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Stromrichter Es ist an sich bekannt, bei Stromrichtern in Reihe mit den Ventilen sättigungsfähige Drosselspulen vorzusehen, die beim Auftreten einer der Durchlassrich- tung des Ventils entsprechenden treibenden Spannung das Ansteigen des Ventilstromes durch Bildung einer sogenannten Einschaltstufe zunächst verzögern. Bei derartigen Einrichtungen kann die Ausgangsspannung des Stromrichters dadurch gesteuert bzw. geregelt werden, dass die Spannungsfläche der Einschaltstufe verändert wird.
Dies geschieht, wie es ebenfalls an sich bekannt ist, durch eine steuer- bzw. regelbare Rückmagnetisierung der Drosselspulen während der Sperrzeit des Ventils. Die Rückmagne- tisierungsschaltungen werden dabei allgemein durch ein von dem den Stromrichter speisenden Netz abhängiges Hilfsnetz gespeist.
Erfindungsgemäss sind die geschilderten Rückmagnetisierungskreise derart ausgebildet, dass die an den Drosselspulen auftretenden rückmagnetisierenden Spannungszeitflächen bei Spannungsschwankungen des speisenden Netzes sich nicht gleichläufig ändern, vorzugsweise sich jedoch bei Spannungserniedrigung des speisenden Netzes vergrössern und umgekehrt. Die bisher bekannten bzw. vorgeschlagenen Rückmagneti- sierungsschaltungen haben die Eigenschaft, dass die rückmagnetisierenden Spannungsflächen sich bei Spannungsschwankungen des speisenden Netzes im gleichen Sinne ändern, d. h. also sich bei Spannungserhöhung vergrössern und bei Spannungserniedrigung verkleinern.
Das hat zur Folge, dass Spannungsschwankungen des speisenden Netzes sich auf die Ausgangsspannung des Stromrichters mehr als proportional auswirken. Eine Spannungsabsenkung des speisenden Netzes würde nämlich die Ausgangsspannung des Stromrichters zunächst proportional herabsetzen; da ausserdem bei den älteren Anordnungen in diesem Fall gleichzeitig die rückmagnetisierende Span- nungsfläche für die Einschaltdrosselspulen kleiner wird, ergibt sich eine weitere Verminderung der Ausgangsspannung des Stromrichters durch eine dementsprechende Vergrösserung der Einschaltstufen. Die Erfindung ermöglicht,
diesen Mangel zu beseitigen.
Es ist bereits eine Rückmagnetisierungsschaltung vorgeschlagen worden, bei der die Reihenschaltung einer Hilfswicklung der sättigungsfähigen Drosselspule und die Wirkung einer ebenfalls sättigungsfähigen Hilfsdrosselspule an einer unsymmetrischen Wechselspannung liegt.
Bei einer Rückmagnetisie- rung dieser Art ist die Hilfsdrosselspule so bemessen, dass der zu ihrer Ummagnetisierung erforderliche Magnetisierungsstrom kleiner ist als der Magnetisie- rungsstrom der Schaltdrosselspule, und dass sie den symmetrischen Anteil der unsymmetrischen Wechselspannung zuzüglich der in dem Kreis auftretenden Schaltdrosselspannungen aufnehmen kann, ohne dass ihr Kern gesättigt wird:
Wird nun an die oben beschriebene Reihenschaltung eine unsymmetrische Wechselspannung gelegt, so ist die Hilfsdrosselspule während eines Teils der Wechselspannungsperiode gesättigt; beim Eintritt der Sättigung geht der von der Reihenschaltung geführte Strom sprunghaft von dem kleineren Magnetisierungsstrom der Hilfsdrosselspule zu dem sehr viel grösseren Magnetisierungsstrom der Schaltdrosselspule über. In diesem Teil der Periode liegt eine rückmagnetisierende Spannung an der Rückmagnetisierungswicklung der Schaltdrosselspule.
Die Dauer dieses Teils und damit die Grösse des zeitlichen Spannungsintegrals können durch Änderung des Grales der Unsymmetrie der unsymmetrischen Wechselspannung geregelt werden. Wird beispielsweise die Unsymmetrie der Rückmagnetisierungsspannung gesteigert, so vergrössert sich das für die Rückmagne- tisierung der Schaltdrosselspule zur Verfügung stehende zeitliche Spannungsintegral.
Die unsymmetri-
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sehe Wechselspannung ist dabei vorzugsweise aus einem reinen Wechselspannungsanteil und einem steuerbaren Gleichspannungs.anteil zusammensetzt Eine solche Anordnung kann als Ausführungsbeispiel der Erfindung derart ausgeführt werden, dass der Gleichspannungsanteil der unsymmetrischen Wechselspannung sich bei Erniedrigung der Netzspannung erhöht und umgekehrt. Gemäss dem früheren Vorschlag kann durch einen die Spannungsaussteuerung des Umformers bestimmenden Regler zusätzlich beeinflusst werden.
Der Erfindungsgedanke kann in diesem Fall mit Vorteil derart verwirklicht werden, dass in der Hilfsgleichrichteranordnung eine vom speisenden Netz abhängige, ungeregelte Gleichspannung einer grösseren, konstanten Gleichspannung entgegengeschaltet ist.
In der Zeichnung ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Gleichrichteranord'nung dargestellt. Die Phasen des speisenden Netzes sind mit R, S und T bezeichnet; an das Netz sind ein Haupttransformator 1 und ein Hilfstransformator 2 angeschlossen. Der Haupttransformator 1 speist den Gleichrichter 3, der in beliebiger Weise geschaltet sein kann, beispielsweise in einer drei- oder mehrphasigen Brückenschaltung oder in einer Saugdrosselschaltung. Der Einfachheit halber ist jeweils nur ein Ventilzweig einschliesslich der zugehörigen Drosselspulen dargestellt.
Jeder Ventilzweig enthält ein Ventil 4, das an sich beliebiger Art sein kann, also beispielsweise ein mechanisch oder magnetisch gesteuertes Schaltventil, ein Trockengleichrichter oder ein p-n-Gleichrichter nach Art der Germanium- oder Siliziumventile. In Reihe mit dem Ventil liegt. die Hauptwicklung 6 einer sättigungsfähigen Drosselspule 5, die zu,r Herstellung einer Einschaltstufe, gegebenenfalls aber auch zur Herstellung einer Ausschaltstufe dient. Für die Rückmagnetisierung der Drosselspule 5 ist ein Kreis vorgesehen, der aus einer Hilfswicklung 7 der Drosselspule 5 und,der Wicklung 9 einer ebenfalls sättigungsfähigen Hilfsdrosselspule 10 besteht.
Diesem Rückmagnetisierungskreis wird eine unsymmetrische Wechselspannung aufgeprägt, deren Herstellung im folgenden beschrieben ist.
Der Hilfstransformator 2 speist einen Hilfsgleichrichter 11, dessen Ausgangsgleichspannung in beliebiger Weise auf Konstanz geregelt ist. Ferner speist der Transformator 2 einen Gleichrichter 12 mit ungeregelter Ausgangsgleichspannung. Die Ausgangsspannung des Gleichrichters 12 folgt also sämtlichen Schwankungen des am Hilfstransformator 2 liegenden Hilfsnetzes, also auch den Schwankungen des Speisenetzes RST. Die Gleichspannung des Gleichrichters 11 ist, beispielsweise mit Hilfe eines zwischengeschalteten Transformators, so bemessen,
dass sie im Bereich der betriebsmässig zu erwartenden Schwankungen des Netzes RST stets grösser ist als die Gleichspannung des Gleichrichters 12. Der Gleichrichter 11 kann auch durch eine netzunabhängige, konstante Spannungsquelle, beispielsweise eine Batterie, ersetzt werden. Die Differenzspannung zwischen den Ausgangsspan- nungen der Gleichrichter 11 und 12 wird nun zur Herstellung der Gleichspannungskomponente der Rückmagnetisierungskreise für die Gleichrichteran- ord'nung 3 benutzt.
Sie liegt an der Reihenschaltung dreier fester Widerstände 13, 14 und 15 und eines einstellbaren Widerstandes 16, dessen Betrag durch ein Regelgerät RG gesteuert wird. Das Regelgerät RG arbeitet in Abhängigkeit von der Ausgangsspannung des Gleichrichters 3.
Die an den Widerständen 13, 14 und 15 abgenommenen Gleichspannungen bestimmen den Gleichspannungsanteil der den Rückmagnetisierungskreisen der Drosselspule 5 zugeführten unsymmetrischen Wechselspannungen. In jeder Phase ist eine besondere Einrichtung WR, WS und WT vorgesehen, die dazu dient, die unsymmetrische Wechselspannung durch Summierung der an 13, 14 bzw. 15 abgenommenen Gleichspannung und einer symmetrischen Wechselspannung herzustellen.
Die an der Einrichtung WR (für WS und WT gilt Entsprechendes) gewonnene unsymmetrische Wechselspannung wird der Reihenschaltung der Wicklungen 7 und 9, die den Drosselspulen 5 bzw. 10 der Phase R zugeordnet sind, zugeführt. Je grösser der Gleichspannungsanteil der unsymmetrischen Wechselspannung ist, umso weiter wird die Drosselspule 5 während der Sperrzeit des Ventils 4 rückmagnetisiert; umso kleiner ist infolgedessen die restliche Spannungszeitfläche, die die Drosselspule 5 nach Beginn der Stromführung des Ventils 4 durchlaufen muss, und damit die Einschaltstufe. Je kleiner aber die Einschaltstufe ist, umso grösser ist die von der Gleichrichteranordnung abgegebene Ausgangsgleichspannung.
Zusammenfassend ergibt sich also, dass die Ausgangsspannung der Gleichrichteranordnung unter sonst gleichen Verhältnissen umso grösser ist, je grösser der Gleichspannungsanteil der an WR gebildeten unsymmetrischen Wechselspannung ist.
Es sei nun angenommen, dass die Netzspannung RST aus irgendwelchen Gründen sinkt. Dadurch würde sich, wenn keine weiteren Vorkehrungen getroffen werden, eine entsprechende Senkung der Ausgangsgleichspannung ergeben. Bei der beschriebenen Anordnung wird einer Senkung der Ausgangsgleichspannung dadurch entgegengewirkt, dass sich der Gleichspannungsanteil der unsymmetrischen Wechselspannung, der für die Rückmagnetisierung der Drosselspule 5 massgebend ist, selbsttätig vergrössert. Er ist nämlich, wie bereits erläutert, gleich der Differenz zwischen der grösseren, konstanten Ausgangsspannung des geregelten Gleichrichters 11 und der kleineren, der Netzspannung folgenden Ausgangsspannung des ungeregelten Gleichrichters 12.
Sinkt also die Netzspannung ab, so vergrössert sich diese Spannungsdifferenz und damit der Gleichspannungsanteil, der zur Rückmagnetisierung der Drosselspule 5 zur Verfügung steht. Wie oben bereits abgeleitet wurde, entspricht eine Vergrösserung des rückmagnetisierenden Gleichspannungsanteiles einer Vergrösserung der Ausgleichsspannung der Gleichrichteranordnung, so
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dass also die Auswirkung der Netzspannungssenkung auf die Ausgangsspannung des Gleichrichters durch den beschriebenen Rückmagnetisierungskreis ganz oder zum Teil kompensiert wird.
Entsprechend: führt eine Vergrösserung der Netzspannung RST zu einer Verkleinerung der Differenz zwischen den Ausgangsspannungen der Hilfsgleichrichter 11 und 12, so dass die rückmagnetisierende Spannungszeitfläche an der Drosselspule 5 verkleinert und die Eingangsstufe vergrössert wird. Diese Vergrö- sserung der Einschaltstufe wirkt im Sinne einer Verkleinerung der Ausgangsspannung der Gleichrichteranordnung; d-. h. also, dass bei Vergrösserung der Netzspannung ein Anstieg der Ausgangsgleichspannung gemildert oder verhindert wird.
Aus den vorstehenden Ausführungen ergibt sich, dass die beschriebene Ausbildung der Rückmagneti- sierungskreise es vor allem ermöglicht, die Auswirkung kurzzeitiger Netzspannungsschwankungen auf die Ausgangsspannung des Stromrichters zu vermindern. Das Regelgerät RG des Ausführungsbeispiels kann daher im Zusammenwirken mit der beschriebenen Rückmagnetisierungsschaltung von der Aufgabe entlastet werden, kurzzeitige Spannungsschwankungen des Netzes auszugleichen, für die es seiner Trägheit wegen ohnehin wenig geeignet ist.
Es ist dann nur noch dazu bestimmt, langsame Spannungsschwankungen, soweit sie von der kompensierenden Rückmagnetisierung nicht voll erfasst werden, auszuregeln. Es kann aber beispielsweise auch dazu dienen, den Ausgangsstrom des Gleichrichters konstant zu halten.