DE675630C - Arrangement for the automatic regulation of grid-controlled rectifiers - Google Patents

Description

Anordnung zur selbsttätigen Regelung von gittergesteuerten Gleichrichtern Es ist eine Reihe von Einrichtungen vorgeschlagen worden, bei denen eine Gittersteuerspannung benutzt wird, die aus einer Wechselspannung Ega mit der Frequenz der Anodenspannung und einer regelbaren Gleichspannung Egc zusammengesetzt ist. Der Zündungszeitpunkt einer Anode ist entsprechend dem Wert der-Spannung Egc mehr oder weniger verzögert, wie es in Abb. i veranschaulicht ist. Die Spannung Egal stellt die Gitterwechselspannung der Anode i gegenüber der Spannung der Kathode dar. Die entsprechende Anode i zündet, wenn die Gitterspannung, den Wert o erreicht (das trifft nicht ganz genau zu, jedoch gerügt diese Annahme für die Erläuterung). Wenn Egg = o, zündet die Anode i bei A. Nimmt'man als Bezugsachse für die Zündungswinkel die Gerade xy, die durch den natürlichen Zündungspunkt der Anode i hindurchgeht, so wird der Zündungswinkel durch ao dargestellt. Nimmt man für die Spannung Egc einen bestimmten Wert E'g c an, der positiv sein soll, wenn er die Kurve Egal im Sinne des Pfeiles verschiebt, so wird der Zündungswinkel a,'< ao.Arrangement for the automatic regulation of grid-controlled rectifiers A number of devices have been proposed in which a grid control voltage is used which is composed of an alternating voltage Ega with the frequency of the anode voltage and a controllable direct voltage Egc. The ignition timing of an anode is more or less delayed according to the value of the voltage Egc, as illustrated in Fig. I. The voltage does not matter represents the grid alternating voltage of the anode i compared to the voltage of the cathode. The corresponding anode i ignites when the grid voltage reaches the value o (this is not exactly true, but this assumption is criticized for the explanation). If Egg = o, the anode i ignites at A. If the straight line xy, which passes through the natural ignition point of the anode i, is taken as the reference axis for the ignition angle, the ignition angle is represented by ao. If one assumes a certain value E'g c for the voltage Egc, which should be positive if it shifts the curve No matter in the direction of the arrow, the ignition angle will be a, '< ao.

Insbesondere hat man versucht, diese Art der Gittersteuerung dazu zu verwenden, um die vom Gleichrichter abgegebene Gleichspannung Ec in Abhängigkeit von dem durch den Gleichrichter erzeugten Strom Ic selbsttätig zu regeln, indem die Gleichspannung Egc der Gittersteuerspannung so geändert wird, daß ein bestimmtes Gesetz Egc = f (1c) erfüllt ist.In particular, attempts have been made to use this type of grid control to automatically regulate the DC voltage Ec delivered by the rectifier as a function of the current Ic generated by the rectifier, by changing the DC voltage Egc of the grid control voltage so that a certain law Egc = f (1c) is fulfilled.

Bei einer bereits vorgeschlagenen Anordnung wird die sich nach einem gewählten Gesetz Egc= f (Ic) ändernde Gleichspannung Egc der Gittersteuerung durch einen umlaufenden Gleichstromgenerator geliefert, der mit zwei Erregerwicklungen versehen ist. Eine dieser Wicklungen wird von einer getrennten Stromquelle, die andere von dem durch den Gleichrichter gelieferten Strom gespeist.In an arrangement that has already been proposed, the direct voltage Egc, which changes according to a selected law Egc = f (Ic), is supplied to the grid control by a rotating direct current generator which is provided with two excitation windings. One of these windings is fed from a separate current source, the other from the current supplied by the rectifier.

Es ist festgestellt worden, daß bei einem Gleichrichter mit ionisiertem Dampf und be- weglichem Kathodenfleck, eine Voraussetzung, die besonders bei Apparaten für große Leistung zutrifft, die Sperrspannung für eine bestimmte Anodenspannung veränderlich ist. Sie hängt nicht nur von der Lage des Kathodenflecks ab, sondern auch von der Temperatur des Gleichrichters, besonders der Anoden, von dem Ionisierungszustand des Dampfes in der Umgebung der Anoden, von der Stromstärke des gelieferten Gleichstroms und vom Druck. Dieser übelstand hat zur unmittelbaren Folge, daß die Regelung der Gleichspannung E'c nach d-emoben erwähnten Verfahren ein Gesetz Egc = f (Ic), das man der Gleichspannung der Gittersteuerspannung zugrunde legt, nicht genau erfüllen kann.. Man erhält Änderungsgesetze der Gleichspannung des Gleichrichters in Abhängigkeit von dem erzeugten Gleichstrom, die von dem angestrebten Gesetz abweichen.It has been found that when a rectifier with ionized vapor and loading weglichem cathode spot, a condition which is true particularly in apparatuses for large power, the reverse voltage for a given anode voltage is variable. It depends not only on the position of the cathode spot, but also on the temperature of the rectifier, especially the anodes, on the state of ionization of the vapor in the vicinity of the anodes, on the strength of the direct current supplied and on the pressure. The immediate consequence of this deficiency is that the regulation of the direct voltage E'c according to the above-mentioned method cannot exactly comply with a law Egc = f (Ic), which is based on the direct voltage of the grid control voltage of the rectifier as a function of the generated direct current, which deviate from the desired law.

Die Erfindung bezweckt, diesem Mangel zu vermeiden und ein beliebiges Änderungsgesetz zu verwirklichen, nach welchem die Gleichspannung in Abhängigkeit von der Belastung, der Strom Ic in Abhängigkeit von der gelie- ` ferten Gleichstromleistung oder der Strom Ic in Abhängigkeit von dem durch beliebige Umformer oder Generatoren (Gleichrichter oder :umlaufende Maschinen) gelieferten Strom die mit dem betrachteten Gleichrichter parallel geschaltet sind, geregelt werden.The invention aims to avoid this deficiency and any Realize change law, according to which the DC voltage as a function on the load, the current Ic depending on the supplied direct current power or the current Ic as a function of the through any converters or generators (Rectifier or: rotating machines) supplied current with the considered Rectifiers are connected in parallel to be regulated.

Die Spannung zur Gittersteuerung wird ebenfalls aus einer Wechselspannung Ega von der Frequenz der Anodenspannung und aus einer regelbaren Gleichspannung Egc zusammengesetzt. Die Spannung Egc kann selbsttätig den Wert annehmen, der in jedem Augenblick erforderlich ist, um entweder die Spannung Ec oder den erzeugten Gleichstrom nach dem zugrunde gelegten Gesetz zu regeln. Hierdurch wird die Wirkungsweise unabhängig von Änderungen der Sperrspannung der Gitter.The grid control voltage is also derived from an alternating voltage Ega from the frequency of the anode voltage and from an adjustable DC voltage Composed egc. The voltage Egc can automatically assume the value given in every moment is required to either the voltage Ec or the generated To regulate direct current according to the underlying law. This is how it works regardless of changes in the reverse voltage of the grid.

Die Gleichspannung Egc der Gittersteuerung wird mit Hilfe eines umlaufenden. Gleichstromgenerators erhalten, der mit gleichförmiger Geschwindigkeit, angetrieben wird und mehrere Erregerwicklungen besitzt.The DC voltage Egc of the grid control is generated with the help of a rotating. DC generator, which is driven at a constant speed and has several excitation windings.

Bevor Einzelheiten der Erfindung beschrieben werden, wird darauf hingewiesen, däß sie auf den bekannten Eigenschaften einer Erregermaschine mit drei Erregerwicklungen beruht, die mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Eine dieser Wicklungen liegt im Nebenschl.uß zum Anker und ist so bemessen, daß ihre Widerstandsgerade 0d (Abb.2) mit dem geraden Teil A'OA der durch die Punkte B'0 B dargestellten Charakteristik e = f (m) zusammenfällt. Hierbei bedeuten e die Spannung der Erregermaschine; ni die resultierenden Amperewindüngen der Erregung. -Zum besseren Verständnis der Erfindung sei das Prinzip der Wirkungsweise einer solchen Erregermaschine nochmals erläutert. Abb. 3 zeigt eine Erregermaschine E, die durch einen geeigneten, nicht dargestellten Motor mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben wird. Diese Erregermaschine speist einen äußerem Stromkreis C, der im Augenblick als beliebig angenommen werden kann. Die Erregermaschine E besitzt eine Nebenschlußwicklung ct sowie zwei Erregerwicklungen b und c, die beliebig sein können, aber der Bedingung genügen müssen, daß ihre Amperewindungen einander entgegengesetzt gerichtet sind. Bezeichnet ib den Strom in der Wicklung b, nb die Windungszahl von b, so werden die Amperewindungen dargestellt durch (Übib). Ebenso werden die Amperewindungen von c dargestellt durch (ztCi.@), wenn i. den Strom in der Wicklung c und 1t, die Windungszahl von c bezeichnen.Before details of the invention are described, it should be pointed out that it is based on the known properties of an excitation machine with three excitation windings, which is driven at a constant speed. One of these windings is shunted to the armature and is dimensioned so that its resistance line 0d (Fig. 2) coincides with the straight part A'OA of the characteristic e = f (m) represented by the points B'0 B. Here, e is the voltage of the exciter; ni are the resulting ampere turns of excitation. For a better understanding of the invention, the principle of the mode of operation of such an exciter is explained again. Fig. 3 shows an exciter E, which is driven by a suitable, not shown motor at constant speed. This exciter feeds an external circuit C, which at the moment can be assumed to be arbitrary. The excitation machine E has a shunt winding ct and two excitation windings b and c, which can be any, but must meet the condition that their ampere turns are directed opposite each other. If ib denotes the current in winding b, nb denotes the number of turns of b, then the ampere-turns are represented by (Ubib). Likewise, the ampere-turns of c are represented by (ztCi. @) If i. the current in the winding c and 1t denote the number of turns of c.

Unter der Annahme, daß die Bedingung (i) (nb ib) = (IV, ic) erfüllt wird, ist, infolge der oben erwähnten Regelung der Nebenschlußwicklung und infolge der Gegenschaltung der Amperewindungen (itbb ib) und (n@ i@), die von der Erregermaschine E erzeugte Spannung e unbestimmt. Die allgemeine Gleichung in absoluten Werten heißt: (n.iQ) = (itbib) -1- (nci,) = resultierende Ali7. Infolge der Bindung (r) kann der Arbeitspunkt der Maschine E an einer beliebigen Stelle der Geraden A'OA (Abb. a) liegen, und zwar unabhängig von dem absoluten Wert von (nbib) oder n,i,).Assuming that the condition (i) (nb ib) = (IV, ic) is fulfilled, as a result of the above-mentioned regulation of the shunt winding and as a result of the reverse connection of the ampere turns (itbb ib) and (n @ i @), the voltage e generated by the exciter E is indefinite. The general equation in absolute values is: (n.iQ) = (itbib) -1- (nci,) = resulting Ali7. As a result of the bond (r), the working point of the machine E can be at any point on the straight line A'OA (Fig. A), regardless of the absolute value of (nbib) or n, i,).

Es sei angenommen, daß in einem bestimmten Augenblick der Arbeitspunkt sich bei F (Abb. q:) befinde, und daß aus einer beliebigen Ursache (n@ i@) verschieden von (ztb ib) werde, z. B. (nbib) > (it,i,). Es bezeichne 4 ("i) = (wbib) - (y0,) . It is assumed that at a certain moment the working point is at F (Fig. Q :) and that for any reason (n @ i @) becomes different from (ztb ib), e.g. B. (nbib) > (it, i,). Let 4 ("i) = (wbib) - (y0,) denote .

