DE641506C - Verfahren zum Abschalten von mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Wechselrichtern - Google Patents

Description

Bekanntlich Ist es bei mit gittergesteuerteai Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Wechselrichtern in Parallelanordnung im allgemeinen nicht möglich, den Wechselrichter allein mit der Gittersteuerung abzuschalten; vielmehr sind außerdem Schalteingriffe in den Hauptstromkreisen erforderlich» Hingegen bereitet das Einschalten von Wechselrichtern mittels der Gittersteuerung nicht die geringsten Schwierigkeiten und ist bereits mit Erfolg durchgeführt -worden. Es ist nun erwünscht, auch den Abschaltvorgang bei Wechselrichtern mittels der Gittersteuerung durchzuführen. Besondere Bedeutung hat eine

ig solche Maßnahme für Wechselrichter, die auf ein Wechselstromnetz ohne taktgebende Spannung arbeiten, bei denen also das ordnungsmäßige Arbeiten im allgemeinen durch die Einfügung eines Eommutierungskondensators sichergestellt ist. Wechselrichter dieser Art kommen in Frage für die Speisung von elektrischen Verbrauchern, die für Wechselstromnietzanschluß gebaut sind, aber in einem Gleichstromnetz verwendet werden sollen, beispielsweise Haushaltapparate von mit Niederspannung betriebenen Beleuchtungsanlagen bei Gleichstrombahnen mit Spannungen von etwa 500 Volt an aufwärts usw. Für diese: Wechselrichter kommt im allgemeinen aussetzender Betrieb in Frage, d.h. es ist haufiges Ein- und Ausschalten erwünscht.

Untersuchungen am Wechselrichter in ParaEelanordnung haben nun gezeigt, daß es bei Erfüllung bestimmter Bedingungen möglich ist, eine Abschaltung allein durch die Gittersteuerung vorzunehmen. Die Herstellung dieser für eine Abschaltung vorauszusetzenden Betriebsbedingungen kann erfindungsgemäß in verschiedener Weise erfolgen. Bei Wechselrichtern, die in Gemeinschaft mit anderen ₄„ Energiequellen das Wechselstromnetz speisen, deren Arbeitsfrequenz also fest gegeben ist, wird zunächst der Wechselstromkreis derart beeinflußt, daß die Schwingungsdauer des abgegebenen Wechselstromes verringert wird. Hierzu sind in den Hauptstromkreisen verschiedene Möglichkeiten vorhanden. Beispielsweise kann die Kapazität des Kommutierungskondensators, sofern ein solcher vorhanden ist, verkleinert werden, oder es kön- j₀ nen die Induktivitäten des Hauptstromkreises verringert werden. In beiden Fällen wird die Eigenfrequenz des von den Hauptstromkreisen .gebadeten Schwingungskreises erhöht. Eine andere Möglichkeit zur Verkleinerung der Schwingungsdauer ist die Dämpfungsminderung, welche in einfachster Weise durch eine vorübergehende Verkleinerung der Be-

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

Theodor Fecker in Stuttgart,

" lastung erzielt werden kann. Durch eine dieser genannten Maßnahmen oder auch durch gleichzeitige Anwendung mehrerer Eingriffe in den Hauptstromkreisen kann man nun er-·

5 reichen, daß der Strom in jeder Entladunga.-: I; Wechselrichter die betriebsmäßige Speisung strecke bereits vor dem Kommutierungsvor-.-J^/ies. .Verbrauchers durchführt, und eine zweite gang den Wert Null erreicht. Nunmehr kann«-|.vniedrigere' Frequenz vorgesehen ist, die in

leuchtungsanlagen, auf Schalteingriffe in den Hauptstromkreisen verzichten und den Wechselrichter in der Weise auslegen, daß eine !.normale Betriebsfrequenz besteht, bei der der

die eigentliche Abschaltung ohne weiteres allein dadurch erfolgen, daß sämtliche Gitter auf Sperrpotential gebracht werden.

Der erwähnte Fall der Dämpfungsänderung kommt z. B. dann in Frage, wenn neben anderen Verbrauchern, die dauernd an das Wechselstromnetz angeschlossen sind, Indukig tionsmotoren, die nur zeitweise in Betrieb sind, wie es beispielsweise bei elektrischen Kühlschränken der Fall ist, gespeist werden; man kann dann den Wechselstromkreis des Wechselrichters derart auslegen, daß bei abgeschaltetem Motor die Bedingungen für die Schwingungsdauer des Stromes gemäß der Erfindung erfüllt sind, so daß unmittelbar anschließend an die Abschaltung des Motors der Wechselrichter allein durch Sperrung der Steuergitter abgeschaltet werden kann; vorteilhaft wird man hierbei den Motorschalter mit einem entsprechenden Schalter in den Gitterkreisen, der beispielsweise eine zusätzliche negative Spannung zu- oder abschaltet, derart kuppeln, daß kurz nach der Abschaltung des Motors die Einschaltung des Sperrpotentials im Gitterkreis erfolgt.

Bei Wechselrichtern, welche allein ein Wechselstromnetz speisen, d.h. bei selbstgeführten Wechselrichtern, können die für die Abschaltung notwendigen Betriebsbedingungen natürlich grundsätzlich in gleicher Weise, wie oben geschildert, hergestellt werden. Jedoch gibt es in diesem Fall gemäß der Erfindung noch eine einfachere Möglichkeit der Einflußnahme, welche in einer Änderung der Steuerfrequenz besteht. Wird nämlich die Steuerfrequenz eines selbstgeführten Wechselrichters bei unverändert belassenen Betriebsbedingungen im Hauptstromkreis erniedrigt, so erreicht man dadurch, daß die Kapazitäten des vom Hauptstromkreis gebildeten Schwingungskreises gewissermaßen zu klein werden; die durch die Eigenfrequenz des Hauptstromkreises bestimmte Stromschwingung verschwindet frühzeitig, bezogen auf die nunmehr eingestellte Steuerfrequenz, d.h. es entsteht dann ein »Kickender Betrieb« des Wechselrichters. Sowie dieser Betriebsfall jedoch eintritt, kann die eigentliche Abschaltung wieder durch Anlegung eines Sperrpotentials an die Gitter erfolgen. Man kann also gerade in Fällen, in denen die Arbeitsfrequenz des Wechselrichters für den Verbraucher belanglos ist und weitere Energiequellen nicht vorhanden sind, z. B. bei Beeinfacher Weise durch Ändern eines Scheinwiderstandes im Steuerkreis hergestellt werden kann. Bei dieser sollen die Strombedingungen im Sinne vorliegender Erfindung erfüllt sein, was durch entsprechende Bemessung der einzelnen Elemente des Wechselstromkreises ohne weiteres sichergestellt werden kann. Nach Herstellung dieser höheren Frequenz kann die Abschaltung mittels der Gitter vorgenommen werden.

Bei einer bewährten Ausführungsform im Sinne vorliegender Erfindung handelt es sich um einen Induktionsmotor, der mit einem Emphasenwechselrichter unmittelbar, d. h. ohne Schalter, gekuppelt ist. Als Wechselrichterhaupttransformator ist ein Transformator vorgesehen, der derart gesättigt ist, 8g daß dem Induktionsmotor eine sinusförmige Spannung und ein sinusförmiger Strom zugeführt werden. In diesem Fall läßt sich die Abschaltung in folgender Weise durchführen: Ein während des normalen Betriebes offener Schalter, der mit Vorkontakten versehen ist, ändert zunächst beim Bewegen der Schaltmesser mittels der Hilfskontakte einen Scheinwiderstand im Steuerkreis und dadurch die Frequenz des Wechselrichters (die Änderung kann in den Gitterkreisen oder im Primärkreis des Gittertransformators vorgenommen werden) und alsdann die Gitterspannungen derart, daß keine weiteren Entladungsstrecken mehr leitend werden. In diesem Fall ist bei normalem Betrieb der dem Wechselrichter zugeführte Strom J_w stark gewellt (vgl. Zeichnung) und würde, wenn im Zeitpunkt t₂ der Kommutierungsvorgang verhindert wird, den Wert Null annehmen. Legt man also im Zeitabschnitt ^₁... t₂ an die Gitter Sperrpotential, so wird kurz nach dem Zeitpunkt t_s der dem Wechselrichter zugeführte Strom /„, und damit auch der Entladungsstrom in der zuletzt brennenden Entladungsstrecke erlöschen. Ein no erneutes Leitendwerden der Entladungsstrecken ist nicht möglich, da an den Gittern Sperrpotential liegt. Ein solches Sperrpotential kann z. B. über den Schalter von einer Batterie geliefert werden. Zweckmäßigerweise wird man dabei die Anordnung derart treffen, daß in der Verbindungsleitung von der Mittelanzapfung der Sekundärwicklung des Gittertransformators zur Kathode ein Widerstand angeordnet ist, an dem während des normalen Betriebes, wo der Schalter geöffnet ist, im wesentlichen keine Spannung liegt, an dem

aber beim Schließen des Schalters die bereit gehaltene negative Spannung zur Auswirkung gelangt, so daß dadurch der Wechselrichter abgeschaltet wird. Vorzugsweise wird der Schalter in Abhängigkeit von anderen Bedingungen gesteuert werden, z. B. in Abhängigkeit von der Temperatur (Kühlschrank) oder von der Zeit (Beleuchtungsanlagen).

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zum Abschalten von mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Wechselrichtern in Parallelanordnung, welche das Wechselstromnetz in Gemeinschaft mit anderen Energiequellen speisen, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst die Schwingungsdauer des vom Wechselrichter abgegebenen Stromes derart verringert wird (Verkleinerung etwa vorhandener Kommutierungskapazitäten, Verringerung der Induktivitäten in den Hauptstromkreisen, Dämpfungsminderung durch Lastverkleinerung), daß der Strom in der zuletzt brennenden Entladungsstrecke bereits vor dem normalen Kommutierungszeitpunkt den Wert Null erreicht, und daß alsdann die eigentliche Abschaltung mittels der Gitter erfolgt, indem sämtliche Gitter auf Sperrpotential gehalten werden.
2. 2. Verfahren zum Abschalten von mit gittergesteuerten Dampf- oder Gasentladungsstrecken arbeitenden Wechselrichtern in Parallelanordnung, welche allein ein Wechselstromnetz speisen, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die Schwingungsdauer des abgegebenen Wechselstromes bei gleichbleibender Steuerfrequenz mit den in Anspruch 1 angegebenen Mitteln verringert wird, oder daß durch Verringerung der Steuerfrequenz bewirkt wird, daß der Strom in jeder Entladungsstrecke bereits vor dem normalen, der verringerten Arbeitsfrequenz entsprechenden Kommutierungszeitpunkt den Wert Null erreicht bzw. bei verhindertem Kommutierungsvorgang den Wert Null erreichen würde, und daß alsdann die Abschaltung mittels der Gitter erfolgt, indem sämtliche Gitter auf Sperrpotential gehal-, ten werden.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen