DE638426C

DE638426C - Anordnung zur selbsttaetigen Regelung der von Gleichrichteranlagen mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken abgegebenen Gleichspannung

Info

Publication number: DE638426C
Application number: DEA61065D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-10-16
Filing date: 1931-03-08
Publication date: 1936-11-14

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur selbsttätigen Regelung der von Gleichrichtern mit gittergesteuerten Dampfoder Gasentladungsstrecken, beispielsweise S Quecksilberdampfgleichrichtern, abgegebenen Gleichspannung; sie hat insbesondere zum Ziel, die von derartigen Gleichrichtern abgegebene Gleichspannung über den ganzen Belastungsbereich im wesentlichen konstant zu halten bzw. die abgegebene Spannung in einer vorbestimmten Weise über einen sehr großen Belastungsbereich zu ändern.

Es sind bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen die Steuerkreise der Entladungsstrecken in Abhängigkeit von einer Betriebsgröße derart beeinflußt werden, daß die abgegebene Gleichspannung im wesentlichen konstant bleibt. Es sind ferner auch Regelanordnungen für derartige Gleichrichteranlagen bekanntgeworden, bei denen eine den Steuergittern zugeführte Wechselspannung durch eine Drossel mit veränderlicher Gleichstrommagnetisierung derart beeinflußt wird, daß durch die Sättigungsänderung der Drossel die Gitterwechselspannung in ihrer Phasenlage verändert und damit der Einsatz der Entladung in den einzelnen Entladungsstrecken zeitlich verschoben wird.

Bei Anordnungen zum Leistungsaustausch zwischen Gleichstrom- und Wechselstromnetzen mittels gittergesteuerter Entladungsstrecken, insbesondere Quecksilberdampfgleichrichtern, ist es nun aber häufig wünschenswert, daß der Gleichrichter eine derartige Regelkennlinie besitzt, daß einerseits die abgegebene Gleichspannung von Leerlauf bis A⁷OlIaSt konstant bleibt oder leicht ansteigt, andererseits jedoch bei Überschreiten der Vollastgrenze rasch abfällt. Derartige Regelkennlinien werden beispielsweise bei Gleichrichtern, die ein ständig unter Spannung stehendes Gleichstromnetz speisen, verlangt oder auch bei Anlagen, bei denen die Vermeidung jeglicher Betriebsunterbrechungen so wichtig ist, daß keine Schutzmaßnahmen angängig sind, die den Gleichrichter bei Überlastung kurzerhand abschalten; in derartigen Anlagen muß vielmehr beim Auftreten eines Kurzschlusses der Betrieb aufrechterhalten bleiben und lediglich der Kurzschlußstrom auf einen geringen Wert beschränkt werden. Diese Aufgabe, die die · Einwirkung wenigstens zweier Betriebsgrößen auf die Steuerung des Gleichrichters erforderlich macht, kann gemäß der Erfindung mit Vorteil hinsichtlich der Abhängig-

keit von beiden Betriebsgrößen des Gleichstromnetzes vermittels gesättigter induktiver Anordnungen gelöst werden, wobei die die Abhängigkeit von der einen und der anderen· S Betriebsgröße bewirkenden Schaltungsgljeä mente in besonders einfacher und zwej|lfi mäßiger Weise organisch miteinander vef*? bunden sind. Erfindungsgemäß werden zur Durchführung einer belastungsabhängigen ίο Phasenverschiebung die Steuerwechselspannungen in den Gitterkreisen des Gleichrichters in ihrer Phasenlage durch eine in die Gitterkreise eingefügte eisenhaltige Drossel , geregelt, deren Sättigung einerseits proportional der Spannung, andererseits proportional der Belastung des Gleichrichters ist, wobei durch die besondere Ausbildung der Drosselspule die Übertragung unerwünschter Wechselspannungskomponenten auf den Steuerkreis vermieden, wird.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Ein Gleichrichter 1 enthält Anoden 2 und 3, Steuerelektroden 4 und 5 und eine Kathode 6. Die Anoden sind an die Enden der Wicklung 7 des Haupttransformators 9 angeschlossen, dessen Primärwicklung 10 mit dem speisenden Wechselstromnetz verbunden ist. Der Transformator enthält ferner eine Wicklung 8, die den Steuerkreis speist. Dieser enthält einen Widerstand 11, einen Kondensator 12 sowie die Wicklungen 13 und 14 zweier Reaktanzen 15. und 16. Die Gitter 4 und 5 erhalten eine von den Strombedingungen des Steuerkreises abhängige S teuer spannung, die z. B. mittels eines Gittertransformators 30 der Scheinwiderstandsanordnung entnommen werden kann. In die Gitterkreise sind Strombegrenzungswiderstände 17 bis 19 eingeschaltet. Die induktiven Anordnungen 15 und 16 sind mit Wicklungen 20 bzw. 21 versehen, die von dem Belastungsstrom des Gleichstromkreises 24 durchflossen werden, und enthalten außerdem die Wicklungen 22 bzw. 23, die in Reihe geschaltet parallel zur Belastung des Gleichstromkreises angeordnet sind. Die Wicklungen 22 und 23 sind mit einer solchen Anzahl von Windungen versehen, daß sie die Kerne der beiden Drosselspulen 15 und 16 teilweise sättigen. Jede Hauptstromwicklung 20 bzw. 21 ist im entgegengesetzten Sinne zu der entsprechenden Nebenschluß-Wicklung 22 bzw. 23 angeordnet und sättigt den entsprechenden Kern 15 bzw. 16 bei großen Belastungen. Die Wechselstromwicklung 13 auf dem Kern 15 hat in bezug . auf die entsprechenden Gleichstromwicklungen 20 und 22 entgegengesetzten Wicklungssinn im Vergleich zu der Wechselstromwickfio lung 14 und den Gleichstromwicklungen 2 χ und 23 auf dem Kern 16. Infolgedessen heben sich unerwünschte induzierte Wechselspannungen auf.

Die anfängliche Einstellung des oben beschriebenen Kreises ist derartig, daß die den \.pfttern4 und 5 aufgedrückten Spannungen i'iielh wenig den entsprechenden Anodenspanftiungen bei Leerlauf nacheilen; diese Wirkung wird dadurch erreicht, daß die Schenkel der Drosselspulen 15 und 16 durch die Spulen 22 und 23 teilweise gesättigt sind. In dem Maße, wie die. Belastung steigt, wirkt dem durch die Spulen 22 und 23 erzeugten Fluß ein durch die vom Belastungsstrom durchflossenen Spulen 20, 21 erzeugter Fluß entgegen, und die Sättigung der Kerne der beiden Drosselspulen· wird wesentlich verringert.

Die Phase der den Gittern zugeführten Spannung wird dadurch im voreilenden Sinne verschoben, bis die Anoden während des gesamten Bereiches der positiven Anodenspannung arbeiten und eine maximale Spannung im Ausgangskreis 24 erreicht ist.

Wenn die Belastung im Ausgangskreis über einen vorbestimmten Wert hinauswächst, der von den relativen Ampereverbindungen der Wicklungen 20 und 21 einerseits und der Wicklungen 22 und 23 andererseits abhängt, werden die Kerne der Drosselspulen 15 und 16 wegen des großen Stromes in den Wicklungen 20 und 21 wieder gesättigt werden. Die den Gittern 4 und 5 zugeführte Spannung wird von neuem den entsprechenden Anodenspannungen nacheilen, und die Spannung im Gleichstromkreis 24 wird verringert.

Bei der Arbeitsweise einer Gleichrichteranlage gemäß der Erfindung wird somit die Spannung im Gleichstromkreis von einem gegebenen Wert bei Leerlauf bis zu einem Maximum bei Vollast ansteigen und dann beim Überschreiten der Vollastgrenze oder beim Auftreten eines Kurzschlusses schnell abfallen. Es ist zu bemerken, daß der Spannungsabfall beim Überschreiten der Vollastgrenze infolge der induktiven Anordnungen steiler sein wird als der Spannungsanstieg von Leerlauf bis Vollast.

Claims

Patentansprüche:

i. Anordnung zur selbsttätigen Regelung der von Gleichrichteranlagen mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken abgegebenen Gleichspannung, deren Gitterkreisen eine von mindestens einer Betriebsgröße unter Mitwirkung; einer gleichstromvormagnetisierten Drossel in ihrer Phasenlage beeinflußte Wechselspannung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Induk-

tivität der Drossel durch einen der erzeugten Gleichspannung proportionalen Strom und den im Gleichstromkreis fließenden Strom derart gesteuert wird, daß die von den beiden Gleichstromwicklungen erzeugten magnetischen, Flüsse einander entgegengerichtet sind.
2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zwei magne- ■ tisch voneinander getrennte eisenhaltige Drosselanordnungen verwendet werden und daß die Wechselstromwicklung (13) der einen Drosselanordnung (15) in bezug auf die zugehörigen Gleichstromwicklungen (20, 22) entgegengesetzten Wicklungssinn aufweist wie bei der anderen Drosselanordnung.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Wechselstromwicklungen (13, 14) beider Drosselanordnungen (15, 16), andererseits deren einander entsprechende Gleichstromwicklungen (20, 21 bzw. 22, 23) in Reihe geschaltet sind.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, gekennzeichnet durch eine derartige Bemessung des Steuerkreises, daß bei Leerlauf die Gitterwechselspannung der Anodenwechselspannung . nacheilt, beim Steigen der Belastung bis Vollast die Phase der Gitterwechselspannung im voreilenden Sinne verschoben ist, bis bei Vollast Gitter- und Anodenwechselspannung annähernd in Phase sind und beim Überschreiten der' Vollastgrenze die Phase der Gitterspannung gegenüber der der Anodenspannung, im nacheilenden Sinne verschoben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen