DE1127461B

DE1127461B - Control method for converter systems in reverse circuit

Info

Publication number: DE1127461B
Application number: DEB59239A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Manfred Depenbrock; Dipl-Ing Karl Oehlke
Original assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; Brown Boveri und Cie AG Germany
Current assignee: BBC BROWN BOVERI and CIE; BBC Brown Boveri AG Germany
Priority date: 1960-09-06
Filing date: 1960-09-06
Publication date: 1962-04-12
Also published as: CH387779A; BE607833A

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.Control method for power converter systems in reverse circuit Under power converters In reverse connection one understands, as is well known, arrangements with controlled gas discharge vessels, which allow a power consumer to operate in both directions. Such Arrangements are often for electric motor drives and as converters, for example for converting three-phase current of 50 Hz into single-phase alternating current of 16Z / 3 Hz, in Use.

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.They can be switched in different ways, depending on the converter vessels be available. It is well known that when using multi-anode converter vessels those circuits are considered which are referred to as cross-connection.

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.Among these known cross-connections, the most common ones are that relate to the use of six-anode converter vessels. A preferred circuit among these is the so-called 2-3 phase circuit with suction throttle. As is known, this circuit forms two three-phase phases of the transformer voltages by 180 ° offset converter systems, which via the Suction throttle are connected in parallel. The transformer usually has on the secondary side, two star-connected three-phase windings, which are connected to the associated Discharge paths of the converter vessel have two so-called commutation groups form. Such an arrangement of transformer, suction throttle and converter vessels is required for each of the two current directions of the consumer circuit two converter systems of the type described required for a reverse circuit, where the four star-connected three-phase windings are the secondary windings can form a common transformer with a primary winding and the both suction throttle windings are also mounted on a common iron core. brings could be.

Die Gesamtanordnung umfaßt dementsprechend vier Kommutierungsgruppen, nämlich zwei für die eine Stromrichtung und zwei für die andere Stromrichtung des Verbraucherstromkreises.The overall arrangement accordingly comprises four commutation groups, namely two for one current direction and two for the other current direction of the Consumer circuit.

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.The parallel connection of the two belonging to the same current direction, converter systems offset in the phase position of the transformer voltages, which continue to be referred to as the commutation groups with the same current direction should, as is well known, require the application of a voltage three times the mains frequency on the associated suction throttle winding. The suction throttle thus acts as a voltage divider. For this purpose, the suction throttle requires a certain magnetizing current, which is can only close via the discharge paths of the associated converter vessel.

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.As a result, requires the suction throttle to act as a voltage divider as is well known, the flow of a minimum direct current, the critical direct current referred to as. Half of the instantaneous value must be greater than the amplitude the magnetizing current of the suction throttle. Otherwise the magnetizing current can increase Do not form completely over the discharge paths. The consequence of this is that the constant parallel work of the two commutation groups is interrupted, so that the otherwise existing cancellation of the direct current bias of the suction throttle omitted and the choke with its full inductance in the load circuit turns on. In addition, this is known to result. a steep rise in DC voltage with further decreasing direct current.

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.In the case of reverse circuits, this phenomenon just described has an effect namely the obstruction of the flow of the magnetizing current of the suction throttle continue to look uncomfortable when a transition from one current direction to the other other current direction of the consumer circuit is to take place. This transition becomes close to the current zero crossing due to the full effect the Suction throttle as an upstream inductance slowed down sensitively. The one from the transformer, Suction throttle and consumer existing circuit has in the area of the current zero crossing a large time constant.

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.This disadvantageous behavior of the suction throttle in reverse circuits can only be prevented if the flow of the magnifying current is successful to be maintained at all values of direct current. This is even more true Dimensions, if for additional influencing of the inductance of the suction throttle a variable direct current magnetization of the iron core of the suction throttle made will.

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.Therefore, the invention provides for power converter systems in reverse circuit, consisting of two intended for the two directions of current in the consumer circuit Groups of gas discharge paths with two commutation groups each in suction throttle circuit, in which the windings of the suction throttle arrangement for the two directions of flow at least have a common iron core, a control method in which with small Load currents in the consumer circuit, whose on the one commutation group omitted portion below the respective instantaneous value of the magnetizing current the suction throttle is located by switching on the associated grid control pulses two commutation groups of the gas discharge paths with respect to the load current different; with respect to the excitation of the suction throttle the same current directions can be brought to work in parallel, while at a higher load current through Activation of the associated grid control pulses the two commutation groups Gas discharge paths with the same with respect to the load current; in relation to the excitation of the suction throttle in different current directions made to work in parallel the remaining gas discharge paths of the other two commutation groups be kept locked by switching off the associated grid control pulses.

Dieses Steuerverfahren nach der Erfindung soll für die in Fig. i beispielsweise dargestellte Stromrichterschaltung erläutert werden.This control method according to the invention is intended for the in Fig. I, for example converter circuit shown are explained.

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.In it are 1 and 2 two six-anode converter vessels, which are the two Current directions of the load circuit are assigned. You're with them here Star-connected secondary windings 3 and 4 or 5 and 6 of a transformer connected to a common iron core and the primary winding 7. The primary winding is connected to a three-phase network RST. The two star points each become one Secondary windings 3, 4 or 5, 6 belonging to the converter vessel are connected to the windings 8 or 9 connected, which are also located on a common iron core and form a combined suction throttle. The two converter systems produced in this way are connected in a cross connection and thus connected in anti-parallel. As an electricity consumer a motor with your armature 10 and a direct current choke 11 is assumed.

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.For example, if the left converter vessel 1 in FIG. 1 is live; a direct current designated by i9 flows in the one indicated by the arrows Direction. In the suction throttle winding 8 this is divided: direct current to equal Share of 1/2 ig in the winding halves. Here are these winding halves so current flowing through it that its magnetizing effects on the iron core lift. So there is no direct current bias of the suction throttle.

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.These direct currents of the commutation groups are superimposed on the Magnetizing current i "of the suction throttle, which corresponds to the suction throttle voltage is an alternating current of three times the mains frequency. As I said before, that is forcing the parallel work of the two commutation groups with the same current direction to the The condition is that the direct current component of each commutation group, the 1/2 i9 is greater than the peak value of the magnetizing current of the suction throttle is.

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.Should the armature current be reversed in the circuit shown in FIG. 1 are, for this purpose a downward control of, for example, that of the converter vessel 1 transmitted direct current down to the current value zero and then a rising one Current consumption by the converter vessel 2 is required. There is in the last Phase of the reversal of the converter vessel 1 and the increasing control of the Converter vessel 2 a time interval in which the direct current component of the commutation groups is smaller than the instantaneous value deq magnetizing current.

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.In this time interval, according to the invention, the control of the Converter vessels changed so that two commutation groups are no longer the same Current direction, but two commutation groups with different current directions in parallel are connected: This control method is to be explained by FIG. In this is the same magnetizing current im for both pairs of commutation groups shown in its course over time. Also are in some temporal Assignment to this magnetization current through two crossing straight lines the direct current components of the individual commutation groups when changing the current direction reproduced in the consumer circuit. The current zero crossing may occur during a positive half-wave of the magnetizing current take place.

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.Because the instantaneous value of the direct current of the down-regulated converter 1 and the subsequently controlled converter 2 is denoted by i9 1/2 ig the direct current components of the commutation groups involved. the The currents are the difference between these direct current components and the magnetizing current in the relevant discharge sections. They are with i3, 14 and i5; i6 designated and can be seen directly from the illustration in FIG. 2. The indices 3, 4, S, 6 correspond to the designation of the associated commutation groups 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.As you can see there, in the time domain of the decreasing direct current of the converter 1, the current z3 is zero at the instant t1. In the time domain of Zero increasing direct current of the converter 2, so the direct current of the in the other current direction, current i6 is zero at instant t2. In the so limited Time interval from t1 to t2, the converters are reversed, in such a way; that two commutation groups with different current directions are connected in parallel. The commutation groups are, for example, from the moment t1 on 4th and 5 connected in parallel until the commutation groups are connected in parallel at instant t2 5 and 6 occurs During this time interval from t1 to t2, for example the commutation group 4 is controlled in rectifier mode, while the commutation group 5 is controlled in inverter operation. This means that during this period the Operation of a conventional reverse circuit with constant maintenance of the Ignition readiness of the discharge paths and with permissible circulating current formation. Here, the suction throttle takes on the role of a circulating current throttle, with you the Apply the two suction throttle windings on a common core comes. Because due to the magnetic interlinking, the magnetizing current can be used without switch from one winding to another. The circulating current is the one for Magnetizing current belonging to the differential voltage of the two commutation groups. The occurrence of DC voltage components in this differential voltage, which at different Size of the ignition delay of the rectifier modulation and the ignition advance of the Inverter control can arise in a known manner prevent the ignition delay of one commutation group at least as large as the ignition advance of the other commutation group.

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.In the case of the parallel operation of two commutation groups mentioned at the beginning in the same direction of flow, the suction throttle is ineffective as a circulating current throttle. That's why is a circuit-current-free operation of the converter in a manner already proposed necessary, since any circulating current that might otherwise develop into a short-circuit current would.

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.The control method described in this way requires to be implemented constant monitoring of the amount of currents in the commutation groups and the Current direction of the setpoint of the consumer current and one of this evaluation dependent control or blocking of the discharge paths of the converter vessels.

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.An example of an execution of one serving this control method Control device is shown in Fig.3. This shown as a block diagram Control device does not form the entire device, but only that part required for enabling or disabling the control of the commutation groups is while another part of the control; which in a known manner the variable modulation of the discharge paths with a constant current Direction has to be carried out is not reproduced.

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.For the further explanations, according to FIG. 1, those from the transformer windings should be used 3 and 4 in connection with the converter vessel 1 formed commutation groups one current direction with A and B are designated. Accordingly, they should be from the transformer windings 5 and 6 in connection with the converter vessel 2 formed Commutation groups of the other current direction are designated with A 'and B'.

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.A closer look at the separation of the four commutation groups A, B, A ', B', to which the currents i3, i4, i5, i6 correspond to the winding stars, shows that only the following connections of simultaneously current-carrying commutation groups are possible AB or B A ' or A' B ' or B' A. It follows from this that the following commutation groups mutually exclude each other in terms of current conduction A and A ' as well as B and B'. Accordingly, the currents i3 and i5 as well as i4 and i6 are mutually exclusive. Therefore, currents i3 and i5 and currents 4 and 4 can be combined for monitoring the amount of the currents in the commutation groups, which simplifies monitoring.

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.For this reason, the control device shown in FIG. 3 has on its entrance side two "or" links 12, 13, each with two entrances and each an exit; where the "or" element 12 is the amounts of the currents i3 and 4 and the "Or" element 13 the amounts of the currents i4 and i6 are supplied. These amounts i3 to i6 four so-called direct current converters can be taken, for example have an auxiliary excitation and their secondary winding to an auxiliary rectifier connected.

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.The circuit elements contained in the block diagram are logical working members, which are made up of so-called triggers, "and" members, "or" members, Memory elements and delay elements exist. For example, you can use Switching transistors be formed. These links are said to have either a fixed tension or do not emit tension. The fixed tension is as information or as value Marked "1". In contrast, the information or the value »0« should not correspond to any voltage.

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.A trigger 14 is connected to the “OR” element 12, which outputs the information “1” below a small minimum value of the current 13 or i5 and the information “0” above this minimum value. Corresponding information is provided by a trigger 15 connected to the “or” element 13, depending on whether the value of currents 4 or i6 has fallen below or exceeded.

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.A further trigger 16 is supplied with the setpoint value of the current labeled ig in the load circuit. The desired current direction of the load current ig is to be detected by this trigger. This trigger has two outputs, the output values of which are mutually exclusive. With one current direction of i9, the trigger outputs the information "0" at its upper output and the information "1" at its lower output. With the other direction of current from ig -it emits the information "1" at its upper output and the information "0" at its lower output.

Diese Ausgangssignale der drei Trigger 14, 15, 16 sind in der in Fig. 3 angegebenen Weise vier »Und«-Gliedern 17;18,19, 20 zugeführt.These output signals of the three triggers 14, 15, 16 are shown in FIG. 3 four "And" terms 17; 18, 19, 20 are supplied.

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.In the diagram in Fig. 2, the case is now assumed that the converter vessel 1 of FIG. 1 and guided by the commutation groups A and B direct current is controlled down energized, so that in the time instant t1 in FIG. 2, the current 13 of the Kommutierungsgruppe A goes out. If the current i3 falls below a minimum value, the trigger 14 emits the specified information “1”. With the assumed direction of the direct current i9, the trigger 16 outputs the information “1” at the upper output and the information “0 <c” at the lower output: As a result, the “And” -Ghed 17 outputs the information “1” .

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.A memory element 21 is now assigned to the “and” elements 17, 18 , and a memory element 22 is assigned to the “and” elements 19, 20. These memory elements have two inputs and two outputs. Information always appears at the outputs that are mutually exclusive and that remain after the input voltages have disappeared. If the information "1" appears at the upper input, for example at the memory element 21, the information "1" or "0" is output at the upper or lower output, and these remain until the opposite occurs at the inputs Information, ie a "1" at the lower entrance, arrives. In the case of the memory element 22, as is assumed here, the same information is output on the basis of previously received and no longer pending input signals.

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.The outputs of the memory elements 21 and 22 have special delay elements 26, 27, 28, 29, which are such that they contain the information "0" with a delay of 1 to 2 ms, for example, but the information "1" transmitted without delay. This given information "l" should not be act reproduced grid control device so that the grid control pulses generated by this switched off or suppressed, so that the associated discharge paths are locked. The specified information »0«, however, requires the release these discharge paths, so that they are properly controlled.

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.The given information »1« means blocking, the information »0« means release. The grid control devices connected to the delay elements 26, 27, 28, 29 are assigned to the commutation groups A, A 'B, B' .

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'. The outputs of the storage elements 21 and 22 are now also connected to the "and" elements 23 and 24. The outputs of these "AND" elements are connected to a memory element 25, which works in the same way as the aforementioned memory elements 21, 22. The memory element 25 is responsible for enabling the control of the commutation groups connected in parallel with the same current direction, i.e. groups A, B or groups AWAY'.

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.In FIGS. 2 and 3 it is assumed that the commutation groups A and B were live before the instant t1. This corresponds to the upper output of the memory element 25. Information »0«, to which the information »1« at the lower output belongs. The groups A ' and B' are therefore blocked.

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.At the beginning of the interval t1 - t2, the information "1" immediately provided by the delay element 26, as already mentioned, results in the immediate blocking of the commutation group A. The delayed information "0" provided by the delay element 27, however, results in the delayed release of the commutation group A 'so that now groups B and A' work in parallel. This means that two commutation groups with different current directions work in parallel. The magnetizing current of the suction throttle, which works as a circulating current throttle, can close over the discharge paths of group A '. The delay in the release of group A 'is provided so that the deionization of its discharge paths can take place in the blocked group A beforehand. So that will. waited for the so-called free time of the replaced group before adding a new group.

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.If the current i4 of commutation group B now also reaches the value Zero, the "and" element 19 comes into action via triggers 15 and 16, which causes the memory member 22 enters the position shown in Fig. 3, in which it is on The upper output sends the information »1« and the lower output sends the information »0«: As a result, via the delay elements 28 and 29, the commutation group B locked without delay, while commutation group B 'is released with a delay. Thereafter; namely at the instant t2, the commutation groups are A 'and B', that is two groups of the same current direction, live. This current direction is how required, the opposite of the current direction of the current-carrying one at the beginning Groups A and 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.At the instant of this reversal there are two at the "and" -Ghed 24 same information "1" so that the information "1" is displayed at its output the memory 25 can deliver. This then gives the information at its lower exit which also determines the release of commutation groups A 'and B'. Through this the reversal is confirmed by the delay elements and also their maintenance until a new reversal of the power converter is brought about another current direction is brought about in the consumer circuit.

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.The training of the. Invention is not related to the embodiment geunden. Thus, the logic operating used in the circuit of FIG Circuit elements instead of switching transistors also include controllable glow tubes contain. In cases in which it is important to achieve the highest reversal speed less arrives; Telecommunication relays can also be used in an advantageous manner. The circuit of the logic elements in FIG. 3 can also be modified in many ways will.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Control method for converter systems in reverse circuit, consisting of two intended for the two directions of current in the consumer group Groups of gas discharge paths with two commutation groups each in suction throttle circuit, in which the windings of the suction throttle arrangement for the two directions of flow at least have a common iron core, characterized in that with small load currents in the consumer circuit, the proportion of which is attributable to the one commutation group below the respective instantaneous value of the magnetizing current of the suction throttle lies; the two commutation groups by switching on the associated grid control pulses the gas discharge paths with different in relation to the load current, With regard to the excitation of the suction throttle, the current directions are the same for the parallel work be brought, while at a higher load current by switching on the associated grid control pulses the two commutation groups of the gas discharge paths with the same in relation to the load current, in relation to the excitation of the suction throttle different currents are brought to work in parallel, each with the remaining gas discharge paths of the other two commutation groups by switching off or suppression of the associated grid control pulses are kept locked.

2. Control method according to claim 1, characterized in that the release of the Commutation groups that can be considered for parallel work by switching on the associated grid control pulses and the blocking of each of the current conduction uninvolved commutation groups by switching off or suppressing the associated Grid control voltages depending on whether they are below or below the limit a minimum amount of the currents of the four commutation groups and as a function takes place from the current direction of the setpoint of the current in the consumer circuit.

3. Control method according to claim 1 and 2, characterized in that during the monitoring the amounts of the currents of the four commutation groups per two currents in the current conduction mutually exclusive commutation groups - in their evaluation are summarized.

4. Control device for carrying out the control method according to claim 1 to 3, characterized in that the constant evaluation of the amounts of the currents of the commutation groups and the current direction of the setpoint of the current in the consumer circuit and the dependent release or blocking of the grid control pulses of the commutation groups by application well-known, logically operating switching elements, namely triggers (14,15,16), "and" elements (17,18,19; 20, 23, 24), "or" getters (12, 13), memory elements (21, 22, 25) and delay elements (26, 27, 28, 29).

5. Control device according to claim 4, characterized in that that switching transistors are used in the logic switching elements.

6. Control device according to claim 4 or 5, characterized in that for passing on the signals for blocking or releasing one of the four commutation groups Delay elements (26, 27, 28, 29) serve only the signal to release a Commutation group is transmitted with a delay, the blocking signal, however, without a delay pass on.

7. Control device according to claim 4 or 5, characterized in that that two triggers (14, 15) are provided which monitor the amount of the currents the commutation groups serve in such a way that at their output when exceeded a minimum amount of current no voltage, if this minimum amount is exceeded a certain fixed voltage is delivered. B.

Control device according to claim 4 or 5, characterized in that a trigger (16) for monitoring the current direction the setpoint of the current in the load circuit with two outputs with each other Excluding voltage values is provided, at which one current direction the voltage zero at one output, the voltage at the other current direction Zero is output at the other output, while at the other output a certain fixed tension appears.

9. Control device according to claim 8; through this characterized that four "and" members (17,18,19, 20) are provided, each of which two inputs are connected to one output each of the aforementioned triggers.

10. Control device according to Claim 9, characterized in that the outputs each have two "And" -Gheder (17, 18 and 19; 20) with two inputs each from two storage elements (21, 22) are connected, each having two outputs at which the mutually exclusive tensions of zero magnitude or of a certain fixed amount appear, which form the input voltages of the aforementioned delay elements.

11. Control device according to claim 10, characterized in that two more "And" elements (23; 24) each with two inputs, each with one output of the two aforementioned memory members (21, 22) have connection, are provided, both of which Outputs lead to the inputs of a further memory element (25), the two of which Output signals the release of the commutation groups for the same current direction Determine parallel work.