DE740339C - Anordnung zur Verbesserung der Gittersteuerung von Stromrichtern - Google Patents

Description

Um einen Gleichstrom in Wechselstrom oder einen Wechselstrom in einen solchen Strom anderer,, vorzugsweise höherer Frequenz mittels eines gittergesteuerten Ionenventils umzuformen ist es notwendig, auf die Gitter Sperrspannungen aufzudrücken^ die praktisch während der ganzen Zeit der Unwirksamkeit der entsprechenden Anoden wirksam sind, denn in der Regel führen die Anoden während dieser ganzen Zeit positive Spannung. Es ist erwünscht, daß die Sperrspannung praktisch momentan den vollen erforderlichen Wert im Zusammenhang mit dem Kommutiervorgang erreicht und sich dann während der ganzen Sperrperiode auf diesem Wert konstant hält, denn ein beträchtlich höherer Wert der Gitterspannung bewirkt unnötige Verluste und auch die Gefahr der Entstehung eines Lichtbogens beispielsweise zwisehen dem Gitter und der zugehörigen Anode.

Gemäß der Erfindung wird eine besonders

zweckmäßige Kurvenform der Sperrspannung dadurch erreicht und die Gittersteuerung also dadurch verbessert, daß eine Wechselspannung, deren Augenblickswerte denjenigen des _a5 Unterschiedes zwischen den Strömen zweier einander ablösenden Anoden im wesentlichen proportional sind, nebst einer überlagerten, die Entladung einleitenden Spannung zwischen die Gitter der genannten Anoden eingeführt wird. Der genannte Stromunterschied wird beispielsweise aus sekundär mit Widerständen belasteten Stromwandlern mit in den Ventilleitungen in einander entgegengesetztem Sinn eingeschalteten Primärwicklungen hergeleitet. Da man in der Regel den Gleichstrom durch eine Drosselspule zu glätten und gleichzeitig die Stromwendung so schnell wie möglich zu machen versucht, erhält der Wechselstrom eine beinahe rechteckige Kurvenform. Dieselbe Kurvenform bekommt bei zweckmäßiger Anordnung der Sekundärkreise der'Stromwandler auch die Spannung an diesen, welche den Gittern aufgedrückt wird. Über diese Spannung kann man außerdem besondere Kommutierspannungsimpulse überlagern, um den Strom im rechten Augenblick zu kommutieren.

Es ist zur Herstellung einer stromabhängigen, gegen die Grundspannung etwa 90⁰ phasenverschobenen Gitterspannungskomponente für als Wechselrichter arbeitende Stromrichter bekannt, einen den Unterschied zwischen den Anodenströmen messenden Stromwandler auf einen Kondensator in parallel mit einem Widerstand arbeiten zu lassen, und die Spannung über diesen Widerstand in Reihe mit der Grundspannung den Gittern aufzudrücken. In dieser Weise erhält man keine rechteckige Spannung der Art, die erfindungsgemäß zur Verbesserung der Gittersteuerung hergestellt wird. Die Erfindung bietet sowohl bei Gleichrichtern wie bei Wechsel- und Umrichtern den Vorteil, daß sie in sehr einfacher Weise die Aufgabe löst, während des Hauptteils der Halbperiode nur eine so hohe Gitterspannung herrschen zu lassen, wie sie für die Sperrung bzw. für die Verhütung einer Rückzündung nötig ist, und also auch einen entsprechend kleinen Gitterstrom fließen zu lassen. Dies wird durch die rechteckige Kurvenform im Vergleich mit der sonst gebräuchlichen, mehr oder weniger sinusförmigen erreicht, bei der der niedrigste Wert während der Sperrperiode für die Sperrung genügen muß, der Höchstwert also unnötig hoch wird. Für den Zweck eines Schutzes gegen Kurzschluß ist es an sich bekannt, die Gitterspannungen aus einem spannungsabhängigen und einem stromabhängigen Teil zusammenzusetzen.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in Abb. 1 der Zeichnung schematisch dargegestellt, während *Abb. 2 a-d Diagramme über die verschiedenen Spannungen zeigt.

