DE1261238B

DE1261238B - Arrangement to improve a grid control unit for converters

Info

Publication number: DE1261238B
Application number: DE1957L0026915
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Johannes Foerster; Dipl-Ing Hans-Fri Steinmueller
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1957-02-21
Filing date: 1957-02-21
Publication date: 1968-02-15

Description

Anordnung zur Verbesserung eines Gittersteuergerätes für Stromrichter Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbesserung eines Gittersteuergerätes für Stromrichter, das eine Umsteuerung vom Gleichrichter- in den Wechselrichterbetrieb gestattet und bei dem die minimale Eingangsspannung der maximalen Wechselrichterzündlage entspricht, durch Verwendung von Mitkopplungen für im Gittersteuergerät enthaltene Verstärkereinrichtungen.Arrangement to improve a grid control device for converters The invention relates to an arrangement for improving a grid control device for power converters, which is a changeover from rectifier to inverter operation permitted and at which the minimum input voltage of the maximum inverter ignition position by using positive feedback for contained in the grid control unit Amplifying devices.

Es ist bekannt, bei Stromnchteranlagen, insbesondere bei aus Stromrichtern gespeisten Antrieben, die Verbraucherspannung derart auf das Gittersteuergerät zurückzuführen, daß sich ein geschlossener Regelkreis, d. h. eine Gegenkopplung, bildet. Um hohe Regelgenauigkeiten zu erreichen, werden im allgemeinen elektronische Vorverstärker eingesetzt, die von der sich ausbildenden Regelabweichung ausgesteuert werden. Zur Aufbringung der vom Gittersteuergerät benötigten Steuerleistung wurden beispielsweise in einem elektronischen Vorverstärker mehrere Elektronenröhren parallel geschaltet.It is known for power systems, in particular for converters powered drives to return the consumer voltage to the grid control unit in such a way that a closed loop, d. H. a negative feedback forms. To high Electronic preamplifiers are generally used to achieve control accuracy used, which are controlled by the developing control deviation. To the Application of the control power required by the grid control device were for example Several electron tubes connected in parallel in an electronic preamplifier.

Weiterhin ist es bekannt, daß die Steuerleistung beispielsweise magnetischer Verstärker durch eine gegebenenfalls einstellbare. Mitkopplung ihrer Ausgangsgrößen auf den Eingangskreis verkleinert werden kann. Werden jedoch diese Verstärker in Gittersteuergeräten eingesetzt, bei denen eine Umsetzung einer horizontalen meine vertikale Steuerung in Verbindung mit einer Impulserzeugung erfolgt (vgl. :>AEG-Mitteilungen«, 41 [1951], 516, S. 95, Bild 1), so würde eine Mitkopplung unmittelbar am jeweiligen Verstärkerausgang liegender Größen die Leistungsbilanz der Umsetzeinricbtung beeinflussen, insbesondere könnte aber der jeweilige beträchtliche Zündimpulsstrom auf den Eingangskreis des Gittersteuergerätes und damit gegebenenfalls auf den Sollwert-Istwert-Vergleichskreis zurückwirken.It is also known that the control power of magnetic amplifiers, for example, can be adjusted by an optionally adjustable. Coupling of their output variables to the input circuit can be reduced. However, if these amplifiers are used in grid control devices in which a horizontal or vertical control is implemented in connection with pulse generation (cf.:> AEG-Mitteilungen ", 41 [1951], 516, p. 95, Figure 1) a positive feedback of variables lying directly at the respective amplifier output influence the power balance of the conversion device, but in particular the respective considerable ignition pulse current could have an effect on the input circuit of the grid control device and thus possibly on the setpoint / actual value comparison circuit.

Außerdem würde bei der an sich nahehegenden Anwendung einer Mitkopplung der Steuerleistung Null die Gleichspannung Null und nicht die maximale Wechselrichteraussteuerung entsprechen.In addition, a positive feedback would occur in the case of the application, which in itself is close the control power zero, the DC voltage zero and not the maximum inverter modulation correspond.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, bei einem derartigen Gittersteuergerät eine Beeinflussung der Leistungsbilanz der Umsetzeinrichtung und eine Zurückwirkung auf den Sollwert-Istwert-Vergleichskreis zu vermeiden und zu erreichen, daß der Steuerleistung Null die maximale Wechselrichteraussteuerung und nicht die Gleichspannung Null entspricht. Demzufolge betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Verbesserung eines Gittersteuergerätes für Stromrichter, das eine Umsteuerung vom Gleichrichter- in den Wechselriehterbetrieb gestattet und bei dem die minimale Eingangsspannung der maximalen Wechselrichterzündlage entspricht, durch Verwendung von Mitkopplungen für im Gittersteuergerät enthaltene Verstärkereinrichtungen. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß in dem von der Gleichspannung des Stromrichters abhängigen Mitkopplungskreis eine mit ihrem negativen Pol zur Kathode des Stromrichters weisende Gleichspannungsquelle von der Größe der maximalen Wechselrichterspannung eingefügt ist.The object of the present invention is in such a grid control device an influence on the power balance of the converter and a retroactive effect to avoid the setpoint-actual value comparison circuit and to achieve that the Control power zero the maximum inverter control and not the DC voltage Equals zero. Accordingly, the invention relates to an arrangement for improvement of a grid control device for converters, which enables a reversal of the rectifier in the reverse operation and in which the minimum input voltage corresponds to the maximum inverter ignition position by using positive feedback for amplifier devices contained in the grid control unit. It is characterized by that in the positive feedback circuit dependent on the DC voltage of the converter a DC voltage source with its negative pole pointing to the cathode of the converter of the size of the maximum inverter voltage is inserted.

Zur Erläuterung der Erfindung diene die Zeichnung. In F i g. 1 ist der Teil eines an sich bekannten Gittersteuergerätes, von dem die Erfindung ausgeht, dargestellt. Die Zündimpulse für den Stromrichter werden durch die Drossel 1 sowie den Kondensator 2 erzeugt, am Widerstand 3 mit den Anschlüssen A und B abgegriffen und einem Steuergitter des Stromrichters 7 (in F i g. 3) zugeführt. Die Phasenlage der Zündimpulse wird durch einen Phasenschwenkkreis bestimmt. Dieser enthält die Sekundärwicklung eines Transformators 6, einen Ohmschen Widerstand 23 und eine Phasenschwenkdrossel 4 mit den Vormagnetisierungswicklungen 5 a und 5b. Die Wicklung 5 a wird beispielsweise in F i g. 3 von einem elektronischen Verstärker 12 ... 15 ausgesteuert. Die Wicklung 5 b dient zur Mitkopplung.The drawing serves to explain the invention. In Fig. 1 shows the part of a grid control device known per se, from which the invention is based. The ignition pulses for the converter are generated by the choke 1 and the capacitor 2, tapped at the resistor 3 with the connections A and B and fed to a control grid of the converter 7 (in FIG. 3). The phase position of the ignition pulses is determined by a phase swing circle. This contains the secondary winding of a transformer 6, an ohmic resistor 23 and a phase swiveling choke 4 with the bias windings 5 a and 5 b. The winding 5 a is shown, for example, in FIG. 3 controlled by an electronic amplifier 12 ... 15. The winding 5 b is used for positive feedback.

F i g. 2 zeigt als Kurve a die Kennlinie des vorstehend beschriebenen bekannten Gittersteuergerätes ohne Mitkopplung. Mit O ist die Gleichstromdurchflutung der Vormagnetisierungsdrossel4 bezeichnet. Unter U ist im positiven Teil der Ordinate die Gleichspannung des Stromrichters zu verstehen, im negativen Teil der Ordinate die Wechselrichterspannung. Dementsprechend ist U,."" die maximale Wechselrichterspannung. Wenn man nun einen Teil der Durchflutung gemäß der Geraden b durch Mitkopplung erzeugt, so braucht der Sollwert- oder Steuergeber nur die zwischen den Kurven b und a liegende Durchflutung aufzubringen.F i g. 2 shows, as curve a, the characteristic of the known grid control device described above without positive feedback. The direct current flow through the premagnetizing choke4 is denoted by O. U is to be understood in the positive part of the ordinate as the DC voltage of the converter, in the negative part of the ordinate the inverter voltage. Accordingly , U, "" is the maximum inverter voltage. If you now generate part of the flow according to the straight line b by positive feedback, the setpoint or control transmitter only needs to apply the flow between curves b and a .

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt F i g. 3. Der Gleichstromnebenschlußmotor 8 wird über den Stromrichter 7, der aus dem Gefäß mit zugehörigem Transformator besteht, und den Ankerumschalter 9 gespeist. Die Ankerspannung des Motors 8 wird mit der Spannung des Sollwertgebers 12', der als Potentiometer ausgeführt ist und an. einer Gleichspannung liegt, verglichen. Als Kriterium für die Ankerschalterstellung dient die Polarität der Sollwert-IstweTt-Differenz, zu deren Erfassung ein polarisiertes Relais 10 vorgesehen ist. Die Gleichrichterbrücke 11 ermöglicht, daß der Betrag der Soll-Ist-Differenz unterBerücksichtigung derEigenschaften des elektronischen Verstärkers 12 ... 15 zur Wirkung kommt und die Vormagnetisierungswicklung 5 a aussteuert. Der elektronische Verstärker enthält die Elektronenröhre 12, den Gitterwiderstand 13, die Gittervorspannung 14 und die Anodenspannung 15. Ferner ist eine nicht näher beschriebene, bekannte Einrichtung 16 zur Begrenzung des durch den Stromrichter fließenden Stromes im Gitterkreis der Elektronenröhre angeordnet. Die Mitkopplung erfolgt über die Vormagnetisierungswicklung 5 b. Der Betrag der Mitkopplung ist durch den Ohmschen Widerstand 20 einstellbar. Um ein annähernd integrales Regelverhalten zu bekommen, kann es zweckmäßig sein, die Mitkopplung durch die einstellbare Induktivität 19 zeitlich zu verzögern. In den Mitkoppelkreis ist weiterhin eine Zusatzspannung vom Betrage der maximalen Wechselrichterspannung U"""." derart in den Mitkoppelkreis eingefügt, daß bei maximaler Wechselrichterspannung praktisch kein Strom durch die Wicklung 5 b fließt. Die Zusatzspannung kann von einem Gleichrichter 1.7 mit zugehörigem Transformator 18 erzeugt werden. Die maximale Wechselrichtergegenspannung, die eine stromlose Ankerschaltung sicherstellt, wird beispielsweise erreicht, indem der Vormagnetisierungsstrom der Phasenschwenkdrossel 4 (in F i g. 1) durch die Kontakte 22 a und 22b vor jeder Umschaltung unterbrochen wird. Diese Kontakte werden bei der Kommandogabe durch das Relais 10 geöffnet und nach Beendigung der Ankerumschaltung wieder geschlossen.One embodiment of the invention is shown in FIG. 3. The direct current shunt motor 8 is fed via the converter 7, which consists of the vessel with the associated transformer, and the armature changeover switch 9. The armature voltage of the motor 8 is connected to the voltage of the setpoint generator 12 ', which is designed as a potentiometer. a DC voltage is compared. The criterion for the armature switch position is the polarity of the setpoint / actual value difference, for the detection of which a polarized relay 10 is provided. The rectifier bridge 11 allows the amount of target-difference, taking into account derEigenschaften of the electronic amplifier 12 ... 15 comes into effect and the bias winding 5 modulates a. The electronic amplifier contains the electron tube 12, the grid resistor 13, the grid bias voltage 14 and the anode voltage 15. Furthermore, a not described, known device 16 for limiting the current flowing through the converter is arranged in the grid circle of the electron tube. The positive feedback takes place via the bias winding 5 b. The amount of positive feedback can be set by means of the ohmic resistor 20. In order to achieve an approximately integral control behavior, it can be useful to delay the positive feedback through the adjustable inductance 19. In the positive feedback circuit there is also an additional voltage of the amount of the maximum inverter voltage U """." inserted into the positive feedback circuit in such a way that practically no current flows through the winding 5 b at the maximum inverter voltage. The additional voltage can be generated by a rectifier 1.7 with an associated transformer 18. The maximum inverter reverse voltage, which ensures a currentless armature circuit, is achieved, for example, by interrupting the bias current of the phase swivel choke 4 (in FIG. 1) through the contacts 22a and 22b before each switchover. These contacts are opened when the command is given by the relay 10 and closed again after the armature switchover has ended.

Claims

Claims: 1. Arrangement to improve a grid control device for converters, which allows a changeover from rectifier to inverter operation and in which the minimum input voltage corresponds to the maximum inverter ignition position, by using positive feedback for amplifier devices contained in the grid control device, dadurchgekenn -ze 2c hnet that in which the DC voltage of the converter (7) dependent positive feedback loop (b 22, 5 b) a forwardly with its negative pole to the cathode of the power converter (7) DC voltage source (17, 18) of the size of the maximum inverter voltage (U max) a - is joined. 2. Arrangement according to claim 1, characterized in that in series with the DC voltage source (17, 18) impedances (19, 20) are provided. Considered publications: German Patent Specifications No. 673 599, 706 539; "Siemens-Zeitschrift", 1956, H.

2, pp. 80 to 91; "Bulletin-Oerlikon", 1955, No. 313, pp. 75 to 86; "Electrical engineering", 1955, no. 1, p. 15.