DE1294533B

DE1294533B - Speed-controlled converter machine

Info

Publication number: DE1294533B
Application number: DE1965U0012040
Authority: DE
Original assignee: Unger Co
Current assignee: Unger Co
Priority date: 1965-09-18
Filing date: 1965-09-18
Publication date: 1969-05-08

Description

Es ist bekannt, daß Stromrichter mit gesteuerten Ventilen, insbesondere Thyristoren, zur Speisung von drehzahlgesteuerten, kommutatorlosen Maschinen verwendet werden können. Die sogenannte Stromrichtermaschine wird über den Stromrichter an eine Gleichspannungsquelle mit einstellbarer Spannung oder über einen Umrichter an ein Wechsel- oder Drehstromnetz angeschlossen. Als Motor kann eine Synchronmaschine mit Gleichstromerregung verwendet werden, die ständerseitig vom Umrichter mit Drehstrom regelbarer Frequenz gespeist wird. Die Steuerung des den Motor speisenden Wechselrichters erfolgt mit der Motorfrequenz, es kann deshalb eine mit der Motorwelle gekuppelte Steuereinrichtung vorgesehen sein. Bei konstanter Erregung ergibt sich durch Änderung der zugeführten Spannung auch eine gleichsinnige Änderung der Drehzahl, man erhält somit eine Nebenschlußcharakteristik der Regelkennlinie.It is known that converters with controlled valves, in particular Thyristors, used to supply speed-controlled, commutatorless machines can be. The so-called converter machine is switched on via the converter a DC voltage source with adjustable voltage or via a converter connected to an alternating or three-phase network. A synchronous machine can be used as the motor with direct current excitation, the stator side of the converter with three-phase current adjustable frequency is fed. The control of the inverter feeding the motor takes place with the motor frequency, therefore a coupled with the motor shaft can be used Control device be provided. With constant excitation results from change the supplied voltage also results in a change in speed in the same direction thus a shunt characteristic of the control characteristic.

Bei einer in Stern geschalteten Mehrphasenwicklung fließt der gesamte Ankerstrom durch jeden Strang. Man hat deshalb den Motor mit einer geschlossenen Gleichstromwicklung versehen, bei der sich der Strom aufteilt und jeweils nur der halbe Ankerstrom gewendet werden muß. Die Ankerwicklung wird mit Anzapfungen versehen, die jeweils über eine Antiparallelschaltung eines gesteuerten Hauptventils mit einem ungesteuerten Freilaufventil mit den Sammelschienen eines Gleichstromkreises verbunden sind. An die von den Gleichstromsammelschienen zum Stromrichter führenden beiden Hauptleiter ist ein Stromwendegerät angeschlossen mit jeweils einer Teilinduktivität einer Kommutierungsdrossel in den beiden Hauptleitem. Ein derartiger Stromrichtermotor ist aus der französischen Patentschrift 1398 393 bekannt.With a star-connected polyphase winding, the entire armature current flows through each strand. The motor was therefore provided with a closed direct current winding, in which the current is divided and only half the armature current has to be turned. The armature winding is provided with taps, which are each connected to the busbars of a direct current circuit via an anti-parallel connection of a controlled main valve with an uncontrolled free-wheeling valve. A commutation device is connected to the two main conductors leading from the direct current busbars to the converter, each with a partial inductance of a commutation reactor in the two main conductors. Such a converter motor is known from French patent 1398 393 .

Die Teilinduktivitäten der Kommutierungsdrosseln sind über eine Reihenschaltung zweier Löschventile miteinander verbunden, an deren Verbindungsleitung ein Belag eines Löschkondensators angeschlossen ist. Der andere Belag des Löschkondensators ist mit einem kapazitiven Mittelpunkt der Gleichspannungsquelle und über jeweils ein gesteuertes Spannungsbegrenzungsventil mit jeweils einer weiteren Teilinduktivität der Kommutierungsdrosseln verbunden. Es wurde nun erkannt, daß sich mit solchen Geräten bei der Stromwendung Schwierigkeiten ergeben können, wenn die Hauptinduktivität der magnetisch verketteten Kommutierungsdrosseln Werte annimmt, die in der Größenordnung der Steuerinduktivität des Kommutierungskreises liegen, das sind die Leistungsinduktivitäten und die Streuinduktivitäten der Kommutierungsdrosseln. Solche Stromwendegeräte sind deshalb für Maschinen größerer Leistung ungeeignet.The partial inductances of the commutating reactors are connected in series two extinguishing valves connected to each other, on their connecting line a covering a quenching capacitor is connected. The other lining of the quenching capacitor is with a capacitive midpoint of the DC voltage source and over each a controlled voltage limiting valve, each with a further partial inductance connected to the commutation reactors. It was now recognized that with such Devices with the current reversal can experience difficulties when the main inductance of the magnetically linked commutating reactors assumes values in the order of magnitude the control inductance of the commutation circuit, these are the power inductances and the leakage inductances of the commutation reactors. Such commutation devices are therefore unsuitable for machines with higher performance.

In der ETZ, 1938, S. 357 bis 360, ist eine Anordnung zur Stromkommutierung beschrieben, die in einer Ausführung zur Gleichrichtung eines mehrphasigen Transformator-Wechselstromes in anderer Ausführung zur mehrphasigen Wechselrichtung eines Gleichstromes nach einem Transformator zu benutzt werden kann. Es handelt sich dabei um die Reihenschaltung einer Drossel und eines Kondensators, der über ein Ladeventil aufgeladen und über ein Löschventil gegen die Kathoden der Ventile zur Gleich-oder Wechselrichtung des Transformatorstromes entladen wird.In ETZ, 1938, pp. 357 to 360, an arrangement for current commutation is described, which can be used in one embodiment for rectifying a polyphase transformer alternating current in another embodiment for multi-phase inverting a direct current after a transformer. It is a series connection of a choke and a capacitor, which is charged via a loading valve and discharged via a quenching valve against the cathodes of the valves for direct or alternating direction of the transformer current.

Die Aufgabe der Erfindung ist es nun, durch eine vorteilhafte Anordnung solcher Stromwendegeräte in Verbindung mit dem die Maschine speisenden Stromrichter die Stromwendung und damit die Betriebseigenschaften der bekannten Stromrichtermaschinen wesentlich zu verbessern.The object of the invention is now through an advantageous arrangement such commutation devices in connection with the power converter feeding the machine the commutation and thus the operating characteristics of the known power converter machines to improve significantly.

Demgemäß betrifft die Erfindung eine drehzahlgesteuerte Stromrichtermaschine mit Gleichstromankerwicklung, deren Stromwenderanschlüsse jeweils über antiparallelgesteuerte Hauptventile eines Stromrichters an die Sammelschienen eines Gleichstromkreises angeschlossen sind, der mit einer stellbaren Gleichstromquelle oder über einen Gleich- bzw. Wechselrichter und gegebenenfalls einen Stelltransformator mit einer ein- oder mehrphasigen Wechselstromquelle verbunden ist, und mit einen Löschkondensator mit Ladegerät enthaltenden Stromwendegeräten, welche an die von den Gleichstromsammelschienen zum Stromrichter führenden beiden Hauptleiter angeschlossen sind. Erfindungsgemäß sind bei dieser Stromrichtermaschine die beiden Hauptleiter, zwischen denen ein zum positiven und ein zum negativen Aufladen des Löschkondensators je eines der Stromwendegeräte vorgesehenes Ladegerät angeschlossen ist, in zwei durch antiparallele Dioden getrennte Doppelleitungen aufgespalten, von denen je eine Leitung mit allen nach der Ankerwicklung stromzuführenden, die andere mit allen aus der Ankerwicklung stromableitenden Hauptventilen des Stromrichters verbunden ist, und antiparallel zu den Hauptventilen jeweils eine Reihenschaltung eines gesteuerten Löschventils mit einem der positiv oder negativ aufgeladenen Löschkondensatoren der Stromwendegeräte angeordnet ist.Accordingly, the invention relates to a speed-controlled converter machine with a direct current armature winding, the commutator connections of which are each connected to the busbars of a direct current circuit via anti-parallel controlled main valves of a converter, which is connected to an adjustable direct current source or via a rectifier or inverter and optionally a variable transformer with a single or multi-phase alternating current source is connected, and with a quenching capacitor with charger containing current reversing devices, which are connected to the two main conductors leading from the direct current busbars to the converter. According to the invention, in this power converter machine, the two main conductors between which an intended for positive and for negative charging the commutating capacitor each one of the current turning devices charger is connected, split into two electrodes separated by anti-parallel diodes double lines from which power supplying one line each connected to all of the armature winding , the other is connected to all the main valves of the converter that dissipate current from the armature winding, and a series connection of a controlled extinguishing valve with one of the positively or negatively charged extinguishing capacitors of the commutation devices is arranged in antiparallel to the main valves.

Das positiv geladene Stromwendegerät kann Löschströme gegen die Kathoden der zu löschenden stromzuführenden Hauptventile, das negativ geladene Stromwendegerät kann Löschströme aus den Anoden der zu löschenden stromableitenden Hauptventfle des Stromrichters führen oder umgekehrt. In zeitlicher Reihenfolge fortschreitend, können jeweils ein stromzuführendes und ein stromableitendes Hauptventil gezündet und das nachfolgende gelöscht werden. Eine derartige Ausbildung der Stromrichtermaschine hat den Vorteil, daß eine unsymmetrische Steuerung der Hauptventile des speisenden Stromrichters ohne Unterbrechung des Ankerstromes während der Kommutierung möglich ist und die Pulszahl der Maschine wesentlich erhöht wird. Zur Aufrechterhaltung des Ankerstromes ohne Unterbrechung bleiben stets mindestens ein dem Anker stromzuführendes und ein den Ankerstrom ableitendes Hauptventil geöffnet.The positively charged commutator can extinguish currents against the cathodes the power supply main valves to be deleted, the negatively charged commutator can extinguish currents from the anodes of the current diverting main ventfle to be extinguished of the converter or vice versa. Progressing in chronological order a current-supplying and a current-dissipating main valve can be ignited and the following will be deleted. Such a design of the converter machine has the advantage that an asymmetrical control of the main valves of the feeding Converter without interrupting the armature current during commutation is and the number of pulses of the machine is increased significantly. To maintain of the armature current without interruption, there is always at least one armature supplying current and a main valve diverting the armature current is opened.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen.To further explain the invention, reference is made to the drawing taken.

F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung der Stromrichtermaschine nach der Erfindung; in F i g. 2 bis 5 ist die Stromwendung im Motor-und Generatorbetrieb der angeschlossenen Maschine veranschaulicht.F i g. 1 shows an embodiment of a circuit of the converter machine according to the invention; in Fig. 2 to 5 illustrate the current reversal in the motor and generator mode of the connected machine.

Besondere Ladegeräte zur Erhöhung der Kondensatorspannung zeigt F i g. 6. F i g shows special chargers for increasing the capacitor voltage. 6th

In F i g. 1 ist das Schaltbild eines beispielsweise mit sechs Stromwenderanschlüssen je Polpaar versehenen Ankers einer Stromrichtermaschine M mit Gleichstromankerwicklung bei Weglassung der Steuerung dargestellt. Zur besseren Unterscheidung seien die gesteuerten Ventile am Stelltransformator T und am Stromrichter als Hauptventile und alle übrigen gesteuerten Ventile als »Ventile« bezeichnet, die nicht steuerbaren einseitig gerichteten Ventile seien »Dioden« genannt. Die mit + und - bezeichneten Gleichstromsammelschienen sind über einen Schalter S, von einem einphasigen Wechselstromnetz aus über den Stelltransformator T und Gleichrichter GR mit Gleichstrom gespeist, der mittels einer InduktivitätL, und eines Kondensators C geglättet wird. Für den Fall, daß die Maschine als Generator arbeitet, tritt an Stelle des GleichrichtersGR der antiparallel dazu geschaltete Wechselrichter WR in Tätigkeit.In Fig. 1 shows the circuit diagram of an armature of a converter machine M provided with six commutator connections per pole pair, for example, with a direct current armature winding when the control is omitted. For a better differentiation, the controlled valves on the variable transformer T and on the converter are referred to as main valves and all other controlled valves as "valves", the non-controllable unidirectional valves are referred to as "diodes". The direct current busbars marked + and - are fed with direct current via a switch S, from a single-phase alternating current network via the variable transformer T and rectifier GR, which is smoothed by means of an inductance L and a capacitor C. In the event that the machine is working as a generator, the inverter WR connected in anti-parallel to it comes into operation instead of the rectifier GR.

Von den Gleichstromsammelschienen führt ein Schalter S2 zu den beiden Hauptleitern, von denen der positive die Glättungsdrossel L, durchsetzt. Die beiden Hauptleiter, zwischen denen die Ladesätze Ki eines positiven und K2 eines negativen Kommutierungs- oder Stromwendegerätes angeordnet sind, verzweigen sich über je zwei antiparallele Dioden D" und Dg in zwei Leiterpaare, die zu zwei Verteilerleitungen führen. Die oberste Verteilerleitung verbindet die Kathoden aller von den Stromwenderanschlüssen herausleitenden stromableitenden gesteuerten Hauptventile 2, 4, 6, 8, 10, 12. Die folgende Verteilerleitung verbindet die Anoden aller zu den Stromwenderanschlüssen hinführenden mit 1, 3, 5, 7, 91 11 bezeichneten stromzuführenden gesteuerten Hauptventile. A switch S2 leads from the direct current busbars to the two main conductors, of which the positive one passes through the smoothing choke L. The two main conductors between which the charging records Ki of a negative commutating or current turning device are arranged a positive and K2 to branch out via two anti-parallel diodes D "and Dg in two pairs of wires which lead to two distribution lines. The top manifold connects the cathodes of all of the conductive current discharging Stromwenderanschlüssen out controlled main valves 2, 4, 6, 8, 10, 12. the following distribution line connecting the anodes of all the Stromwenderanschlüssen afferent with 1, 3, 5, 7, 91 11 designated power supplying controlled main valves.

Von dem Ladesatz K, mit dem Ladeventil v, des positiven Stromwendegerätes zweigt zwischen Ladedrossel 11 und Kondensator c, ein Leiter zur untersten Verteilerleitung ab, welche die Anoden aller positiven gesteuerten Löschventile verbindet, die mit Bezugszeichen l', 3' bis 11' versehen sind und deren Kathoden mit je einer Kathode eines mit 1, 3 bis 11 bezeichneten stromzuführenden Hauptventils verbunden sind. Vom Ladesatz K, mit dem Ladeventil V2 des negativen Stromwendegerätes führt ein zwischen Ladedrossel 12 und Kondensator c. abgezweigter Leiter zur zweituntersten Verteilerleitung ab, die die Kathoden aller negativen gesteuerten Löschventile 2', 4' bis 12' verbindet, deren Anoden mit je einer Anode der stromableitenden Hauptventile 2, 4 bis 12 verbunden sind.From the charging set K, with the charging valve v, of the positive commutation device, a conductor branches off between charging throttle 11 and capacitor c, to the lowest distribution line, which connects the anodes of all positive controlled extinguishing valves, which are provided with reference characters l ', 3' to 11 ' and the cathodes of which are each connected to a cathode of a current-supplying main valve denoted by 1, 3 to 11. From the charging set K, with the charging valve V2 of the negative commutation device, a leads between charging throttle 12 and capacitor c. branched off conductor to the second lowest distribution line, which connects the cathodes of all negative controlled extinguishing valves 2 ', 4' to 12 ', the anodes of which are each connected to an anode of the current-conducting main valves 2, 4 to 12.

Durch die Dioden D", und Dg, welche die von den Hauptleitern abgezweigten Leiterpaare trennen, wird eine Selbststeuerung des Maschinenbetriebes erreicht. Arbeitet die Maschine als Motor, so fließt der Ankerstrom von der positiven Gleichstromsammelschiene über den positiven Hauptleiter, die linke Diode D", und ein mit ungerader Zahl bezeichnetes stromzuführendes Hauptventil in die Ankerwicklung und von dort über ein mit gerader Zahl bezeichnetes stromableitendes Hauptventil, die rechte Diode D. und den negativen Hauptleiter zur negativen Sammelschiene. Arbeitet die Maschine als Generator, so kehrt sich die Richtung des Stromes um, er fließt jetzt von der negativen Sammelschiene über den rechten negativen Hauptleiter, die rechte Diode Dg und ein ungeradzahliges stromzuführendes Hauptventil zur Ankerwicklung und von dort über ein ge- i radzahliges stromableitendes Hauptventil, die linke Diode Dg und den positiven Hauptleiter zur positiven Gleichstromsammelschiene. Beim Weiterschalten sind zeitweise zwei benachbarte Hauptventile über einen Widerstand parallel geschaltet, was zu erheblichen 1 Kurzschlußströmen führen kann. Diese Gefahr kann mit Stromwendegeräten bekämpft werden.The diodes D "and Dg, which separate the pairs of conductors branched off from the main conductors, automatically control the machine operation. If the machine works as a motor, the armature current flows from the positive direct current busbar via the positive main conductor, the left diode D", and a current-supplying main valve labeled with an odd number into the armature winding and from there via a current-carrying main valve labeled with an even number, the right diode D. and the negative main conductor to the negative busbar. If the machine works as a generator, the direction of the current is reversed, it now flows from the negative busbar via the right negative main conductor, the right diode Dg and an odd-numbered current-supplying main valve to the armature winding and from there via an even-numbered current-carrying main valve , the left diode Dg and the positive main conductor to the positive DC bus. When switching on, two adjacent main valves are temporarily connected in parallel via a resistor, which can lead to considerable 1 short-circuit currents. This risk can be combated with commutation devices.

