 48 positiv aufgeladen. Wenn der Schwellwert der Spannung der Zenerdiode 49 (zusammen mit der Spannung V_bg des Transistors 51) erreicht wird, wird der Transistor 51 eingeschaltet und die Ausgangsspannung über dem Leiter 52 sinkt auf O Volt ab.

Bei Beendigung des, Stromdurchgangs des Thyristorventils 1 wird eine negativ verlaufende, kurzzeitige Spannungsspitze erzeugt,

wie sie bei -V in Fig. 3a gezeigt ist. Bei Beendigung des Stroms

durchgangs in dem Thyristorventil 4 wird ebenfalls infolge des Abschaltens des Ventils eine ähnliche positiv verlaufende, nadeiförmige Spannungsspitze +V erzeugt. Da diese unerwünschten

nadeiförmigen Spannungsspitzen eine irrtümliche oder falsche Anzeige des Stromdurchgangs des entgegengesetzten Ventils des Paars entsprechend Fig. 3d und 3e erzeugen könnten, muß eine Einrichtung vorgesehen werden, um zu verhindern, daß sie an die Regelung weitergegeben werden als eine Anzeige für den Stromdurchgang eines Ventils. Aus diesem Grunde werden die Zeitkonstante RC des Aufladekondensators 46 und des Widerstandes 48 und der von der Zenerdiode 49 und von der Spannung V. an 5 eingestellte Schwellwert so eingerichtet, daß sich die Dauer oder Breite der Rechteckimpulse, welche auf dem Ausgangsleiter 52 erzeugt werden, entsprechend Fig. 3b und 3c noch auf einen zusätzlichen Zeitraum T erstreckt. Als Folge davon überlappt der Ausgangsimpuls den unerwünschten zufällig oder irrtümlich auftretenden Signalimpuls und "ertränkt" ihn, da sonst eine falsche Anzeige eines Stromdurchgangs im Ventil gemäß Fig. 3d und 3e erzeugt würde. Durch diese Verlängerung der Dauer der Signalimpulse, welche den wahren Ausgangsstrom anzeigen, wird die Regelung niemals die unerwünschten zufällig auftretenden Signalimpulse erfassen oder durch sie in Tätigkeit treten. An einem

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in der Regelschaltung nachgeordneten Punkt wird, wie nachstehend beschrieben, eine angemessene Kompensation für die ausgedehnte Zeltdauer T der Impulse für den Ventilstrom gemäß Fig. 3b und 3c durchgeführt.

Die Weiterverarbeitung der negativ verlaufenden Impulse -I_d, welche die Stromdurchlaßintervalle des Thyristorventils 4 wiedergeben, erfolgt komplementär zu der Weiterverarbeitung der positiv verlaufenden Impulse. Der über der Diodenkette 4 erscheinende, negativ verlaufende Impuls -I. wird über den Leiter 6l der Basis eines NPN-Transistors 62 zugeführt, der als Emitterfolgestufe geschaltet ist, und dessen Emitter hinreichend stark negativ vorgespannt wird, um der Basis des Transistors 54 über eine Diodenreihe 63 eine negative Vorspannung von dem Anschluß für -15 V zuzuführen und den Transistor 5^ einzuschalten. Die in Reihe geschaltete Diodenkette 63 stellt den Schwellwert -V. ein, der von einem erfaßten Stromsignal überschritten werden muß, und die Reihenschaltung erfüllt den gleichen Zweck wie die Dioden 44 in dem Kanal entgegengesetzter Polarität. Das Einschalten des PNP-Transistors 54 hebt die Spannung an seinem Kollektor hinreichend an, um über die Zenerdiode 64 einen Transistor 66 einzuschalten. Das Einschalten des Transistors 66 wirkt dann in gleicher Weise wie das Einschalten des Transistors 45 in dem entgegengesetzten Kanal bezüglich der übrigen Schaltung, welche den Kondensator 67, den Widerstand 68, die Zenerdiode 69 und den NPN-Transistor 71 umfaßt. Sie erzeugt dabei am Kollektor des Transistors 71 einen positiv verlaufenden Ausgangsspannungsimpuls gemäß Fig. 3c, welcher repräsentativ ist für das Stromdurchlaßintervall des Thyristorventils 4. Die positive Polarität wird erhalten durch die Umkehrung und die Verschiebung des Wertes, welche durch den Transistor 54 und die Zenerdiode 64 bewirkt werden.

Gleichzeitig mit der Erzeugung des Ausgangsspannungsimpulses wird über einen Leiter 73 ein Signal für die Hemmung des Ab-

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Schaltens oder Sperrens an die Basis eines NPN-Transistors 74 gegeben, um diesen Transistor eingeschaltet zu halten. Der Transistor 7*1 ist mit der Basis des Transistors 45 in dem entgegengesetzten Strommeßfühlerkanal für das Ventil 1 verbunden und hält den Transistor 45 gesperrt während des Stromdurchgangsintervalls des Thyristorventils 4 zuzüglich der verlängerten Zeitdauer T. Wenn der Transistor 45 gesperrt gehalten wird, wird der Transistor 51 eingeschaltet gehalten und dadurch die Erzeugung eines Ausgangssignalimpulses in der Schaltung zur Anzeige des Stromdurchgangs im Thyristorventil 1 verhindert. Man erkennt daher, daß während des Stromdurchgangs im Thyristorventil 1 ein Signalimpuls nach Fig. 3b für die Anzeige des Stromdurchganges im Ventil auf dem Ausgangsleiter 52 erzeugt wird, welcher repräsentativ ist für das Stromdurchgangsintervall dieses Ventiles (zuzüglich der Verlängerungszeitdauer T, die zur Unterdrückung des störenden Abschaltsignalimpulses vorgesehen ist). Das Ausgangssignal von der Stromanzeigeschaltung für das entgegengesetzte Ventil Nr. 4 wird eindeutig verhindert infolge des Hemmungssignals, das an die Querkopplungseinrichtung geliefert wird, um den Transistor 54 gesperrt zu halten, welche immer dann wirksam ist, wenn ein Ausgangssignal des Ventils Nr. 1 erzeugt wird. In ähnlicher V/eise wird bei der Erzeugung eines Ausgangssignalimpulses über dem Leiter 73, welcher das Stromdurchlaßintervall des Ventils 4 zuzüg-

-Zeit
lieh der Verlängerung"s|aauer T anzeigt, ein Hemmungssignal über den Leiter 73 zurückgeführt, um die Erzeugung eines Ausgangsstromimpulses in dem Kanal für das Ventil 1 zu verhindern.

Die vorstehend beschriebene überwachungseinrichtung für den Ventilstrom gemäß Fig. 2 führt unter allen normalen stationären Betriebszuständen ihre Funktion zufriedenstellend aus. Es wurde jedoch ein ungewöhnlicher Betriebszustand gefunden, bei dem die überwachungseinrichtung für den Ventilstrom unerwünschte ausgangsseitige Signalimpulsejerzeugen kann. Dieser Betriebszustand besteht dann, wenn der Zündwinkel der jeweiligen Ventile der Konverterbrücke in der Umgebung von 90° liegt. Dies ist der Fall bei einer Leistungsumkehrung, wenn sich die Betriebsweise des Konverters im übergang zwischen Gleichrichterbetrieb und Inverterbetrieb befindet. Wenn die Ventile bei Zündwinkel von etwa 90°

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kommutieren oder schalten, dann erhalten die gesperrten Ventile der Brücke starke und abrupte, periodisch auftretende Veränderungen der Amplitude der Kommutierungsspannung. Beispielsweise unterliegt während der Lücke zwischen den Stromdurchlaßintervallen der komplementären Ventile 1 und *J die Spannung über einem dieser gesperrten Ventile einer solchen Veränderung. Als Ergebnis dieser starken stufenförmigen Spannungsänderung kann der Dämpfungs- oder Löschkreis (snubber circuit), welche gemäß der üblichen Praxis im Nebenschluß über das Ventil geschaltet ist, einen ausreichenden Strom beitragen, welcher dann an der überwachungseinrichtung für den Ventilstrom erscheint und einen Stromdurchlaß des gesperrten Ventils vortäuscht.

Irgendein Signalimpuls, der in der Sekundärwicklung des Stromtransformators 13 als Ergebnis des Stroms des Dämpfungs- oder Löschkreises auftritt, wird nur eine relativ kurze Dauer besitzen. Um daher die Erzeugung eines falschen oder irrtümlichen Anzeigesignals für Ventilstromdurchlaß zu verhindern, wird in der vorstehend beschriebenen Stromüberwachungseinrichtung eine geeignete Verzögerungseinrichtung vorgesehen. Diese verzögert dann den Beginn irgendeines Ausgangssignals so lange, bis der in den Stromtransformatorwicklungen induzierte Impuls während einer vorgegebenen Zeitdauer bestanden hat. Als Folge der Einfügung einer solchen Verzögerungseinrichtung ist die überwachungseinrichtung für den Ventilstrom in der Lage, zwischen kurzzeitigen störenden Signalen und richtigen Ventilstrom-Durchlaßsignalen in der Sekundärwicklung des Stromtransformators zu unterscheiden. Eine für diese Zwecke gut geeignete Schaltungsanordnung ist in Fig. 12 gezeigt. Dabei werden nur die hier interessierenden Teile der Hälfte einer Stromüberwachungseinrichtung für das Ventil Nr. 1 dargestellt. Diese Stromüberwachungseinrichtung ist sonst in gleicher Weise aufgebaut wie die Einrichtung gemäß Fig. 2 und selbstverständlich wird der Kanal für das Ventil Nr. 4 in entsprechender Weise abgewandelt.

Wie aus Eig. 12 ersichtlich, ist zwischen die zuvor beschriebenen Transistoren Ί5 und 51 eine Emitterfolgestufe eingefügt, welche

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einen NPN-Transistor l8l umfaßt. Die Basis des Transistors l8l ist mit der ungeerdeten Belegung des Kondensators 46 verbunden. Die Aufladeschaltung für den Kondensator 46 umfaßt einen Widerstand 182 und eine Diode I83 und die Entladeschaltung für diesen Kondensator umfaßt einen Widerstand 184 und den Transistor 45. Der Emitter des Transistors I8I ist über einen Spannungsteiler an den Leistungsanschluß -15 V für den Regler angeschlossen, wobei der Spannungsteiler die Widerstände 185 und I86 umfaßt, deren gemeinsamer Verbindungspunkt 187 unmittelbar mit der Basis des Transistors 51 verbunden ist. Solange der Kondensator 46 über einen voreingestellten Schwellwert oder Pegel aufgeladen wird, ist das Potential am Punkt I87 hinreichend positiv, um eine Vorspannung des Transistors 51 in Durchlaßrichtung zu bewirken, welcher dann den Leiter 52 mit dem Massepotential verklammert. Wenn die Spannung über dem Kondensator 56 unter dem vorbestimmten Wert liegt, wird das Potential am Punkt I87 etwa auf Massepotential abgesenkt. Der Transistor 51 wird gesperrt, und dies führt dazu, daß am Leiter 52 das Ausgangssignal positiver Polarität erzeugt wird, welches repräsentativ ist für das Stromdurchlaßintervall des Thyristorventils Nr. 1 in Vorwärtsrichtung.

Im Betrieb wird beim Beginn eines relativ positiven Signals an i der Basis des Transistors 45 dieser Transistor eingeschaltet, und der zuvor aufgeladene Kondensator 46 wird durch den Wider- \ stand 184 entladen. Nach einer vorgegebenen Zeitdauer wird die Spannung am Kondensator 46 auf den oben erwähnten voreingestellten Wert absinken. Dies führt dazu, daß der Transistor 51 gesperrt wird. Diese vorgegebene Zeitverzögerung, welche abhängig ist von dem Widerstandswert des Widerstandes 184, verzögert den j

Beginn des Ausgangssignals auf der Leitung 52 so lange, bis ]

das relativ positive Signal an der Basis des Transistors 45 J während einer entsprechend langen Zeitdauer ununterbrochen bestanden hat. In einer Aueführungsform der Erfindung wurden bei- i epielsweise die Parameter so ausgewählt, daß diese vorgegebene j

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Zeitdauer etwa 160 Mikrosekunden beträgt. Zu einem späteren Zeitpunkt gegen Ende des Stromdurchlaßintervalls des Ventils 1 in
Vorwärtsrichtung endet das relativ positive, an der Basis des
Transistors 45 zugeführte Signal. Die Schaltung gemäß Fig. 12
arbeitet dann so, daß sie die Dauer des Ausgangssignals auf dem
Leiter 52 um eine vorgegebene Zeitspanne verlängert, welche von
der Zeitkonstante RC der Aufladeschaltung für den Kondensator 46 abhängig ist. Der Wert des ohm^?sehen Widerstandes für den Widerstand 182 kann gleich groß gemacht werden wie für den V/iderstand 184, wodurch die Verlängerungszeit T für das Ausgangssignal etwa
160 Mikrosekunden beträgt. In diesem Falle ist die Dauer des
Ausgangssignals gerade gleich dem Stromdurchlaßintervall des Ventils Nr. 1 in Vorwärtsrichtung,

Als Ergebnis der für den Beginn der Ausgangssignale durch die ; Schaltung nach Fig. 12 eingeführten Verzögerung ist diese abge- ; wandelte Form der überwachungseinrichtung für den Ventilstrom \ unbeeinflußt durch kurzzeitige Störsignale, welche in der Sekun-

därwicklung des Stromtransformators 13 induziert werden. Da hier-

durch auch die gleiche Funktion ausgeführt wird wie durch die in ' Fig. 2 zwischen die Emitter der Transistoren 43 und 62 und Masse geschalteten Kondensatoren, können diese Kondensatoren gewünsch- I tenfalls weggelassen werden. j

Fig. 4 gibt eine ausführliche Schaltzeichnung für einen beispiel-' haften Aufbau des Übersetzungsteils für den Zündwinkel. Die rechteckförmigen Signalimpulse für den Zündwinkel, die in der über- ^! wachungseinrichtung für den Zündwinkel von den entsprechenden j Flip-Flops F₁ bis Fg erzeugt werden, werden jeweils einer züge- ; ordneten Übersetzerschaltung für den Zündwinkel zugeführt, die
ähnlich ist der Schaltung nach Fig. 4. Wie bereits in Verbindung mit der Beschreibung der Fig. 1 festgestellt, werden die
rechteckförmigen Signalimpulse für den Zündwinkel dadurch er- i zeugt, daß eine Änderung des Schaltzustandes eines Jeweiligen

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Flip-Plops P₁ bei Beendigung des Stromdurchgangs durch die jeweiligen Thyristorventile 1 verursacht wird. Außerdem wird zur Erzeugung des Impulses eine Rückstellung des Flip-Flops in den ursprünglichen Schaltzustand bewirkt bei Umkehr der Polarität der Kommutierungsspannung über dem Ventil zu dem Zeitpunkt, an dem die Kommutierungsspannung durch den Null-Punkt geht. Dieses Intervall stellt gemäß der Definition den Zündwinkel dar und besitzt eine Impulsbreiten- oder Impulsdauermodulation gemäß dem bestimmten tatsächlichen Zündwinkel des zugeordneten Thyristorventils. Die Schaltung nach Fig. 4 wandelt dieses impulsdauermodulierte rechteckförmige Signal in einr entsprechendes Ausgangssignal um, das eine negative Polarität und eine Wellenform der Kombination eines Sägezahns mit Einkerbung (notch) besitzt und dessen Amplitude der Impulsdauer des am Eingang zugeführten rechteckförmigen Signals für den Zündwinkel und damit dem Zündwinkel des jeweiligen Thyristorventils entspricht.

Zu diesem Zweck werden die eingangsseitigen rechteckförmigen Signale MAM der überwachungseinrichtung für den Zündwinkel über ι einen Leiter 81 an die Basis eines eingangsseitigen PNP-Transis- ^j tors 82 geführt. Während jedes negativ verlaufenden Intervalls des eingangsseifcigen rechteckförmigen Zündwinkelsignals wird der Transistor 82 stromdurchlässig gemacht oder eingeschaltet und , dies führt seinerseits dazu, daß ein NPN-Transistor 83 während '< der Dauer des Zündwinkelimpulses eingeschaltet wird. Der NPN-Tran sistor 83 umfaßt eine Konstantstromquelle zur Aufladung eines Ladekondensators über eine Diode 88 von dem Anschlußpunkt für -15V.

Das eingangsseJtige rechteckförmige Zündwinkelsignal vom Leiter 8l wird auch über ein Differzenzierglied, welches einen Kondensator 84 und Widerstand 85 umfaßt, und über eine Kopplungsdiode an die Basis eines PNP-Transistors 87 geführt. Die Differenzierung der eingangseitigen Zündwinkelsignalimpulse führt zur Erzeugung eines negativ verlaufenden Nadelspannungsimpulses an

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der Vorderflanke der Zündwinkelsignalimpulse. Dieser Nadelimpuls bewirkt, daß am Beginn jedes Zündwinkelsignalimpulses ein PNP-Transistor 87 lediglich für einen Moment stromdurchlässig gemacht wird. Der Transistor 87 ist parallel zum Ladekondensator 89> so daß dieser momentane Stromdurchgang dazu dient, den Ladekondensator 89 am Beginn jedes Meßintervalls zu entladen. Daher erfolgt kein Herübernehmen der Ladung, die auf dem Ladekondensator 89 aus einem Meßzyklus aufgebaut ist, zu dem nächsten Meßzyklus und für jeden Zyklus wird ein neuer Meßwert für den Zündwinkel nach jedem Stromdurchgangsintervall erfaßt.

Aus der vorstehenden Erörterung ist ersichtlich, daß am Beginn jedes Signalimpulses für den Zündwinkel der Ladekondensator 89 momentan entladen wird und anschließend nach dem Einschalten des Verklammerungstransistors 87 durch die Konstantstromquelle 'aufgeladen wird, welche den Transistor 83 bis zur Diode 88 umfaßt. Die Aufladung erfolgt dabei auf einen Spannungswert, welcher der Dauer oder der Impulsbreite des Signalimpulses für den Zündwinkel entspricht. Der Spannungswert oder die Amplitude, auf den der Ladekondensator 89 während des Zündwinkelimpulses durch die Konstantstromquelle 83 aufgeladen wird, wird dabei auf dem Kondensator 89 eingefangen oder gespeichert. Diese Spannung wird der Basis eines Emitterfolgeversträkers im Ausgang zugeführt, welcher den NPN-Transistor 91 mit einem Lastwiderstand 92 am Ausgang umfaßt. Der Lastwiderstand 92 des Emitterfolgeverstärkers 91 im Ausgang der Übersetzerschaltung für den Zündwinkel gemäß Fig. 4 wirkt zusammen mit einer als ODER-Gatter geschalteten Diode 93-, und entsprechenden als ODER-Gatter geschalteten Dioden 9 3₂ bis 93g und ihren zugehörigen Lastwiderständen von den fünf anderen Übersetzerschaltungen für die Zündwinkel (diese sind jeweils ähnlich der Schaltung nach Fig. 4) der übrigen Ventile in einer 6-Impuls-Brücke des Konverters und die ■ Anordnung arbeitet so, daß sie dasjenige Zündwinkelsignal auswählt, welches den kleinsten Wert besitzt und damit dem kleinsten Zündwinkel entspricht. Dieser soll als Regelparameter für die Regelung des Zündwinkels gemäß Fig. 1 Verwendung finden.

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Die Arbeitsweise des Zündwinkel-Übersetzers gemäß Fig. 4 und die Arbeitsweise des ODER-Gatters der Dioden 93 bis 93^ zur Auswahl des erwünschten Mindestwertes des Zündwinkelsignals ist am besten aus Fig. 6d ersichtlich. Dort soll die ausgezogene Kurve V den Aufbau der Ladung auf dem Ladekondensator 89 des Übersetzungsteils für den Zündwinkel für das Thyristorventil 1 in der vorbeschriebenen Weise darstellen. Es ist ersichtlich, daß V am Anfang auf den Wert 0 entladen wird infolge der entladenen Wirkung des Transistors 87 am Beginn oder an der Vorderflanke des Signalimpulses für den Zündwinkel. Danach wird der Ladekondensator 89 durch die Konstantstromquelle 83 über die Diode 88 auf einen solchen Spannungswert aufgeladen, dessen Amplitude durch die Dauer oder Breite des mit MAM. bezeichneten Zündwinkelsignalimpulses bestimmt ist. Der Vergleich dieser mit Einkerbungen versehenen sägezahnartigen Wellenform für das Spannungspegelsignal mit der ähnlich geformten gestrichelt dargestellten Welle V-. zeigt, daß bei Ausgangssignalimpulsen mit längerer Zeitdauer, wie sie in gestrichelter Form dargestellt und mit MAM, bezeichnet sind, der Ladekondensator durch die Konstantstromquelle 83 während einer längeren Zeitdauer aufgeladen und damit auf einen größeren Betrag aufgeladen wird (d.h. er erhält einen negativeren Spannungswert). Wenn daher in dem ODER-Wahlgatter 93-, bis 93/r die verschiedenen Spannungsamplitudensignale verglichen werden, wird durch das Gatter das Signal mit dem kleinsten Spannungswert gemäß &_M-r_N nach Fig.6d ausgewählt werden, welches dem in dem Brückenkonverter vorhandenen Mindestzündwinkel entspricht. Dieses Mindestzündwinkelsignal wird über eine Diode an eine Ausgangsstufe in Emitterfolgeschaltung geliefert, die einen PNP-Transistor 95 umfaßt, welcher den Spannungsabfall über die Diode 93 kompensiert und eine geringere Ausgangsimpedanz für die Schaltung darstellt. Das am Emitter des Transistors 95 erscheinende Ausgangssignal wird über einen Ausgangsleiter 96 an die Wahlschaltung für den Zündwinkel gemäß Fig. 5 weitergegeben.

Der Wahlschaltung für den Zündwinkel gemäß Fig. 5 wird an ihren

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Eingängen das Steuersignal für den Mindestzündwinkel zugeführt, welches aus dem Zündwinkelübersetzerteil entnommen wird und außerdem mit Austastsignalen, welche von dem überwachungsteil für den Zündwinkel geliefert werden.

Die Zündwinkelschaltung nimmt das sägezahnförmige oder mit V-Nuten versehene Ausgangssignal von dem Übersetzungsteil für den Zündwinkel an. Es koordiniert eine Meßwertspeichereigenschaft mit der Summierung der Austastimpulse, welche von de;:; überwachungsteil für den Zündwinkel geliefert werden und führt diese V-Nuten-förmige Wellenform auf einen reinen Gleichspannungswert (unter stationären Bedingungen) zurück, welcher proportional ist dem gemessenen Zündwinkel. Zu diesem Zweck wird in dem Wahlteil für den Zündwinkel das mit V-Nuten versehene Mindestzündwinkelsignal über einen Leiter 101 einem Transistor 102 zugeführt, der eine Antriebsstufe oder Speisestufe niedriger Impedanz in Emitterfolgeschaltung für einen Speicherkondensator bildet. Der Transistor 102 ist an den Kondensator 103 über einen Schalttransistor 104 gekoppelt. Der Schalttransistor 102 ist ein Schalter mit zwei Richtungen und wird durch die Summierung der Austastimpulse des Überwachungsteils für den Zündwinkel betrieben. Diese Austastimpulse werden über einen Transistor 105 zur Verschiebung des Spannungspegels zugeführt, dessen Emitter über ein Voreilnetzwerk 106, 107 an eine Vielzahl von Kopplungsdioden 114 bis 114g angeschlossen ist, welche die jeweiligen Austastsignale MAM liefern.

Wenn gerade keine Meßwertentnahme für einen Zündwinkel erfolgt, folgt der Transistor 102 dem oberen geradlinig verlaufenden Teil des Signals nach Fig. 3d, welches dem kleinsten Zündwinkel entspricht. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich das Summierungsaustasteingangssignal von einer entsprechenden MAM-Austastdiode 114 bis H4,- in dem Schaltzustand 0 und bewirkt, daß der Transistor 105 gesperrt bleibt und der Schalttransistor 104 eingeschaltet gehalten·wird. Daher nimmt der Kondensator 103 schnell die Emitterspannung des Transistors 102 an, welche dem Mindest-

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zündwinkel entspricht. In dem Augenblick jedoch, in dem eine Meßwerterfassung eines Zündwinkels erfolgt, wird der Transistor 105 schnell über ein Voreilnetzwerk IO6 und 107 eingeschaltet und der Transistor 104 wird gesperrt. Während dieses Zeitintervalls hält der Kondensator 103 seine Spannung, während der Emitter von 102 weiter während des ganzen Probenahmeintervalls dem V-Nut-förmigen Eingangssignal vom Zündwinkelübersetzerteil folgt.

Am Ende des Probenahmeintervalls oder Meßintervalls für den Zündwinkel wird der Transistor 105 erneut dadurch abgeschaltet, daß das MAM-Austastsignal auf 0 absinkt. Der Transistor 104 schaltet ein und der Kondensator 103 nimmt schnell den neuen Wert der Emitterspannung des Transistors 102 ein, welcher dem neuen kleinsten Zündwinkel entspricht (wenn dieser Zündwinkel verschieden ist von dem vorherigen Wert).

Der auf dem Kondensator 103 gespeicherte Mindestwert des Zündwinkels wird ausgelesen durch einen Transistor IO8 in Emitterfolgeschaltung, welcher einen Verbraucher mit hoher Eingangsimpedanz für den Kondensator 103 darstellt zur Verringerung des Abfließens von Ladung während des Meßintervalls für den Zündwinkel. Außerdem gewährleistet die Emitterfolgestufe 108 in dem Falle, in dem sich die Summierungsaustastimpulse bei einem £>-Wert von mehr als 60° überlappen, daß der Kondensator sich auf einen Wert von -15 V auflädt und damit einen kleinsten Zündwinkel anzeigt, der größer ist als der Zündwinkel, welcher für den Bereich einer Zündwinkelregelung eines Inverters erforderlich ist. Der Emitter des Transistors IO8 ist mit einem Paar von PNP-Transistoren 111 und 112 verbunden, die eine Antriebsstufe oder Treiberstufe mit niedriger Ausgangsimpedanz von der Wahlschaltung zu dem Regler über die Ausgangsleitung darstellen und außerdem den Spannungsabfall in der Strecke Basis-Emitter der Transistoren 102 und 108 kompensieren.

Es ist zu beachten, daß bei Steuerung eines Konverters in 12-

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Impulsbrückenschaltung das Ausgangssignal auf dem Leiter 115 \

gemeinsam mit dem entsprechenden Mindestzündwinkelsignal aus- ^:

gewählt von der anderen Brückenanordnung für β Impulse auf ein :

ODER-Gatter geführt würde. Das ODER-Gatter würde dann so wirken, i

daß es denjenigen Mindestwert des Zündwinkels der beiden mit- |

einander verbundenen Konverterbrücken für 6 Impulse auswählen j

würde, welcher den kleinsten Wert besitzen würde und damit im :

j Endeffekt den Mindestzündwinkel für den gesamten Konverter für ; 12 Impulse auswählen würde. Dieses letztere ausgewählte Mindest- ■ zündwinkelsignal wäre dann das Signal, welches dem Summierungspunkt 28 nach Fig. 1 als das ausgewählte Mindestzündwinkel- j Regelsignal zur Verwendung für die Regelung des Konverters zu- j geführt würde.

Der Wert des Bezugssignals für den Zündwinkel V6_R__p „ ., das
dem Summierungspunkt 28 zum Vergleich mit dem ausgewählten
Mindestzündwinkelsignal zugeführt wird, wird eingerichtet zur ' Kompensierung der verlängerten Zeitdauer T des Impulses für
den Ventilstrom. Aus den zuvor erklärten Gründen werden die
Zündwinkel, welche der übersetzerteil 26 mißt, um die Zeitdauer T kleiner sein als die tatsächlich vorhandenen Zündwinkel. Diese
Abweichung ist konstant und wird gemäß Fig. 6e überwunden oder
kompensiert durch Auswahl einer Größe des Bezugssignals, welche
um einen solchen Betrag äquivalent dieser Abweichung kleiner
ist als der gewünschte Wert.

Fig. 7 zeigt ein Schaltbild mit Einzelheiten des Aufbaus einer
Volt-Sekunden-Impulsgeneratorschaltung 36, der zweiten Summierungs- oder Vergleichsschaltung 35 und der Befähigungsschaltung 30, welche einen Teil des Gesamtzündwinkel-Regelsystems
nach Fig. 1 bilden. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, werden an der
Basis des NPN-Transistors 121 das eingangs seit ige Mindestzündwinkelsignal V-S und das erste Bezugssignal V6_{REF N} ., für
den Mindestzündwinkel summiert. Dem Emitter des Transistors 121
werden geeignete Vorspannungspotentiaüe über einen Satz von Spannungsteilerwiderständen 122, 123 und 124 sowie einen Wider-

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stand 125 und eine Spannungsstabilisierungsschaltung bestehend aus dem Transistor 126 und einem Paar Spannungsteilerwiderständen 127 und 128 zugeführt. Die Schaltung ist so eingerichtet, daß die am Kollektor des Transistors 121 erscheinende Spannung (V ) proportional der Differenz oder Regelabweichung zwisehen dem ausgewählten Mindestwertsignal V-& für den Zündwinkel und dem ersten Bezugssignal ν_ηπ,_ ._τ „ für den Mindestwert

IxCjP rjr. 1

des Zündwinkels ist. Diese Spannung V wird einer Belagsschicht

eines Kondensators 129 zugeführt, dessen andere Belagsschicht ^: über eine Diode 131 mit einem überbrückungswiderstand 132 an die Basis eines NPN-Transistors 133 angeschlossen ist. Die Basis ; des Transistors 133 ist ebenfalls verbunden mit dem Kollektor eines PNP-Transistors 134, dessen Basis zu dem Verbindungspunkt der Spannungsteilerwiderstände 122 und 123 verbunden ist und dessen Emitter über einen Widerstand 135 an den Kollektor des Transistors 121 geschaltet ist.

Der Kollektor des Transistors 133 ist über einen ausgangsseiti- : gen Lastwiderstand 136 an den Anschluß für Netzspannung von +15 V angeschlossen, welche über den Widerstand 137 an den Kollektor des Transistors 121 und über den Widerstand 138 mit dem Verbindungspunkt des Kondensators 139 und der Diode 131 ver- ; bunden ist.

Vom Kollektor des Transistors 133 wird ein Ausgangssignal V„ i

unter den Bedingungen erhalten, bei denen das am Kollektor des ; Transistors 121 erscheinende Regelabweichungssignal V. einen

vorgegebenen Bezugswert übersteigt, der durch die Spannungs- ■

teilerwiderstände 122 und 123 eingestellt wird. Dieses zweite '

ausgangsseitige Regelabweichungssignal V_ erscheint am Kollek- j tor des Transistors 133 und wird dem Regler 32 der Fig. 1 zu- i sätzlich zu dem normalen Regelabweichungssignal V. zugeführt und erscheint erstmals dann, wenn der Wert V-& einen Wert erreicht, der gleich dem vorerwähnten Bezugswert V_RE„ _N ~ ist. Seine Zeitdauer wird dann bestimmt durch die Amplitude des Regelabweichungssignals V..

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2308A63

Beim Betrieb wird die Schaltung so eingerichtet, daß die Transistoren 133 und 134 normalerweise Strom durchlassen, wenn das Haupt- oder Normalregelabweichungssignal V nahezu Null ist oder in dem normalen Regelbereich liegt. Unter diesen Verhältnissen wird der Kondensator 129 auf einen Wert V aufgeladen, der proportional dem ausgangsseitigen Regelabweichungssignal V ist. Im Falle einer einschneidenden vorübergehenden Wechselspannungssystemstörung, welche ein Übersteigen des zweiten voreingestellten Bezugswertes REP Nr. 2 durch das ausgewählte Mindestzündwinkelsignal bewirkt (der Bezugswert wird eingestellt durch die Spannungsteilerwiderstände 122 und 123), werden dann die Transistoren 134 und 133 gesperrt. Wenn dies geschieht, wird die Spannung am Kollektor des Transistors 133 in positiver Richtung auf einen relativ hohen konstanten Wert verschoben und es wird dadurch eine Ausgangssignalspannung V positiver Polarität erzeugt. Diese Ausgangsspannung wird dem Regler 32 der Fig. 1 zusammen und zusätzlich zum normalen Regelsignal V. zugeführt. Die Anwesenheit des Signals V_, das größer ist als" V., bewirkt, daß der Zündzeitrechner FTC 33 sich beschleunigt und dadurch schnell den Zündwinkel des zunächst gezündeten Ventils vorverlegt.

Vor dem Sperren der Transistoren 133 und 13^ wurde der Kondensator 129 auf einen Wert aufgeladen, der proportional ist dem Regelabweichungssignal V.. Beim Abschalten des Transistors 13^. entlädt sich der Kondensator 129 über den Widerstand 138 bis auf einen Punkt, an dem die Diode 131 erneut eine Vorspannung in Vorwärtsrichtung erhält. Wenn dies geschieht, dann wird der Transistor 133 erneut einschalten und dadurch wird die Kollektorspannung des Transistors 133 auf Erdpotential abgesenkt und zurückgeführt und der Regelsignalimpuls V₂ positiver Polarität wird beendet.

In ihrer Auswirkung arbeiten der Kondensator 129 und der Widerstand 138 als Differenzierglied und geben negativ verlaufende Sperrimpulse auf die Diode 131 und die Basis des Transistors 133.

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Diese negativ verlaufenden Sperrimpulse besitzen eine Zeltdauer proportional zu dem Regelabweichungssignal V.. Wenn sie i den durch die Widerstände 122 und 123 eingestellten Bezugswert ΐ übersteigen, bewirken sie ein Abschalten oder Sperren der Tran- ; sistoren 13^ und 133 und erzeugen den zweiten ausgangsseitigen !

Regelimpuls V„. Man wird daher erkennen, daß die Spannung über j dem Kondensator 129 bestimmt wird durch die Kollektorspannung V j des Transistors 121 und proportional dem Regelabweichungssignal ist, so daß das Zeitintervall zur hinreichenden Entladung des j Kondensators 129 zu einer erneuten Vorspannung der Diode 131 ■ in Vorwärtsrichtung und zur Einschaltung des Transistors 133 j ebenfalls proportional dem Regelabweichungssignal ist. Daher *^! wird ein zusätzlicher Regelimpuls V₂ mit einer konstanten, relativ großen Amplitude erzeugt mit einer variablen Zeitdauer, die I ebenfalls abhängig ist vom Wert des Regelabweichungssignals. : Dieser Impuls wird dem Regler 32 der Fig. 1 parallel und zusatz-; lieh zu dem normalen Regelabweichungssignal V. zugeführt. Dieser! zusätzliche Impuls mit relativ hoher konstanter Amplitude lie- ; fert dann die benötigten Volt-Sekunden, um das schnelle Ansprechen zu erzeugen, welches benötigt wird zur Überwindung des ; erfaßten kritischen Betriebszustandes.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die Erfindung ein neuartiges und verbessertes, schnell ansprechendes Verfahren und System zur Regelung des Zündwinkels für Leistungäkonverter liefert, um eine sichere Arbeitsweise solcher Konverter sogar unter den Bedingungen zu gewährleisten, wenn einschneidende vorübergehende Störungen im Wechselstromsystem auftreten, ; welche sonst eine nicht zufriedenstellende Arbeitsweise der Kon-^! verter anregen könnten. Dieses Ergebnis wird erzielt aufgrund i des Aufbaus der Regelung, bei der im Endeffekt ein Meßwert j für Jedes Thyristorventil zu dem Zündzeitpunkt entnommen wird, um den Mindestwert des Zündwinkels zu bestimmen oder zu erfassen, der nach seiner Stromdurchgangsperiode verbleibt. Diese

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Meßwerterfassung des Mindestzündwinkels geschieht bei jeder

I Zündung eines Ventils, so daß für Jede Konverterperiode der i

kleinste Wert dem Regler als Steuereingangssignal zugeführt wird. Demgemäß wird beim Auftreten einer vorübergehenden Störung der '; Winkel ß für die Vorverlegung des Zündzeitpunktes des nächsten j im Konverter zu zündenden Ventils schnell genug nachgeführt, um ; sogar ernsthafte vorübergehende Störungen zu verarbeiten, welche,

sonst in drast. ischer Weise den verfügbaren Zündwinkel verrin- |

gern und vielleicht zu einer ungünstigen Betriebsweise führen ' würden. Weiterhin wird ein neuartiges und verbessertes billiges
Überwachungssystem für den Ventilstrom vorgesehen zur Verwendung mit Zündwinkelregelungen mit den oben genannten Merkmalen.

Vorstehend wurde eine Ausführungsform einer neuen und verbesserten Zündwinkelregelung mit großer Ansprechgeschwindigkeit
für HVDC-Konverter (Hochspannungs-G-leichstromkonverter) beschrieben mit einer verbesserten überwachungseinrichtung für
den Ventilstrom gemäß der Erfindung. Es ist ersichtlich, daß ausgehend von der vorstehend gegebenen technischen Lehre - ande-i re Abwandlungen der Erfindung möglich sind. Beispielsweise ist J in Fig. 8 eine alternative Anordnung dargestellt, bei der getrennte Schaltungen 28 und 28' für die Ableitung oder Erzeugung
eines Regelabweichungssignals für den Regler bzw. für den j schnell ansprechenden Regelimpulsgenerator vorgesehen sind. j Mit Ausnahme dieser Abwandlung können die in Fig. 7 gezeigten j Schaltungen für den Block verwendet werden, welcher in Fig. 8 j als "Impulsgenerator" bezeichnet ist. Vorzugsweise enthält jedoch die Reglerschaltung 32' nach Fig. 8 noch ein zusätzliches ,' Merkmal der Erfindung.

In die Reglerschaltung 32' der Fig. 8 ist eine geeignete Einrich-.tung eingefügt zur Steuerung des Verstärkungsgrades der Regelschleife in 3 diskreten Stufen oder Schritten als eine Funktion
des Wertes des Regelabweichungssignals. Dieses Kennzeichen des
Dreistufen-Betriebsverhaltens der Modifikation der zuvor beschriebenen Schaltung zur Änderung des Verstärkungsgrades ist

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am besten ersichtlich aus Pig. 9.Dort ist der Verstärkungsgrad i auf der Ordinate der Kurve und die Regelabweichung auf der Abszisse abgetragen. Solange der ausgewählte Mindestzündwinkel des
Konverters etwa gleich dem erwünschten Zündwinkel (d.h. l8°)
ist, besteht eine vernachlässigbare Abweichung zwischen dem relativ negativen Signal ~^vxmtv (dieses stellt den tatsächlich ■ vorhandenen oder Ist-Wert des Mindestzündwinkels dar) und dem ^: positiven Bezugssignal V<:_REp „ . (dieses stellt den erwünschten oder Sollwert des Zündwinkels dar). Die Einrichtung zur Änderung des Verstärkungsgrades spricht auf diesen Zustand einer Ab- ' weichung nahe dem Wert Null an und stellt dann einen vorgegebenen Mindestwert des Verstärkungsg^ades ein. Wie in Fig..9 angedeutet, \ erstreckt sich der Bereich für diesen Mindestwert des Verstär- ; kungsgrdes über einen Bereich des Mindestzündwinkels zwischen ; X und Y . Dabei bedeutet X einen ersten vorgegebenen Winkel,
der größer ist als der Bezugswert des Zündwinkels und Y ist , ein zweiter vorgegebener Winkel, der kleiner ist als der Bezugs- ; wert des Zündwinkels. Wenn der ausgewählte Mindestzündwinkel
größer ist als der erste Winkel X° (beispielsweise 3°), dann
wird der Betrag oder die Amplitude des negativen Mindestzünd-

winkelsignals um ein hinreichendes Maß größer sein als das Bezugs wert signal, um die Einstellung eines vorgewählten höchsten
Verstärkungsgiades durch die Einrichtung zur Veränderung des Verstärkungsgrades zu bewirken. Wenn dieser höchste Verstärkungsgrad ', wirksam ist, dann verzögert die Zündeinrichtung des Konverters
schnell den Zündwinkel, um die Abweichung innerhalb von zwei j oder drei Ventilzündungen zu korrigieren. :

Wenn andererseits der Mindestzündwinkel des Konverters kleiner ! ist als der zweite vorgegebene Winkel Y° (beispielsweise 13 )»
dann wird die Einrichtung zur Veränderung des Verstärkungsgrades ' auf die hieraus resultierende positive Abweichung so ansprechen,
daß sie einen weiteren vorgegebenen Verstärkungsgrad einstellt,
der kleiner ist als der vorgenannte höchste Verstärkungsgrad,
jedoch nicht so niedrig ist wie der vorerwähnte Mindestverstärkungsgrad. Aus bereits erläuterten Gründen ist der kleinere Ver-

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stärkungsgrad merklich kleiner (vorzugsweise etwa 1/12) als der höchste Verstärkungsgrad, und dadurch wird eine Neigung zur Überkorrektur vermieden, wenn der Zündwinkel fortschreitend vorverlegt wird als Folge des Regelabweichungssignals, welches den unter dem normalen Wert liegenden Mindest zündwinke1 anzeigt.

Mit der Annäherung des Betrages des Abweichungssignals an den Wert Null wird die stabile Arbeitsweise des -Inverters dadurch gefördert, daß der Verstärkungsgrad der Regelschleil'e noch weiter auf den vorerwähnten Mindestwert verringert wird, welcher sogar kleiner ist als der untere oder kleinere Wert des Verstärkungsgrades. Diese letztere Verminderung des Verstärkungsgrades ist besonders erwünscht unter gewissen Umständen, bei denen das stationäre Ansprechverhalten für den Zündwinkel eine Neigung zur Fluktuation zeigt, anstatt genau gleich dem Bezugssignal des Zündwinkels zu bleiben. Solche Verhältnisse können in der Praxis dann bestehen, wenn die Spannung über jedem Ventil mehrfa- _; ehe Nulldurchgänge zeigt. Diese können beispielsweise darauf zurückzuführen sein, daß die beiden in Reihe geschalteten Brük- ; kenkreise eines Konverters für 12 Impulse jeweils Sekundärwicklungen des Transformators zugeordnet sind, welche eine gemeinsame Primärwicklung besitzen.