Die Spannung E möge sich dann auf den Punkt D einstellen.Let the voltage E then adjust to point D.

Es sei jetzt angenommen, daß zwischen dem Stromkreis C und der Wicklung c elektrische Beziehungen bestehen, derart, daß einer positiven Zunahme 0 e der Spannung der Erregermaschine eine positive Zunahme A i, von i. entspreche, - und zwar ohne jede Verzögerung.It is now assumed that between the circuit C and the winding c electrical relationships exist such that a positive increase 0 e the Voltage of the exciter a positive increase A i, from i. correspond, - and without any delay.

Unter diesen Bedingungen wird die Spannung e nicht den Punkt D erreichen, weil die Gleichheitsbedingung (z) wiederhergestellt wird; sobald die Spannung e z. B. nach G gelangt ist, wobei G noch auf dem geraden Teil A` 0A der Charakteristik der Erregermaschine liegt. Es sei ausdrücklich hervorgehoben, daß die mögliche Änderung von e zwischen A' und A für die vollständige Regelung des Stromes i, ausreichen muß, was sich durch eine entsprechende Bemessung der Maschine erzielen läßt.Under these conditions the stress e will not reach point D, because the equality condition (z) is restored; as soon as the voltage e z. B. has reached G, where G is still on the straight part A` 0A of the characteristic the exciter. It should be emphasized that the possible change of e between A 'and A are sufficient for the complete regulation of the current i must, which can be achieved by appropriate dimensioning of the machine.

Wie ersichtlich, wird unter den gemachten Voraussetzungen der Punkt G eine bestimmte Lage haben. Nimmt man nämlich einen anderen Punkt G' in der Nähe von G an, so ergäbe sich eine Zunahme von i, und die B;edingung (r) wäre nicht mehr erfüllt. In der oben dargelegten Weise wird dann die Spannung e dem Punkt G zustreben, in welclic: i allein ein Gleichgewicht möglich ist.As can be seen, the point G have a certain position. Namely, if one takes another point G 'in the vicinity from G on, there would be an increase in i, and the condition (r) would no longer be Fulfills. In the In the manner set out above, the voltage e to strive for point G, in which: i alone an equilibrium is possible.

Über die Art der elektrischen Beziehungen, die zwischen dem Kreis C und der Wicklung c bestehen können, ist' bisher keine Annahme gemacht worden. Es ist jedoch beinerkenswer t, daß bei allen bisher versuchten Anwendungen der Erregermaschine mit drei Wicklungen diese den Kreis C ausschließlich auf elektro-dynamischem Wege steuert. Anders ausgedrückt, kann man, wenn e, die Gegen-EMK des Kreises C, R, den Widerstand und i,, den Stroin in dem Kreis C bezeichnen, die Gleichgewichtsgleichung stets schreiben: e -f- e, -f- RJ, = o. Die Rolle der Erregermaschine E besteht genau gesagt darin, den Ausdruck i, unmittelbar zu ändern.No assumption has so far been made about the type of electrical relationships that can exist between the circuit C and the winding c. It is worth noting, however, that in all previously attempted applications of the exciter with three windings, this controls circuit C exclusively by electro-dynamic means. In other words, if e denotes the back emf of circle C, R denotes the resistance and i ,, denotes the stroke in circle C, the equilibrium equation can always be written: e -f- e, -f- RJ, = o. The role of the exciter E is precisely to change the expression i, immediately.

Im Gegensatz dazu besitzt bei den Ausführungen gemäß der Erfindung der Kreis, in welchen die Erregermaschine E eingeschaltet ist, keine Gegen-EMK, der durch die Spannung e von E das Gleichgewicht gehalten wird. Die Rolle von E besteht darin, das relative Potential eines Punktes des Steuerkreises C auf rein elektrostatischem Wege zu ändern. Diese Art der Anwendung ist neu.In contrast, has in the embodiments according to the invention the circuit in which the exciter E is switched on, no back EMF, which is kept in equilibrium by the tension e of E. The role of E is the relative potential of a point of the control circuit C to pure electrostatic way to change. This type of application is new.

Abb. 5 zeigt schematisch eine Einrichtung gemäß der Erfindung, bei welcher das Prinzip der Erregermaschine mit drei Wicklungen angewendet ist. Diese Einrichtung ermöglicht die Konstanthaltung der Gleichspannung Ec des Gleichrichters bei Werten des gelieferten Gleichstromes 1c, die zwischen 0 und ICN schwanken können. In Abb. 5 ist E ein Gleichrichter mit 6 Anoden a" die mit Steuergit-Lern g versehen sind. T ist ein sechsphasiger Transformator, der die Anoden des Gleichrichters R speist. H ist ein sechsphasiger Phasenschieber; der die Anodengitter g unter Zwischenschaltung von Widerständen r speist. E ist die Erregermaschine mit drei Erregerwicklungen a, b, c. S ist eine Nebenschlußerregermaschine. Die beiden Maschinen E und S sind mechanisch gekuppelt und werden durch einen geeigneten, nicht dargestellten Motor mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben. Die Nebenschlußwicklung a ist in der oben beschriebenen Weise bemessen. Die Wicklung b wird von einem Strom durchflossen, der bei einer gegebenen Einstellung konstant ist, die mit Hilfe eines Feldreglers rh der Erregermaschine S geregelt werden kann. Die Wicklung c wird über die Punkte K und 0 durch die Gleichspannung des Gleichrichters gespeist. Die Erregermaschine E ist zwischen die Kathode K des Gleichrichters R und den neutralen Punkt 0' des Phasenschiebers H geschaltet. Für einen Augenblick sei angenominen, daß der neutrale Punkt 0' direkt mit der Kathode K verbunden sei. Die Stellung des Phasenschiebers H kann so geregelt werden, daß eine Verzögerung der Anodenzündung bewirkt wird, die so groß ist, daß die Spannung Ec gleich wird dein Wert EcN. EcN ist der Wert der Gleichspannung des Gleichrichters bei dem Strom IcN nach der Belastungscharakteristik der aus Transformator und Gleichrichter bestehenden Gruppe bei nicht gesteuerten Gittern (vgl. Abb.6). Mit a. wird der schon an Hand der Abb. z definierte Verschiebungswinkel des Phasenschiebers H bezeichnet. Während die Erregermaschine E nicht in den Kreis des Phasenschiebers H geschaltet ist, aber die Wicklung c an den Klemmen des Gleichrichters R liegt, regelt man den Strom ib so ein, daß die Gleichheit (n,',) - (nbib) hergestellt wird. Hierauf legt man die Erregermaschine E in den Kreis O' K (Abb. 5). Wie bereits erwähnt, wird die Spannung e der Erregermaschine den Wert Null haben. Erteilt man dem Gleichrichter eine bestimmte Belastung, so wird sich die Spannung Ec nach der natürlichen Charakteristik zu vermindern suchen; und folglich wird sich der Strom i, zu vermindern suchen. Hieraus wird sich eine Änderung der Spannung e ergeben, die eine Verminderung des Zündungswinkels a, der Anoden bewirkt. Die Zündungsverzögerung wird vermindert, und dadurch wird die Spannung Ec erhöht, die den Wert EcN annehmen wird, für welchen die Gleichheit (9,i1) = (72bib) besteht. Dasselbe wird sich abspielen bis zu dem Wert EcN des gelieferten Gleichstromes.Fig. 5 shows schematically a device according to the invention, in which the principle of the exciter with three windings is applied. This device enables the direct voltage Ec of the rectifier to be kept constant at values of the supplied direct current 1c which can fluctuate between 0 and ICN. In Fig. 5, E is a rectifier with 6 anodes a "which are provided with control grid learning g. T is a six-phase transformer which feeds the anodes of the rectifier R. H is a six-phase phase shifter; r feeds. E is the exciter machine with three exciter windings a, b, c. S is a shunt exciter. The two machines E and S are mechanically coupled and are driven by a suitable motor (not shown) at constant speed The winding b has a current flowing through it which is constant at a given setting, which can be regulated with the aid of a field regulator rh of the exciter S. The winding c is controlled via points K and 0 by the direct voltage of the rectifier The exciter E is between the cathode K of the rectifier R and the neutral point 0 'of the Ph asenschiebers H switched. For a moment it is assumed that the neutral point 0 'is directly connected to the cathode K. The position of the phase shifter H can be regulated in such a way that the anode ignition is delayed which is so great that the voltage Ec becomes equal to the value EcN. EcN is the value of the DC voltage of the rectifier at the current IcN according to the load characteristics of the group consisting of transformer and rectifier with non-controlled grids (see Fig. 6). With a. the shift angle of the phase shifter H already defined on the basis of Fig. z is designated. While the exciter E is not connected to the circuit of the phase shifter H, but the winding c is connected to the terminals of the rectifier R, the current ib is regulated so that the equality (n, ',) - (nbib) is established. The exciter E is then placed in the circle O 'K (Fig. 5). As already mentioned, the voltage e of the exciter machine will have the value zero. If the rectifier is given a certain load, the voltage Ec will try to decrease according to the natural characteristic; and consequently the current i will try to decrease. This will result in a change in the voltage e, which causes a reduction in the ignition angle α of the anodes. The ignition delay is decreased, and thereby the voltage Ec is increased, which will assume the value EcN, for which the equation (9, i1) = (72bib) exists. The same will happen up to the value EcN of the supplied direct current.

Es wird bemerkt, daß man unter Beibehaltung des gleichen Wertes für 'b einen Wert a, annehmen kann, der von dem oben definierten verschieden ist, beispielsweise aä < ao. Die Spannung e bei I, = o wird dann nicht o sein, sondern einen negativen Wert annehmen, der dadurch bestimmt ist, daß Ec = ECN.It is noted that, while maintaining the same value for 'b, one can assume a value a i which is different from that defined above, for example aä <ao. The voltage e at I, = o will then not be o, but rather assume a negative value, which is determined by Ec = ECN.

Wenn man durch Regelung des Widerstandes rh den Wert von ib ändert, so wird die Gleichspannung Ec konstant gehalten, unabhängig von der Belastung. Sie wird jedoch einen Wert E' c annehmen, der von ECN verschieden ist. Wie ersichtlich, bleibt der Wert von Edkonstant bei veränderlicher Belastung; er hängt nur von dem Wert des Stromes ib ab, welcher konstant gehalten wird.If one changes the value of ib by regulating the resistance rh, so the DC voltage Ec is kept constant regardless of the load. she however, it will assume a value E 'c which is different from ECN. As can be seen the value of Ed remains constant when the load changes; it just depends on that Value of the current ib, which is kept constant.

Die Spannung Ec wird unabhängig von den Schwankungen der den Transformator T speisenden Wechselspannung. Die Über- oder Unterkompensierung der Spannung Ec in Abhängigkeit von dem Strom Ic kann mit einer Anordnung erreicht werden, die der Abb. 5 sinngemäß entspricht. Es genügt dazu, eine Erhöhung oder Verminderung von ib zu bewirken, wenn Ic wächst. Dies kann inan leicht erreichen; indem man z. B. eine zusätzliche Erregerwicklung auf der MaschineS vorsieht, die von einem Strom durchflossen wird, der proportional zu Ic ist. Die Amperewindungen dieser Wicklung sind im Fall der Überkoinpensierung magnetisierend und im Fall der Unterkompensierung entmagnetisierend. Das Maß der Über- oder Unterkompensierung ist regelbar durch Änderung des Verhältnisses der AW der Maschine S. Ein einfacher Umpöl.üngsschalter ermöglicht demnach, von der Über- zur Unterkompensierung überzugehen.The voltage Ec becomes independent of the fluctuations of the transformer T feeding AC voltage. The over- or under-compensation of the voltage Ec depending on the current Ic can be achieved with an arrangement that the Fig. 5 corresponds accordingly. Suffice it to do an increase or decrease of ib effect when Ic grows. This can be done easily inan reach; by z. B. provides an additional field winding on the machine S, which is traversed by a current that is proportional to Ic. The ampere turns of this winding are magnetizing in the case of over-compensation and in the case of Undercompensation demagnetizing. The degree of over- or under-compensation can be regulated by changing the ratio of the AW of the machine S. A simple one The reversing switch enables you to switch from overcompensation to undercompensation.

jedes ändere Mittel, welches eine Änderung von ib in Abhängigkeit von Ic bewirkt (Widerstände, Erregermaschinen usw.), kann zu demselben Zweck verwendet werden.any other means that a change in ib dependent caused by Ic (resistors, exciters, etc.) can be used for the same purpose will.

Es ist auch eine andere Art der Anwendung möglich. Anstatt die Spannung Ec konstant zu halten, kann man die Aufgabe stellen, den Gleichstrom Ic konstant zu halten, wenn sich die gelieferte Leistung ändert. In diesem Fall wird die Wicklung c nicht an die Klemmen des Gleichrichters angeschlossen, sondern man läßt sie von .einem Strom durchfließen, der gleich oder proportional Ic ist (vgl. Abb. 7). -In dieser Abbildung ist L das Gleichstromnetz; welches der Gleichrichter speist. Wenn der von der Erregermaschine S gelieferte Strom-b konstant ist, wird der Strom Ic des Gleichrichters konstant gehalten, und die Spannung e der Erregermaschine E wird sich nach Größe und Vorzeichen ändern; um die Spannung Ec des Gleichrichters entsprechend der verlangten Leistung zu verändern.Another type of application is also possible. Instead of the tension To keep Ec constant, one can set the task of keeping the direct current Ic constant to hold if the service provided changes. In this case the winding c is not connected to the terminals of the rectifier, but is left off .flow through a current that is equal to or proportional to Ic (see Fig. 7). -In in this figure, L is the direct current network; which the rectifier feeds. if the current-b supplied by the exciter S is constant, the current Ic of the rectifier is kept constant, and the voltage e of the exciter E becomes change according to size and sign; around the voltage Ec of the rectifier accordingly to change the required performance.

Es ist stets vorausgesetzt, daß die Stellung des Phasenschiebers H konstant ist.It is always assumed that the position of the phase shifter H is constant.

Um den Wert von Ic zu ändern, genügt es, den Wert von ib zu ändern. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen denen der Abb.5.To change the value of Ic it is enough to change the value of ib. The other reference numerals correspond to those in Figure 5.

Die vereinigte Anwendung der beiden vorhergehenden Anordnungen ermöglicht den Parallelbetrieb von zwei oder mehreren Gleichrichtern, ebenso wie eine beliebige Lastverteilung zwischen diesen Apparaten, gleichgültig, wie dieBelastungscharakteristiken dieser Apparate sind (über- oder unterkompensiert).The combined application of the two preceding arrangements enables the parallel operation of two or more rectifiers, as well as any one Load distribution between these apparatuses, regardless of the load characteristics these devices are (over- or under-compensated).

Die Abb. 8 zeigt zwei aus je einem Transformator T1 bzw. T2 und je einem Gleichrichter R1 bzw. R2 bestehende Gruppen in Parallelbetrieb. Der Gleichrichter R1 ist für eine Regelung seiner Spannung Ecl in Abhängigkeit von Ic, entsprechend der Abb.5 eingerichtet, die z. B: die Kon,stanthaitung seiner Gleichspannung bewirkt. Der Gleichrichter R2 ist für eine Regelung seiner Spannung Ec, eingerichtet, die. es ermöglicht, seinen erzeugten Strom Ic2 proportional zu dem von dem Gleichrichter R1 gelieferten Strom Icl zu halten. Zu diesem Zweck ist die Wicklung b2 der Erregermaschine E2 von einem Strom durchflossen, der proportional Icl ist. Die Lastverteilüng wird mit Hilfe von veränderlichen Widerständen r, und r2 geregelt. Wie ersichtlich, wird demnach einerseits die Spannung des Gleichrichters R1 konstant gehalten, wie es oben erwähnt ist, und andererseits wird bei einer von dem Netz L aufgenommenen Leistung die ErregermaschineE2 von R2 die Verteilung der Ströme Icl und Ic. vorschreiben, je nachdem, wie die Verhältnisse festgelegt wurden.Fig. 8 shows two, each consisting of a transformer T1 or T2 and each a rectifier R1 or R2 existing groups in parallel operation. The rectifier R1 is for regulating its voltage Ecl as a function of Ic, accordingly set up the Fig.5, the z. B: causes the constant conduction of its direct voltage. The rectifier R2 is set up to regulate its voltage Ec, the. it allows its generated current Ic2 to be proportional to that of the rectifier R1 to hold the current Icl supplied. For this purpose, the winding b2 is the exciter A current flows through E2 which is proportional to Icl. The load distribution is regulated with the help of variable resistances r, and r2. As can be seen, will accordingly, on the one hand, the voltage of the rectifier R1 is kept constant as it is is mentioned above, and on the other hand, a power consumed by the network L becomes the exciter E2 of R2 distributes the currents Icl and Ic. prescribe depending on how the circumstances were determined.

Im Falle der Abb. 8 ist angenommen, daß der Gleichrichter R1 (Steuergleichrichter der Unterstationen) mit einer Einrichtung zur Regelung seiner Spannung Ecl ausgerüstet ist. Offensichtlich könnte der Parallelbetrieb der Gleichrichter R, und R. in derselben Weise durchgeführt werden, ohne daß der Steuergleichrichter R1 mit einer Einrichtung zur Regelung seiner Spannung versehen ist: Die Charakteristik der Gleichspannung des Gleichrichters R1 bei Belastung ist dann durch die Streureaktanz seines Transformators bestimmt.In the case of Fig. 8 it is assumed that the rectifier R1 (control rectifier the substations) equipped with a device for regulating its voltage Ecl is. Obviously, the parallel operation of the rectifiers R, and R. could be in the same Manner can be carried out without the control rectifier R1 having a device to regulate its voltage is provided: The characteristic of the direct voltage of the rectifier R1 under load is then due to the leakage reactance of its transformer certainly.

Die Zahl der gesteuerten, parallel betriebenen Gleichrichter kann beliebig sein. Ist diese Zahl n, so genügt es, (n-i) Einrichtungen vorzusehen, die mit derjenigen von R2 übereinstimmen (Fig.8). Die übrigen Bezugszeichen dieser Abbildung entsprechen bis auf die die Zugehörigkeit zu 12i bzw. R2 kennzeichnenden Indices denen der Alb. 5.The number of controlled rectifiers operated in parallel can be be arbitrary. If this number is n, then it is sufficient to provide (n-i) devices which coincide with that of R2 (Fig. 8). The remaining reference numbers in this figure with the exception of the indices identifying the affiliation to 12i or R2 those of the Alb. 5.

Die Steuerung ermöglicht es, mit derselben Wirksamkeit den Parallelbetrieb von zwei oder mehr Gleichrichtern durchzuführen, die von unabhängigen Wechselstromnetzen, deren Frequenzen. sogar verschieden sein können, gespeist werden.The control enables parallel operation with the same effectiveness to be carried out by two or more rectifiers connected to independent AC networks, their frequencies. can even be different, be fed.

Die beschriebene Betriebsweise kann ohne weiteres verallgemeinert und bei dem Parallelbetrieb von Gleichrichtern mit umlaufenden Gleichstrommaschinen angewendet werden, deren Belastungscharakteristik beliebig ist. Ein diesbezügliches Schaltungsbild erübrigt sich, da es dem Schema der Abb. 8 entsprechen würde, in welchem der Gleichrichter R1 durch einen Gleichstromerzeuger (Einänkerumformer, Umformergruppe) zu ersetzen wäre.The mode of operation described can easily be generalized and in the parallel operation of rectifiers with rotating DC machines can be used, the load characteristics of which are arbitrary. A related one The circuit diagram is unnecessary as it would correspond to the diagram in Fig. 8, in which the rectifier R1 is connected to by a direct current generator (Einänkerumformer, Converter group) would have to be replaced.

Man kann den Parallelbetrieb von Gleichrichtern und umlaufenden Maschinen derselben Unterstation verallgemeinern, indem man ihn ausdehnt auf den Parallelbetrieb von zwei benachbarten Unterstationen. Eine der Unterstationen ist in beliebiger Weise eingerichtet, während von der andern Unterstation angenommen wird, daß sie ausschließlich aus Gleichrichtern besteht. Da die für die Gittersteuerung benötigte Leistung sehr gering ist; ist es möglich, mit einer einzigen Vorrichtung für die Steuerung der Gitter auszükommen, die dann alle parallel geschaltet sind. In diesem Falle kann die mit Gleichrichtern arbeitende Unterstation von der anderen Unterstation mit Hilfe einer Erregermaschine gesteuert werden, die der Erregermaschine E2 der Abb.8 entspricht. Die in den Wicklungen b2 und c. fließenden Ströme sind bzw. den Strömen der beiden Unterstationen proportional.You can run rectifiers and rotating machines in parallel generalize the same substation by extending it to parallel operation from two neighboring substations. One of the substations is in any Wisely set up, while the other substation is assumed to be consists exclusively of rectifiers. Because the one needed for the grid control Performance is very low; is it possible to use a single device for the Control of the grids, which are then all connected in parallel are. In this case, the substation working with rectifiers can be controlled by the other substation can be controlled with the help of an exciter, that of the exciter E2 corresponds to Figure 8. The in the windings b2 and c. flowing currents are or proportional to the currents of the two substations.

Man kann auch die selbsttätige Einschaltung eines Gleichrichters auf ein Netz durchführen mit Hilfe einer Erregermaschine mit drei Wicklungen, von denen die Wicklung b oder c an die Spannungsdifferenz zwischen der Spannung EN des Netzes und der Spannung Ec des zu kuppelnden Gleichrichters zu legen wäre. Das Prinzip dieser Arbeitsweise ist in dem ersten französischen Zusatzpatent 40 536 zu dem Hauptpatent 714 189 beschrieben.A rectifier can also be automatically switched on to a network using an exciter with three windings, of which winding b or c would have to be connected to the voltage difference between the voltage EN of the network and the voltage Ec of the rectifier to be coupled. The principle of this mode of operation is described in the first French additional patent 40 536 to the main patent 714 189.

Die in Abb. 5 schematisch dargestellte Einrichtung zur Verwirklichung eines Änderungsgesetzes für die Gleichspannung in Abhängigkeit von der Belastung kann hinsichtlich der Genauigkeit in manchen Fällen nicht befriedigen. Will man nämlich die Regelung der Gleichspannen Ec bis auf wenige Volt durchführen, so ist es erforderlich, daß die Änderung der Amperewindungen n, i, die einer Änderung von Ec folgt, genügend groß ist, uni eine Änderung der Spannung e der Erregermaschine E zu ermöglichen. Man kann deshalb, anstatt die Amperewindungen n, i, von Ec abhängen zu lassen, sie von der Differenz zwischen Ec und einer Spannung Es, die Bezugsspannung genannt wird, abhängen lassen, wobei die Empfindlichkeit erhöht wird, wenn (Ec-Es) dem Wert o zustrebt. Wenn man (Ec-Es) = o macht, so muß der Strom i.b zu o werden, die Erregerwicklung b wird überflüssig, so daß man sie fortlassen kann.The device shown schematically in Fig. 5 for the implementation of a law of change for the direct voltage as a function of the load cannot, in terms of accuracy, be satisfactory in some cases. If one wants to regulate the DC voltages Ec down to a few volts, it is necessary that the change in the ampere turns n, i that follows a change in Ec is large enough to enable the voltage e of the exciter E to be changed . Therefore, instead of making the ampere-turns n, i depend on Ec, one can make them depend on the difference between Ec and a voltage Es called the reference voltage, the sensitivity being increased if (Ec-Es) the value o strives for. If one makes (Ec-Es) = o , the current ib must become o, the excitation winding b becomes superfluous, so that it can be left out.

Die Abb.9 stellt das allgemeine Schema einer solchen Anlage dar. Wie in der Abb. 5 ist die Erregermaschine E an die Kathode K einerseits und an den neutralen Punkt 0' des Phasenschiebers andererseits angeschlossen. Die Maschine E besitzt zwei Erregerwicklungen, eine Nebenschlußwicklung a und eine fremd -erregte Wicklung c. Die Erregermaschine S liegt jetzt in Reihe mit der Wicklung c von E, während der ganze Stromkreis ,einerseits ,an dem neutralen Punkt o des Transformators T und andererseits an die Kathode K angeschlossen ist. Die Gleichspannung Es der Maschine S ist der geregelten Spannung Ec @entgegengerichtet.Fig.9 shows the general scheme of such a system. How In Fig. 5, the exciter E is connected to the cathode K on the one hand and to the neutral one On the other hand, point 0 'of the phase shifter is connected. The machine E owns two excitation windings, a shunt winding a and an externally excited winding c. The exciter S is now in series with the winding c of E, while the whole circuit, on the one hand, at the neutral point o of the transformer T and on the other hand is connected to the cathode K. The DC voltage Es of the machine S is the opposite of the regulated voltage Ec @.

Wenn Es = Ec, so ist der in der Wicklung c fließende Strom ebenfalls = o. Wenn Ec sich ändert, tritt ein gewisser Strom i, auf, dessen Größe und Richtung von der Differenz Es - Ec sowie von ihrem Vorzeichen und von dem Widerstand des Kreises OScK abhängt. Wenn Es-Ec > o, so tritt an den Klemmen, der Erregermaschine E eine Spannung e auf, die, wenn die Regelung Zweckmäßig gewählt ist, den Zündungswinkel a, zu vermindern und daher die Größe von Ec zu erhöhen sucht, wie es bereits dargelegt wurde. Ist umgekehrt Es-Ec < o, so wird der Strom i, umgekehrt sein, die Spannung e wechselt das Vorzeichen, und der umgekehrte Vorgang spielt sich ab, wobei der Winkel ao zunimmt, und daher der Wert von Ec abnimmt. Aus dieser Einrichtung ergibt sich ohne weiteres, daß es, wenn man eine über-oder unterkompensierte Charakteristik der Gleichspannung Ec in Abhängigkeit von der Belastung verwirklichen will, genügt, die Spannung Es in Abhängigkeit von Ic zu ändern, wie es schon erörtert wurde: Bei einem gegebenen Wert von Es - Ec erhöht sich die Empfindlichkeit der Anordnung, wenn der Widerstand des Kreises OScK verringert wird. Dieser gesamte Widerstand sei mit X bezeichnet. Diesen Widerstand kann man auf einen bliebigen kleinen Wert vermindern, indem man in Reihe mit dem Kreis OScK eine weitere Nebenschluß-Erregermaschine legt, die die Rolle eines negativen Widerstandes spielt.If Es = Ec, the current flowing in winding c is also = o. If Ec changes, a certain current i, occurs, the magnitude and direction of which depends on the difference Es - Ec as well as on its sign and on the resistance of des Circle OScK depends. If Es-Ec > o, a voltage e occurs at the terminals of the exciter E which, if the control is expediently selected, reduces the ignition angle α and therefore seeks to increase the magnitude of Ec, as has already been explained became. Conversely, if Es-Ec <o, the current i will be reversed, the voltage e changes sign, and the reverse process takes place, with the angle ao increasing and therefore the value of Ec decreasing. From this device it can readily be seen that if one wants to achieve an over- or under-compensated characteristic of the direct voltage Ec as a function of the load, it is sufficient to change the voltage Es as a function of Ic, as has already been discussed Given the value of Es - Ec, the sensitivity of the arrangement increases if the resistance of the circuit OScK is reduced. Let X denote this entire resistance. This resistance can be reduced to any small value by placing another shunt exciter in series with the OScK circuit, which plays the role of a negative resistance.

Zusammenfassend ist zu sagen, daß die Anwendung der Erregermaschine mit mehreren Wicklungen die Verwirklichung einer beliebigen Abhängigkeit der von einem Gleichrichter mit ionisiertem Dampf geliefertem Gleichspannung oder des Gleichstroms, ferner des Parallelbetriebes von Gleichrichtern und von Gleichrichtern, mit umlaufenden Maschinen unter beliebigen Verhältnissen ermöglicht.In summary it can be said that the application of the exciter machine with multiple windings the realization of any dependence of the DC voltage or DC current supplied to a rectifier with ionized vapor, also the parallel operation of rectifiers and rectifiers, with rotating Machines under any conditions.

