AT215543B - Verfahren zur Steuerung eines frequenzelastischen Umrichters - Google Patents

Verfahren zur Steuerung eines frequenzelastischen Umrichters

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AT215543B
AT215543B AT64360A AT64360A AT215543B AT 215543 B AT215543 B AT 215543B AT 64360 A AT64360 A AT 64360A AT 64360 A AT64360 A AT 64360A AT 215543 B AT215543 B AT 215543B
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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Description


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  Verfahren zur Steuerung eines frequenzelastischen Umrichters 
Für die Energieübertragung zwischen einem Mehrphasen-Wechselstromnetz höherer Frequenz und einem Einphasen-Wechselstromnetz niederer Frequenz, beispielsweise zwischen einem Drehstromnetz der Frequenz 50 Hz und einem Einphasennetz der Frequenz 16 2/3 Hz sind eine Reihe von Umrichteranordnungen mit gesteuerten   Gasentladungsgefässen   bekanntgeworden, die je nach ihrer Schaltung und je nach dem Steuerverfahren verschiedene charakteristische Betriebseigenschaften haben und mit verschieden grossem Aufwand für die Ventile, Transformatoren und für die Steuerung verbunden sind. 



   Hinsichtlich des Betriebsverhaltens eines solchen Umrichters, insbesondere bei Speisung elektrischer Bahnen, werden zur Anpassung an Einspeisungen anderer Art, zur Erteilung richtiger Lastverteilung und zur Ermöglichung einer   Blindleistungsilbertragung   verschiedene Anforderungen gestellt, vor allem aber muss der Umrichter imstande sein, bei Einspeisung in ein Einphasennetz eigener, von dem Drehstromnetz unabhängiger Frequenzbildung frequenzelastisch oder frequenzunabhängig zu arbeiten. 



   Hiezu muss der Umrichter die Bildung seiner Einphasenspannung aus den gegebenen Dreiphasenspannungen von Halbwelle zu Halbwelle an die Spannung des Einphasennetzes anzupassen vermögen und innerhalb jeder Halbwelle der Einphasenspannung je nach Phasenlage des Einphasenstromes beiderlei Energierichtung herzustellen in der Lage sein. 



   Als besonders vorteilhaft für die hiezu erforderliche Beherrschung der Steuerung der Ventile hat sich ein Umrichter erwiesen, der eine Synthese zwischen dem sogenannten Steuerumrichter und dem   Hüllkur-   venumrichter darstellt, nämlich der   Trapezkurvenumrichter mit   gesteuertem Spannungsnulldurchgang der erzeugtenEinphasen-Wechselspannung.

   Bei diesem Umrichter sind die   jewellsanderstromftihrungwährend   des   Spannungsnulldurchganges   beteiligten Ventile im ganzen Bereich zwischen   Gleichrichter- und Wech-   selrichterbetrieb veränderlich steuerbar, während die übrigen Ventile, welche die positive und negative Halbwelle der   Trapezkurven-Einphasenspannung   des Umrichters übertragen, eine fest eingestellte Gleich-   richtet-oder Wechselrichteraussteuerung aufweisen.

   Zu   diesem Zweck sind beispielsweise bei Anwendung einer   Brückenschaltung   für jede sekundäre Transformatorphase des Mehrphasennetzes der höheren Frequenz ein Paar   antiparallelgeschalteterVentile   oder zwei antiparallelgeschalteter Stromrichter vorgesehen, von denen jedes im Takt der Frequenz der Einphasen-Wechselspannung abwechselnd als Gleichrichter und Wechselrichter gesteuert wird. 



   Da nun der Wechselrichterbetrieb bekanntlich eine   Zündvoreilung   um den Betrag des sogenannten Respektabstandes erfordert, entsteht unter der vorübergehenden Spannungsdifferenz zwischen je einem im Wechselrichterbetrieb gesteuerten Ventil einer Phase und einem im Gleichrichterbetrieb gesteuerten Ventil einer   andem   Phase ein über die beiden Ventile fliessender Kreisstrom, der mittels einer sogenannten   Kreisstromdrossel   auf unschädliche Werte begrenzt werden muss. Damit diese Drossel jedoch keine Gleich-   strom-Vormagnetisierung   erleiden kann, muss der Aufmagnetisierung der Drossel während des Zündvoreilungswinkels des auf Wechselrichterbetrieb gesteuerten Ventils wieder eine Abmagnetisierung folgen.

   Hiezu wird das auf Gleichrichterbetrieb gesteuerte Ventil mit einer Zündverzögerung vom gleichen Zeitbetrag wie die Zündvoreilung ausgesteuert. Dann ist die dem Gleichrichter, Steuerwinkel zukommende Spannungszeitfläche, die die Abmagnetisierung der Drossel bewirkt, gleich oder grösser als die dem Wechselrichter-Steuerwinkel zukommende Spannungszeitfläche. Die vollständige Abmagnetisierung der Kreisstromdrossel ist damit gewährleistet. DieseForderung für   dasgrössenverhältnis   der beiden Spannungs- 

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 zeitflächen zueinander, sowie die Begrenzung der den Wechselrichter-Steuerwinkel zukommenden Spannungszeitfläche auf einen als   höchstzulässig   errechneten Wert muss für jedes Steuerprinzip erfüllt sein. 



   Auch bei der Steuerung   des Nulldurchganges der Einphasenspannung des Umrichters muss entweder so   vorgegangen werden, dass ein Kreisstrom entweder gar nicht entstehen kann oder dass die für die Spannungszeitflächen gegebene Bedingung eingehalten wird. 



   Um dies sicherzustellen, ist bereits eine Steuermethode für den Spannungsnulldurchgang vorgeschlagen worden, bei der die Umsteuerung der Ventile vom Gleichrichter in den Wechselrichterbetrieb über eine entsprechend der gleitenden Phase oder Frequenz   der Einphasenspannung kontinuierlich verschiebbare   Zwischenkommutierung erfolgt, die Umsteuerung von Wechselrichter in den Gleichrichterbetrieb dagegen in diskreten   Sprüngen, u. zw.   mit einer Zündverzögerung durchgeführt wird, die gleich der natürlichen Anodenbrenndauer, vermindert um den Respektabstand, ist. Hiebei wird unter Zwischenkommutierung eine nicht den obengenannten festeingestellten Zündwinkeln entsprechende Anodenablösung verstanden. 



  Eine solche Steuerung des Umrichters ist aber, wie noch näher dargelegt werden soll, nur dann ohne Nachteile für die Stetigkeit der Umsteuerung oder der Kurvenform der Einphasenspannung anwendbar, wenn der Einphasenstrom der Einphasenspannung des Umrichters in der Phase nacheilend verläuft. 



   Um indessen eine auch für   voreilende Ströme   brauchbare,   d. h.   die Bedingung der Gleichheit und der   höchstzulässigen   Grösse der Spannungszeitflächen einhaltende Steuerung zu erzielen wird erfindungsgemäss ein Steuerverfahren vorgeschlagen, bei dem sowohl die Umsteuerung vom Gleichrichter in den Wechselrichterbetrieb als auch die Umsteuerung vom Wechselrichter- in den Gleichrichterbetrieb über eine kontinuierlich verschiebbare Zwischenkommutierung erfolgt, wobei die beiden Umsteuerungen in getrennten' Schritten nacheinander erfolgen. 



   Bevor dieser Erfindungsgedanke weiter präzisiert wird, muss noch darauf hingewiesen werden, dass eine derartige Steuerung nicht nur mit Rücksicht auf gegebenenfalls voreilenden Einphasenstrom gegen- über der Einphasenspannung des Netzes, sondern auch mit Rücksicht darauf notwendig werden kann, dass die ganze Umrichteranordnung aus einzelnen Gruppen von je zwei in Antiparallelschaltung arbeitenden,   in der Phasenlage versetzten mehrphasigen Stromrichtersystemen besteht, die   jede für sich eine Teileinphasenspannung erzeugen, wobei sich beispielsweise vermittels einer Kaskadenschaltung der einzelnen Gruppen diese Teilspannungen zu   derGesamteinphasenspannung   vereinigen.

   Bei solchen Anordnungen kann jedoch auch ein gegenüber der Einphasenspannung des Netzes nacheilender Einphasenstrom gegenüber einer Teileinphasenspannung des Umrichters voreilend sein, woraus sich umsomehr die Notwendigkeit ergibt, eine an keine einengend Phasenbedingungen gebundene Steuerung anzuwenden. 



   Es wird   daher erfindungsgemäss   zur Steuerung eines zur frequenzelastischen Energieübertragung   zwei-   schen einem Mehrphasen-Wechselstromnetz höherer Frequenz und einem Einphasen-Wechselstromnetz niederer Frequenz dienenden p-pulsigen Trapezkurvenumrichters, der aus n Gruppen von je zwei in Antiparallelschaltung arbeitenden m-phasigen Stromrichtersystemen besteht, von denen jedes im Takt der Frequenz der Einphasen-Wechselspannung abwechselnd als Gleichrichter und Wechselrichter gesteuert wird, wobei n und m ganze Zahlen und p =   n.   m ist und n die Zahl der Gruppen mit in zyklischer Folge phasenverschobenen   Anodenwechselspannungen bedeutet,   ein Verfahren vorgeschlagen,

   bei dem die Stromrichter bei gleitender Änderung der relativen Phasenlage der Einphasenspannung zu der der Mehrphasenspannungen abhängig von dieser Phasenlage in abwechselnd erfolgenden Schritten von der einen Betriebsweise in die andere Betriebsweise umsteuert werden, u. zw. in der Weise, dass während des einen Schrittes die vorzunehmende Umsteuerung eines Ventiles eines Stromrichters von Wechselrichter- in den Gleichrichterbetrieb über eine stetig und mit   der Phasenänderung der Einphasenspannung gleichläufig ver-   schobeneZwischenkommutierung durchgeführt, und während des ändern Schrittes die vorzunehmende Umsteuerung eines Ventiles eines andern Stromrichters vom Gleichrichter-in den Wechselrichterbetrieb über eine ebenfalls stetig,

   aber zur   Phasenänderung   der Einphasenspannung gegenläufig verschobene Zwischenkommutierung durchgeführt wird, wobei die jeweiligen Verschiebungen in einem Steuerbereich durchgeführt werden, der von der zulässigen Vollaussteuerung der einen Anode bei Gleichrichterbetrieb bis zu der durch den sogenannten Respektabstand bestimmten Vollaussteuerung der   ändern   Anode bei Wechselrichterbetrieb festgelegt ist und wobei die Betriebsweise der jeweils an der Umsteuerung unbeteiligten Ventile ungeändert bleibt. 



   Hiefür wird eine Steuerung angewendet, die mittels logisch arbeitender Schaltelemente, wie Koinzidenzglieder sowie mittels Impulserzeuger und Speicheranordnungen aus der Einphasenspannung eine Information über die relative Phasenlage dieser Einphasenspannung zur Phasenlage der Mehrphasenspannung ableitet und diese in einen Steuerbefehl für die jeweils vorzunehmende Umsteuerung der Ventile umwandelt. 

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 gen Richtungen sind durch Pfeile deutlich gemacht. Wie ersichtlich, würde hiebei die einen Kreisstrom   verursachenden Spannungszeitfläche, verglichen mit der Umsteuerung bei t nach Fig. 3 unzulässig hoch werden, wenn die Umsteuerung von Wechselrichter-in den Gleichrichterbetrieb in dem bisherigen Zeitpunkt t erfolgen würde.

   Deswegen wird diese Umsteuerung um eine Anodenteilung später, nämlich bei t vorgenommen. In diesem Umsteuerbereich arbeiten somit beide Ventilgruppen als Wechselrichter, so    dass kein Kreisstrom auftreten kann. 



   Dieses Steuerverfahren ist jedoch, wie bereits gesagt wurde, nur bei relativ zur Einphasenspannung nacheilende Einphasenwechselstrom anwendbar. Würde man es auch bei voreilendem Einphasenstrom verwenden, so wäre keine stetige frequenzelastische bzw. frequenzunabhängige Umsteuerung der Spannungnulldurchgänge möglich. 



   Diesen Nachteil vermeidet das nach der Erfindung vorgeschlagene Steuerverfahren, nach dem bei gleitender Änderung der Phasenlage der Spannung des Einphasennetzes die Umsteuerung der   VentiJe   der beiden   Ventilgruppen   in zwei Schritten nacheinander durchgeführt wird, u.   zw.   derart, dass zuerst die Umsteuerung vom Wechselrichter-in den Gleichrichterbetrieb über eine gleichläufig mit der Verschiebung des Spannungsnulldurchganges vor sich gehende Zwischenkommutierung und die Umsteuerung vom Gleichrichter-in den Wechselrichterbetrieb über eine gegenläufig mit der Verschiebung des Spannungnulldurchgangs der Einphasenspannung vor sich gehende Zwischenkommutierung erfolgt. 



   Dieses Steuerverfahren wird. prinzipiell in Fig. 5 und 6 und für das Beispiel einer vollständigen Umsteuerung vom Beginn des einen bis zum Ende des andern Umsteuerschrittes in Fig. 7 und 8   veranschau-   licht. 
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Zwischenkommutierung bei t vom Wechselrichter- in den GleichrichterbetriebEinphasenspannung. Während dieses Schrittes bleibt die Aussteuerung der an der Umsteuerung unbeteiligten Anoden der Ventilgruppe II ebenfalls ungeändert. 



   Bei dem einer   weiteren Verschiebung der Phasenlage dereinphaenspannting   folgenden zweiten Schritt der Umsteuerung nach Fig. 6 wird die Ventilgruppe I über eine mit der Änderung der Phasenlage der Ein-   phasenspannung entsprechend veränderte Zwischenkommutierung bei t6 von Gleichrichter-in den Wech-   selrichterbetrieb umgesteuert, während nun die Steuerung der Ventilgruppe Il und die der an der Um-   steuerung unbeteiligten Anoden der Gruppe I ungeändert bleibt. Die Verschiebung von t ist dabei gegenläufig zur Änderung der Phasenlage der Einphasenspannung. Wie man feststellen kann, sind nach der Zwi-   schenkommutierung die Ventile entweder beide im Gleichrichter = oder beide im Wechselrichterbetrieb gesteuert, so dass kein Kreisstrom auftreten kann.

   Der Bereich der Verschiebung von    t   ist durch a, b, der Bereich der Verschiebung von    t   ist durch c, d angedeutet. 



   In Fig. 7 sind drei Stadien des ersten Umsteuerschrittes, in Fig. 8 drei Stadien des zweiten Umsteuerschrittes wiedergegeben. Dabei sind diese Stadien in Abhängigkeit von der Lage des sogenannten Umsteuerbefehles oder   kurz   Steuerbefehles, der durch eine Impulsflanke gekennzeichnet ist, dargestellt. Die so beschriebenen Vorgänge beziehen sich auf einen 24-pulsigen Umrichter, der aus 8 dreiphasigen Ele-   mentarumrichtern   gemäss Fig. 1 mit um je   1S  in zyklischer   Folge versetzten Dreiphasenspannungen aufgebaut ist.

   Bei einem derartigen Umrichter erfolgt die Umsteuerung der Ventile bei gleitender Phasenverschiebung der Einphasen-Netzspannung nach einer Weiterbildung der Erfindung In der Weise, dass   w1 ! hrend einer Verschiebung derPhasenlage der Einphasenspannung um   je 150 nur je ein Ventil der ganzen Umrichteranordnung über eine veränderte Zwischenkommutierung von Wechselrichter- in den Gleichrich-   terbetrieb   und gleichzeitig ein anderes Ventil der ganzen Umrichter anordnung, das indessen einem andern Elementarumrichter als das erstgenannte Ventil angehört, über eine veränderte Zwischenkommutierung von Gleichrichter- in den Wechselrichterbetrieb umgesteuert wird. 



   Innerhalb desselben Elementarumrichters erfolgen also die Umsteuerschritte nacheinander, innerhalb der ganzen Umrichteranordnung erfolgen indessen diese Umsteuerschritte, verteilt auf zwei verschiedene Elementarumrichter,'gleichzeitig. 



   Die Änderung der   Zwischenkommutierl, U1g   bei jedem Umsteuerschritt   beträgt,   wie beispielsweise Fig. 5 und 6 erkennen lassen, mit Rücksicht auf den Umstand, dass derRespektabstand für die im Wechselrichterbetrieb gesteuerten Ventile zu 150 angenommen wurde und die normale   Zündverzögerung   der im Gleichrichterbetrieb gesteuerten Ventile ebenso gross ist,   150 .   Da diese Verstellung der Zwischenkom- 
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Verstellung des SteuerbefehlesZehnfache übersetzt. Dies geschieht in der später beschriebenen Weise durch einen magnetischen Speicher mit   Sättigungswinkelsteuerung,   die für die eine Umsteuerart mitläufig und für die andere Umsteuerart gegenläufig sein muss. 



   Unabhängig von der Lösung der Aufgabe der zeitlichen Änderung der Umsteuerungen muss die Steuereinrichtung aber zuerst einmal entscheiden, in welcher Weise sie in die Steuerung des Spannungsnulldurchganges der Einphasenspannung einzugreifen hat. 



   Dies geschieht mit Rücksicht auf die hiemit verbundenen logischen Entscheidungen und auf die erforderliche Genauigkeit der Steuerung mittels logisch arbeitender Schaltelemente und mittels einer digita-   len,   Steuerung. Das von dieser Steuerung darzustellende Steuerprogramm ist das in Fig. 9 wiedergegebene. 



   Hierin ist als Abszisse der Winkel des Steuerbefehles, gemessen von dem Phasenschnittpunkt derjenigen Anode, die die Umsteuerung durchzuführen hat, und als Ordinate der Steuerwinkel für diese Anode aufgetragen. Hernach muss, wie Fig. 7 erkennen lässt, nach der gestrichelten Linie in dem Winkelbereich des Steuerbefehles   von -750 bis -600   eine gleichläufig Umsteuerung vom   Wechselrichter-i ! 1denGleich-   richterbetrieb, bezeichnet mit   WR GR IIÚt den Steuerwinkeln -450 - +1050   erfolgen. Dem entspricht nach Fig. 7 eine Verstellung des Steuerbefehles, gemessen von der strichpunktiert gezeichneten Zeitordinate,   von-150   bis 0 .

   Weiterhin muss, wie Fig. 8 zeigt nach der ausgezogenen Linie in dem Winkelbereich des Steuerbefehles von 00 bis 15  eine gegenläufige Umsteuerung von Gleichrichter- in den Wechselrichterbetrieb, bezeichnet mit   Go go   WR   mit den Steuerwinkeln+165 -15    erfolgen. Die übrigen Linien beziehen sich auf die feststehenden Steuerwinkel. 



   Die Entscheidung über die notwendige Steuerung und die Bildung der Steuerimpulse wird nach einer Weiterentwicklung der Erfindung über Zeitmarken herbeigeführt, die einerseits aus den Spannungen des Dreiphasennetzes beispielsweise mittels eines p-phasigen Hilfstransformators und anderseits aus der Spannung des Einphasennetzes abgeleitet werden. Hiebei werden aus den p aus dem Drehstromnetz abgeleiteten Spannungen, die in der Phase um je   21rip   versetzt sind, mit Anwendung von bistabilen Multivibratoren p   Spannungsblöcke   von der Länge   2 tip   gebildet. Bei p = 24 werden also 24 um 150 versetzte Rechteck-Spannungsimpulse je von der Länge 150 hergestellt.

   Diese Impulse werden über Koinzidenzglieder mit den Zeitmarken der Einphasenspannung in Zusammenwirkung gebracht, u. zw. derart, dass das Zusammentreffen einer Zeitmarke der Einphasenspannung mit einem der 24 Spannungsblöcke die Entscheidung über den   erforderlichen Steuereingriff herbeiführt.   Die Bildung der Phasenlage dieser Impulse erfolgt nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung über magnetische Speicher, die wie bereits gesagt, unter 
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 Einphasenspannung bewirken. 



   Bevor dieses Steuerverfahren und die hiezu angewendeten Schaltungen weiter erläutert werden, soll vorerst der prinzipielle Aufbau der Elemente der digitalen Steuerung angegeben werden. Die daraus gebildeten Steuerschaltungen sollen dann nur als Blockschaltbild dargestellt werden, worin die Einzelfunktionen der Elemente durch Buchstaben gekennzeichnet sind. 



   Die logisch arbeitenden Schaltmittel sind diejenigen, die sich auf die Ausführung der Funktionen "und" sowie "oder" beziehen, sie sind beispielsweise in Fig. 10 und 11 dargestellt. 



   Bei der für die erstere Funktion bestimmten Anordnung beispielsweise gemäss Fig. 10, die   als"Koin-   zidenzglied"bezeichnet ist und in den weiteren Schaltungen mit K gekennzeichnet ist, handelt es sich darum, die Weitergabe eines Spannungsimpulses nur dann erfolgen zu lassen, wenn dieser und solange dieser mit einem andern Spannungsimpuls zusammenfällt. In dieser Schaltung sind die Anschlüsse der 
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   so dass das Potential von A etwa mit dem Nullpotential übereinstimmt. Gelangt an einem der Eingänge E oder Ez ein positiver Impuls, so wird der zugehörige Transistor gesperrt, wodurch an dem Potential A je-   doch noch nichts geändert ist.

   Erst wenn an beiden Eingängen    El     undE   gleichzeitig Impulse erscheinen, werden für die Dauer der Koinzidenz beide Transistoren gesperrt, womit das Potential A auf den negativen   Spannungswert-U springt.    



   Eine der zweiten   genanntenFunktionen"oder"dienende Anordnung ist   beispielsweise in dem Schaltbild Fig. 11 wiedergegeben. Diese Anordnung besteht im wesentlichen aus zwei Dioden deren eine Seite   über eine Widerstandskombination, die einerseits auf Potential Null liegt, mit den Eingängen Et und E verbunden sind, während ihre positiven Pole untereinander verbunden zum Ausgang A führen. Das Poten-   tial von A wird positiv, sobald an E oder E ein positiver Impuls gegeben wird. 

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   Für die verschiedentlich angewendeten   bistabilen Multivlbratoren,   die wegen der vielfach angewen-   deten Bezeichnung"Flip-Flop"mit   F gekennzeichnet sind, wie in Fig. 12 ein Schaltungsbeispiel gegeben.   Die darin wirksamen Netzspannungen sind wieder mit +U und-U bezeichnet. Es sei angenommen, dass der linke pnp-Transistor stromführend sei, während der rechte Transistor des gleichen Typs über die Mit-   
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R', R" gesperrt fst. Beilung durch die Widerstände   R', R 'negativ   womit dieser Transistor Stromführend wird.

   Damit wird das   Potential A Nun und über die Mitkopplung durch die Widerstände R", R'der linke Transistor im gesperrten Zustand gehalten, der auch nach Verschwinden des Eingangsimpulses bestehen bleibt  
Die Schaltung eines magnetischen Speichers, der in den nachfolgenden Schaltungen mit Sp gekennzeichnet ist, ist beispielsweise in Fig. 13 dargestellt. Die Anordnung besteht aus einem Schalttransistor, einem mit mehreren Wicklungen versehenen Ringkern aus einem Material von rechteckförmiger Magnetisierungskurve und einer Diode. Bei Erscheinen eines negativen Impulses am Eingang E der Anordnung wird die mittlere Wicklung solange an die   Spannung-U gelegt, wie   der Impuls andauert.

   Hiedurch wird die Aufmagnetisierung des Ringkernes, der im Grundzustand durch einen   Vormagnetisierungsstrom Iv In   der linken Wicklung auf negativer Sättigung gehalten wird, bewirkt. Nach Verschwinden des Eingangsimpulses erfolgt die Abmagnetisierung des Ringkernes über die rechte Wicklung, die hiebei einen Ausgangsimpuls an A abgibt. 



   Dabei ist der Speicher so ausgelegt, dass bei einer 150 andauernden Aufmagnetisierung, die beispielsweise bei 00 beginnen und bei 150 endigen soll, der Kern noch nicht gesättigt ist, worauf die Abmagnetisierung folgt, die infolge der entsprechenden Auslegung des Stromkreises bei 1500 beendet sein soll. 



   Schliesslich sollen noch zwei Anordnungen beschrieben werden, die weiterhin als Schalter S und als Differenzierglied D gekennzeichnet sind. Sie sind in der Fig. 12 miteinander verbunden dargestellt. Der sogenannte Schalter Ist ein Transistor, der die Aufgabe eines Verstärkers hat und bei Erscheinen eines z. B. negativen Impulses am Eingang E stromführend wird. 



   Der an der    Spannung-U liegende Widerstand   lässt dann einen Ausgangsimpuls entstehen, der über die Kombination aus dem Kondensator C und dem Widerstand R differenziert wird. Ist beispielsweise der Eingangsimpuls die aus der Abmagnetisierung des magnetischen Speichers herrührende Spannung, so wird deren Rückflanke differenziert und der dadurch entstehende Spannungsimpuls bei A abgegeben. 



   Die bei den beiden Umsteuerarten an dem magnetischen Speicher vor sich gehenden Vorgänge sind in Fig. 15 und 16 deutlicher dargestellt. In beiden Fällen erstreckt sich der Verschiebebereich des als Steuerbefehl dienenden Impulses auf die Zeit von 0 bis   150, während   der Steuerimpuls für die Aussteuerung der Ventile sich über den Bereich bis    1500   erstreckte Bei der einen Umsteuerart für die gegenläufige Zwischenkommutierung wird innerhalb der 150 die Aufmagnetisierung eingeleitet und im Zeit- 
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 magnetisierung. Die   flächengleicheSpannungszeitfIäche filr die Abmagnetisierung   hat dann eine zur Verschiebung des Steuerbefehles gegenläufige Rückflanke.

   Umgekehrt ist es bei der Umsteuerart für die mitläufige Zwischenkommutierung, bei der die Aufmagnetisierung, wie Fig. 16 zeigt, immer bei 00 begonnen und durch den innerhalb der   150   eintreffenden Steuerbefehl beendet wird. In diesem Falle ist die Abmagnetisierung umso später beendet, je später der Steuerbefehl eintrifft, die Beendigung ist also mit diesem mitläufig. 



   Nach diesen Vorbemerkungen soll ein Beispiel einer Steuerung gemäss der Erfindung Im Zusammenhang geschildert werden. Ein Übersichts-Blockschaltbild der für jede Anode des Umrichters vorhandenen Steuerung ist in Fig. 17 dargestellt. 



   Aus der   16 2/3 Hz-Einphasen-Netzspannung   werden mittels einer Einrichtung J in an sich bekannter Weise impulsförmige Zeitmarken hergestellt, deren positive oder negative Richtung die positive oder negative Halbwelle der Einphasenspannung kennzeichnen und von denen die der   eisen Richtung den   mitGr-B bezeichneten "Gleichrichterbefehl" für die Umsteuerung von Wechselrichter-in den Gleichrichterbetrieb und die der ändern Richtung dem   mitWr-B bezeichneten"Wechselrichterbefehl' für die Umsteuerung vom   Gleichrichter- in den Wechselrichterbetrieb darstellen. Diese Zeitmarken sind in den weiteren Oszillogrammen in Fig.   18 - 21   unter 11 wiedergegeben. Diese Impulse werden zunächst der als Wechselrichter- 
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   Zuerst soll die Bildung der aus dem Gleichrichterbefehl abgeleiteten Impulse, die die zum Steuerbefehl   mit1' ! ufige   Umsteuerung vom   Wechselrichter-in denGleichrichterbetrieb durchzuführen   haben, erläutert werden. Das zugehörige Blockschaltbild und die bezüglichen Oszillogramme sind in Fig. 18 wiedergegeben. 

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**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

  1. <Desc/Clms Page number 9> dadurch gekennzeichnet, dass während des einen Schrittes die vorzunehmende Umsteuerung eines Ven- tiles eines Stromrichters vom Wechselrichter- in den Gleichrichterbetrieb über eine stetig und mit der Phasenänderung der Einphasenspannung gleichläufig verschobene Zwischenkommutierung durchgeführt, und während des andern Schrittes die vorzunehmende Umsteuerung eines Ventiles eines andern Stromrich- ters vom Gleichrichter- in den Wechselrichterbetrieb über eine ebenfalls stetig, aber zur Phasenänderung der Einphasenspannung gegenläufig verschobene Zwischenkommutierung durchgeführt wird, wobei die jeweiligen Verschiebungen in einem Steuerbereich durchgeführt werden,
    der von der zulässigen Vollaus- steuerung der einen Anode bei Gleichrichterbetrieb bis zu der durch den sogenannten Respektabstand bestimmten Vollaussteuerung der anderen Anode bei Wechselrichterbetrieb festgelegt ist und wobei die Be- triebsweise der jeweils an der Umsteuerung unbeteiligten Ventile ungeändert bleibt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die je nach der relativen Phasenlage der Einphasenspannung zur Phasenlage der Mehrphasenspannungen des Umrichters vorzunehmende Um- steuerung vom Wechselrichter in den Gleichrichterbetrieb bzw. vom Gleichrichter- in den Wechselrichterbetrieb von jeweils einem Ventil der insgesamt mit 2p Ventilen ausgerüsteten Umrichteranlage durch- geführt wird, derart, dass bei gleitender Veränderung der Phasenlage die die verschiedenen Umsteuerungen ausführenden beiden Ventile jeweils verschiedenen der n Gruppen des Umrichters angehören, aber die beiden Umsteuerungen innerhalb derselben Gruppe nacheinander erfolgen.
    3. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, unter Verwendung von logisch arbeitenden Schaltelementen, wie Koinzidenzglieder und Impulserzeuger sowie unter Verwendung von Speicheranordnungen, dadurch gekennzeichnet, dass aus Zeitmarken der Einphasen-Netzspannung einer- seits und aus Zeitmarken der Mehrphasenspannungen des Umrichters anderseits eine Information über die relative Phasenlage der Einphasenspannung abgeleitet und diese in einen Steuerbefehl für die vorzunehmende Umsteuerung der Ventile umgewandelt wird.
    4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ableitung der Information über die relative Phasenlage der Wechselspannung des Einphasennetzes zur Phasenlage der Mehrphasen-Wechselspannungen impulsförmige Zeitmarken aus den Wechselspannungen gebildet werden, wobei die aus dem Mehrphasen-Wechselstromnetz zu bildenden Zeitmarken der p zyklisch in der Phase versetzten Wechselspannungen der Ventile mittels eines p-phasigen Hilfstransformators hergestellt werden, wobei diese Spannungen zur Steuerung von bistabilen Multivibratoren zur Bildung von p Spannungsblöcken mit einer Phasenverschiebung von 2'/r/p und der Länge 2 w/p verwendet werden.
    5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass von den aus den Zeitmarken der Einphasen-Wechselspannung abgeleiteten, als Gleichrichterbefehl bezeichneten Impulsen zur Umsteuerung der Ventile vom Wechselrichter-in den Gleichrichterbetrieb mittels Anwendung eines Koinzidenzgliedes, das von einem lSu langen, bei -750 beginnenden und bei-600 endigenden Impuls, gemessen von dem nächsten Phasenschnittpunkt der Spannung der zu steuernden Anode, beeinflusst ist, nur derjenige zur Umsteuerung zugelassen wird, der in den Zeitbereich zwischen -750 und - 60 liegt.
    6. VorrichtungzurAusführungdesVerfahrensnachdenAnsprüchenlbis4, dadurchgekennzeichnet, dass von den aus den Zeitmarken der Einphasen-Wechselspannung abgeleiteten, als Wechselrichterbefehl bezeichneten Impulsen zur Umsteuerung der Ventile vom Gleichrichter- in den Wechselrichterbetrieb mittels Anwendung eines Koinzidenzgliedes, das von einem, 150 langen, bei 00 beginnenden und bei 150 endigenden Impuls, gemessen von dem P ! 1asenschnittpunkt der Spannung der zu steuernden Anoden, beeinflusst ist, nur derjenige zur Umsteuerung zugelassen wird, der in den Zeitbereich zwischen 0 und 150 liegt.
    7. VorrichtungzurAusführungdesVerfahrensnachdenAnsprüchenl bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung der Zeittransformation der Lage der Umsteuerimpulse der Ventile eines p-pulsigen Umrichters, die so vorzunehmen ist, dass bei einer Änderung der Phasenlage der Einphasen-Wechselspannung um 2 tr/p gegenläufig oder mitläufig um 1500 verstellt werden, magnetische Speicher vorzusetzen sind, deren Aufmagnetisierung durch den Gleichrichter-oder Wechselrichterbefehl beeinflusst wird und deren Abma- gnetisierungsstlomkreis so bemessen ist, dass die Spannungs-Rückflanke entsprechend der Beendigung des Abmagnetisierungsvorganges der notwendigen Zeittransformation entspricht.
    8. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und den nachfolgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Gleichrichterbefehl die bei -750 eingeleitete Aufmagnetisierung des magnetischen Speichers beendet wird, wodurch sich eine mitläufige Rückflanke des Abmagnetisierungsvorganges ergibt, und dass durch den Wechselrichterbefehl die Einleitung der Aufmagnetisierung des magnetischen Speichers erfolgt, die bei +150 beendet wird, wodurch sich eine gegenläufige Rückflanke des Abmagnetisierungsvorganges ergibt. <Desc/Clms Page number 10>
    9. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und den nachfolgenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass eine aus Koinzidenzgliedern und bistabilen Multivibratoren bestehende Anordnung vorgesehen ist, die eine Umsteuerung der Ventile vom Wechselrichter-in den Gleichrichterbetrieb durch einen festen Impuls bei-450 vornehmen lässt, wenn der Gleichrichterbefehl ausserhalb des Zeitbereiches von -750 bis -600, also beispielsweise in die Zeit von-1650 bis-750 fällt.
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