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Steuereinrichtung für eine von Gleich- auf Wechselrichterbetrieb oder
umgekehrt umschaltbare Gruppe von Gas- oder Dampfentladungsstrecken Bekanntlich
findet der gittergesteuerte Stromrichter in ständig wachsendem Maße für die Speisung
von Gleichstromverbrauchern aus einem Wechsel- oder Drehstromnetz Verwendung. Sehr
häufig tritt dabei die Forderung auf, daß auch die Möglichkeit der Energierücklieferung
von dem Gleichstromverbraucher in das Drehstromnetz vorhanden sein muß. Das ist
insbesondere dann der Fall, wenn es sich um die Speisung elektrischer Antriebe handelt,
die häufig gebremst werden müssen. Wegen der Ventilwirkung des Stromrichters ist
ein Rückarbeitsbetrieb nicht ohne besondere Maßnahmen durchführbar. Eine in technischer
Hinsicht völlig einwandfreie Lösung dieser Aufgabe bietet bekanntlich die sogenannte
Kreuzschaltung der Stromrichteranlage. Die Benutzung der Kreuzschaltung verbietet
sich jedoch in vielen Fällen aus wirtschaftlichen Gründen deswegen, weil sie zwei
Entladungsgefäße bzw. zwei vollständige Gruppen von Entladungsstrecken benötigt.
Wenn man nur ein Entladungsgefäß benutzen will, so muß man bei Anlagen, in denen
Energierücklieferung auftreten kann, dieses in seinem Gleichstromkreis umschaltbar
machen und gleichzeitig mit der Umschaltung auch einen Wechsel in der zeitlichen
Lage der Steuerimpulse entsprechend der geänderten Betriebsart eintreten lassen.
Die bei der Speisung motorischer Antriebe grundsätzlich vorhandene
Möglichkeit,
das Rückarbeiten durch Feldumkehr des Motors zu bewirken, kommt praktisch weniger
in Betracht, da die magnetische Trägheit des Motorfeldes in den meisten Fällen zu
groß ist.
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Die Erfindung bezieht sich auf .den Fall, .daß die Steuerimpulse den
Entladungsstrecken über Magnetkreise zugeführt werden, die entweder nur den Zweck
haben, einen möglichst steilen Verlauf der Steuerimpulse hervorzurufen, oder gleichzeitig
auch dazu dienen, die Phasenlage der Steuerimpulse in bezug auf die Anodenspannungen
zu regeln. Es ist bekannt, bei einem von Gleichrichterauf Wechselrichterbetrieb
umschaltbaren Stromrichter die Entladungsstrecken während des Umschaltvorganges
zu sperren, damit der Umschalter keinen Strom zu schalten braucht und als Trennumschalter
ausgebildet werden kann. Nach erfolgter Umschaltung wird die Sperrung der Entladungsstrecken
wieder aufgehoben, so daß jetzt die Steuerimpulse mit der gegenüber der vorhergehenden
Betriebsart geänderter Phasenlage zur Wirkung kommen. Man wird nun zweckmäßig ein
und dieselbe Magnetkreisanordnung sowohl im Gleichrichterbetrieb als auch im Wechselrichterbetrieb
für die Erzeugung bzw. Umformung der Steuerspannungsimpulse benutzen. Für diesen
Fall wird gemäß der Erfindung die Aufhebung der Sperrung der Entladungsstrecken
nach beendeter Umschaltung der Gleichstromanschlüsse gegenüber dem durch die Änderung
der Betriebsart bedingten Wechsel in der Phasenlage der Steuerimpulse mit zeitlicher
Verzögerung vorgenommen.
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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die Magnetkreise
bei dem Steuerungswechsel eine gewisse Einschwingzeit benötigen, so daß die Steuerimpulse
nach der Umschaltung nicht sofort die für die neue Betriebsart richtige Lage einnehmen.
Infolgedessen werden die Entladungsstrecken, wenn ihre Sperrung zu früh aufgehoben
wird, im ersten Augenblick mit zeitlich falsch liegenden Impulsen gesteuert, was
leicht zu Durchzündungen Anlaß geben kann. Diese Verhältnisse liegen gerade bei
den heute sehr häufig angewendeten sogenannten ruhenden magnetischen Steuerungen
vor. Dadurch, daß die Sperrung erst finit einer gewissen Zeitverzögefung aufgehoben
wird, wird den Magnetkreisen Zeit gelassen, sich auf den neuen Zustand einzuschwingen,
so daß bei der Wiederfreigabe der Entladungsstrecken die diesen zugeführten Steuerimpulse
von vornherein die richtige Lage besitzen.
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Für die praktische Durchführung der Erfindung ist es vorteilhaft,
die im Steuerkreis liegenden Schalteinrichtungen, die den Wechsel in der Phasenlage
der Steuerimpulse und die Sperrung bzw. Wiederfreigabe bewirken, zu einem mit dem
Umschalter im Gleichstromkreis mechanisch gekuppelten Walzen- oder Nockenschalter
zu v er-,einigen. Dadurch wird erreicht, daß der ganze Umschalt- und Umsteuervorgang
zwangsläufig in genau vorgegebenem zeitlichem Ablauf erfolgt, was mit den bisher
meist angewendeten Relais nur unter großem Aufwand erreichbar wäre. Man muß sich
dabei vor Augen halten, daß die gesamte Umschaltzeit nur etwa o,2 bis
0,3 Sekunden beträgt, daß aber andererseits die Energierichtung im Lauf eines
Jahres mehrere Millionen Male wechseln kann. Einer derartigen Schalthäufigkeit,
wie sie beispielsweise in Förderanlagen vorkommt, ist der Walzen- oder Nockenschalter
ohne weiteres gewachsen.
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In der Zeichnung ist ein solcher Walzenschalter abgewickelt dargestellt.
Es ist dabei angenommen, daß der Drehwinkel des Walzenschalters i8d°' beträgt. Es
ist weiterhin vorausgesetzt, daß für Gleichrichter- und W echselrichterbetrieb je
ein besonderer Drehregler zur Festlegung der Phasenlage der Steuerimpulse vorgesehen
ist und daß diese beiden Drehregler über eine gemeinsame Magnetkreisanordnung auf
die Steuergitter einwirken. In der gezeichneten Stellung des Walzenschalters liegen
die zum Drehregler i führenden Kontaktfinger, die auf der linken Seite sichtbar
sind, auf dem mit a bezeichneten Kontaktstreifen auf. Der Drehregler i liefert also
die Steuerimpulse. Bei der Umschaltung auf die andere Betriebsart bleibt der Drehregler
i zunächst noch eingeschaltet; nach einem kurzen Zeitintervall kommen jedoch die
beiden obersten Kontaktfinger, die mit den Gittern bzw. der Sperrspannungsquelle
verbunden sind, mit den Kontaktstreifen c in Berührung, so daß den von dem Drehregler
i stammenden Steuerimpulsen ein Sperrpotential überlagert und der Stromrichter gesperrt
wird.
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Nach einer weiteren Drehung der Kontaktwalze von etwa q.o° beginnt
dann der Umschaltvorgang im Gleichstromkreis. Diese Zeitverzögerung der Umschaltung
des Gleichstromkreises gegenüber der Sperrung des Stromrichters ist nötig, da eine
gewisse Zeit vergeht, bis die letzte gerade noch brennende Anode erloschen und der
Strom tatsächlich zu Null geworden ist. Etwa gleichzeitig wird der Drehregler i
abgeschaltet. Wenn nach etwa ioo° Drehung der Umschalter im Gleichstromkreis seine
neue Einschaltstellung erreicht hat, wird zunächst durch die Kontaktstreifen b der
Drehregler 2 für die andere Betriebsart eingeschaltet, die Sperrung jedoch noch
aufrechterhalten, damit, wie oben erwähnt, die Steuerimpulse Zeit haben, sich auf
die richtige Phasenlage einzuschwingen. Erst kurz vor Erreichen der Endstellung,
nach weiterer Drehung der Kontaktwalze um etwa 4o°, verlassen die beiden obersten
Kontaktfinger die zugehörigen Kontakt-# t r",S,: *f en c, so daß die Sperrung aufgehoben
ist und er tromrichter mit der Stromführung wieder beginnen kann.