DE581250C - Anordnung zum Zuenden der einzelnen gesteuerten Entladungsstrecken, vorzugsweise gitter-gesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefaesse, von sich selbst steuernden Wechselrichtern oder Umrichtern in vorbestimmter Reihenfolge waehrend des Anlassvorganges - Google Patents

Description

Es sind bereits zahlreiche Umformungseinrichtungen mit gesteuerten Entladungsstrecken, vorzugsweise gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäßen, vorgeschlagen worden, bei denen die erzeugte Frequenz und Spannung durch das zu beliefernde Netz nicht vorgeschrieben sind, d. h. bei denen die Steuerung im wesentlichen durch Konstanten der Umformungseinrichtung bestimmt ist. Besonders häufig ist dies der Fall, wenn ein Wechselrichter auf ein Verbrauchernetz ohne Gegenspannung arbeitet. Bei solchen selbsterregten Wechselrichtern kommt es vor, daß bei Inbetriebnahme mehr als ein Entladungsgefäß gleichzeitig leitend wird, d. h. es wird dann die Primärspannung kurzgeschlossen, aber eine Nutzspannung nicht erzeugt.

Gegenstand der Erfindung ist eine Anordnung zum Betrieb von sich selbst steuernden Umformungseinrichtungen, insbesondere selbsterregten Wechselrichtern, die es ermöglicht, daß bei der Inbetriebnahme nicht mehr als ein Entladungsgefäß gleichzeitig leitend wird. Erfindungsgemäß wird durch das Anschalten der Primärspannung an die Umformungseinrichtung dem Gitter einer Entladungsstrecke ein den Stromdurchgang einleitender Spannungsimpuls, dem Gitter der anderen ein negativer Spannungsimpuls erteilt. Von den möglichen Weiterbildungen des Erfindungsgedankens, die in der nachfolgenden Beschreibung im einzelnen erläutert sind, sei die Anwendung eines Schwingungskreises besonders hervorgehoben, da dieser außerdem während des Betriebes eine Konstanthaltung der Frequenz der erzeugten Wechselspannung ermöglicht.

In Abb. ι der Zeichnung ist der Erfindungsgedanke an einem selbsterregten Wechselrichter erläutert, der von einem Gleichstromkreis 10 gespeist wird und. den erzeugten Wechselstrom an den Belastungskreis 11 abgibt. Der Wechselrichter enthält einen Transformator 12, eine Drosselspule 15, zwei Entladungsgefäße 16 und 17 und einen Kommutierungskondensator 18. Die Gefäße 16 und 17 sind mit einem Steuergitter versehen und sollen vorzugsweise Gefäße mit ionisierbarem Medium sein. Die Gitterkreise werden durch einen Gittertransformator 21 erregt. Ferner sind in den Gitterkreisen Strombegrenzungswiderstände 19 und 20 und eine Vorspannungsbatterie 22 vorgesehen. Gespeist wird der Gittertransformator 21 von einer besonderen Wicklung 23 des Transformators 12 mit passender Phasenlage, die im vor-

liegenden Falle mittels eines Kondensators 24 erreicht wird. Damit nun nicht beide Gefäße 16 und 17 gleichzeitig leitend werden, wenn die Anschaltung an die Gleichspannung erfolgt, ist ein Kondensator 25 unmittelbar zwischen das Gitter des Gefäßes 16 und die positive Klemme der Gleichspannung gelegt. Ein Kondensator 26 gleicher Größe wie Kondensator 25 ist zwischen das Gitter des Gefäßes 17 und die negative Klemme des Gleichstromkreises geschaltet, damit Symmetrie der Gitterkreise der Gefäße 16 und 17 in bezug auf den Wechselstromkreis der Umformungseinrichtung besteht. Ein hoher Widerstand 27 liegt parallel zu den Klemmen des Gleichstromnetzes, uin einen Entladungsweg für den Kondensator 25 zu ermöglichen , wenn die Umformungseinrichtung außer Betrieb ist. Ferner ist im Gleichstromkreis ein Schalter 28 vorgesehen.
Die Arbeitsweise des Wechselrichters sei im allgemeinen als bekannt vorausgesetzt. Es genügt, für das Verständnis folgendes zu bemerken: Wir nehmen an, daß das Gefäß 16 zuerst leitend wird. Dann wird Strom durch die linke Teilwicklung der Wicklung 14 fließen und der rechten Klemme der Kapazität 18 ein positives Potential zuführen sowie in der Tertiärwicklung 23 eine Spannung induzieren, die eine positive Spannung dem Gitterkreis des Gefäßes 17 im richtigen Augenblick erteilt. Der Kommutierungskondensator 18 bewirkt, daß der Entladungsstrom von dem Gefäß 16 auf das Gefäß 17 übergeht, d. h. die Richtung des Stromes in der Wicklung 14 kehrt sich um und damit auch das Vorzeichen der an den Verbraucherkreis 11 gelieferten und in der Wicklung 23 induzierten Spannung. In einem geeigneten Zeitpunkt innerhalb der Periode der in der Wicklung 23 induzierten Spannung wird das Gefäß 16 erneut leitend, so daß der Strom vom Gefäß 17 auf das Gefäß 16 übergeführt wird. Dieser Vorgang verläuft periodisch. Nimmt man nun an, daß der Schalter 28 anfänglich geöffnet ist, und daß der Kreis genau symmetrisch ist, so werden beide Gefäße 16 und 17 die Neigung haben, gleichzeitig leitend zu werden, wenn der Schalter 28 . geschlossen wird. Wenn andererseits die Gefäße 16 und 17 nicht ähnlich sind oder eine Symmetrie nicht besteht, wird die Ausgangsspannung unsymmetrisch und die Arbeitsweise der Umformungseinrichtung im ganzen genommen nicht zufriedenstellend. Infolge des Einschaltens des Kondensators 25 zwischen das Gitter des Gefäßes 16 und die positive Gleichstromklemme wird, wenn der Schalter 28 geschlossen wird, plötzlich ein positiver Spannungsstoß dem Gitter des Gefäßes 16 aufgedrückt, während das Gitter des Gefäßes 17 auf Kathodenpotential gehalten wird. Dadurch wird es ermöglicht, daß das Gefäß 16 zuerst leitend wird und der Umformungsvorgang in ordnungsgemäßer Weise weiter verläuft. Die Wechselstromwiderstände der beiden Gitterkreise sind gleich, so daß die normale Arbeitsweise der Umformungseinrichtung symmetrisch ist in bezug auf die Gefäße 16 6g und 17. Unterbrochen wird der Betrieb, indem man den Schalter 28 öffnet. Dann wird der Kondensator 25 sich über den Widerstand 27 und den Gitterkreis des Gefäßes 16 entladen, während Kondensator 26 sich unmittelbar über den Gitterkreis des Gefäßes 17 entlädt. Die Kapazitäten sind nunmehr wieder bereit, die Arbeitsweise der Umformungseinrichtung in der vorgeschriebenen Weise einzuleiten, wenn der Schalter 28 erneut geschlossen wird.

Wenn auch der Erfindungsgedanke an einem Wechselrichter in Parallelanordnung dargestellt ist, so dürfte es dennoch klar sein, daß der Erfmdungsgedanke auch bei einem Wechselrichter in Reihenanordnung anwendbar ist.

In Abb. 2 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, bei welcher der anfänglich positive Gitterimpuls für eines der Gefäße von einem unabhängigen Schwingungskreis, der an die Gleichspannung angeschlossen wird, entnom- 8g men ist. Dieser Kreis enthält eine geeignete Zusammensetzung von Kapazität, Induktivität und Widerstand, z. B. Kapazität 30, Induktivität 31 und Widerstand 32. Die Primärwicklung des Gittertransformators 21 und die Tertiärwicklung des Leistungstransformators 12 sind mit diesem Schwingungskreis über passende Zuführungen 33 und 34 verbunden. In Fällen, wo die Umformungseinrichtung an hohe Gleichspannung gelegt ist, ist es vielfach wünschenswert, eine Spannungsteilung mittels eines Kondensators 37 vorzunehmen, dessen Kapazität verhältnismäßig groß in bezug auf den mit ihm in Reihe geschalteten Kondensator 30 ist. Außer der Spannungsunterteilung wird durch den in Reihe geschalteten Widerstand 38 der Ausgleichstrom begrenzt. Wird bei einer solchen Anordnung der Schalter 28 geschlossen, so tritt ein Ausgleichvorgang in diesem Schwingungskreis ein, der das Gitter des einen Gefäßes mittels des Gittertransformators 21 derart erregt, daß dieses Gefäß leitend wird, gleichzeitig aber das andere Gefäß gesperrt hält. Nachdem sich der Schwingungsvorgang im Wechselrichter selbst aufgebaut hat, wird die Steuerenergie derTertiärwicklung 23 entnommen und bewirkt, daß der Schwingungskreis unterhalten wird. In gewissen Fällen kann es erwünscht sein, einen Widerstand 36 in Reihe mit dem Voreilungskondensator 24 in den Kreis mit der Tertiärwicklung 23 einzuschalten, damit die richtige Phaseneinstellung zwischen der Spannung der Wicklung 23 und der des Schwingungskreises erreicht wird. Wie Untersuchungen ergeben haben, ist die Frequenz der Schwingung des die Kapazität 30, die Drosselspule 31 und den Widerstand 32 enthaltenden Kreises wesentlich

konstant und unabhängig von Lastbedingungen, welche sonst bekanntlich die Frequenz eines selbsterregten Wechselrichters beeinflussen.

In Abb. 3 ist eine Vereinfachung der Umformungseinrichtung gegenüber Abb. 2 gezeigt, bei welcher die Drosselspule 31 und der Widerstand 32 durch die Primärwicklung des Gittertransformators 21 ersetzt sind, wodurch der Gesamtaufwand für den Umformer verringert ist. Im übrigen entspricht die Arbeitsweise weitgehend der in Abb. 2 beschriebenen Ausführungsmöglichkeit.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel in vereinfachter Form ist in Abb. 4 dargestellt, und zwar fällt hier die Tertiärwicklung 23 des Transformators 12 fort, und der unabhängige Schwingungskreis wird unmittelbar in Reihe mit einem Teil der Primärwicklung 14 geschaltet. Bei dieser Anordnung wird der Kondensator 35, wenn der Wechselrichter nicht in Betrieb ist, durch den Widerstand 27 geladen, aber rasch über den Wechselstromkreis entladen, sobald der Schalter 28 geschlossen wird.

Claims (7)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zum Zünden der einzelnen gesteuerten Entladungsstrecken, vorzugsweise gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsgefäße, von sich selbst steuernden Wechselrichtern oder Umrichtern in vorbestimmter Reihenfolge während des Anlaßvorganges, dadurch gekennzeichnet, daß durch das Anschalten der Primärspannung an die Umformungseinrichtung dem Gitter einer Entladungsstrecke ein den Stromdurchgang einleitender Spannungsimpuls, dem Gitter der anderen ein negativer Spannungsimpuls erteilt wird.
2. 2. Anordnung nach Anspruch i, insbesondere für Einphasenwechselrichter in Parallelanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen das Gitter des zuerst leitend werdenden Entladungsgefäßes und den positiven Gleichstromleiter und zwischen das Gitter des später leitend werdenden Entladungsgefäßes und den negativen Gleichstromleiter je ein Kondensator geschaltet ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Kondensatoren 5" (25, 26) gleiche Kapazitäten haben.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch einen zum primären Hauptstromkreis des Umformers dauernd parallel geschalteten hochohmigen Widerstand.
5. 5. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zum primären Hauptstromkreis des Umformers dauernd parallel geschalteten Schwingungskreis, der durch den Einschaltevorgang angestoßen wird und die positiven und negativen Spannungsimpulse auf die Gitter transformatorisch überträgt.
6. 6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Rückkopplung des sekundären Wechselstromkreises auf den Schwingungskreis.
7. 7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Induktivitat des Schwingungskreises die Primärwicklung des Gittertransformators (21) dient.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen