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Anordnung zur Gittersteuerung bei elastischen Umrichtern.
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eine Zwischenphasenlage mit den Entladungsstrecken 100', 131', 152'und 112'. Die Grundwelle dieser Teilspannung hat eine Phasenlage von 30 , bezogen auf die niederfrequente Periode und die oberste Teilspannung. Wie man unschwer erkennen kann, ergeben sich für die Phasenlagen 50 und 60 entsprechende Kurvenzüge, weiterhin naturgemäss auch für die weiteren Verschiebungen. Genau wie bei den bisher dargestellten Doppelumrichtern werden somit auch hier zwei Teilspannungen verschiedenartiger Kurvenform addiert, also in der Phasenlage 10 zu der in Fig. 2 angegebenen Teilspannung eine solche mit einer Kurvenform, wie sie für die Phasenlage 300 angegeben ist.
Wie aus dem Verlauf der einzelnen Kurven zu ersehen ist, beruht die Erzielung von weiteren Phasenlagen darauf, dass man unter kurzzeitigem Verzicht auf die Güte der erzeugten Spannungskurve bezüglich der Oberwellen den Schwerpunkt der Einzelspannungen verlagert. Wie schon aus vorstehendem entnommen werden kann, kommt der Erfindungsgedanke nicht nur für Doppelumrichter in Frage, sondern hat ganz allgemein Bedeutung für Schaltungen mit abgestuften Spannungen.
Wie die Gittersteuerung bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel schaltungsmässig durchgebildet werden kann, zeigt Fig. 3 für die Entladungsstrecken 100', 111', 112', 131', 132', 151' und 152', wobei zwecks Vereinfachung nur die Steuerung für Wechselrichterbetrieb angedeutet ist.
Für jede an einer Anzapfung der Haupttransformatoren arbeitende Entladungsstrecke müssen jeweils zwei entsprechend dem Gleich-und Wechselrichterbetrieb ausgebildete getrennte Steuerwege vorgesehen werden. Die Gitter 100'usw. der nicht dargestellten Hauptentladungsstreeken, deren Kathoden in Punkt 4 zusammengefasst sind, erhalten eine negative Vorspannung 5 über die Gitterwiderstände 51' und 52'und werden durch Hilfsentladungsstrecken gesteuert, die ebenfalls wie die Hauptentladungsstrecken solche mit im wesentlichen lichtbogenförmiger Entladung sind. Als Anodenspannung wird eine aus dem höherfrequenten Netz entnommene und mittels Transformators zugeführte Wechselspannung geeigneter Phasenlage verwendet.
Ebenso erhalten die Gitterkreise ausser gegebenenfalls erforderlichen Vorspannungen eine Steuerwechselspannung spitzer Wellenform, die mit passender Phasenlage ebenfalls dem höherfrequenten Netz entnommen wird. Die Erzeugung der spitzen Wellenform geschieht zweckmässigerweise im gesättigten Gittertransformator selbst, der vorteilhaft mit freiem magnetischem Rückschluss zu versehen ist. In die Zuleitungen zu den Primärwicklungen der Gittertransformatoren sind Drosselspulen zur Aufrechterhaltung eines möglichst sinusförmigen Erregerstromes für die Gittertransformatoren eingeschaltet. Ferner werden die Hilfsentladungsstrecken zusätzlich im Takt der niederen Frequenz gesteuert, u. zw. im vorliegenden Fall gruppenweise durch als Schalter 701', 710', 711', 712', 721'und 722'angedeutete Schaltwalzen (Kommutatoren).
Jedoch ist dies für die Erfindung nicht wesentlich, sondern man kann auch an Stelle der mechanischen Schaltorgane die Steuerung rein elektrisch durchführen. Entscheidend für die Erfindung ist die Steuerwechselspannung spitzer Wellenform. Zwar ist sie naturgemäss erst in Verbindung mit den andern Steuerspannungen wirksam, aber sie entscheidet, ob eine Hilfsentladungsstrecke leitend werden darf, dennum bei dem Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 3 zu bleiben-nur wenn das mechanische Schaltorgan im Augenblick des Auftretens des Spannungsstosses geschlossen ist, kann die Hilfsentladungsstrecke leitend werden. Wird aber das Schaltorgan kurz vorher geöffnet oder erst kurz nachher geschlossen, so kann die betreffende Hilfsentladungsstrecke nicht leitend werden. Neben dieser Steuerwechselspannung spitzer Wellenform ist die niederfrequente Impulsbreite entscheidend.
Diese richtet sich nach den bei den jeweiligen Phasensprüngen zu erfüllenden Bedingungen, d. h. es müssen die beiden noch zulässigen Grenzlagen erfasst werden. In Abhängigkeit sowohl von dem höherfrequenten als auch von dem niederfrequenten Netz werden die einzelnen Steuerwege der Entladungsstrecken derart beeinflusst, dass bei einer Änderung der Frequenz des niederfrequenten Netzes die in einem Teilumrichter erzeugten Spajinungshalbwellen unsymmetrisch bezüglich der Mittellinie werden. Die Lage der höherfrequenten Impulse ist daher von vornherein derart zu wählen, dass bei einer Frequenzänderung des niederfrequenten Netzes (Wanderung der niederfrequenten Impulse und Veränderung ihrer Phasenlage gegenüber den höherfrequenten Impulsen) die der Bildung einer umsymmetrischen Spannung dienenden Entladungsstrecken zur Zündung gebracht werden bzw.
Entladungsstrecken, die nicht mehr zur Spannungsbildung benötigt werden, von einer Zündung ausgeschlossen werden. So wird z. B. die Entladungsstrecke 132' (Fig. 1 und 2) beim Übergang von der Spannungsform 00 auf die. Spannungsform 100 nicht mehr leitend, da höher-und niederfrequente Impulse nicht mehr gleichzeitig zur Erteilung gelangen. Dagegen wird die Entladungsstrecke 131', die bisher nicht leitend war, beim Übergang auf die Teilspannung 100 leitend. Es bedeutet dies, dass gegenüber dem Steuerplan für eine Steuerung der Teilumrichter mit einem Minimalphasensprung von 20 (Kurvenform entsprechend der Phasenlagen 0 und 20 der Fig. 2) dieser vielfältiger ausgebildet werden und zumindest in bezug auf die niederfrequenten Impulse andersartig gestaltet werden muss.
Bei der in Fig. 3 gezeigten Kommutatorsteuerung wird man praktischerweise gegenüber der bekannten Ausbildung bei grösseren Phasensprüngen eine grössere Anzahl von Öffnungs- und Schliessungszeiten von vornherein vorsehen. Die Festlegung der Impulsbreite würde eine erhebliche Genauigkeit, die praktisch kaum erzielt werden kann, verlangen, wenn man auf Schutzmassnahmen verzichtet. Wenn man jedoch im Sinne einer Weiterbildung vorliegender Erfindung die einzelnen Entladungsstrecken gegenseitig verriegelt, indem man die Steuer-
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anderer Entladungsstrecken bringt, z.
B. durch eine Verriegelung des Gitters einer Hilfsentladungsstrecke durch eine von einem im Hauptstromkreis einer entsprechenden Hilfsentladungsstrecke liegenden Stromwandler 910'bzw. 911', 921'gelieferte negative Sperrspannung, wobei es vorteilhaft ist, dass die nach den Bedingungen des Gleichrichterbetriebes zu steuernden Entladungsstrecken durch die entsprechenden, nach den Bedingungen des Wechselrichterbetriebes zu steuernden Entladungsstrecken mitgesteuert werden, so ist es nicht notwendig, eine grosse Genauigkeit für die Gittersteuerung zugrunde zu legen. Beiläufig sei noch bemerkt, dass man die Brenndauer der Hilfsentladungsstrecken angenähert gleich wählt wie die Arbeitsdauer der zugehörigen Hauptphase des Primärnetzes.
Ergänzend sei noch darauf hingewiesen, dass es nicht notwendig ist, dass bei sämtlichen Teilspannungen der Phasensprung gleichzeitig erfolgen muss. Vielmehr kann er gestaffelt durchgeführt werden, so dass sich noch weitere Unterteilungen des Phasensprunges ergeben. Beispielsweise kommt dies für Umrichter mit vier Teilspannungen in Frage.
PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Verringerung des Phasensprunges bei elastischen Umrichtern, die mit abgestuften Phasenspannungen arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass ausser Betriebszuständen, bei denen jede der erzeugten Halbwellen symmetrisch aufgebaut ist, auch Betriebszustände zugelassen werden, bei denen jede Halbwelle unsymmetrisch bezüglich ihrer Mittellinie, die negative Halbwelle jedoch das Spiegelbild der positiven Halbwelle bezüglich der Zeitachse ist.