Als Ausführungsform des vorbeschriebenen Merkmals der Änderung ! des Verstärkungsgrades in drei Stufen wird vorzugsweise eine Schaltung nach Fig. 10 benutzt. Diese zeigt ein stark vereinfachtes Funktionsblockschaltbild und enthält nur die in diesem Zusammenhang zu betrachtenden Bauteile der Reglerschaltung 32*. Die Schaltung umfaßt erste und zweite umkehrende Operatorver- _; stärker 151 und 152. Der erste Operatorverstärker 151 verstärkt das Regelabweichungssignal für den Zündwinkel. Seine resultie- '■■ rende Vorwärtsverstärkung für die aufgeschnittene oder offene Schleife ist symbolisch dargestellt durch den Block G, und seine Rückkopplungsübertragungsfunktion ist dargestellt durch den Block H in den Rückkopplungsleitungen 153 und 154. Das Ausgangssignal des Operatorverstärkers 151 wird zusammen mit einem ggf.

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vorhandenen zweiten Steuerimpuls Vp dem zweiten Operatorverstärker 152 zugeführt, dessen Ausgangssignal·seinerseits dem spannungsgesteuerten Oszillator für variable Frequenz (FTC) zugeführt wird. Der Verstärkungsgrad des Operatorverstärkers I51 und damit der Verstärkungsgrad der gesamten Regelschleife ist abhängig von der Größe K, Diese stellt daher einen bequemen Parameter für die Regelung/der praktischen Durchführung der Erfindung dar. Daher ist eine Schaltung 155 zur Änderung des Verstärkungsgrades vorgesehen, durch welche automatisch die Größe oder der Betrag ' von H auf einen der 3 vorgegebenen Werte einstellbar ist. Diese Einstellung erfolgt dabei in Abhängigkeit von der Differenz oder der Abweichung zwischen dem Rückkopplungssignal für den ausgewählten Mindestwert des Zündwinkels ~Vc_MIN und dem Bezugssignal Nr 1* ^E^^ne geeignete Ausführungsform der Schaltung 155

&REF Nr 1
für die Änderung des Verstärkungsgrades wird in Fig. 11 gezeigt.

In der Fig. 11 enthält die Rückkopplungsschaltung 153, 15^ des Operatorverstärkers 151 drei Widerstände I6I, 162 und I63 und ! ein Paar von in zwei Richtungen schaltenden Transistoren Q5 und ^: Q6. Der Widerstand I6I ist unmittelbar zwischen die Leitungen 153 und 154 geschaltet und sein ohm'scher Widerstand wird so ge- . wählt, daß sich der vorgenannte vorgewählte höchste Verstärkungen grad der Regelschleife ergibt. Im Nebenschluß zu ihm liegen der ^! Widerstand 162 in Reihe mit dem Bansistor Q5 und der Wider- \ stand I63 in Reihe mit dem Transistor Q6. Eine Diode 164 liegt im Nebenschluß zum Transistor Q5. Wenn Q5 eingeschaltet und Q6 ge- \ sperrt wird, werden die Widerstände I6I und 162 effektiv parallel; zueinander geschaltet. Hierdurch wird der Widerstand des Rück- ' kopplungskreises herabgesetzt und der Verstärkungsgrad wird auf den vorgenannten vorgewählten unteren Wert abgesenkt. Dann - und j nur dann - wenn beide Transistoren Q5 und Q6 eingeschaltet sind, j sind alle drei Widerstände effektiv parallel zueinander. Hierdurch wird der Widerstand des Rückkopplungskreises weiter herabgesetzt und der Verstärkungsgrad der Regelschleife auf den vorgegebenen Mindestwert verringert.

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- Hl» -

Der eingeschaltete und gesperrte Zustand der Schalttransistoren Q5 und Q6 ist abhängig vom Betriebszustand der zugeordneten Transistoren 165 und 166, welche als Punktion des Wertes des Abweichungssignals gesteuert werden. Wie aus Fig. 11 ersichtlich, ', sind die Basiselektrode des Transistors 165 und der Emitter des j Transistors 166 mit einem gemeinsamen Punkt verbunden, dessen i Potential bestimmt ist durch die Summe des Bezugssignals, des negativen Signals für den Mindestwert des Zündwinkels und ein . I positives Vorspannungssignal. Immer dann, wenn die Differenz zwischen dem Mindestzündwinkelsignal und dem Bezugssignal eine rela-, tiv positive Polarität und außerdem eine ausreichende Amplitude besitzt, um anzuzeigen, daß der Zündwinkel kleiner ist als der ' vorgegebene Winkel Y°, dann ist das resultierende Potential an 167 ausreichend, um eine Vorspannung zur Einschaltung des Transistors 166 und zum Sperren des Transistors 165 zu ergeben. Wenn der Transistor I66 eingeschaltet ist, wird der Schalttransistor Q6 gesperrt. Andererseits wird der zugeordnete Schalttransi-; stör Q5 durch seine normale Vorspannung für Vorwärtsrichtung eingeschaltet sein, solange der Transistor I65 gesperrt ist. Dann ] ist lediglich der Widerstand l62 effektiv parallel zu dem Wider- _: stand 161 und. der vorgegebene untere Verstärkungsgrad wird eingestellt. ;

Bei Vorhandensein eines Zustandes mit einer nahezu Null betra- !

genden Abweichung (d.h. wenn der ausgewählte Mindestwert des j Zündwinkels im Bereich zwischen X° und Y° liegt)besitzt das re- j sultierende Potential am gemeinsamen Punkt I67 einen richtigen Wert, um eine Vorspannung zur Sperrung beider Transistoren 165 ' und 166 darzustellen. Daher werden sich beide Schalttransistoren Q5 und Q6 infolge ihrer normalen Vorspannung im eingeschal- , teten Zustand befinden, beide Widerstände 162 und 163 werden wirksam sein und der Mindestbereich für den Verstärkungsgrad wird eingestellt. Wenn der ausgewählte Mindestzündwinkel größer wird als der vorgegebene Winkel X°, dann wird an dem Punkt I67 ein ausreichend negatives Potential bestehen zur Vorspannung des ,Transistors 165 in den eingeschalteten Zustand und des Transi -

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- 115 -

stors 166 in den gesperrten Zustand. Infolge des Einschaltens
des Transistors 165 wird der Schalttransistor Q5 gesperrt, der Schalttransistor Q6 wird ebenfalls in den gesperrten Zustand
getrieben über eine Diode 168, welche zwischen die Kollektoren der beiden Transistoren I65 und I66 geschaltet ist. Wenn beide Transistoren Q5 und Q6 gesperrt sind, wirkt der Widerstand I6I allein und stellt den vorgegebenen höchsten Verstärkungsgrad der Regelschleife ein.

Es können selbstverständlich andere Veränderungen an den bestimmten beschriebenen Ausführungsformen im Rahmen der technischen Lehre der Erfindung vorgenommen werden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. iZündwinkelregelung für Leistungskonverter, g e k e η η zeichnet durch: eine Ventilstromüberwachungseinrichtung (13, 14, 15, 16), die schaltungsmäßig gekoppelt ist mit bezüglich des Stromdurchgangs gesteuerten Thyristoreinrichtungen (1-6) eines Leistungskonverters zur Ableitung ! elektrischer Ausgangssignale für den Ventilstrom, welche : die Stromdurchlaßintervalle der jeweiligen Thyristoreinrichtungen (1-6) darstellen, eine Spannungsüberwachungseinrichtung (25) zur Überwachung des Wechselspannungssystems,. das mit den Thyristoreinrichtungen (1-6) verbunden ist zur Ableitung elektrischer Ausgangssignale entsprechend der über den jeweiligen Thyristoreinrichtungen anliegenden Spannung, wobei das Zeitintervall zwischen dem Aufhören des Stromdurchgangs durch eine jeweilige Thyristoreinrichtung und zwischen dem Nulldurchgang des Potentials bei der Umkehr : der Polarität der Spannung über dem jeweiligen Thyristor dem Zündwinkel des jeweiligen Thyristors entspricht, eine Aufladeschaltungseinrichtung, welche auf die Ventilstrom-Überwachungseinrichtung und auf die überwachungseinrichtung ! für das Wechselspannungssystem anspricht zur Aufladung auf einen Spannungswert, der dem Zündwinkel der jeweiligen ' Thyristoreinrichtung entspricht, eine Einrichtung zur momentanen Entladung der Aufladeschaltung bei Beendigung des Stromdurchgangsintervalls der jeweiligen Thyristoreinrichtung und vor der Aufladung dieser Ladeschaltung, wodurch der Zündwinkel der jeweiligen Thyristoreinrichtungen erneut erfaßbar ist für jedes Stromdurchgangsintervall der \ Einrichtung und ein übernehmen eines vorherigen Meßwertes der Spannung für den Zündwinkel beseitigbar ist, sowie , { eine Wahlschaltung (27), die auf alle Aufladeschaltungen j anspricht zur Auswahl des Spannungswertes für den Zündwinkel, welcher den kleinsten Zündwinkel darstellt und ' zur Lieferung dieses Wertes als ausgangsseitiges Regel- ; signal für den Zündwinkel zur Regelung des Betriebs der Thyristoreinrichtungen. I

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   2. Zündwinkelregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Aufladeschaltung eine Konstant-Stromquelle zur linearen Aufladung der Aufladeschaltung auf einen Spannungswert besitzt, welcher von der Zeitdauer des Zündwinkels der jeweiligen Thyristoreinrichtung abhängt.

   3. Zündwinkelregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie weiterhin eine SuTnmierungsschaltungseinrichtung (28) zur Summierung des ausgewählten Mindestregelsignals (Vr_M-rvr) für den Zündwinkel mit einem ersteh Bezugssignal (^vrp>_{EP N 1}) für den Zündwinkel besitzt zur Ableitung eines Regelabweichungszündwinkelsignals zur normalen Steuerung des Betriebs der Thyristoreinrichtungen und eine Schaltung für Veränderung des Verstärkungsgrades, die auf das Regelabweichungssignal für den Zündwinkel anspricht zur Verminderung des Verstärkungsgrades der normalen Regelschleife der Zündwinkelregelung, wenn diese Regelabweichungssignale einen unter dem Normalwert liegenden Mindestzündwinkel anzeigen.

   4. Zündwinkelregelung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet , daß die Aufladeschaltung eine Konstant-Stromquelle für eine lineare Aufladung der Aufladeschaltung auf einen Spannungswert besitzt, der von der Zeitdauer des Zündwinkels der jeweiligen Thyristoreinrichtung abhängig ist und weiterhin eine zweite Summierungsschaltung (35) enthält, die auf das ausgewählte Mindestregelsignal für den Zündwinkel und auf ein zweites Bezugssignal anspricht, zur Feststellung einschneidender Änderungen des Mindestzündwinkelsignals und zur Erzeugung eines zweiten ausgangsseitigen Regelabweichungssignals für den Zündwinkel sowie eine schnell ansprechende Regeleinrichtung, die auf dieses zweite ausgangsseitige Regelabweichungs signal für den Zündwinkel anspricht zur schnellen Steuerung der Zündwinkel der Thyristoreinrichtungen bei Er-

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   fassung einer einschneidenden Änderung des Mindestzündwinkels.

   5. Zündwinkelregelung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine Summierungsschaltung zur Summierung des ausgewählten Mindestregelsignals für den Zündwinkel mit einem ersten Bezugssignal für den Zündwinkel zur Ableitung eines Regelabweichungssignals für die normale Steuerung des Betriebs der Thyristoreinrichtungen besitzt sowie eine schnell ansprechende Regelimpulssignalserzeugungseinrichtung (36), die wirksam ist, wenn der ausgewählte Mindestwert des Zündwinkels kleiner ist als ein zweiter Bezugswert für den Zündwinkel und zur Ableitung eines ausgangsseitigen Regelimpulses konstanter Amplitude mit einer variablen von der Amplitude des Regelabweichungssignals abhängigen Zeitdauer und für eine schnell ansprechende Regelung der Zündwinkel der Thyristoreinrichtungen bei Erfassung einer einschneidenden Änderung des MindestzündwinkeIs.

   6. Zündwinkelregelung für einen Leistungskonverter, gekennzeichnet durch: eine Ventilstrom-Überwachungseinrichtung, welche gekoppelt ist mit stromdurchgangsgesteuerten Thyristoreinrichtungen (1-6) eines Leistungskonverters zur Erzeugung ausgangsseitiger elektrischer Signale für den Ventilstrom, welche die Stromdurchgangsperiode der jeweiligen Thyristoreinrichtungen darstellen, eine Einrichtung (25) für die Überwachung der Spannung des Wechselstromsystems, welche an die Thyristoreinrichtungen (1-6) gekoppelt ist zur Erzeugung eines ausgangsseitigen elektrischen Signals für die Ventilspannung, welches den über den jeweiligen Thyristoreinrichtungen erscheinenden Spannungen entspricht, eine Zündwinkelüberwachungseinrichtung (24), welche auf die Ventilstromüber- wachungseinrichtung und die Wechselspannungssystemüber- wachungseinrichtung (25) anspricht zur Erzeugung eines

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   ausgangsseitigen elektrischen Zündwinkelsignals, das der Zeitdauer zwischen dem Aufhören des Stromdurchgangs durch die jeweilige Thyristoreinrichtung und dem Nulldurchgang des Potentials bei der Umkehrung der Polarität der Spannung über den jeweiligen Thyristoreinrichtungen und damit deren Zündwinkel entspricht, eine Aufladeschaltung, welche auf die jeweiligen elektrischen Signale für die Zündwinkel anspricht zur Aufladung auf einen Spannungswert entsprechend dem Zündwinkel der jeweiligen Thyristoreinrichtung, eine Einrichtung zur sofortigen Entladung dieser Aufladeschaltung bei Beendigung des Stromdurchgangs-Intervalls des jeweiligen Thyristors und vor dem Aufladen der Aufladeschaltung, wodurch der Zündwinkel der jeweiligen Thyristoreinrichtungen bei jedem Stromdurchlaßintervall einer Einrichtung erneut erfaßbar und eine Übertragung eines vorherigen Meßspannungswertes für den Zündwinkel beseitigbar ist und eine Auswahlschaltung (27), die auf alle Aufladeschaltungen ansprechbar ist zur Auswahl desjenigen Spannungswertes für den Zündwinkel, der den kleinsten Zündwinkel darstellt und zur Abgabe dieses Wertes als ausgangsseitiges Zündwinkelregelsignal zur Verwendung für den Regelungsvorgang der Thyristoreinrichtungen.

   Zündwinkelregelung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine erste Summierungseinrichtung (28) zur Summierung des ausgewählten Mindestzündwinkelregelsignals mit einem ersten Bezugssignal für den Zündwinkel und zur Ableitung eines Zündwinkelregelabweich ungssignals besitzt, durch das der Betrieb der Thyristoreinrichtung normal steuerbar ist und eine zweite Summier ungsschaltung (35), welche auf das ausgewählte Mindestzündwinkelsignal und auf ein zweites Zündwinkelbezugssignal zur Erfassung schwerwiegender Änderungen in dem Mindestzündwinkelsignal und zur Ableitung eines zweiten ausgangsseitigen Zündwinkelregelabweichungssignals eingerichtet ist sowie eine schnell ansprechende Regelschaltung, die auf das

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   zweite ausgangsseitige Zündwinkelregelabweichungssignal ansprechbar ist zur Erzeugung einer schnell ansprechenden Regelung des Betriebs der Thyristoreinrichtungen bei Erfassen einer ernsthaften Änderung des Mindestzündwinkels.

   8. Zündwinkelregelung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung zur überwachung des Zündwinkels zur Erzeugung ausgangsseitiger elektrischer Signale vorgesehen ist, deren Dauer dem Zündwinkel der jeweiligen Thyristoreinrichtungen entspricht, wobei diese Signale bei Zuführung zu der Ladeschaltung ein elektrisches Ausgangssignal in Form eines Sägezahns mit Kerben erzeugt, dessen Amplitude repräsentativ für den Zündwinkel der jeweiligen Thyristoreinrichtungen ist und die Wahlschaltung weiterhin Einrichtungen zur Austastung der Kerben besitzt, welche auf das ausgewählte elektrische Ausgangssignal entsprechend dem Mindestzündwinkel und in Form eines Sägezahns mit Kerben und auf die rechteckförmigen Ausgangssignale von der Überwachungseinrichtung (24) für den Zündwinkel zur Austastung der Sägezahnkerben in dem Ausgangssignal der Aufladeeinrichtung anspricht und zur Erzeugung eines im wesentlichen kontinuierlichen Gleichspannungssteuersignals für den Mindestzündwinkel am Ausgang der Wahlschaltung (27).

   9. Zündwinkelregelung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß sie eine erste Summierungsschaltung (28) zur Summierung des ausgewählten kleinsten Zündwinkelregelsignals mit einem ersten Bezugssignal des Zündwinkels und zur Ableitung eines Regelabweichungssignals des Zündwinkels zur normalen Steuerung des Betriebs des Konverters besitzt, sowie eine Schaltung zur Änderung des Yerstärkungsgtades, welche auf das Regelabweichungssignal des Zündwinkels unter Verminderung des Verstärkungsgrades der normalen Regelschleife bei solchen Regelabweichungszündwinkelsignalen mit ansteigender Tendenz anspricht,

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   welche Vergrößerungen des Mindestzündwinkels anzeigen sowie eine zweite Summierungsschaltung, die auf das ausgewählte Mindestregelsignal des Zündwinkels und auf ein zweites Bezugssignal anspricht zur Erfassung ernsthafter Änderungen in dem Mindestwert des Zündwinkelregelsignals und zur Ableitung eines zweiten ausgangsseitigen Regelabweichungssignals für den Zündwinkel, sowie eine schnell ansprechende Regeleinrichtung, die auf dieses zweite ausgangsseitige Regelabweichungssignal anspricht zu einer schnellen Regelung der Zündwinkel der Thyristoreinrichtungen bei Erfassung einer ernsthaften Änderung des Mindestzündwinkels.

   10. Zündwinkelregelung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Leistungskonverter einen in Dreiphasen-Brückenschaltung verbundenen Konverter besitzt, wobei jede Brücke jeweils mindestens 6 Thyristoreinrichtungen umfaßt, bei denen 3 Sätze von jeweils 2 Thyristoreinrichtungen als Ventilpaar für jede Phase einer Dreiphasen-Transformatorwicklung geschaltet sind, welche einen Teil des Konverters bildet, die Überwachungseinrichtung für den Ventilstrom einen Wechselstromtransformator umfaßt, der induktiv an jedes Ventilpaar gekoppelt ist, eine Schaltung (21-23) zur Impulsformung für das Ventilstromsignal und zur Auftrennung der Signale, welche an die jeweiligen Stromtransformatoren jedes Ventilpaars gekoppelt ist zur Umformung der erzeugten Signale in Rechteckwellen und zur Auftrennung der Signale in zwei getrennte Signale, wobei diese Signale jeweils repräsentativ sind für die Stromdurchlaßintervalle der das Ventilpaar bildenden Thyristoreinrichtungen, eine an die Schaltung zur Signalformung und Signaltrennung gekoppelte Verzögerungseinrichtung zur Ausdehnung der Zeitdauer der dort erzeugten rechteckförmigen elektrischen Signale, um einen vorgegebenen Wert, so daß in der Signaldauer störende Signalimpübe eingeschlossen und unter- * drückt sind, welche in den Stromtransformatorwicklungen (13, m, 15) als Ergebnis der Abschaltung der Thyristoreinrich-

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   tung (1-6) induziert werden und ähnliche Signale, um dadurch die Erzeugung von Ausgangssignalimpulsen zu vermeiden, welche einen falschen und irrtümlichen Stromdurchlaß anzeigen.

   11. Zündwinkelregelung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Wert für das erste und zweite Zündwinkelbezugssignal so eingestellt ist, daß die verlängerte Zeitdauer der Signalimpulse für den Ventilstrom kompensiert ist, welche durch die Verzögerungseinrichtung in der Signalform- und Signaltrennschaltung erzeugbar ist.

   12. Zündwinkelregelung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Leistungskonverter ein Konverter ist, der entweder in der Betriebsart als "Inverter" oder als "Gleichrichter" arbeitsfähig ist zur Umwandlung eines Hochspannungsgleichstroms in Wechselstrom oder eines Wechselstroms in Gleichstrom.

   13. Zündwinkelregelung für einen Leistungskonverter, gekennzeichnet durch: eine Ventilstrom-Überwachungseinrichtung, die an die stromdurchlaßgesteuerten Thyristoreinrichtungen eines Leistungskonverters gekoppelt ist zur Erzeugung von elektrischen Ausgangssignalen für den Ventilstrom, welche repräsentativ sind für die Stromdurchlaßperioden der jeweiligen Thyristoreinrichtungen, eine überwachungseinrichtung (25) für die Wechselspannung des Systems, die an die Thyristoreinrichtungen (1-6) zur Ableitung von elektrischen Ausgangssignalen für die Ventilspannung gekoppelt ist, wobei diese Signale die Spannung wiedergeben, die über den jeweiligen Thyristoreinrichtungen liegt, wobei die Zeitdauer des Intervalls zwischen dem Aufhören des Stromdurchgangs durch die jeweilige Thyristoreinrichtung und des Nulldurchgangs des Potentials, welche während der Umkehr der Polarität der Spannung über

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   den Thyristor auftritt, dem Zündwinkel der jeweiligen Thyristoreinrichtung entspricht, eine Schaltung zur Ableitung von Zündwinkelsignalen, welche auf die Ventilstromüberwachungseinrichtung und die Einrichtung zur Überwachung der Wechselspannung des Systems anspricht zur Ableitung von ausgangsseitigen Zündwinkelsignalen, welche den Zündwinkeln der jeweiligen Thyristoreinrichtungen entsprechen, Wahlschaltungen (27), welche auf das Ausgangssignal der Einrichtung zur Erzeugung eines Zündwinkelsignals ansprechen und dasjenige Zündwinkelsignal auswählen können, welches dem kleinsten Zündwinkel entspricht, eine erste Summierungsschaltung (28) zur Summierung des ausgewählten Mindestzündwinkelsignals mit einem ersten Bezugssignal für den Zündwinkel zur Ableitung eines Regelabweichungssignals zur normalen Regelung der Arbeitsweise der Thyristoreinrichtungen, eine zweite Summierungsschal-. tung (35), welche anspricht auf das ausgewählte Mindestzündwinkelsignal und ein zweites Bezugssignal zur Erfassung einschneidender Änderungen des kleinsten Zündwinkelsignals und zur Ableitung eines zweiten ausgangsseitigen Regelabweichungssignals für den Zündwinkel erzeugt und eine schnell ansprechende Regelschaltung, die auf dieses zweite ausgangsseitige Regelabweichungssignal für den Zündwinkel anspricht zur Erzeugung einer schnell ansprechenden Regelung oder Steuerung des Betriebs der Thyristoreinrichtungen \ bei Erfassung einer einschneidenden Änderung des Mindestzündwinkels. j

   14. Zündwinkelregelung nach Anspruch 13, dadurch ge-| kennzeichnet , daß der Leistungskonverter !

   einen als Dreiphasen-Brücke geschalteten Konverter um- ! faßt,wobei jede Brücke mindestens 6 Thyristoreinrichtungen„ besitzt, von denen 3 Sätze von jeweils 2 Thyristoreinrichtungen als Ventilpaar für jede Phase einer Dreiphasen-

   Netztransformatcrwicklung verbunden sind, wobei die überwachungseinrichtung für den Ventilstrom einen konventio-

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   nellen Wechselstromtransformator (I3-I5) umfaßt, der induktiv mit jedem Ventilpaar gekoppelt ist sowie eine Schaltung für die Formgebung und Auftrennung des Ventilstromsignals, welches an die jeweiligen Stromtransformatoren jedes Ventilpaars zur Umformung der erzeugten Signale in eine Rechteckwelle und zur Auftrennung der Signale in zwei getrennte Signale gekoppelt ist, wobei diese getrennten Signale repräsentativ sind für die Stromdurchlaßintervalle jedes der Thyristoreinrichtungen des Ventilpaars, sowie eine Verzögerungseinrichtung, die an die entsprechenden Schaltungen für die Signalformung und Signaltrennung für das Ventilstromsignal gekoppelt ist zur Ausdehnung der Zeitdauer der erzeugten rechteckförmigen elektrischen Signale um einen vorgegebenen Betrag, um auf diese Weise störende überschwingungssignalimpulse einzuschließen und zu unterdrücken, die in den Stromtransformatorwicklungen als Ergebnis der Abschaltung einer Thyristoreinrichtung und dergleichen erzeugt werden, und dadurch die Erzeugung von Signalimpulsen zu beseitigen, welche einen fehlerhaften und irrtümlichen Ventilstromdurchlaß anzeigen.

   15. Zündwinkelregelung nach Anspruch I¹I, dadurch gekennzeichnet , daß sie weiterhin eine Einrichtung zur Kompensation der verlängerten Zeitdauer der ausgangsseitigen rechteckförmigen Signalimpulse für den Ventilstrom enthält, welche repräsentativ sind für die Stromdurchlaßperioden der jeweiligen Thyristoreinrichtungen in dem Leistungskonverter.

   16. Ventilstromüberwachungseinrichtung für einen Leistungskonverter in Dreiphasen-Brückenschaltung, bei dem jede Brücke mindestens 6 Thyristoreinrichtungen und 3 Sätze von jeweils als 1 Ventilpaar verbundenen 2 Thyristoreinrichtungen für jede Phase einer Dreiphasen-Transformatorwicklung als Teil des Leistungskonverters besitzt, dadurch gekennzeichnet , daß die überwachungaeinrich-

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   tung für den Ventilstrom einen Wechselstromtransformator (13-15) besitzt, der induktiv an jeweils 1 Ventilpaar des Leistungskonverters gekoppelt ist, eine Schaltung zur Signalformung und Signaltrennung für das Ventilstromsignal, die an die jeweiligen Stromtransformatoren jedes Ventilpaars zur Umformung der erzeugten Signale in eine Rechteckwelle und zur Auftrennung der Signale in 2 getrennte Signale gekoppelt ist, wobei diese getrennten Signale repräsentativ sind für die Stromdurchlaßintervalle jeder der beiden jeweiligen Thyristoreinrichtungen des Ventilpaars, eine Verzögerungseinrichtung, die zur Verlängerung der Zeitdauer der erzeugten rechteckförmigen elektrischen Signale um einen vorgegebenen Wert an die jeweilige Schaltung zur Signalformung und Signalauftrennung gekoppelt ist, um auf diese Weise störende überschwingungssignalimpulse einzuschließen und zu unterdrücken, die in den Stromtransformatorwicklungen als Folge der Abschaltung einer Thyristoreinrichtung und ähnlichem erzeugt werden, und dadurch die Erzeugung von ausgangsseitigen Signalimpulsen zu beseitigen, welche einen falschen oder irrtümlichen Ventilstromdurchgang anzeigen.

   17· Ventilstromüberwachungseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß sie weiterhin eine Einrichtung zur Kompensation der verlängerten Zeitdauer der Signalimpulse für den Ventilstrom besitzt, welche als Ergebnis der Verzögerung in der Schaltung für Signalformung und Signalauftrennung für den Ventilstrom eingeführt sind.

   18. Konverter, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: der Konverter umfaßt eine Vielzahl von den elektrischen Strom durchlassenden Ventilen, die in einer Brückenschaltung zwischen elektrischen Kraft- · leitungen für Wechselspannung und Gleichspannung verbunden sind, wobei die Ventile so angeordnet sind, daß sie zyklisch in einer vorgegebenen Reihenfolge zündbar sind, eine Steuer-

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   bare Zündeinrichtung zur Zündung der Ventile bei erwünschten Zündwinkeln in einer Reihenfolge, eine Einrichtung zur Ableitung von ausgangsseitigen Zündwinkelsignalen, welche repräsentativ für die Zündwinkel entsprechender Ventile der Brücke sind, eine Wahlschaltung (27), die auf die Einrichtung zur Ableitung von Zündwinkelsignalen anspricht zur Auswahl des Zündwinkelsignals, das dem kleinsten Zündwinkel entspricht, eine Summierungsschaltung (28) zur Summierung des ausgewählten kleinsten Zündwinkelsignals mit einem Bezugssignal für den Zündwinkel zwecks Ableitung eines Regelabweichungssignals zur normalen Steuerung der Arbeitsweise der steuerbaren Zündeinrichtung und zur Vorverlegung oder Rückverlegung der Zündwinkel zu einer Verminderung der Regelabweichung auf ein Mindestmaß, eine schnell ansprechende Regelschaltung zur Lieferung einer zusätzlichen Steuerung der Arbeitsweise der steuerbaren Zündeinrichtung, wobei diese schnell·ansprechende Regelschaltung bei ihrem Betrieb bewirkt, daß die steuerbare Zündeinrichtung den Zündwinkel schnell um einen Betrag vorverlegt, der proportional ist der Amplitude des Regelabweichungssignals und eine Einrichtung (30) zur Auslösung des Betriebs der schnell ansprechenden Regelschaltung unmittelbar nach einer Verminderung des ausgewählten Mindestzündwinkels auf einen vorgegebenen Wert unterhalb des Wertes des Bezugszündwinkels, welcher durch das Bezugszündwinkelsignal vorgegeben ist, wodurch eine ernsthafte Verringerung des Zündwinkels durch den Betrieb der schnell ansprechenden Regelschaltung schnell korrigierbar ist.

   19· Konverter, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

   eine Vielzahl von den elektrischen Strom durchlassende Ventile, die in einer Brückenanordnung zwischen Kraftleitungen für Wechselstrom und Gleichstrom verbunden sind, wobei diese

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   Ventile in einer vorgegebenen Sequenz zyklisch zündbar angeordnet sind, eine steuerbare Einrichtung zur sequentiellen Zündung der Ventile mit erwünschten Zündwinkeln, eine Einrichtung zur Erzeugung von ausgangsseitlgen Zündwinkelsignalen, welche den Zündwinkeln der Jeweiligen Ventile der Brücke entsprechen, eine Wahlschalteinrichtung (27), die auf die Einrichtung zur Erzeugung der Zündwinkelsignale anspricht, zur Auswahl des Zündwinkelsignals, das dem Mindestzündwinkel oder dem kleinsten Zündwinkel entspricht, eine Summierungsschaltung (28) zur Summierung des ausgewählten kleinsten Zündwinkelsignals mit einem Bezugssignal für den Zündwinkel .und zur Ableitung eines Regelabweichungssignals|zur normalen Regelung oder Steuerung des Betriebs der Zündeinrichtung zur Vorverlegung oder Rückverlegung der Zündwinkel, welche zur Verringerung der Regelabweichung auf ein Mindestmaß erforderlich ist, sowie eine Schaltung zur Änderung des Verstärkungsfaktors, zur Verringerung des Verstärkungsfaktors der aus dem : Konverter, der Einrichtung zur Ableitung von Zündwinkelsignalen, der Summierungseinrichtung (28) und der steuerbaren Zündschaltung (3²J) bestehenden Regelschleife bei Auftreten eines Regelabweichungssignals, das anzeigt, daß der ausge-· wählte Mindestzündwinkel kleiner als ein vorgegebener Wert ist, welcher durch das Bezugssignal für den Zündwinkel gegeben ist zur Verringerung der Tendenz zur Überschwingung und Schwingung des Systems um den Zustand für die Regelabweichung Null auf ein Mindestmaß.