In die Bohrung des Ankers kann ein gleichstromerregtes Polrad oder ein Kurzschluß- bzw. Schleifringläufer eingebaut werden. Wird von der Polradwelle aus die Steuerung der Hauptventile derart betätigt, daß zwischen Ankerfeldachse und Erregerfeldachse ein mittlerer Winkel von 901 el. besteht, so hat die Maschine die Eigenschaften einer Gleichstrommaschine. Ist das Polrad nicht mit der Steuerung verbunden, so wird die Maschine zur Synchronmaschine. Ist ein Kurzschluß- oder Schleifringläufer in die Bohrung eingebaut, so wird die Maschine zur asynchronen Induktionsmaschine. Zur Kompensierung der Blindleistung können Kondensatoren zwischen die Stromwenderanschlüsse geschaltet werden, wie das in F i g. 1 dargestellt ist.A DC excited pole wheel or a squirrel cage or slip ring rotor can be installed in the armature bore. If the control of the main valves is operated from the pole wheel shaft in such a way that there is a mean angle of 901 el between the armature field axis and the exciter field axis, the machine has the properties of a DC machine. If the pole wheel is not connected to the control, the machine becomes a synchronous machine. If a squirrel cage or slip ring rotor is installed in the bore, the machine becomes an asynchronous induction machine. To compensate for the reactive power, capacitors can be connected between the commutator connections, as shown in FIG. 1 is shown.

In den F i g. 2 bis 5 sind positiv und negativ wirkende Stromwendegeräte dargestellt und ihre Wirkungsweise erläutert. In diesen Figuren sind nur die Teile der F i g. 1 wiedergegeben, welche die Wirkungsweise dieser Geräte erkennen lassen. F i g. 2 und 3 zeigen die Wirkungsweise der positiven und negativen Ladegeräte beim mit der Winkelgeschwindigkeit 0 umlaufenden Motor, die F i g. 4 und 5 beim mit der Winkelgeschwindigkeit.Q umlaufenden Generator. Dargestellt sind nur die Hauptleiter bzw. die über Dioden geführten Leiter zu den Hauptventilen, an denen der Vorgang der Ablösung und Löschung gezeigt werden soll. Von der Ankerwicklung ist nur der für diesen Vorgang wichtige Teil geradegestreckt dargestellt. Dargestellt ist auch das betreffende Stromwendegerät mit dem eben wirksamen Löschventil. Das im Zustand der Löschung befindliche Hauptventil ist zur besseren Unterscheidung weiß gelassen.In the F i g. 2 to 5 positive and negative current reversing devices are shown and their mode of operation is explained. In these figures only the parts of FIG. 1 , which show how these devices work. F i g. 2 and 3 show the mode of operation of the positive and negative chargers in the case of the motor rotating at angular velocity 0, FIG. 4 and 5 for the generator rotating at angular velocity.Q. Only the main conductors or the diode-led conductors to the main valves, on which the process of detachment and deletion is to be shown, are shown. Only the part of the armature winding that is important for this process is shown stretched out. Also shown is the commutation device in question with the extinguishing valve that has just been in effect. The main valve, which is in the state of being extinguished, is left white for better differentiation.

Wird vor die Kathode eines stromzuführenden Hauptventils eine positive Spannung gelegt, die höher ist als die Betriebsgleichspannung der Maschine, so verliert das Hauptventil seine Leitfähigkeit: es erlischt. Die gleiche Erscheinung tritt ein, wenn vor die Anode eines stromableitenden Hauptventils eine negative Spannung gelegt wird, deren Absolutwert größer ist als die Betriebsgleichspannung: auch dieses Hauptventil wird gelöscht. Da hier die Löschspannung vom Kondensator des Ladesatzes hergeleitet wird, ergibt sich stets ein Stromkreis Kondensator# Löschventil-Ankerwicklung-Hauptventil - andere Kondensatorseite.If a positive voltage that is higher than the DC operating voltage of the machine is placed in front of the cathode of a current-supplying main valve, the main valve loses its conductivity: it goes out. The same phenomenon occurs if a negative voltage is placed in front of the anode of a current-dissipating main valve, the absolute value of which is greater than the DC operating voltage: this main valve is also extinguished. Since the extinction voltage is derived from the capacitor of the charging set, there is always a circuit capacitor # extinguishing valve-armature winding-main valve - other capacitor side.

Der in diesem Kreis fließende Strom ist der Löschstrom, der beim Motor im Linkslauf fließt. Der positive Löschstrom des Ladesatzes Ki in F i g. 2 fließt von der positiven Belegung des über Ladeventil vi und Ladedrossel 11 geladenen Kondensators cl über das Löschventil Y, das über seine Kathode die positive Löschspannung gegen das Hauptventil 3 gebracht hat und es zum Erlöschen bringt, und fließt nun an Stelle des bisherigen Stromes zur Ankerwicklung und von dieser über das stromableitende Hauptventil 10 und die rechte Diode D" zur negativen Kondensatorbelegung, wodurch der Kondensator entladen wird. Der Hauptstrom, über die Glättungsdrossel L, und linke Diode D. kommend, und der Löschstrom fließen parallel, nur das Hauptventil 3 ist abgeschaltet, während das neu eingeschaltete Hauptventil 1 den Hauptstrom übernimmt. In dieser im allgemeinen sehr kurzen übergangszeit, in der der Löschstrom verschwindet und der Strom im Hauptventil 1 ansteigt, findet also ein Ausgleich statt, der in der Ankerwicklung den Strom kaum ändert. In F i g. 3, die sich ebenfalls auf den finkslaufenden Motor bezieht, wird dieser Stromwendevorgang für die stromableitenden Hauptventile 8 und 10 dargestellt. Hier muß das negative Stromwendegerät in Tätigkeit treten. Der Ladesatz K, ist spiegelbildlich zum Ladesatz der F i g. 2 geschaltet. Vom negativen Hauptleiter wird über das Ladeventil v', und die Ladedrossel 1, der Kondensator c. aufgeladen und zwischen Ladedrossel und negativer Kondensatorseite der Leiter zum negativen Löschventil 10' geführt, das über seine Anode gegen die Anode des Hauptventils 10 mit negativer Spannung wirkt und es löscht. Der bisher durch das Hauptventil 10 fließende Strom kann nicht mehr fließen, er wird durch den in gleicher Richtung fließenden Kondensatorstrom oder Löschstrom ersetzt, der zur negativen Seite des Kondensators c. fließt, während die positive Kondensatorseite sich nach dem positiven Hauptleiter hin entlädt. Der über die Glättungsdrossel L2, linke Diode D, und Hauptventil 1 kommende Hauptstrom gelangt über das neu eingeschaltete Hauptventil 8 und die rechte Diode D. zum negativen Hauptleiter. Der Weg des Löschstromes ist in den F i g. 2 bis 5 durch gestrichelte Pfeile gekennzeichnet, der Weg des Hauptstromes durch ausgezogene Pfeile. Man erkennt, daß die beiden Ströme bis auf die vom oder zum Kondensator führenden Strecken immer parallel verlaufen.The current flowing in this circuit is the extinguishing current that flows counterclockwise in the motor. The positive erase current of the charge set Ki in FIG . 2 flows from the positive assignment of the capacitor cl charged via charging valve vi and charging throttle 11 via the extinguishing valve Y, which has brought the positive extinguishing voltage to the main valve 3 via its cathode and causes it to go out, and now flows to the armature winding instead of the previous current and from the latter via the current discharging the main valve 10, the right diode and D "to the negative capacitor allocation, whereby the capacitor is discharged. the main flow is coming over the smoothing reactor L, and the left diode D., and erasing current flow in parallel, only the main valve 3 switched off, while the newly switched on main valve 1 takes over the main current. In this generally very short transition time, in which the extinguishing current disappears and the current in main valve 1 increases, an equalization takes place that hardly changes the current in the armature winding i g. 3, which also relates to the left-hand motor, is this current reversal process for the current-diverting main valves 8 and 10 shown. This is where the negative commutator must come into action. The charge set K i is the mirror image of the charge set in FIG . 2 switched. From the negative main conductor via the loading valve v ', and the loading throttle 1, the capacitor c. charged and led between the charging choke and the negative capacitor side of the conductor to the negative extinguishing valve 10 ' , which acts via its anode against the anode of the main valve 10 with negative voltage and extinguishes it. The current flowing through the main valve 10 up to now can no longer flow, it is replaced by the capacitor current flowing in the same direction or the extinguishing current flowing to the negative side of the capacitor c. flows while the positive capacitor side discharges to the positive main conductor. The main current coming via the smoothing throttle L2, left diode D, and main valve 1 reaches the negative main conductor via the newly switched on main valve 8 and the right diode D. The path of the extinguishing current is shown in FIGS . 2 to 5 marked by dashed arrows, the path of the main stream by solid arrows. It can be seen that the two currents always run parallel except for the sections leading from or to the capacitor.

Die F i g. 4 und 5 beziehen sich auf dieselbe linkslaufende Maschine als Generator mit analogen, für den Motorbetrieb bereits erläuterten Bezugszeichen. Auch hier verlaufen Hauptstrom und Löschstrom parallel bis auf die Strecke Löschventil-Kondensator. Während beim Motor im Anker beide Ströme von links nach rechts fließen, fließen sie beim Generator von rechts nach links. Nicht eingezeichnet sind die Ladeströme der Ladegetäte, weil sie mit einer sehr viel höheren Frequenz fließen müssen, als die höchste Arbeitsfrequenz der Maschine beträgt, damit die Kondensatoren immer aufgeladen sind, bevor ein Löschventil zündet.The F i g. 4 and 5 relate to the same counter-clockwise machine as a generator with analogous reference numerals already explained for engine operation. Here, too, the main flow and extinguishing current run parallel to the extinguishing valve-capacitor section. While both currents flow from left to right in the armature of the motor, they flow from right to left in the generator. The charging currents of the charging devices are not shown because they have to flow at a much higher frequency than the machine's highest operating frequency so that the capacitors are always charged before an extinguishing valve ignites.

Die Ablösung der Hauptventile geht beim Motor wie beim Generator mit derselben Reihenfolge vor sich, jedoch ist es zweckmäßig, nicht gleichzeitig ein stromzuführendes und ein stromableitendes Hauptventil zu zünden oder zu löschen, weil durch eine zeitliche Verschiebung um den halben Winkel zwischen benachbarten Stromwenderanschlüssen die Pulszahl der Maschine vervierfacht wird, was einen sehr ruhigen Lauf ergibt.The replacement of the main valves goes along with the engine as with the generator in the same order, but it is advisable not to do one at the same time to ignite or extinguish a current-feeding and a current-discharging main valve, because due to a time shift by half the angle between neighboring ones Commuter connections the number of pulses of the machine is quadrupled, which is a great deal results in a smooth run.

Die Reihenfolge der Zündungen und Löschungen muß so vor sich gehen, daß immer ein in der Zeit voreilendes Hauptventil gezündet und dann erst das nachfolgende Hauptventil gelöscht'wird, wobei während einer wenige Mikrosekunden dauernden Zeit beide Ventile, die an derselben Gleichspannung liegen, parallel geschaltet sind.The order of the ignitions and extinguishing must proceed in such a way that that always a leading main valve ignited in the time and only then the following one Main valve is deleted 'during a period of a few microseconds both valves, which are connected to the same DC voltage, are connected in parallel.

In den F i g. 1 bis 5 sind an allen Ladesätzen der Stromwendegeräte Ausgleichsdioden D angebracht, die den Löschkondensator in Richtung von der E negativen zur positiven Belegungsseite des Kondensators überbrücken. Sie verhindern eine Umpolung des Löschkondensators; denn wie aus den F i g. 2 bis 5 zu ersehen ist, wird bei jeder Löschung die negative Kondensatorseite durch den Löschstrom E positiv aufgeladen. Die AusgleichsdiodenD führen jede positive Ladung auf die positive Kondensatorseite ab und gleichen damit die Ladungen wieder aus. Nach Zündung des Ladeventilsvi bzw. v. steigt die Kondensatorspannung bekanntlich auf den doppelten Wert der Ladespannung. Diese Spannung genügt für die meisten Fälle der Löschung. Wird eine noch höhere Kondensatorspannung gefordert, so kann das in bekannter Weise mit Hilfe eines »Umladeventils« b. bzw. b. nach F i g. 6 erreicht werden, das die entgegengesetzte Polarität haben muß wie das Ladeventil a. bzw. a.. Nach Zündung des Ladeventils steigt die Kondensatorspannung auf die doppelte Ladespannung an. Zündet man nun das Umladeventil, das über die Ladedrossel 11 bzw. 12 mit dem Kondensator Ci bzw. C, verbunden ist, so wird dessen Ladung umgepolt. Wird nun nochmals das Ladeventil gezündet, so steigt mit nochmaliger Umladung auf die ursprüngliche Polarität die Kondensatorspannung auf den vierfachen Wert der Ladespannung an.In the F i g. 1 to 5 are attached to all charging sets of the commutation devices compensation diodes D , which bridge the quenching capacitor in the direction from the negative E to the positive occupancy side of the capacitor. They prevent polarity reversal of the quenching capacitor; because as shown in FIGS. 2 to 5 can be seen, the negative capacitor side is positively charged by the extinguishing current E with each erasure. The compensation diodes D discharge any positive charge to the positive capacitor side and thus balance the charges again. After ignition of the loading valve vi or v. As is well known, the capacitor voltage increases to twice the value of the charging voltage. This voltage is sufficient for most cases of extinction. If an even higher capacitor voltage is required, this can be done in a known manner with the help of a "transfer valve" b. or b. according to FIG. 6 can be achieved, which must have the opposite polarity as the loading valve a. or a .. After the charging valve has been ignited, the capacitor voltage rises to double the charging voltage. If you now ignite the transfer valve, which is connected to the capacitor Ci or C via the charging throttle 11 or 12, its charge is reversed. If the charging valve is ignited again, the capacitor voltage rises to four times the value of the charging voltage when the charge is changed again to the original polarity.

In F i g. 6 ist das untere Ladegerät K, mit den Ventilen a, und bl, der Ladedrossel 11 und dem Kondensator Ci ein negatives, das obere Ladegerät K, mit a., 1., C2 und b. ein positives. In beiden Fällen erhält der Kondensator die Polarität, die er nach einfacher Ladung mit dem Ladeventil al bzw. a. erhalten hatte. Für diese Vervielfachung der Ladespannung wird allerdings die dreifache Zeit benötigt wie für die einfache Verdoppelung. In Wirklichkeit fallen die Kondensatorspannungen wegen der Widerstände geringer aus als die theoretischen Werte, sie sind aber immer weit höher als die Betriebsspannung der Maschine.In Fig. 6 , the lower charger K, with the valves a, and bl, the charging throttle 11 and the capacitor Ci is a negative one, the upper charger K, with a., 1., C2 and b. a positive one. In both cases, the capacitor receives the polarity that it would have after a single charge with the loading valve a1 or a. had received. For this multiplication of the charging voltage, however, three times the time is required as for the simple doubling. In reality, the capacitor voltages are lower than the theoretical values because of the resistances, but they are always much higher than the operating voltage of the machine.

Claims

Patent applications: 1. Speed-controlled converter machine with direct current armature winding, the commutator connections of which are connected to the busbars of a direct current circuit via anti-parallel controlled main valves of a converter, which is connected to an adjustable direct current source or via a rectifier or inverter and possibly a variable transformer with a single or multi-phase alternating current source is connected, and with a quenching capacitor containing with charger current turning devices which are connected to the leads from the direct current busbars to the converter two main conductor, d a dur ch g ek ted b y ei ch n et that the two main conductors between which a to the positive and for the negative charging of the quenching capacitor each one of the current reversing devices (K1, K2) provided charger is connected, are split into two double lines separated by anti-parallel diodes (D., Dg), of which one line each with all na ch of the armature winding (1, 3, 5, 7, 9, 11) that feeds current, the other is connected to all main valves (2, 4, 6, 8, 10, 12) of the converter that divert current from the armature winding, and anti-parallel to the main valves (1 to 12) a series connection of a controlled Löschvenfils (1 'to 1V) with one of the positively or negatively charged extinguishing capacitors (C or C.) of the commutation devices (K1, K2) is arranged.

2. Converter machine according to claim _l, characterized in that a controlled charging valve (v) connected to the positive main conductor on the anode side is connected via a charging throttle (11) to the quenching capacitor (C) belonging to the first commutator (KI), the negative assignment of which is connected to the negative main conductor is connected, and that a conductor branches off between the charging choke (11) and the positive capacitor assignment, through which positive charge can be fed to all controlled extinguishing valves (1 ', 3' ...) whose cathodes are connected to the cathodes of the main valves ( 1, 3 ...) of the converter are connected. 3. converter machine according to claim 1, characterized in that a cathode side connected to the negative main conductor controlled charging valve (v.) Via a charging throttle (12) with the second commutation device (K2) associated quenching capacitor (C2) is connected to the positive assignment of the positive main conductor is connected, and that a conductor branches off between the charging choke (12) and the negative capacitor assignment, through which negative charge can be fed to all controlled extinguishing valves (2 ', 4' ...) whose anodes are connected to the anodes of the current-dissipating main valves ( 2, 4 ...) of the converter are connected. 4. converter machine according to claim 1, characterized by in each case one after the positive assignment of the quenching capacitor (C., C2) of the current reversing device (K "K2) directed compensation diode.