In allen Fällen kann man die geregelten Apparate unabhängig von ihrer eigenen Charakteristik und von äußeren Schwankungen (z. B. :des speisenden Wechselstromnetzes) machen und ihre Charakteristik durch die Spannung einer Bezugsmaschine von sehr geringer Leistung vorschreiben lassen.In all cases one can use the regulated apparatus independently of her own characteristics and external fluctuations (e.g. of the feeding AC network) make and their characteristic by the tension of a reference machine of very prescribe low power.

Claims (6)

PA T rNTANSPRÜCFIE:. r. PA T rNTANSPRÜCFIE :. r. Anordnung zur selbsttätigen Regelung von gittergesteuerten Gleichrichtern, deren Steuerspannung aus einer Wechselspannung und einer überlagerten Gleichspannung zusammengesetzt ist und die letztere durch eine selbsttätige Regeleinrichtung so beeinflußt wird, daß Gleichheit oder Proportionalität zwischen der Regelgröße (Gleichstrom oder -spannung des Gleichrichters) und einer Vergleichsgröße eintritt, wobei als Regeleinrichtung eine mit gleichbleibender Drehzahl angetriebene Erregermaschine mit mehreren Erregerwicklungen verwendetist, dadurch gekennzeichnet, daß eine dieser Erregerwicklungen eine Nebenschlußwicklung ist, die eine mit dem geraden Teil der Spannungscharakteristik der Erregermaschine zusammenfallende Widerstandsgerade besitzt, und die anderen Erregerwicklungen von der Regelgröße.! (Strom -oder Spannung des Gleichrichters) und von der konstanten oder veränderlichen Vergleichsgröße gespeist werden: z: Anordnung nach Anspruch z zur Regelung der Gleichspannung des Gleichrichters, dadurch gekennzeichnet; daß die Erregermaschine außer der Nebenschluß-Wicklung zwei einander gegengeschaltete Erregerwicklungen besitzt, von denen die eine von einem die Vergleichsgröße bildenden konstanten oder veränderlichen Gleichstrom, die andere von der Gleichspannung des Gleichrichters gespeist wird, wobei der die Vergleichsgröße bildende Gleichstrom insbesondere in Abhängigkeit von dem Gleichrichterstrom veränderlich sein kann. Arrangement for automatic regulation of grid-controlled rectifiers whose control voltage consists of an alternating voltage and a superimposed DC voltage is composed and the latter by an automatic control device is influenced so that equality or proportionality between the controlled variable (direct current or voltage of the rectifier) and a Comparison variable occurs, the control device being one with a constant speed powered Exciter machine with multiple exciter windings is used, characterized in that one of these excitation windings is a shunt winding is the one with the even part of the voltage characteristic of the exciter coinciding resistance line, and the other excitation windings of the controlled variable.! (Current or voltage of the rectifier) and from the constant or variable comparison variable are fed: z: arrangement according to claim z for regulating the DC voltage of the rectifier, characterized in that; that the exciter, apart from the shunt winding, has two counter-connected Has excitation windings, one of which forms the comparison variable constant or variable direct current, the other from the direct voltage of the Rectifier is fed, the direct current forming the comparison variable can be variable in particular as a function of the rectifier current. 3. Anordnung nach Anspruch r zur Regelung der vom Gleichrichter gelieferten Stromstärke, dadurch gekennzeichnet, daß die Erregermaschine außer der Nebenschlußwicklung zwei einander gegengeschaltete Erregerwicklungen besitzt, von denen die eine von einem die Vergleichsgröße bildenden konstanten oder veränderlichen Gleichstrom, die andere von dem `Gleichrichterstrom oder einem proportionalen Anteil gespeist wird. .¢. 3. Arrangement according to claim r for regulating the amperage supplied by the rectifier, characterized in that the exciter apart from the shunt winding two has opposing excitation windings, one of which is from one the constant or variable direct current forming the comparison variable, the other from which the `rectifier current or a proportional part is fed. . ¢. Anordnung nach Anspruch 3 zum Zwecke des Parallelbetriebes eines Gleichrichters und eines anderen Gleichstromerzeugers mit abweichender Belastungscharakteristik, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Gleichrichter einerseits, voll dem anderen Gleichstromerzeuger andererseits gelieferten Ströme in einem konstanten Verhältnis aufrechterhalten ,verden, indem eine Erregerwicklung der Erregermaschine von dem Gleichrichterstrom oder einem proportionalen Anteil, die andere Erregerwicklung von dem Strom des anderen Gleichstromerzeugers oder einem proportionalen Anteil gespeist wird. Arrangement according to claim 3 for the purpose of parallel operation of a rectifier and another DC generator with different load characteristics, characterized in that the rectifier on the one hand, fully the other DC generator on the other hand, the currents supplied are maintained in a constant ratio , verden by removing an excitation winding of the excitation machine from the rectifier current or a proportional share, the other excitation winding from the current of the other DC generator or a proportional share is fed. 5. Anordnung nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet; daß die Erregermaschine außer der Nebenschlußwicklung eine weitere Erregerwicklung besitzt, die von der Gleichrichterspannung oder einem proportionalen Anteil gespeist wird und in Reihe mit einer konstanten oder veränderlichen, der Gleichrichterspannung entgegengesetzten Vergleichsspannung liegt. 5. Arrangement according to claim z, characterized; that the exciter apart from the shunt winding has another field winding, which is from the rectifier voltage or a proportional part is fed and in series with a constant or variable, the comparison voltage opposite to the rectifier voltage. 6. Anordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch die Verwendung einer weiteren mit konstanter Drehzahl angetriebenen Nebenschlußmaschine zur Lieferung der Vergleichsspannung.6. Arrangement according to claim 5, characterized by the use of a further with constant Speed driven shunt machine to supply the equivalent voltage.