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DE1127461B - Steuerverfahren fuer Stromrichteranlagen in Umkehrschaltung - Google Patents

Steuerverfahren fuer Stromrichteranlagen in Umkehrschaltung

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Publication number
DE1127461B
DE1127461B DEB59239A DEB0059239A DE1127461B DE 1127461 B DE1127461 B DE 1127461B DE B59239 A DEB59239 A DE B59239A DE B0059239 A DEB0059239 A DE B0059239A DE 1127461 B DE1127461 B DE 1127461B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
current
commutation
groups
commutation groups
currents
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DEB59239A
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Manfred Depenbrock
Dipl-Ing Karl Oehlke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BBC BROWN BOVERI and CIE
BBC Brown Boveri AG Germany
Original Assignee
BBC BROWN BOVERI and CIE
Brown Boveri und Cie AG Germany
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BBC BROWN BOVERI and CIE, Brown Boveri und Cie AG Germany filed Critical BBC BROWN BOVERI and CIE
Priority to DEB59239A priority Critical patent/DE1127461B/de
Priority to CH1025461A priority patent/CH387779A/de
Priority to BE607833A priority patent/BE607833A/fr
Publication of DE1127461B publication Critical patent/DE1127461B/de
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/006Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output using discharge tubes
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00Conversion of AC power input into DC power output; Conversion of DC power input into AC power output
    • H02M7/02Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal
    • H02M7/04Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/15Conversion of AC power input into DC power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using discharge tubes only

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

  • Steuerverfahren für Stromrichteranlagen in Umkehrschaltung Unter Stromrichtern in Umkehrschaltung versteht man bekanntlich Anordnungen mit gesteuerten Gasentladungsgefäßen, die einen Betrieb eines Stromverbrauchers in beiden Stromrichtungen zulassen. Derartige Anordnungen sind häufig für elektromotorische Antriebe und als Umrichter, beispielsweise zur Umformung von Drehstrom von 50 Hz in Einphasenwechselstrom von 16Z/3 Hz, in Anwendung.
  • Sie können verschiedenartig geschaltet sein, je nachdem, welche Stromrichtergefäße zur Verfügung stehen. Bei Verwendung von Mehranoden-Stromrichtergefäßen kommen bekanntlich diejenigen Schaltungen in Betracht, die als Kreuzschaltung bezeichnet sind.
  • Unter diesen bekannten Kreuzschaltungen werden am häufigsten solche gewählt, die sich auf die Verwendung von Sechsanoden-Stromrichtergefäßen beziehen. Eine unter diesen bevorzugte Schaltung ist die sogenannte 2 - 3-Phasen-Schaltung mit Saugdrossel. Diese Schaltung bildet bekanntlich zwei dreiphasige, in der Phasenlage der Transformatorspannungen um 180° versetzte Stromrichtersysteme, die über die Saugdrossel parallel geschaltet sind. Der Transformator hat dabei für gewöhnlich sekundärseitig zwei in Stern geschaltete Dreiphasenwicklungen, die mit den zugehörigen Entladungsstrecken des Stromrichtergefäßes zwei sogenannte Kommutierungsgruppen bilden. Da eine derartige Anordnung von Transformator, Saugdrossel und Stromrichtergefäßen für jede der beiden Stromrichtungen des Verbraucherstromkreises benötigt wird, sind für eine Umkehrschaltung zwei Stromrichtersysteme der beschriebenen Art erforderlich, wobei die vier in Stern geschalteten Dreiphasenwicklungen die Sekundärwicklungen eines gemeinsamen Transformators mit einer Primärwicklung bilden können und die beiden Saugdrosselwicklungen ebenfalls auf einem gemeinsamen Eisenkern aufge. bracht sein können.
  • Die Gesamtanordnung umfaßt dementsprechend vier Kommutierungsgruppen, nämlich zwei für die eine Stromrichtung und zwei für die andere Stromrichtung des Verbraucherstromkreises.
  • Die Parallelschaltung der je zwei zur gleichen Stromrichtung gehörenden, in der Phasenlage der Transformatorspannungen versetzten Stromrichtersysteme, die weiterhin als die Kommutierungsgruppen gleicher Stromrichtung bezeichnet werden sollen, bedingt bekanntlich das Aufbringen einer Spannung dreifacher Netzfrequenz an der zugehörigen Saugdrosselwicklung. Die Saugdrossel wirkt also als Spannungsteiler. Hierzu benötigt die Saugdrossel einen bestimmten Magnetisierungsstrom, der sich nur über die Entladungsstrecken des zugehörigen Stromrichtergefäßes schließen kann.
  • Infolgedessen erfordert die Wirkung der Saugdrossel als Spannungsteiler bekanntlich das Fließen eines Mindestgleichstromes, der als kritischer Gleichstrom bezeichnet wird. Dessen halber Augenblickswert muß größer sein als die Amplitude des Magnetisierungsstromes der Saugdrossel. Andernfalls kann sich der Magnetisierungsstrom über die Entladungsstrecken nicht vollständig ausbilden. Die Folge davon ist, daß die ständige Parallelarbeit der beiden Kommutierungsgruppen unterbrochen ist, so daß die sonst bestehende Aufhebung der Gleichstromvormagnetisierung der Saugdrossel fortfällt und die Drossel sich mit ihrer vollen Induktivität in den Laststromkreis einschaltet. Außerdem ergibt dies bekanntlich. einen steilen Anstieg der Gleichspannung mit weiter abnehmendem Gleichstrom.
  • Bei Umkehrschaltungen wirkt sich diese eben beschriebene Erscheinung, nämlich die Behinderung des Fließens des Magnetisierungsstromes der Saugdrossel weiterhin unangenehm aus, wenn ein Übergang von der einen Stromrichtung auf die andere Stromrichtung des Verbraucherstromkreises stattfinden soll. Dieser Übergang wird in der Nähe des Stromnulldurchganges infolge der vollen Wirkung der Saugdrossel als vorgeschaltete Induktivität empfindlich verlangsamt. Der aus Transformator, Saugdrossel und Verbraucher bestehende Stromkreis hat im Bereich des Stromnulldurchganges eine große Zeitkonstante.
  • Dieses nachteilige Verhalten der Saugdrossel bei Umkehrschaltungen kann nur verhindert werden, wenn es gelingt, das Fließen des Magneiisierungs-Stromes bei allen Werten des Gleichstromes aufrechtzuerhalten. Dies gilt in noch stärkerem Maße, wenn zur zusätzlichen Beeinflussung der Induktivität der Saugdrossel noch eine veränderbare Gleichstrommagnetisierung des Eisenkernes der Saugdrossel vorgenommen wird.
  • Deshalb sieht die Erfindung für Stromrichteranlagen in Umkehrschaltung, bestehend aus zwei für die beiden Stromrichtungen im Verbraucherstromkreis bestimmten Gruppen von Gasentlädungsstrecken mit je zwei Kommutierungsgruppen in Saugdrosselschaltung, bei der die Wicklungen der Saugdrosselanordnung für die beiden Stromrichtungen wenigstens einen gemeinsamen Eisenkern besitzen, ein Steuerverfahren vor, bei welchem bei kleinen Belastungsströmen im Verbraucherstromkreis, deren auf die eine Kommutierungsgruppe entfallender Anteil unterhalb des jeweiligen Augenblickswertes des Magnetisierungsstromes der Saugdrossel liegt, durch Einschaltung der zugehörigen Gittersteuerimpulse die zwei Kommutierungsgruppen der Gasentladungsstrecken mit in bezug auf den Belastungsstrom verschiedenen; in bezug auf die Erregung der Saugdrossel gleichen Stromrichtungen zur Parallelarbeit gebracht werden, während bei einem höheren Belastungsstrom durch Einschaltung der zugehörigen Gittersteuerimpulse die zwei Kommutierungsgruppen der Gasentladungsstrecken mit in bezug auf den Belastungsstrom gleicher; in bezug auf die Erregung der Saugdrossel verschiedener Stromrichtung zur Parallelarbeit gebracht werden, wobei jeweils die übrigen Gasentladungsstrecken der beiden anderen Kommutierungsgruppen durch Abschaltung der zugehörigen Gittersteuerimpulse gesperrt gehalten werden.
  • Dieses Steuerverfahren nach der Erfindung soll für die in Fig. i beispielsweise dargestellte Stromrichterschaltung erläutert werden.
  • Darin sind 1 und 2 zwei sechsanodige Stromrichtergefäße, die den beiden Stromrichtungen des Belastungsstromkreises zugeordnet sind. Sie sind mit den hier in Stern geschalteten Sekundärwicklungen 3 und 4 bzw. 5 und 6 eines Transformators mit einem gemeinsamen Eisenkdrn und der Primärwicklung 7 verbunden. Die Primärwicklung ist an ein Drehstromnetz RST angeschlossen. Die je zwei Sternpunkte der zu einem Stromrichtergefäß gehörenden Sekundärwicklungen 3, 4 bzw. 5, 6 sind mit den Wicklungen 8 bzw. 9 verbunden, die sich ebenfalls auf einem gemeinsamen Eisenkern befinden und eine kombinierte Saugdrossel bilden. Die so hergestellten beiden Stromrichtersysteme sind in Kreuzschaltung verbunden und damit antiparallel geschaltet. Als Stromverbraucher ist ein Motor mit dein Anker 10 und eine Gleichstromdrossel 11 angenommen.
  • Ist beispielsweise das linke Stromrichtergefäß 1 in Fig. 1 stromführend; so fließt ein mit i9 bezeichneter Gleichstrom in der durch Pfeile eingetragenen Richtung. In der Saugdrosselwicklung 8 teilt sich dieser :Gleichstrom zu gleichen Anteilen von 1/2 ig in den Wicklungshälften auf. Dabei sind diese Wicklungshälften so stromdurchflossen, daß sich ihre magnetisierenden Wirkungen auf den Eisenkern aufheben. Es entsteht also keine Gleichstromvormagnetisierung der Saugdrossel.
  • Diesen Gleichströmen der Kommutierungsgruppen überlagert sich der Magnetisierungsstrom i" der Saugdrossel, der entsprechend der Saugdrosselspannung ein Wechselstrom dreifacher Netzfrequenz ist. Wie bereits gesagt, ist das Erzwingen der Parallelarbeit der beiden Kommutierungsgruppen gleicher Stromrichtung an die Bedingung geknüpft, daß der Gleich-Stromanteil jeder Kommutierungsgruppe, der 1/2 i9 beträgt, größer als der Scheitelwert des Magnetisierungsstromes der Saugdrossel ist.
  • Soll in der in Fig. 1 gezeigten Schaltung der Ankerstrom umgekehrt werden, so ist dazu eine Herabsteuerung beispielsweise des vom Stromrichtergefäß 1 übertragenen Gleichstromes bis auf den Stromwert Null und hernach eine steigende Stromaufnahme durch das Stromrichtergefäß 2 erforderlich. Dabei gibt es in der letzten Phase der Umsteuerung des Stromrichtergefäßes 1 und der steigenden Ansteuerung des Stromrichtergefäßes 2 ein Zeitintervall, in welchem der Gleichstromanteil der Kommutierungsgruppen kleiner als der Augenblickswert deq Magnetisierungsstromes ist.
  • In diesem Zeitintervall wird nach der Erfindung die Steuerung der Stromrichtergefäße so geändert, daß nicht mehr zwei Kommutierungsgruppen gleicher Stromrichtung, sondern zwei Kommutierungsgruppen verschiedener Stromrichtung parallel geschaltet sind: Dieses Steuerverfahren soll durch Fig. 2 erläutert werden. Darin ist der für beide Paare von Kommutierungsgruppen gleiche Magnetisierungsstrom im in seinem zeitlichen Verlauf dargestellt. Außerdem sind in irgendeiner zeitlichen Zuordnung zu diesem Mägnetisierungsstrom durch zwei sich kreuzende Gerade die Gleichstromanteile der einzelnen Kommutierungsgruppen bei der Durchführung eines Wechsels der Stromrichtung im Verbraucherstromkreis wiedergegeben. Der Stromnulldurchgang möge während einer positiven Halbwelle des Magnetisierungsstromes erfolgen.
  • Da der Augenblickswert des Gleichstromes des herabgesteuerten Stromrichters 1 und des anschließend angesteuerten Stromrichters 2 mit i9 bezeichnet ist, sind 1/2 ig die Gleichstromanteile der jeweils beteiligten Kommutierungsgruppen. Die Differenz dieser Gleichstromanteile und des Magnetisierungsstromes sind die Ströme in den betreffenden Entladungsstrecken. Sie sind mit i3, 14 und i5; i6 bezeichnet und der Darstellung der Fig. 2 unmittelbar zu entnehmen. Die Indizes 3, 4, S, 6 entsprechen der Bezeichnung der zugehörigen Kommutierungsgruppen in Fig. 1.
  • Wie man dort erkennt, wird im Zeitbereich des abnehmenden Gleichstromes des Stromrichters 1 der Strom z3 im Zeitaugenblick t1 Null. Im Zeitbereich des von Null ansteigenden Gleichstromes des Stromrichters 2, also des Gleichstromes der anderen Stromrichtung, ist der Strom i6 im Zeitaugenblick t2 Null. In dem so eingegrenzten Zeitintervall von t1 bis t2 erfolgt die Umsteuerung der Stromrichter, derart; daß zwei Kommutierungsgruppen verschiedener Stromrichtung parallel geschaltet sind. Vom Augenblick t1 an sind beispielsweise die Kommutierungsgruppen 4 und 5 parallel geschaltet, bis im Augenblick t2 die Parallelschaltung der Kommutierungsgruppen 5 und 6 eintritt Während dieses Zeitintervalls von t1 bis t2 ist beispielsweise die Kommutierungsgruppe 4 im Gleichrichterbetrieb ausgesteuert, während die Kommutierungsgruppe 5 im Wechselrichterbetrieb ausgesteuert ist. Damit besteht in diesem Zeitraum die Betriebsweise einer konventionellen Umkehrschaltung mit ständiger Erhaltung der Zündbereitschaft der Entladungsstrecken und mit zulässiger Kreisstromausbildung. Hierbei übernimmt die Saugdrossel die Rolle einer Kreisstromdrossel, wobei ihr die Aufbringung der beiden Saugdrosselwicklungen auf einem gemeinsamen Kern zustatten kommt. Denn durch die magnetische Verkettung kann der Magnetisierungsstrom ohne weiteres von einer Wicklung zur anderen überwechseln. Der Kreisstrom ist der zur Differenzspannung der beiden Kommutierungsgruppen gehörende Magnetisierungsstrom. Das Auftreten von Gleichspannungsanteilen in dieser Differenzspannung, die bei unterschiedlicher Größe der Zündverzögerung der Gleichrichteraussteuerung und der Zündvoreilung der Wechselrichteraussteuerung entstehen können, läßt sich in bekannter Weise dadurch verhindern, daß man die Zündverzögerung der einen Kommutierungsgruppe mindestens so groß macht wie die Zündvoreilung der anderen Kommutierungsgruppe.
  • Bei dem eingangs erwähnten Parallelbetrieb zweier Kommutierungsgruppen gleicher Stromrichtung ist die Saugdrossel als Kreisstromdrossel unwirksam. Deshalb ist in bereits vorgeschlagener Weise ein kreisstromfreier Betrieb der Stromrichter notwendig, da ein etwa entstehender Kreisstrom sich sonst zum Kurzschlußstrom ausbilden würde.
  • Das so beschriebene Steuerverfahren erfordert zu seiner Verwirklichung eine ständige Überwachung des Betrages der Ströme der Kommutierungsgruppen und der Stromrichtung des Sollwertes des Verbraucherstromes und eine von dieser Auswertung abhängige Ansteuerung oder Sperrung der Entladungsstrecken der Stromrichtergefäße.
  • Ein Beispiel einer Ausführung einer diesem Steuerverfahren dienenden Steuereinrichtung ist in Fig.3 wiedergegeben. Diese als Blockschaltbild dargestellte Steuereinrichtung bildet nicht die gesamte Einrichtung, sondern nur denjenigen Teil, der für die Freigabe oder Sperrung der Steuerung der Kommutierungsgruppen erforderlich ist, während ein weiterer Teil der Steuerung; der in an sich bekannter Weise die veränderbare Aussteuerung der Entladungsstrecken bei einem Gleichstrom gleichbleibender Richtung zu vollziehen hat, nicht wiedergegeben ist.