   20. Verfahren zur Steuerung eines Konverters, bestehend aus einer Vielzahl elektrischen Strom durchlassenden Thyristorventile, die in einer Brückenanordnung zwischen elektrischen Kraftleitungen für Wechselstrom und Gleichstrom verbunden und zur zyklischen Zündung in einer vorgegebenen Reihenfolge angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar nach Jedem Stromdurchlaßintervall

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   eines Thyristorventils ausgangsseitige Zündwinkelsignale erzeugt werden, welche den Zündwinkeln der jeweiligen Thyristorventile der Brücke entsprechen, Löschung der vorher erfaßten und gespeicherten Zündwinkelsignale unmittelbar vor der Erfassung und Speicherung eines neuen Zündwinkelsignals für ein .leweiliges Ventil, welches sich aus dem letzten Vorgang des Ventils ergibt, die Erfassung und Speicherung des tatsächlichen Wertes oder Ist-Wertes jedes Zündwinkelsignals, das sich aus der letzten Zündung des Thyristorventils ergibt, ohne eine übertragung des Wertes von einer Zündung zur nächsten, wodurch man ein frisches, auf den neuesten Stand gebrachtes Zündwinkelsignal zugeordnet zur Zündung Jedes einzelnen Ventils erhält, eine kontinuierliche überprüfung oder Durchmusterung der gespeicherten Zündwinkelsignale und Auswählen desjenigen Signals, das dem Mindestzündwinke1 entspricht, zur Steuerung der Zündwinkel der Thyristorventile mit hoher Ansprechgeschwindigkeit der Steuerung.

   21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennz ei chne t, daß das ausgewählte Mlndestzündwinkelsignal mit einem vorgegebenen Bezugssignal verglichen wird und ein Regelabweichungssignal zur Vorverlegung oder Rückverle·

   wird gung der Zündwinkel der einzelnen Thyristorventile abgeleitet/ und der Betrag des Regelabweichungssignals gegen Null vermindert wird, eine differenzierende Verarbeitung des Regelabweichungssignals, wodurch der Verstärkungsgrad der Grundregelung für Änderungen des Mindestzündwinkels in ansteigender Richtung erhöht und überschwingen und Schwingen der Regelung um einen Zustand für die Regelabweichung Null auf ein Mindestmaß reduziert werden.

   22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß effektiv das ausgewählte Mindestzündiwinkelsignal mit einem zweiten vorgegebenen Bezugssignal verglichen und ein zweites Regelabweichungssignal propor-

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   tlonal zu der Differenz der beiden Signale erzeugt wird zu einer schnellen Vorverlegung der Zündwinkel der Thyristorventile, wenn das zweite vorgegebene Bezugssignal Überschritten wird.

   25. ."erfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin das ausgewählte Mlndestzündsignal mit einem vorgegebenen normalen Bezugssignal verglichen und ein Regelabweichungssignal proportional zur Differenz zur Vorverlegung oder Rückverlegung der ZUndwinkel der einzelnen Thyristorventile und zur Verminderung des Betrags des Regelabweichungssignals gegen Null abgeleitet wird / bei Erfassung eines ZündwinkeIb, der kleiner ist, als ein vorgegebener kritischer Mindestwert des Zündwinkels ein Steuersignalimpuls abgeleitet wird und die Zündwinkel zusätzlich um einen Betrag vorverlegt werden, der von der Amplitude des Regelabweichungssignals abhängt.

   24. Konverter, gekennzeichnet dtu r c h die Kombination folgender Merkmale:

   eine Vielzahl von den elektrischen Strom durchlassende Ventile, die in einer Brückenanordnung zwischen Kraftleitungen für Wechselstrom und Gleichstrom verbunden sind, wobei diese Ventile in einer vorgegebenen Sequenz zyklisch zündbar angeordnet sind, eine steuerbare Einrichtung zur sequentiellen Zündung der Ventile mit erwünschten Zündwinkeln, eine Einrichtung zur Erzeugung von ausgangsseitigen Zündwinkelsignalen, welche den Zündwinkelnder jeweiligen Ventile der Brücke entsprechen, eine Wahlschalteinrichtung (27), die auf die Einrichtung zur Erzeugung der Zündwinkelsignale anspricht zur Auswahl des Zündwinkelsignals, das dem Mindestzündwinkel oder dem kleinsten Zündwinkel entspricht, eine Summierungsschaltung (28) zur Summierung des ausgewählten kleinsten Zündwinkelsignals mit einem Bezugssignal für den Zündwinkel und zur Ableitung eines Regelabweichungssignals ent-

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   sprechend der Differenz dieser beiden Signale, wobei die Zündeinrichtung durch dieses Regelabweichungssignal steuerbar ist zur Vorverlegung oder Rückverlegung der Zündwinkel, welche zur Verringerung der Regelabweichung auf ein Mindestmaß erforderlich ist, sowie eine Schaltung zur Änderung des Verstärkungsfaktors, zur Verringerung des Verstärkungsfaktors der aus dem Konverter, der Einrichtung zur Ableitung von Zündwinkelsignalen, der Summierungseinrichtung (28) und der steuerbaren Zündschaltung (3¹O bestehenden Regelschleife in Abhängigkeit von der Größe eines Regelabweichungssignals, wobei bei Vorliegen eines Regelabweichungssignals für eine Regelabweichung mit einem Wert in der Nähe von Null ein vorgegebene!» Mindestwert des Verstärkungsgrades einstellbar ist und ein vorgegebener höchster Verstärkungsgrad einstellbar ist, wenn der ausgewählte Mindestwert des Zündwinkels größer ist als ein erster vorgegebener Winkel.

   25. Konverter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schaltung zur Änderung des Verstärkungsgrades auch ein vorgegebener Verstärkungsgrad einstellbar ist, welcher kleiner ist als der höchste Verstärkungsgrad, Jedoch nicht so niedrig ist wie dieser Mindestwert des Verstärkungsgrades, bei Vorliegen eines ausgewählten Mindestwertes des Zündwinkels, der kleiner ist als ein zweiter vorgegebener Winkel, welcher wiederum kleiner ist als der gewünschte Zündwinkel.

   26. Konverter nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Schaltung zur Änderung des Verstärkungsgrades dieser vorgegebene Mindestwert des Verstärkungsgrades stets einstellbar ist, wenn der ausgewählte Mindestwert des Zündwinkels in einem Bereich zwischen dem ersten und zweiten Winkel liegt.

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   27. Ventilstrom-Überwachungseinrichtung für mindestens ein Paar abwechselnd leitender elektrischer Ventile, welche eingerichtet sind zur Verbindung mit einer Phase eines elektrischen Mehrphasenkraftsystems durch eine Wechselstromleitung, in der Strom in einer Richtung fließt, wenn ein Ventil des Paars Strom durchläßt und in der entgegengesetzten Richtung, wenn das andere Paar Strom durchläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromüberwachungseinrichtung einen WechseIstromtransformator aufweist, welcher induktiv mit dem Leiter gekoppelt ist, sowie eine Schaltung zur Verformung und Auflrennung des Ventilstromsignals, welche an den Stromtransformator gekoppelt ist zur Umformung der in der Sekundärwicklung des Transformators als Folge des Ventilsstroms induzierten Signale in eine Rechteckform und zur Erzeugung von 2 getrennten Ausgangssginalen, welche repräsentativ sind für die Intervalle, in denen in den jewelligen Ventilen des Ventilpaares Ströme in Vorwärtsrichtung ' fließen, sowie eine Verzögerungseinrichtung, welche an die Schaltung zur Verformung und Auftrennung der Signale gekoppelt ist und durch welche beim Beginn der rechteckförmigen elektrischen Signale eine Verzögerung des Beginns Jedes der Ausgangssignale bis zu dem Zeitpunkt einstellbar ist, bei dem das entsprechende Signal zur Anzeige des Ventil_stroms während einer vorgegebenen Zeitdauer bestanden hat.

   28. Ventilüberwachungseinrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung zur Signalformung und Signalauftrennung weitere Einrichtungen enthält, durch welche bei Beendigung der rechteckförmigen elektrischen Signale die Dauer jedes der Ausgangssignale um einen vorgegebenen Betrag yerlängerbar ist.

   29. Ventilstrom-Überwachungseinrichtung für mindestens ein Paar abwechselnd leitender elektrischer Ventile, welche eingerichtet sind zur Verbindung mit einer Phase eines elektrischen

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   Mehrphasenkraftsystems durch eine Wechselstromleitung, in der Strom in einer Richtung fließt, wenn ein Ventil des Paars Strom durchläßt und in der entgegengesetzten Richtung, wenn das andere Paar Strom durchläßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromüberwachungseinrichtung einen Wechselstromtransformator aufweist, welcher induktiv mit der Leitung gekoppelt ist, sowie eine Schaltung zur Verformung und Auftrennung des Ventilstromsignals, welche an den Stromtransformator gekoppelt ist zur Umformung der in der Sekundärwicklung des Transformators induzierten Signale in eine Rechteckform und zur Erzeugung von 2 getrennten Ausgangssignalen, welche repräsentativ sind für die Intervalle, in denen in den Jeweiligen Ventilen des Ventilnaares Ströme in Vorwärtsrlchtung fließen, wobei diese Schaltung zur Verformung und Auftrennung der Signale Querkopplungseinrichtungen enthält zur Hemmung des anderen Ausgangssignals in dem Zeitraum der Erzeugung eines der beiden Ausgangssignale.

   30. Ventilüberwachungseinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzei chne t, daß die Schaltung zur Signalformung und zur Signalauftrennung weiterhin Verzögerungseinrichtungen enthält, durch welche bei Beendigung der rechteckförmigen elektrischen Signale die Dauer jedes der Ausgangssignale um einen vorgegebenen Betrag verlängerbar ist.

   31. Ventilstrom-Überwachungseinrichtung nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Verzögerungseinrichtung besitzt, welche an die Schaltung zur Verformung und Auftrennung der Signale gekoppelt ist und durch welche beim Beginn der rechteckförmigen elektrischen Signale eine Verzögerung des Beginns jed s der Ausgangssignale bis zu dem Zeitpunkt einstellbar ist, bei dem das entsprechende Signal zur Anzeige des Ventilstroms während einer vorgegebenen Zeitdauer bestanden hat.

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   32. Ventilüberwachungseinrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daft an die Schaltung zur Signalformung und Signalauftrennung weitere Einrichtungen gekoppelt sind, durch welche bei Beendigung der rechteckförraigen elektrischen Signale die Dauer jedes der Ausgangssignale um einen vorgegebenen Betrag verlängerbar ist.

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