DE1195808B

DE1195808B - Arrangement for inertial switching of an electrical power

Info

Publication number: DE1195808B
Application number: DEP21532A
Authority: DE
Inventors: Marcel Charles Pfister
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-10-16
Filing date: 1958-10-16
Publication date: 1965-07-01
Also published as: CH378975A

Description

Anordnung zum trägheitslosen Schalten einer elektrischen Leistung Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur trägheitslosen Schaltung einer elektrischen Leistung vermittels Thyratrons.Arrangement for inertial switching of an electrical power The invention relates to an arrangement for the inertia-free switching of an electrical Power through thyratron.

Es ist häufig erforderlich, von einem Steuerimpuls, der z. B. von einer strahlungsempfindlichen Zelle geliefert wird, eine relativ hohe elektrische Leistung zu steuern. Ein Beispiel hierfür tritt etwa bei der elektronischen Steuerung von Walzwerken auf: Ein Tastkopf mit einer Bleisulfidzelle liefert beim Vorbeigehen des Walzgutes einen Impuls. Von diesem Impuls wird eine Weiche oder Schere gesteuert, wozu eine relativ große elektrische Leistung geschaltet werden muß. Man hat derartige Steuerungen mit Schützen ausgeführt, durch welche die erforderliche relativ hohe Leistung geschaltet wird. Die Schütze haben aber eine erhebliche Ansprechverzögerung, die zudem nicht hinreichend genau definiert ist. Bei Hintereinanderschaltung von mehreren Schützen summieren sich die Ansprechfehler. Dadurch sind die üblichen Schützensteuerungen für viele Zwecke unbrauchbar, insbesondere auch für die Steuerung von Walzwerken, in denen das Walzgut mit hoher Geschwindigkeit durchläuft.It is often necessary to use a control pulse, e.g. B. from a radiation-sensitive cell is delivered, a relatively high electrical Control performance. An example of this occurs in the electronic control system from rolling mills to: A probe head with a lead sulfide cell delivers when passing the rolling stock an impulse. A switch or scissors is controlled by this impulse, for which a relatively large electrical power must be switched. One has such Controls carried out with contactors, through which the required relatively high Power is switched. However, the contactors have a considerable response delay, which is also not sufficiently precisely defined. When connecting in series of several contactors add up the response errors. This means the usual contactor controls useless for many purposes, especially for controlling rolling mills, in which the rolling stock passes through at high speed.

Man hat bereits zum trägheitslosen Schalten einer elektrischen Leistung rein elektronische Steuervorrichtungen vorgesehen, bei denen durch einen Steuerimpuls ein Thyratron zur Schaltung einer relativ hohen Leistung gezündet wird. Bei den bekannten Anordnungen wird das Thyratron mit Gleichstrom gespeist und von dem Steuerimpuls direkt gezündet. Das Thyratron zündet trägheitslos und brennt dann weiter, auch wenn der auslösende Impuls abgeklungen ist.One already has to switch an electrical power without inertia purely electronic control devices provided in which by a control pulse a thyratron is ignited to switch a relatively high power. Both known arrangements, the thyratron is fed with direct current and by the control pulse ignited directly. The thyratron ignites inertly and then continues to burn, too when the triggering impulse has died down.

Wenn man hohe Leistungen auf diese Weise steuern will, so braucht man hierbei Thyratrons spezieller Konstruktion mit relativ großen Abmessungen, die teuer sind. Außerdem müssen die Thyratrons mit Gleichstrom gespeist werden, der vom Netz her üblicherweise nicht zur Verfügung steht. Daher muß die zu schaltende elektrische Leistung vorher gleichgerichtet werden. Gleichrichter für hohe Leistungen stellen einen weiteren recht erheblichen Aufwand dar.If you want to control high performance in this way, you need one here Thyratrons special construction with relatively large dimensions, the are expensive. In addition, the thyratrons must be fed with direct current, the is usually not available from the network. Therefore the one to be switched must electrical power must be rectified beforehand. Rectifier for high power represent another quite considerable effort.

Es sind Schaltanordnungen bekannt, bei denen die Thyratrons an einerWechselspannung liegen und zugleich als Gleichrichter wirken. Für die trägheitslose Schaltung einer Leistung von einem Impuls, also eine Schaltung ohne undefinierte Verzögerung, ist eine solche Anordnung nicht ohne weiteres brauchbar. Das Thyratron zündet nur, wenn seine Anodenspannung im Augenblick des Zündimpulses positiv ist, so daß eine trägheitslose Zündung -oder überhaupt eine Zündung - nicht gewährleistet ist.Switching arrangements are known in which the thyratrons are connected to an alternating voltage and act as a rectifier at the same time. For the inertia-free switching of a Power of one pulse, i.e. a circuit without undefined delay such an arrangement is not readily usable. The thyratron only ignites when its anode voltage is positive at the moment of the ignition pulse, so that there is no inertia Ignition - or ignition at all - is not guaranteed.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit möglichst geringem Aufwand eine trägheitslose Schaltung einer Leistung vermittels Thyratrons zu bewirken.The invention is based on the object with as little effort as possible to effect an inertia-free switching of a power by means of thyratron.

Die Erfindung besteht darin, daß wenigstens drei Thyratrons in den drei Phasen eines Drehstromes liegen und eine an den Steuergittern des Thyratrons liegende Sperrspannung durch einen von einem elektrischen Steuerimpuls zum Ansprechen gebrachten elektronischen Schalter abschaltbar ist.The invention is that at least three thyratrons in the three phases of a three-phase current and one on the control grid of the thyratron Lying reverse voltage by one of an electrical control pulse to respond Brought electronic switch can be switched off.

Zum Schalten der Leistung dient somit nicht der Steuerimpuls selbst, der z. B. von einer Bleisulfidzelle geliefert wird. Die Leistung wird vielmehr mittels eines Hilfssteuerkreises geschaltet, der durch den Steuerimpuls elektronisch und daher trägheitslos umgeschaltet wird und dann die Sperrspannung an den Gittern der Thyratrons abschaltet. Dann werden die Thyratrons leitend, sobald die daran anliegende Wechselspannung ihre positive Halbwelle hat, und wirken so als einfache Gleichrichter.The control pulse itself is not used to switch the power, the z. B. is supplied by a lead sulfide cell. Rather, the performance is means an auxiliary control circuit switched electronically and by the control pulse is therefore switched over without inertia and then the reverse voltage on the grids of the Thyratrons turns off. Then the thyratrons become conductive as soon as the one adjoins them AC voltage has its positive half-wave, and so act as simple rectifiers.

Mit einem einzigen Thyratron und einem einfachen Wechselstrom würde man aber die angestrebte trägheitslose Schaltmöglichkeit noch nicht erreichen, weil der Steuerimpuls ja auch zu einem Zeitpunkt erscheinen könnte, zu dem die Speisespannung des Thyratrons noch negativ ist. Dann fiele zwar die Sperrspannung am Gitter des Thyratrons weg, das Thyratron würde aber noch keinen Strom führen, bis seine Anodenspannung wieder positiv wird. Daser gäbe eine undefinierte Ansprechverzögerung bis zu 10 Millisekunden. Bei einer heute bei elektrisch gesteuerten Walzwerken durchaus üblichen Walzgutgeschwindigkeit von 50 m/sec entspräche das einer Walzgutgeschwindigkeit von einem halben Meter. Ein weiteres Merkmal der Erfindung sieht daher vor, daß drei entsprechend gesteuerte Thyratrons in den drei Phasen eines Drehstromes liegen. Dann können nämlich Verzögerungen der geschilderten Art nicht auftreten, weil bei Drehstrom in jedem Augenblick stets wenigstens eine Phase positiv ist. Bei Verwendung von Drehstrom ergibt sich also trotz des Wechselstromcharakters ein trägheitsloses Einschalten der zu schaltenden Leistung. Drehstrom ist in den Fabriken stets verfügbar, und man braucht nicht einen Hochleistungsgleichstrom zu erzeugen. Außerdem ergibt sich der Vorteil, daß die Leistung auf drei Thyratrons verteilt werden kann, so daß man relativ handliche Thyratrons geringerer Leistung verwenden kann.With a single thyratron and a simple alternating current would but you cannot yet achieve the desired inertia-free switching option because the control pulse could also appear at a point in time when the supply voltage of the thyratron is still negative. Then the reverse voltage would fall on the grid of the Thyratron gone, but the thyratron would not carry any current until its anode voltage becomes positive again. This would give an undefined response delay of up to 10 Milliseconds. At one today with electrically controlled rolling mills The normal rolling stock speed of 50 m / sec would correspond to a rolling stock speed by half a meter. Another feature of the invention therefore provides that three appropriately controlled thyratrons are in the three phases of a three-phase current. Then delays of the type described cannot occur because at Three-phase current is always at least one phase positive at any moment. Using of three-phase current, despite the alternating current character, there is an inertia-free Switching on the power to be switched. Three-phase current is always available in the factories, and there is no need to generate a high-power direct current. Also results the advantage that the power can be distributed to three thyratrons, so that you can use relatively handy thyratrons of lower power.

Der elektronische Schalter kann aus einem gleichstromgespeisten Hilfsthyratron bestehen, das durch den Steuerimpuls gezündet wird. Um das Hilfsthyratron zu speisen, ist keine Starkstromquelle erforderlich, da die Gleichspannung nur zur Steuerung des Starkstromthyratrons dient.The electronic switch can consist of a DC-fed auxiliary thyratron consist, which is ignited by the control pulse. To feed the auxiliary thyratron, No power source is required, as the DC voltage is only used for control of the heavy current thyratron.

Statt eines Hilfsthyratrons können natürlich gegebenenfalls auch andere elektronische Schalter, z. B. eine bistabile Kippschaltung, vorgesehen werden.Instead of an auxiliary thyratron, of course, others can also be used electronic switches, e.g. B. a bistable flip-flop can be provided.

Es kann an dem Gitter des oder der Starkstromthyratrons zusätzlich eine Wechselspannung zur Regelung der geschalteten Leistung anliegen.It can also be attached to the grid of the heavy current thyratron an alternating voltage is present to regulate the switched power.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abbildung schematisch dargestellt und im folgenden beschrieben: Ein Tastkopf mit einer Bleisulfidzelle liefert beim Durchgang glühenden Walzgutes einen Impuls 2, der in einem Verstärker 3 verstärkt und in einem elektronischen Zeitrelais 4 in vorbestimmter Weise verzögert wird. Der verzögerte Impuls 5 gelangt auf das Gitter eines Thyratrons 6 (Hilfsthyratron), das von einer Gleichspannung U gespeist wird. In Reihe mit dem Thyratron 6 liegt ein Schalter 7 zum Einschalten der Anlage und ein Kathodenwiderstand B. Die Kathode des Thyratrons 6 liegt am Gitter eines Starkstromthyratrons 9, das von einer Phase eines Drehstromes gespeist wird. Solange das Thyratron 6 noch nicht gezündet hat, also einen sehr hohen Widerstand darstellt, liegt am Gitter des Thyratrons 9 die volle negative Gleichspannung U. Das Thyratron 9 ist gesperrt. Wird das Thyratron 6 durch den Impuls 5 gezündet, so fließt durch den Widerstand 8 ein starker Strom, so daß an diesem praktisch die volle Spannung U abfällt, während die Spannung am Thyratron 6 zusammenbricht. Das Gitter des Thyratrons 9 wird dadurch positiv, und das Thyratron 9 zündet. Es wirkt dann als Gleichrichter. Der am Gitter des Thyratrons 9 anliegenden Spannung wird über einen Transformator 10 eine Wechselspannung überlagert, mittels derer durch Phasenschnitt in bekannter Weise die durch das Thyratron 9 geschaltete Leistung geregelt werden kann.An embodiment of the invention is shown schematically in the figure and described below: A probe with a lead sulfide cell delivers a pulse 2 as it passes through glowing rolling stock, which is amplified in an amplifier 3 and delayed in a predetermined manner in an electronic time relay 4. The delayed pulse 5 reaches the grid of a thyratron 6 (auxiliary thyratron), which is fed by a direct voltage U. In series with the thyratron 6 is a switch 7 for switching on the system and a cathode resistor B. The cathode of the thyratron 6 is on the grid of a high-voltage thyratron 9, which is fed by a phase of a three-phase current. As long as the thyratron 6 has not yet ignited, ie represents a very high resistance, the full negative direct voltage U is applied to the grid of the thyratron 9. The thyratron 9 is blocked. If the thyratron 6 is ignited by the pulse 5, a strong current flows through the resistor 8 , so that practically the full voltage U drops across it, while the voltage across the thyratron 6 collapses. The grid of the thyratron 9 becomes positive and the thyratron 9 ignites. It then acts as a rectifier. The voltage applied to the grid of the thyratron 9 is superimposed on an alternating voltage via a transformer 10, by means of which the power switched by the thyratron 9 can be regulated by phase cutting in a known manner.

Von den übrigen Phasen des Drehstromes werden ebenfalls Thyratrons 9', 9" gespeist, die in entsprechender Weise gezündet und geregelt werden. Der erhaltene Gleichstrom kann beispielsweise eine Magnetkupplung für eine auf das Walzgut einwirkende Schere erregen.The other phases of the three-phase current are also thyratrons 9 ', 9 ", which are ignited and regulated in a corresponding manner. The received Direct current can, for example, be a magnetic coupling for one acting on the rolling stock Excite scissors.

Die beschriebene Steuervorrichtung arbeitet rein elektronisch, ohne jegliche mechanischen Kontakte, also vollständig trägheitslos, so daß sie zur Steuerung von extrem schnellen Vorgängen, insbesondere bei hohen Walzgutgeschwindigkeiten, anwendbar ist.The control device described works purely electronically, without any mechanical contacts, so completely inertial, so that they are used for control of extremely fast processes, especially at high rolling stock speeds, is applicable.

Claims

Claims: 1. Arrangement for inertial switching of an electrical Power by means of thyratron, in which the thyratron is connected to an alternating voltage lie and at the same time act as a rectifier, characterized in that at least three thyratrons are in the three phases of a three-phase current and one on the control grid the reverse voltage of the thyratron by means of an electrical control pulse brought to response electronic switch can be switched off.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the electronic switch consists of a DC-fed auxiliary thyratron, which is ignited by the control pulse will.

3. Arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that on the grid of the high-voltage thyratron or thyratron also an alternating voltage for regulation the switched line is present.

4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the electronic pulse is delayed by an electronic time relay. Considered publications: German Patent Nos. 953 629, 945 274, 924 999; German Auslegeschriften Nos. 1000 491, 1 024 143, 1037 033; British Patent No. 529,539.