  • Für die weiteren Erläuterungen sollen nach Fig. 1 die aus den Transformatorwicklungen 3 und 4 in Verbindung mit dem Stromrichtergefäß 1 gebildeten Kommutierungsgruppen der einen Stromrichtung mit A und B bezeichnet werden. Entsprechend sollen die aus den Transformatorwicklungen 5 und 6 in Verbindung mit dem Stromrichtergefäß 2 gebildeten Kommutierungsgruppen der anderen Stromrichtung mit A' und B' bezeichnet werden.
  • Eine nähere Betrachtung der Ablösung der vier Kommutierungsgruppen A, B, A', B', denen die den Wicklungssternen zufließenden Ströme i3, i4, i5, i6 entsprechen, zeigt, daß nur die folgenden Verbindungen gleichzeitig stromführender Kommutierungs--,ruppen möglich sind A B oder B A' oder A' B' oder B' A. Daraus geht hervor, daß die folgenden Kommutierüngsgruppen sich in der Stromführung gegenseitig ausschließen A und A' sowie B und B'. Dementsprechend schließen sich die Ströme i3 und i5 sowie i4 und i6 gegenseitig aus. Deshalb dürfen für die Überwachung des Betrages der Ströme der Kommutierungsgruppen die Ströme i3 und i5 sowie die Ströme 4 und 4 zusammengefaßt werden, wodurch eine Vereinfachung der Überwachung eintritt.
  • Aus dieser Erwägung heraus besitzt die in Fig. 3 dargestellte Steuereinrichtung auf ihrer Eingangsseite zwei »Oder«-Glieder 12, 13 mit je zwei Eingängen und je einem Ausgang; wobei dem »Oder«-Glied 12 die Beträge der Ströme i3 und 4 und dem »Oder«-Glied 13 die Beträge der Ströme i4 und i6 zugeführt sind. Diese Beträge i3 bis i6 können vier sogenannten Gleichstromwandlern entnommen sein, die beispielsweise eine Hilfserregung besitzen und deren Sekundärwicklung an einen Hilfsgleichrichter angeschlossen ist.
  • Die in dem Blockschaltbild enthaltenen Schaltungselemente sind logisch arbeitende Glieder, die aus sogenannten Triggern, »Und«-Gliedern, »Oder«-Gliedern, Speichergliedern und Verzögerungsgliedern bestehen. Sie können beispielsweise mit Schalttransistoren ausgebildet sein. Diese Glieder sollen entweder eine feste Spannung oder keine Spannung abgeben. Die feste Spannung sei als Information oder als Wert »1« bezeichnet. Dagegen soll keiner Spannung die Information oder der Wert »0« entsprechen.
  • An das »Oder«-Glied 12 ist ein Trigger 14 angeschlossen, der unterhalb eines kleinen Minimalwertes des Stromes 13 oder i5 die Information »1« und oberhalb dieses Minimalwertes die Information »0« abgibt. Entsprechende Informationen gibt ein an das »Oder«-Glied 13 angeschlossener Trigger 15 ab, je nachdem der Minimalwert der Ströme 4 oder i6 unterschritten oder überschritten ist.
  • Einem weiteren Trigger 16 ist der Sollwert des mit ig bezeichneten Stromes im Belastungsstromkreis zugeführt. Durch diesen Trigger soll die gewünschte Stromrichtung des Belastungsstromes ig erfaßt werden. Dieser Trigger hat zwei Ausgänge, deren Ausgangswerte sich gegenseitig ausschließen. Der Trigger gibt bei der einen Stromrichtung von i9 an seinem oberen Ausgang die Information »0« und an seinem unteren Ausgang die Information »1« ab. Bei der anderen Stromrichtung von ig gibt -er an seinem oberen Ausgang die Information »1« und an seinem unteren Ausgang die Information »0« ab.
  • Diese Ausgangssignale der drei Trigger 14, 15, 16 sind in der in Fig. 3 angegebenen Weise vier »Und«-Gliedern 17;18,19, 20 zugeführt.
  • In dem Schaltbild in Fig. 2 sei nun der Fall angenommen, daß das Stromrichtergefäß 1 nach Fig. 1 stromführend und der von den Kommutierungsgruppen A und B geführte Gleichstrom herabgesteuert wird, so daß im Zeitaugenblick t1 gemäß Fig. 2 der Strom 13 der Kommutierungsgruppe A erlischt. Bei Unterschreitung eines Minimalwertes des Stromes i3 gibt der Trigger 14 die angegebene Information »1« ab. Der Trigger 16 gibt bei der angenommenen Stromrichtung des Gleichstromes i9 am oberen Ausgang die Information »1« und am unteren Ausgang die Information »0<c ab: Infolgedessen gibt das »Und«-Ghed 17 die Information »l« ab.
  • Den »Und«-Gliedern 17,18 ist nun ein Speicherglied 21, den »Und«-Gliedern 19,20 ein Speicherglied 22 zugeordnet. Dieser Speicherglieder besitzen zwei Eingänge und zwei Ausgänge. An den Ausgängen erscheinen immer Informationen, die sich gegenseitig ausschließen und die nach Verschwinden der Eingangsspannungen stehenbleiben. Erscheint am oberen Eingang, wie beispielsweise an dem Speicherglied 21, die Information »1«, so werden am oberen bzw. unteren Ausgang die Informationen »1« bzw. »0« abgegeben, und diese bleiben stehen, bis an den Eingängen gegebenenfalls eine gegenteilige Information, also eine »1« am unteren Eingang, ankommt. Bei dem Speicherglied 22 besteht, wie hier angenommen ist, die Abgabe der gleichen Informationen auf Grund vorher eingegangener und nicht mehr anstehender Eingangssignale.
  • Die Ausgänge der Speicherglieder 21 und 22 sind mit besonderen Verzögerungsgliedern 26, 27, 28, 29 verbunden, die so beschaffen sind, daß sie die Information »0« mit einer Verzögerung von beispielsweise 1 bis 2 ms weitergeben, dagegen die Information »1« unverzögert übertragen. Diese abgegebene Information »l« soll auf ein nicht wiedergegebenes Gittersteuergerät so einwirken, daß die von diesem erzeugten Gittersteuerimpulse abgeschaltet oder unterdrückt werden, so daß die zugehörigen Entladungsstrecken gesperrt sind. Die angegebenen Informationen »0« bedingen indessen die Freigabe dieser Entladungsstrecken, so daß diese ordnungsgemäß angesteuert werden.
  • Die abgegebene Information »1« bedeutet also Sperrung, die Information »0« bedeutet Freigabe. Die an die Verzögerungsglieder 26, 27, 28, 29 angeschlossenen Gittersteuergeräte sind den Kommutierungsgruppen A, A' B, B' zugeteilt.
  • Die Ausgänge der Speicherglieder 21 und 22 sind nun .außerdem mit den »Und«-Gliedern 23 und 24 verbunden. Die Ausgänge dieser »Und«-Glieder sind mit einem Speicherglied 25 verbunden, das ebenso arbeitet wie die vorgenannten Speicherglieder 21, 22. Dem Speicherglied 25 obliegt die Freigabe der Steuerung der parallel geschalteten Kommutierungsgruppen gleicher Stromrichtung, also der Gruppen A, B oder der Gruppen A', B'.
  • In Fig. 2 und 3 ist angenommen, däß vor dem Zeitaugenblick t1 die Kommutierungsgruppen A und B stromführend waren. Dem entspricht am oberen Ausgang des Speichergliedes 25 die. Information »0«, wozu die Information »1« am unteren Ausgang gehört. Die Gruppen A' und B' sind also gesperrt.
  • Zu Beginn des Intervalls t1 - t2 erfolgt durch die vom Verzögerungsglied 26, wie bereits gesagt, unverzögert abgegebene Information »1« die sofortige Sperrung der Kommutierungsgruppen A. Durch die vom Verzögerungsglied 27 verzögert abgegebene Information »0« erfolgt hingegen die verzögerte Freigabe der Kommutierungsgruppe A', so daß nunmehr die Gruppen B und A' parallel arbeiten. Damit arbeiten zwei Kommutierungsgruppen verschiedener Stromrichtung parallel. Der Magnetisierungsstrom der als Kreisstromdrossel arbeitenden Saugdrossel kann sich über die Entladungsstrecken der Gruppe A' schließen. Die Verzögerung der Freigabe der Gruppe A' ist deshalb vorgesehen, damit in der gesperrten Gruppe A sich vorher die Entionisierung ihrer Entladungsstrecken abspielen kann. Damit wird. vor Zuschaltung einer neuen Gruppe die sogenannte Freiwerdezeit der abgelösten Gruppe abgewartet.
  • Erreicht nun auch der Strom i4 der Kommutierungsgruppe B den Wert Null, so tritt über die Trigger 15 und 16 das »Und«-Glied 19 in Aktion, wodurch das Speicherglied 22 in die in Fig. 3 abgegebene Stellung eintritt, in der es am oberen Ausgang die Information »1« und am unteren Ausgang die Information »0« abgibt: Hierdurch wird über die Verzögerungsglieder 28 und 29 die Kommutierungsgruppe B unverzögert gesperrt, während die Kommutierungsgruppe B' verzögert freigegeben wird. Danach; nämlich im Zeitaugenblick t2, sind die Kommutierungsgruppen A' und B', also zwei Gruppen gleicher Stromrichtung, stromführend. Diese Stromrichtung ist, wie gefordert, die entgegengesetzte wie die Stromrichtung der zu Anfang stromführenden Gruppen A und B.
  • Im Zeitaugenblick dieser Umsteuerung stehen an dem »Und«-Ghed 24 zwei gleiche Informationen »1« an, so daß es an seinem Ausgang die Information »1« an den Speicher 25 abgeben kann. Dieser gibt dann an seinem unteren Ausgang die Information ab, die gleichfalls die Freigabe der Kommutierungsgruppen A' und B' bestimmt. Hierdurch findet die Umsteuerung durch die Verzögerungsglieder ihre Bestätigung und außerdem ihre Aufrechterhaltung, bis eine neue Umsteuerung der Stromrichter zur Herbeiführung einer anderen Stromrichtung im Verbraucherstromkreis herbeigeführt wird.
  • Die Ausbildung der. Erfindung ist nicht an das Ausführungsbeispiel geunden. So können die in der Schaltung Fig. 3 angewendeten logisch arbeitenden Schaltungselemente an Stelle von Schalttransistoren auch steuerbare Glimmröhren enthalten. In Fällen, in denen es auf die Erzielung höchster Umsteuergeschwindigkeit weniger ankommt; können auch Fernmelderelais in vorteilhafter Weise angewendet werden. Auch die Schaltung der logischen Glieder in Fig.3 kann in mannigfacher Weise abgeändert werden.

Claims (11)

  1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Steuerverfahren für Stromrichteranlagen in Umkehrschaltung, bestehend aus zwei für die beiden Stromrichtungen im Verbraucherkreis be--stimmten Gruppen von Gasentladungsstrecken mit je zwei Kommutierungsgruppen in Saugdrosselschaltung, bei der die Wicklungen der Saugdrosselanordnung für die beiden Stromrichtungen wenigstens einen gemeinsamen Eisenkern besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß bei kleinen Belastungsströmen im Verbraucherstromkreis, deren auf die eine Kommutierungsgruppe entfallender Anteil unterhalb des jeweiligen Augenblickswertes des Magnetisierungsstromes der Saugdrossel liegt; durch Einschaltung der zugehörigen Gittersteuerimpulse die zwei Kommutierungsgruppen der Gasentladungsstrecken mit in bezug auf den Belastungsstrom verschiedenen, in bezug auf die Erregung der Saugdrossel gleichen Stromrichtungen zur Parallelarbeit gebracht werden, während bei einem höheren Belastungsstrom durch Einschaltung der zugehörigen Gittersteuerimpulse die zwei Kommutierungsgruppen der Gasentladungsstrecken mit in bezug auf den Belastungsstrom gleicher, in bezug auf die 'Erregung der Saugdrossel verschiedener Stromrichtung zur Parallelarbeit gebracht werden, wobei jeweils die übrigen Gasentladungsstrecken der beiden anderen Kommutierungsgruppen durch Abschaltung oder Unterdrückung der zugehörigen Gittersteuerimpulse gesperrt gehalten werden.
  2. 2. Steuerverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabe der jeweils zur Parallelarbeit in Betracht kommenden Kommutierungsgruppen durch Einschaltung der zugehörigen Gittersteuerimpulse und die Sperrung der jeweils an der Stromführung unbeteiligten Kommutierungsgruppen durch Abschaltung oder Unterdrückung der zugehörigen Gittersteuerspannungen in Abhängigkeit von der Unterschreitung oder Überschreitung eines Minimalbetrages der Ströme der vier Kommutierungsgruppen und in Abhängigkeit von der Stromrichtung des Sollwertes des Stromes im Verbraucherstromkreis erfolgt.
  3. 3. Steuerverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Überwachung der Beträge der Ströme der vier Kommutierungsgruppen je zwei Ströme der sich in der Stromführung gegenseitig ausschließenden Kommutierungsgruppen -in ihrer Auswertung zusammengefaßt sind.
  4. 4. Steuereinrichtung zur Durchführung des Steuerverfahrens nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ständige Auswertung der Beträge der Ströme der Kommutierungsgruppen und der Stromrichtung des Sollwertes des Stromes im Verbraucherstromkreis und die davon abhängig gemachte Freigabe oder Sperrung der Gittersteuerimpulse der Kommutierungsgruppen durch Anwendung an sich bekannter logisch arbeitender Schaltelemente, nämlich Trigger (14,15,16), »Und«-Glieder (17,18,19; 20, 23, 24), »Oder«-Gheder (12, 13), Speicherglieder (21, 22, 25) und Verzögerungsglieder (26, 27, 28, 29), erfolgt.
  5. 5. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den logisch arbeitenden Schaltelementen Schalttransistoren verwendet sind.
  6. 6. Steuereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Weitergabe der Signale zur Sperrung oder zur Freigabe je einer der vier Kommutierungsgruppen Verzögerungsglieder (26, 27, 28, 29) dienen, die nur das Signal zur Freigabe einer Kommutierungsgruppe verzögert übertragen, das Signal zur Sperrung dagegen unverzögert weitergeben.
  7. 7. Steuereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Trigger (14,15) vorgesehen sind, die der Überwachung des Betrages der Ströme der Kommutierungsgruppen in der Weise dienen, daß an ihrem Ausgang bei Überschreitung eines Minimalbetrages des Stromes keine Spannung, bei Überschreitung dieses Minimalbetrages eine bestimmte feste Spannung abgegeben wird. B.
  8. Steuereinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Trigger (16) zur Überwachung der Stromrichtung des Sollwertes des Stromes im Belastungsstromkreis mit zwei Ausgängen mit einander ausschließenden Spannungswerten vorgesehen ist, bei welchem bei der einen Stromrichtung die Spannung Null an dem einen Ausgang, bei der anderen Stromrichtung die Spannung Null an dem anderen Ausgang abgegeben wird, während an dem jeweils anderen Ausgang eine bestimmte feste Spannung erscheint.
  9. 9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8; dadurch gekennzeichnet, daß vier »Und«-Glieder (17,18,19, 20) vorgesehen sind, deren je zwei Eingänge mit je einem Ausgang der vorgenannten Trigger verbunden sind.
  10. 10. Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgänge je zweier »Und«-Gheder (17, 18 und 19; 20) mit den je zwei Eingängen von zwei Speichergliedern (21, 22) verbunden sind, die je zwei Ausgänge aufweisen, an denen die sich gegenseitig ausschließenden Spannungen vom Betrag Null oder von einem bestimmten festen Betrag erscheinen, die die Eingangsspannungen der vorgenannten Verzögerungsglieder bilden.
  11. 11. Steuereinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwei weitere »Und«-Glieder (23; 24) mit je zwei Eingängen, die mit je einem Ausgang der beiden vorgenannten Speicherglieder (21, 22) Verbindung haben, vorgesehen sind, deren beide Ausgänge zu den Eingängen eines weiteren Speichergliedes (25) führen, dessen zwei Ausgangssignale die Freigabe der Kommutierungsgruppen gleicher Stromrichtung zur Parallelarbeit bestimmen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1263920B (de) * 1962-09-14 1968-03-21 Hans Still G M B H Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Kreisstromes bei Stromrichter-Umkehrschaltungen

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