DE635337C - Anordnung zur Inbetriebsetzung und zur betriebsmaessigen Gittersteuerung mehrphasiger Gleichrichter oder Wechselrichter - Google Patents

Description

Bekanntlich bestehen bei Umformungsemrichtungen, die mit Dampf- oder Gasentladungsstrecken in Grätzschaltung arbeiten, Schwierigkeiten bei der Inbetriebnahme, die durch eine normale Steuerung spitzer Wellenform nicht überwunden werden können. Im Hauptpatent ist eine Anordnung beschrie-' ben, welche den gleichzeitigen Einsatz zweier Entladungsstrecken bei der Inbetriebnahme gewährleistet und auch die betriebsmäßige Steuerung mit steiler Wellenfront und ihren Vorzügen gestattet. Die im Hauptpatent für diesen Zweck angegebene Einrichtung benutzt eine Kontaktwalze, hat daher auch alle mit mechanisch beweglichen Apparaten verbundenen Nachteile.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung, die unter ausschließlicher Verwendung einfachster ruhender Elemente die im Hauptpatent angegebenen, hinsichtlich ihrer Mindest- bzw. Höchstdauer eingegrenzten Steuerspannungsstöße mit steiler Wellenfront zu erzeugen erlaubt.

Aufbau und Wirkungsweise der Einrichtung mögen an -einem Ausführungsbeispiel erläutert werden.

Die Abb. 1 zeigt den Aufbau eines Steuerkreises, wie er für je eine bzw. für je zwei an eine Phase der Wechselspannung angeschlossene Hauptentladungsstrecken des in Grätzschaltung angeordneten Gleich- oder Wechselrichters vorzusehen ist. Er besteht im wesentlichen aus einem Widerstand 1, der über eine Glimmlampe 2 und einen dazu in Reihe liegenden Kondensator 3 von einer mögliehst sinusförmigen Wechselspannung 4 gespeist wird. Die durch die Stromstöße am Widerstand 1 erzeugte Spannung wird vorzugsweise vermittels eines als Spannungswandler arbeitenden, ungesättigten Transformators S dem bzw. den Steuergittern der Hauptentladungsstrecken zugeführt. Parallel zu der Reihenschaltung von Glimmlampe, Kondensator und Widerstand ist vorteilhaft noch ein Kondensator 6 verhältnismäßig großer Kapazität an die Wechselspannung angeschlossen, der die Aufgabe hat, die Einflüsse der plötzlichen Stromstöße im Glimmlampenkreis von dem Wechselspannungsnetz 4 bzw. von dem gegebenenfalls die Wechselspannung liefernden Drehregler 7 fernzuhalten.

Schaltungen ähnlicher Art sind für andere Zwecke schon anderweitig angegeben worden. Die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Anordnung zeichnet sich jedoch durch ganz besondere Bemessung aus,

*) Von dem Patentsitcher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr.-Ing. Gustat/ Reinhardt in Berlin.

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welche erst .für eine Steuerspannungskurve der gewünschten Form sorgt; im Zusammenhang mit der Beschreibung soll deren Wirkungsweise angegeben werden. Um entsprechend dem Hauptpatent das Optimum der Steuerspannungsstoßdauer von etwa 9o°el. zu erhalten, muß dafür gesorgt

* werden, daß die Zündung der .Glimmlampe jeweils etwa im Nulldurchgang der Wechselspannung erfolgt und -daß der Lade- bzw. Umladekreis des Kondensators 3 derart bemessen, ist, daß unter Berücksichtigung des nach der Zündung der Glimmlampe noch anfallenden Anstiegs der Kondensatorladespannung der Umladestromstoß eine Dauer von etwa 90⁰ erhält und einen ungefähr trapezförmigen Verlauf zeigt. Schwingungen zwischen dem Kondensator 3 und der Induktivität des Transformators S müssen unterbunao den bzw. klein gehalten werden, d. h. der Widerstand 1 ist klein zu halten gegen den Blindwiderstand des Transformators 5. Die angelegte Wechselspannung muß mit Rücksicht auf die Zünd- und die Brennspannung der Glimmlampe derart gewählt werden, daß die Summe von Zünd- und Brennspannung der Glimmlampe etwa gleich -dem Scheitelwert der Wechselspannung ist. Dann ergeben sich die in Abb. 2 dargestellten Verhältnisse, bei denen auch, der Einschwingvorgang berücksichtigt ist. Wenn. die Kurve b die an die Klemmen der Einrichtung angelegte, vom Drehregler 7 gelieferte Wechselspannung darstellt und wenn u_z den Zündspannungswert der Glimmstrecke 2 bedeutet, so wird diese im Augenblick t_Q zum ersten Male zünden. Die Spannung an der Glimmstrecke bricht· nach dem Einsetzen der Glimmentladung auf den Wert der Brennspannung Ub zusammen und verläuft im weiteren etwa in der durch die Kurvet« dargestellten Weise. Während der Zeit t_rt₀ wird der Kondensator 3 aufgeladen. Der dabei auftretende Ladestromstoß hat etwa die Form der Abb. 2b. Die Zeitkonstanten des Ladekreises, also in erster

• Linie die Kapazität des Kondensators 3 und der Widerstand 1, sind so zu bemessen, daß der Stromstoß etwa im Augenblick ^₁ abgeklungen ist. Nach Erlöschen des Lade-

So Stromstoßes stellt dann die praktisch konstant bleibende Differenz der beiden Kurven« und b während des Zeitabschnittes t₂-t_x (Abb. 2a) die Spannung am Kondensator 3 dar; bei der angegebenen Wahl der Spannungsverhältnisse wird damit die Spannung an der Glimmlampe etwa im Augenblick t₂, d.h. im Nulldurchgang der Wechselspannung, wieder den Wert der Zündspannung erreichen. (Tatsächlich kann sich der Einschwing- Vorgang auch über mehrere Halbperioden erstrecken, Je nach den Zeitkonstantenverhältnissen des Stromkreises.) Im eingeschwungenen Zustand hat also der Lade- bzw. Umladestromstoß eine Dauer von etwa 90⁰, ebenso wie der ihm proportionale, zur Steuerung dienende Spannungsstoß am Transformator 5, wie ihn beispielsweise ein versuchsweiseaufgenommenes Oszillogramm der Abb. 5 zeigt,

Soll der Steuerspannungsstoß verlängert werden (im Grenzfalle bis auf 120⁰), so muß die neue Zündung der Glimmlampe jeweils bereits bis zu 30⁰ vor dem Nulldurchgang erfolgen. Eine solche Phasenverschiebung des Zündpunktes kann stetig erzielt werden durch Vergrößerung der Amplitude der Eingangswechselspannung bis auf den doppelten Wert der Summe von Zünd- und Brennspannung jm Grenzfall, wie aus der Abb. 3 hervorgeht, · die für diesen Grenzfall aufgezeichnet ist. Umgekehrt muß zur Verkürzung der Stoßdauer bis maximal 6o° die Amplitude der Eingangswechse]spannung auf ²/₃ des Wertes der Summe von Zünd- und Brennspannung verkleinert werden, wie in Abb. 4 gezeigt ist. t₂' sind in den Abb. 3 und 4 die Zeitpunkte des Wiederzündens der Glimmlampe. Die übrigen Bezugszeichen entsprechen denen der Abb. 2a.

Ein besonderer Vorzug der beschriebenen Anordnung ist darin zu sehen, daß die Zündung stets in das Gebiet in der Nähe des Nulldurchganges der Wechselspannungskurve fällt, also - in das Gebiet größter Steilheit. Das gewährleistet einmal eine steile Wellenfront, auch wenn die in den obigen Betrachtungen vernachlässigte Induktivität des Kreises zu berücksichtigen ist, erlaubt weiter praktisch stets ein Konstantbleiben oder gar Ansteigen des Kondensatorladestromes, wodurch die lange Stoßdauer ja erst ermöglicht wird, und ist vor allem der Grund für eine weitgehende Unempfindlichkeit der Steuerung gegen primärseitige Spannungsschwankungen, die sich viel weniger auswirken können, als wenn die Zündung der Glimmlampe in der Nähe des Scheitelwertes erfolgte.

Die tatsächlichen Verhältnisse entsprechen den geschilderten u. U. nicht vollkommen genau, wenn z. B. der Ladestromstoß erst 1x0 etwas nach dem Zeitpunkt^ endet. Die Arbeitsweise wird dadurch jedoch in keiner Weise beeinträchtigt, da ja doch durch eine entsprechende kleine Änderung der Amplitude der Eingangswechselspannung jeder beliebige Zündzeitpunkt innerhalb der angegebenen Zeitspanne eingestellt werden kann.

Gegenüber anderen Anordnungen hat die den Gegenstand der Erfindung bildende den Vorzug einfachsten Aufbaues, sehr geringer Kosten, übersichtlichster Arbeitsweise und leichtester Einstellung; außerdem bedarf sie

keiner Überwachung, so daß sie sich vorzüglich für selbsttätig zu betreibende Umformungseinrichtungen eignet.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   i. Anordnung zur Inbetriebsetzung und zur betriebsmäßigen Gittersteuerung mehrphasiger Gleichrichter oder Wechselrich-

   lü ter mit ungerader Phasenzahl unter Verwendung gittergesteuerter Dampf- oder Gasentladungsstrecken in Grätzschaltung nach Patent 588 079, dadurcn gekennzeichnet, daß die Steuerspannung der an eine Phase der Wechselspannung angeschlossenen Entladungsstrecken vorzugsweise transformatorisch jeweils an einem Widerstand (1) abgenommen wird, der aus dem Wechselstromnetz über die Reihenschaltung einer Glimmlampe (2) und eines Kondensators (3) gespeist wird, daß die Glimmlampe derart bemessen ist, daß die Summe ihrer Zündspannung und ihrer Brennspannung etwa gleich dem Scheitelwert der Wechselspannung ist, und daß die Zeitkonstante der Reihenschaltung von Kondensator (3) und Widerstand (1) derart bemessen ist, daß der Umladestromstoß in einer gegen die Halbperiode der Wechselspannung kleinen Zeit abklingen kann.
2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Steuerkreis speisende sinusförmige Wechselspannung bezüglich ihres Scheitelwertes zwisehen dem doppelten und dem ²/₃fachen Summenwert von Zünd- und Brennspaiinung der Glimmlampe veränderbar ist.
3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich eine phasenverschiebende Einrichtung, beispielsweise ein Drehregler (7), vorgesehen ist, mittels welcher die Phasenlage der Eingangswechselspannung gegenüber den Anodenspannungen der Hauptentladungsstrecken geändert werden kann.
4. 4. Anordnung nach Anspruch 1 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Klemmen der den Glimmlampenkreis speisenden Wechselspannungsquelle bzw. des Drehreglers ein weiterer Kondensator (6) vorgesehen ist, dessen Kapazität so groß gewählt ist, daß die Beeinflussung des speisenden Netzes bzw. des Drehreglers (7) durch die periodisch erfolgenden, plötzlichen Stromstöße im Glimmlampenkreis auf einen unschädlichen Betrag herabgesetzt wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen