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DE2159396A1 - Anordnung zur umformung einer wechselspannung der einen frequenz in eine wechselspannung waehlbarer frequenz - Google Patents

Anordnung zur umformung einer wechselspannung der einen frequenz in eine wechselspannung waehlbarer frequenz

Info

Publication number
DE2159396A1
DE2159396A1 DE19712159396 DE2159396A DE2159396A1 DE 2159396 A1 DE2159396 A1 DE 2159396A1 DE 19712159396 DE19712159396 DE 19712159396 DE 2159396 A DE2159396 A DE 2159396A DE 2159396 A1 DE2159396 A1 DE 2159396A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
frequency
converter
current
arrangement
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
DE19712159396
Other languages
English (en)
Inventor
Arnold Dipl Ing Schoenung
Herbert Dr Ing Stemmler
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
BBC Brown Boveri 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, BBC Brown Boveri AG Germany filed Critical BBC BROWN BOVERI and CIE
Priority to DE19712159396 priority Critical patent/DE2159396A1/de
Priority to AT935272A priority patent/AT319404B/de
Priority to FR7242019A priority patent/FR2161994B1/fr
Priority to SE1549572A priority patent/SE381541B/xx
Priority to CH1737272A priority patent/CH541894A/de
Publication of DE2159396A1 publication Critical patent/DE2159396A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC
    • H02M5/42—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters
    • H02M5/44—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC
    • H02M5/443—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M5/4505—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate DC into AC using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Description

Γ'Τ O-/-H, BOVERi >\ GIE - AKTIlk
M/u· tlHEf.Vi
.-Nr. 63.5/71
Mannheim,den 29.11.1971 PAT-Ko/St.
"Anordnung zur Umformung einer Wechselspannung der einen Frequenz in eine Wechselspannung wählbarer Frequenz"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Umformung einer Wechselspannung der einen Frequenz in eine Wechselspannung wählbarer Frequenz mit mindestens zwei durch einen Gleichspannungszwischenkreis verbundenen Stromrichtern.
Beim Betrieb von Stromverbrauchern mit großer Leistung kann es erwünscht sein,, entweder das speisende Wechselspannungsnetz (Quelle) zu schonen, d.h. geringe Blindleistung zu entnehmen oder die dem Stromverbraucher vorgeschaltete Filtereinrichtung auf möglichst geringe Speicherenergie auszulegen. Es ist bekannt (Heumann/Stumpe "Thyristoren", Teubner-Verlag Stuttgart 1969, S. 198) zur Speisung von Wechselstromverbrauchern großer Leistung mit von der Netzfrequenz abweichender Frequenz zwangskommutierte Umrichter zu verwenden, welche einen netzgeführten Stromrichter, einen Gleichstromzwischenkreis und einen selbstgeführten Stromrichter enthalten und die Netzspannung in eine Spannimg mit wählbarer Frequenz umzuformen. -Zur Steuerung der Spannung im Gleichstromzwischen-r kreis ist es ferner aus der genannten Literaturstelle S.199 bekannt, als netzgeführten Stromrichter eine steuerbare Gleichrichterbrücke zu verwenden, der ein netzgeführter Wechselrichter antiparälel geschaltet ist. Mittels· einer derartigen " Anordnung ist es jedoch nicht möglich, den zeitlichen Verlauf der in den Gleichiitromzwischenkreis eingespeisten Netz— leiofcungen zu beeinflußen. .
— 2 —
30 98 24/0 50 8
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Anordnung zu schaffen, welche eine Vorgabe des zeitlichen Verlaufs der Einspeiseleistung eines Wechselspannungsnetzes in dem Gleichstromzwischenkreis eines Umrichters ermöglicht.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der zwischen der speisenden Wechselspannungsquelle und dem Gleichspannungszwischenkreis angeordnete Stromrichter als selbstgeführter Stromrichter ausgebildet ist.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der selbstgeführte Stromrichter mindestens zwei wechselstromseitig in Serien- oder Parallelschaltung angeordnete Teilstromrichter aufweist, welche phasenversetzt betrieben sind.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Führung des Quellenstroms der Anordung nach der Erfindung besteht darin, daß den selbst geführte Stromrichter so gesteuert wird, daß der zeitliche Verlauf des Quellenstroms sowie dessen zeitliche Lage zur Quellenspannung beliebig vorgebbar ist.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert:
es zeigt:
Fig. 1a bis c Diagramme eines ersten zeitlichen Verlaufs
von Leistung, Spannung bzw. Strom eines mit der erfindungsgemäßen Anordung verbundenen Wechselspannungsnetzes.
Fig. 2a bis c Diagramme eines zweiten zeitlichen Verlaufs
von Leistung, Spannung bzw. Strom eines mit der erfindungsgomäßen Anordnung verbundenen WechseLnpannunganotzes
Fig. 3 ein Blockschaltbild der er findung sgcjmäßon Anordung. ■
— 3 — 30 98 24/050 8
ORIGINAL INSPECTED
_3_ ■ 2159336
In Fig. 1a ist der zeitliche Verlauf der aus dem Produkt der Netzspannung u^ und des Netzstroms % gebildeten Netzleistung pjj in Form einer Geraden mit der Steigung null (Konstante Leistung) mit durchgezogener Linie aufgetragen. Da die Netzspannung im allgemeinen sinusförmig verläuft (Fig.1b), wird der dem Wechselspannungsnetz, entnommene Strom iN in seinem zeitlichen Verlauf so gewählt, daß das Produkt aus der Spannungsamplitude uN χ und der Stromamplitude i^ χ zu jedem beliebigen Zeitpunkt tx den in diesem Beispiel gewünschten konstanten Wert ergibt. Wie man aus dem zeitlichen Verlauf des dem Wechselspannungsnetz entnommenen Stroms iN entnehmen kann (Fig.1c), steigt der Netzstrom % im Bereich sehr kleiner Netzspannung-Augenblickswerte auf sehr große Werte an und besitzt bei Spannungsnulldurchgang theoretisch den Wert unendlich. Da diese Forderung in der Praxis nicht verwirklichbar ist, treten im Bereich der Spannungsnulldurchgänge die in Fig. 1a mit gestrichelten Linien eingezeichneten Leistungseinbrüche auf.s
In Fig. 2a bis c sind Zeitdiagramme der Netzspannung Un und des Netzstrpms iN für einen zeitlichen Netzleistungsverlauf in Form von positiven Sinushalbwellen (Fig. 2a) dargestellt. Da die Netzspannung uN wiederum sinusförmig vorgegeben ist (Fig. 2b), muß der im Netz entnommene Strom iN rechteckförmig mit wechselnden Polaritäten sein (Fig. 2c),
Es ist somit zur Vorgabe des zeitlichen Verlaufs der Speiseleistung pN = ijj . Un eines Wechselspannungsnetzes bei fest vorgegebener Netzspannung erforderlich, den Verlauf des im Netz entnornmeneir Stroms sowie gegebenenfalls dessen zeitliche Lage zur Netzspannung (Phasenlage) beliebig vorgeben zu können.
Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anordnung ist in Fig. 3 dargestellt. - -
- 4 -309824/05-08
Das Wechselspannungsnetz 1 speist über einen Netztransformator 2 einen zwangskommutierten Umrichter 3, dem ein Wechselstromverbraucher 7, beispielsweise eine elektrische Maschine nachgeschaltet ist. Der Umrichter 3 weist eingangsseitig einen Stromrichter 4 auf, welche die transformierte Netzspannung uN in eine Gleichspannung U^ umformt. Dem Stromrichter 4 ist ein Gleichspannungszwischenkreis 5 nachgeschaltet, welcher durch einen Kondensator symbolisierte Filterkreise 8 enthält. Der Gleichspannungszwischenkreis 5 speist einen weiteren Stromrichterö, welcher in bekannter Weise als selbstgeführter Wechselrich ter ausgebildet ist* Unter einem selbstgeführten Wechselrichter soll ein mit steuerbaren Halbleiter-Gasentladungsventilen versehener Wechselrichter verstanden werden, welcher die zur Löschung der steuerbaren Ventile erforderliche Kommutierungsspannung einem gesonderten Energiespeicher, beispielsweise einem Kondensator entnimmt.
Erfindungsgemäß ist der beim Gleichstromzwischenkreia vorgeschaltete Stromrichter 4 ebenfalls als selbstgeführter Stromrichter ausgebildet; d.h., der Stromrichter 4 bezieht seine Kommutierungsspannung nicht wie bei bekannten Umrichtern aus dem Netz 1 oder aus der Belastung 7, sondern in gleicher Weise wie der Stromrichter 6 aus einem gesonderten Energiespeicher. Der Stromrichter 4 kann nach einem Pulssteuerverfahren betrieben werden, wie es beispielsweise in der vorgenannten Literaturstelle auf S. 205 f. beschrieben ist.
Zur Verringerung der im Pulssteuerbetrieb auftretenden Oberschwingungen desJNetzstroms oder der Netzspannung kann es vorteilhaft sein,den selbstgeführten Stromrichter 4 aus zwei oder mehreren wechselstromseitig in Serien- oder Parallelschaltung angeordneten TeilStromrichtern aufzubauen, wobei die Teilstromrichter phasenversetzt gepulst werden.
309824/05 0 8
t.U
Die Steuerung des selbstgeführten Stromrichters 4 erfolgt durch ein nicht dargestelltes Steuergerät nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in der Weise, daß sich stets der zur Erzielung des gewünschten Netzleistungsverlauf jeweils erforderliche Netzstrom ijx einstellt.
3 0,9 824/0808

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Anordnung zur Umformung einer Wechselspannung der einen Frequenz in eine Wechselspannung wählbarer Frequenz mit mindestens zwei durch einen.Gleichspannungszwischenkreis verbundenen Stromrichtern, dadurch gekennzeichnet, daß der zwischen der speisenden Wechselspannungsquelle (1) und dem Gleichstromzwischenkreis angeordnete Stromrichter (4) als selbstgeführter Stromrichter ausgebildet ist.
    Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der selbstgeführte Stromrichter (4) mindestens zwei wechselstromseitig in Serien- oder Parallelschaltung angeordnete Teilstromrichter aufweist t welche phasenversetzt betrieben sind.
    Verfahren zur Führung des Quellenstroms der Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der selbstgeführte Stromrichter (4) so gesteuert ist, daß der zeitliche Verlauf des Quellenstroras (i) sowie dessen zeitliche Lage zur Quellenspannung (u) beliebig vorgebbar ist.
    309824/0508
DE19712159396 1971-11-30 1971-11-30 Anordnung zur umformung einer wechselspannung der einen frequenz in eine wechselspannung waehlbarer frequenz Pending DE2159396A1 (de)

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DE19712159396 DE2159396A1 (de) 1971-11-30 1971-11-30 Anordnung zur umformung einer wechselspannung der einen frequenz in eine wechselspannung waehlbarer frequenz
AT935272A AT319404B (de) 1971-11-30 1972-11-03 Stromrichteranordnung zur Umformung einer Wechselspannung der einen Frequenz in eine Wechselspannung von wählbarer Frequenz
FR7242019A FR2161994B1 (de) 1971-11-30 1972-11-27
SE1549572A SE381541B (sv) 1971-11-30 1972-11-28 Forfarande vid omformning av en vexelspenning samt anordning for genomforande av forfarandet
CH1737272A CH541894A (de) 1971-11-30 1972-11-29 Anordnung zur Umformung einer Wechselspannung der einen Frequenz in eine Wechselspannung wählbarer Frequenz und Verfahren zum Betrieb der Anordnung

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DE19704122A1 (de) * 1997-02-04 1998-08-06 Siemens Ag Antriebseinrichtung für Industrieanlagen, insbesondere für Anlagen der Grundstoffindustrie

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1513518B2 (de) * 1965-08-28 1971-12-30 Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München Einrichtung zur zwangskommutierung fuer einen selbstgefuehrten stromrichter zur steuerung der drehzahl und drehrichtung eines drehstrommotors

Also Published As

Publication number Publication date
SE381541B (sv) 1975-12-08
AT319404B (de) 1974-12-27
FR2161994A1 (de) 1973-07-13
CH541894A (de) 1973-09-15
FR2161994B1 (de) 1976-04-23

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