In Abb. ι sind 1 die Kathode, 2 die Anoden und 3 die Steuergitter eines .zweianodigen Ionenventils, das zwecks Wechselrichtung an einen Schwingungskreis angeschlossen ist, der aus Kondensator 4 und Drosselspule 5 besteht. Der Pluspol der Gleichstromseite ist an die Mitte der letzteren Spule über eine Glättungsdrossel 6 angeschlossen, während ihr Minuspol an der Kathode 1 liegt.

Erfindungsgemäß ist in jede Anodenleitung· des Ionenventils die eine der im ganzen vorhandenen zwei Primärwicklungen eines Stromwandlers 7 eingeschaltet, dessen Sekundärwicklung an einen Ohmschen Widerstand 8 angeschlossen 1st. In jeder Primärwicklung fließt ein Strom nach der Kurve Abb. 2 a, und da die beiden Ströme um eine Halbperiode gegenseitig verschoben sind und einander entgegenwirken, erhält der Strom der Sekundärwicklung über den Widerstand 8 und also auch die Spannung zwischen den Enden des Widerstandes den in Abb. 2 b dargestellten Verlauf. Dem Resonanzkreis wird ferner ein Wechselstrom entnommen, der über eine Phasendrehvorrichtung 9, schematisch als Induktionsregler dargestellt, und eine Induktanz 10, die die Stromstärke wesentlich bestimmt. zu einem gesättigten Transformator 11 geleitet wird, dessen Sekundärspannung dadurch den in Abb. 2c dargestellten Verlauf bekommt. Diese Spannung wird mit der Spannung am Widerstand 8 zu einer Spannung nach Abb. 2 d zusammengesetzt, die dem Gitter 3 über Gitterwiderstände 12 zugeführt wird. Da das Gitter einer brennenden Anode immer fast Kathodenpotential hat, wird auf dem anderen Gitter während der Sperrperiode eine Spannung herrschen, die den negativen Halbwellen der Abb. 2d entspricht, d.h. am Anfang der Sperrperiode eine hohe aber nur kurzzeitig wirkende negative Spannung, die die Entionisierung beschleunigt, und danach eine während der ganzen Sperrperiode praktisch konstante negative Spannung von dem Zahlenwert, der sich für die Aufrechterhaltung der Sperrung als erforderlich erwiesen hat. Im Augenblick vor der Stromwendung wird die Gitterspannung schnell positiv und hebt dadurch die Sperrung auf.

Bei Anwendung des Erfindungsgedankens auf mehrphasige Wechselrichter wird die Anordnung in einer mit der beschriebenen im wesentlichen übereinstimmenden Weise ausgeführt. Während des größeren Teiles der Arbeitsperiode führt eine Anode oder Anodengruppe konstanten Strom, und hieraus wird in der beschriebenen Weise eine konstante Spannung hergeleitet, die derjenigen Anode oder Anodengruppe aufgedrückt wird, die gleichzeitig gesperrt sein soll, und zwar zweckmäßig in Reihe mit der schnell vorübergehenden Entionisierungsspannung.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Anordnung zur Verbesserung der Gittersteuerung von Stromrichtern, bei welchen den Gitterkreisen außer der die Entladung einleitenden Spannung eine aus den Hauptstromkreisen abgeleitete, stromabhängige Spannung zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Wechselspannung, deren Augenblicks werte denjenigen des Unterschiedes zwischen den Strömen zweier einander ablösenden Anoden im wesentlichen proportional sind, ■ nebst einer überlagerten, die Entladung einleitenden Spannung den Gittern der genannten Anoden zugeführt wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anodenströme die einander entgegengesetzt wirkenden Primärwicklungen eines Stromwandlers durchfließen, dessen Sekundär-

wicklung an einen Ohmschen Widerstand angeschlossen ist, von welchem die Steuerspannung für die Gitter abgegriffen wird.

3. Anordnung nach Anspruch ι, dadurch gekennzeichnet, daß als· überlagerte, die Entladung einleitende Spannung in an sichibekannter Weiseeine Spannungspitzer Kurvenform verwendet wird, die den Augenblick der Stromwendung bzw. den Zeitpunkt des Entladungseinsatzes genau bestimmt und zur Entionisierung der soeben gelöschten Entladungsstrecke dient.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen