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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (und ein Verfahren) zur verlustarmen aktiven Begrenzung der an den Ausgangsklemmen eines Stromversorgungssystems auftretenden Spannung wie sie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben ist.
Zur Realisierung einer Gleichspannungsversorgung werden bei Speisung überwiegend passiver Verbraucher aus dem Dreiphasennetz i. a. hinsichtlich Leistungflussrichtung unidirektionale Stromrichtersysteme eingesetzt. Die Möglichkeit einer Rücklieferung von, seitens transient aktiver Lasten an die Gleichspannung zurückgeführter Energie in das Energieversorgungsnetz ist damit prinzpbedingt nicht gegeben ; demgemäss sind in diesem Fall am Ausgang der Spannungsversorgung Überspannungsschutzelemente vorzusehen die eine Überladung des, die Ausgangsspannung der Stromversorgung puffernden Kondensators bzw. eine spannungsmässige Überlastung der Leistungshalbleiter der Stromversorgung und/oder der gespeisten Lasten unterbinden.
Bei kleinen Systemleistungen kann ein Überspaunungsschutz durch Einsatz direkt spannungsbegrenzender Elemente mit Durchbruchscharakteristik oder in Anwendung des Grundprinzips einer in der EP-A2 0 375 020 beschriebenen Spannungsbegrenzungsschaltung durch ein aus der Kombination einer Diode, eines Kondensators und eines Widerstandes gebildetes passives Netzwerk erfolgen. Im Bereich hoher Leistungen wird die ÜberschuBleistung allerdings gewöhnlich durch kurzzeitig über eine elektronische Schattvorrichtung zugeschattete niederohmige Begrenzungs () ast) widerstände aufgenommen.
Als Nachteil dieser Konzepte sind insbesondere die auftretenden Verluste und der damit vor allem bei systeminterner Anbringung der Widerstände verbundene Kühlbedarf und die resultierende Baugrösse des Gesamtsystems zu sehen.
Wie in der DE-OS 3612115 beschrieben, kann die Begrenzung einer Dreiphasen-Wechselspannung prinzipbedingt verlustfrei dadurch erfolgen, dass die, die Überspannung verursachende Überschussenergie in ein Gleichspannungsnetz gespeist wird. Die Schaltung ist allerdings auf unidirektionalen Leistungsfluss eingeschränkt und kann daher für die Begrenzung einer Gleichspannung und Speisung der Überschussenergie in ein Dreiphasen-Wechselspannungsnetz keine Anwendung finden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine, nicht zwingend den Einsatz passiver, die Verlustenergie aufnehmender Komponenten erfordernde und damit verlustarm, d. h. die Überschussenergie in ein Dreiphasen-Wechselspannungsnetz speisende Einrichtung zur Begrenzung einer Gleichspannung zu schaffen.
Dies wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Grundgedanke der Erfindung ist, den, in der dem Stand der Technik entsprechenden Ausführung die Überschussenergie aufnehmenden Systemteil durch eine (aktive) Stromrichterschaltung einfacher Struktur, die eine Einspeisung der Begrenzungsenergie in das Energieversorgungsnetz erlaubt. zu ersetzen und über entsprechend modifizierte Steuerung der elektronischen Schaltvorrichtung den, durch die Begrenzungsvorrichtung übernommenen inversen Leistungsfluss zu regeln.
Es wird hiefür vorteilhaft eine netzgeführte vollaesteuerte Thyristorbrücke mit der, durch die Verbindung der Anoden der Thyristoren einer Brücken- hänge gebildeten Ausgangsklemme vom positiven Pol der zu begrenzenden Gleichspannung abzweigend, mit der durch die Verbindung der Kathoden der Thyristoren der anderen Brückenhalfte gebildeten Gleichspannungsklemme an den Kollektor einer. z. B. als IGBT ausgeführten elektronischen Schaltvorrichtung gelegt. deren zweite Leistungsklemme (Emitter) mit dem negativen Pol der zu begrenzenden Spannung verbunden ist.
Die Wechselspannungsklemmen der Thyristorbrücke werde an die Phasen des die Begrenzungsellergie aufnehmenden, i. a. mehrphasigen Netzes geschaltet, weiters wird zwischen Kollektor der elektronischen Schaltvorrichtung und positivem Pol der Gleichspannung eine, nach dem positiven Pol der Gleichspannung orientierte Freilaufdiode angeordnet.
Bei systemtechnischer Betrachtung der derart gebildeten Vorrichtung wird die Funktion des Begrenzungswiderstandes der dem Stand der Technik entsprechenden Ausführung der Begrenzungseinrichtung in der gewünschten Form durch ein, im Wechselrichterbetrieb arbeitendes, wechselspannungsseitig an das Netz gekoppeltes Stromrichtersystem hohen Wirkungsgrades und geringer Baugrösse übernommen.
Für die weiteren Überlegungen sei eine hinreichend über dem Spitzenwert der verketteten Spannung des Energieversorgungsnetzes liegende Einsatzschwelle der Spannungsbegrenzungseinrichtung vorausgesetzt. Wird diese Spannungsschwelle überschritten, wir die Thyristorbrücke angesteuert und mit Vollaussteuerung im Wechselrichterbetrieb betrieben. Durch das Durchschalten der elektronischen Schaltvorrichtung (des Leistungstransistors) zu Beginn jedes Leitintervalles eines Thyristorpaares kann nun aufgrund der die Netzspannung überwiegenden Gleichspannung ein Stromfluss in zwei Phasen des Wechselspannungs- netzes aufgebaut und damit Energie in das Netz eingespeist werden.
Der Anstieg des Netzstromes wird dabei durch die innere Netzimpedanz begrenzt, der Leistungsfluss kann grundsätzlich durch die Länge der Einschaltintervalle des Leistungstransistors definiert werden. (Zur Begrenzung des Stromfusses innerhalb der Leitintervalle des Transistors kann grundsätzlich auch ein in Serie mit dem Leistungstransistor liegender Widerstand und/oder auch in den Netzzuleitungen der Vorrichtung liegende Widerstände eingesetzt werden,
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womit allerdings eine Verringerung des Wirkungsgrades der Energieumsetzung verbunden ist.) In Hinblick auf einen phasensymmetrischen Betrieb der Anordnung ist über eine (bei symmetrischem Netz) für alle Phasen gleiche, zur Sicherstellung einer hinreichenden Schonzeit der Thyristorbrücke jedenfalls unter 60. el.
(bezogen auf ein dreiphasiges Wechselspannungsnetz) liegende Breite der Einschaltintervalle auf eine gleichmässige Aufteilung der Begrenzungsleistung auf die Phasen zu achten. Bei jedem Abschalten des Leistungstransistors kommutiert der, durch die induktive Komponente der inneren Netzimpedanz (oder durch eventuelle zusätzliche Vorschaltinduktivitäten) eingeprägte Stromfluss in die, über den Ausgangsklemmen der Thyristorbrücke liegende Freilaufdiode und wird aufgrund der nun fehlenden treibenden Spannung mit relativ hoher Steilheit gegen die Netzspannung abgebaut.
Zusammenfassend wird damit für jede Phase hinsichtlich Phasenstromverlauf und Lage der Stromflussintervalle einer ungesteuertein Diodengleichrichtung mit kapazitiver Glättung entsprechend, aber eben mit umgekehrtem Vorzeichen der Phasenströme, eine Umsetzung von Gleichspannungs- in Wechselspannungsenergie ermöglicht, die Begrenzungsleistung also impulsförmig in 600 el. vor und nach den Maxima jeder Phasenspannung liegenden Zeitintervallen in das Energieversorgungsnetz gespeist. Wie auch für ungesteuerte Gleichrichtung ist damit nur eine geringe Phasenverschiebung zwischen Phasenspannung und zugeordneter Netzstromgrundschwingung bzw. ein hoher Grundschwingungsleistungsfaktor der Energieumsetzung gegeben.
Der von der idealen Sinusform erheblich abweichende Verlauf des Netzstromes ist nicht als Nachteil zu sehen, da, wie vorstehend erwähnt, der Stromfluss in näherungsweise gleichen Zeitabschnitten wie jener von, am gleichen Netz betriebenen ungesteuerten Gleichrichtersystemen mit kapazitiver Glättung aber mit inversem Vorzeichen erfolgt, womit sogar eine Verringerung der Netzspannungsverzerrung der jedenfalls dominierenden Gleichrichterlast eines Netzes erreicht wird, und keine zusätzliche Spannungsverzerrung als Folge der nur impulsartiger Energieeinspeisung in das Netz auftritt. Als weiterer Vorteil des Systems ist die aufgrund der geringen Taktfrequenz (sechsfache Netzfrequenz) und der Wirkung der induktiven Komponente der Netzimpedanz als Einschalten-
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chen nur durch die Leitverlsute und eine u.
U. geforderte Überlastbarkeit bestimmte Auslegung der Schaltvorrichtung erlaubt.
Eine modifizierte Anordnung der Hauptkomponenten des Leistungteiles der Vorrichtung nach Patentanspruch 1 beschreibt der Kennzeichenteil des Patentanspruches 2.
Es wird dabei wieder die Thyristorbrücke mit den Weschselspannungsklemmen das Energieversorgungsnetz gelegt und zwischen die Verbindung der Kathoden der Thyristoren einer Brückenhälfte und die Verbindung der Anoden der Thyristoren der anderen Brückenhälfte eine nach der Anodenverbindung orientierte Freilaufdiode geschaltet. Allerdings wird nun die Kathodenverbindung mit dem negativen Pol der zu begrenzenden Spannung verbunden und die Anodenverbindung an einen Pol einer elektronischen Schaltvorrichtung (den Emitter eines Leistungstransistors) geführt, deren zweiter Pol (Kollektor mit dem positiven Pol der vor Überspannung zu schützenden Gleichspannungsquelle verbunden ist.
Die Grundfunktion dieser Vorichtung sowie das für die Steuerung vorteilhaft einzusetzende Verfahren entsprechen vollständig jenem der Vorrichtung nach Patentanspruch 1, womit auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden kann.
Ein Verfahren zur Steuerung der Vorrichtung nach Patentanspruch 1 oder 2 beschreibt der Kennzeichenteil des Patentanspruches 3.
Für die weiteren Überlegungen sei vorausgesetzt, dass die zu begrenzende Gleichspannung ein vorgegebenes (über dem Spitzenwert der verketteten Netzspannung liegendes, den Begrenzungswert definierendes) Spannungsniveau überschritten habe, und sich die erfindungsgemässe Spannungsbegrenzungseinrichtung demnach im aktiven Zustand befinde. (Sinkt das Gleichspannungsniveau unter den Begrenzungswert, wird die Begrenzungseinrichtung gesperrt, wobei, falls die Nenngleichspannung hinreichend weit unter dem Spitzenwert der verketteten Spannung des Netzes liegt auch eine fortgesetzte Ansteuerung (also ein ständig aktiver Zustand) des Begrenzungssystems denkbar ist. da ja bei Absinken der den Energiefluss in das Netz treibenden Gleichspannung aufgrund der Unidirektionalität der Vorrichtung ein selbsttätiges Absinken der Energieflusses an das Netz auf 0 auftritt.
Wie bereits in Verbindung mit der Beschreibung der Vorrichtung nach Patentanspruch 1 erwähnt, wird die Thyristorbrücke der Spannungsbegrenzungsvorrichtung mit Vollaussteuerung im Wechselrichterbetrieb betrieben. Bezogen auf den bei gedachter Gleichrichterfunktion der Thyristorbrücke (und eingeprägtem Ausgangsstrom) vorliegenden natürlichen Kommutierungszeitpunkt (Ablösung eines stromführenden Ventils durch ein Folgeventil) wird jeder (Folge) thyristor also 180. phasenversetzt (entsprechend einem Gleichrichtersteuerwinkei von 180 bzw.
einem Wechselrichtersteuerwinkel von 00) gezündet (wobei auch an den bereits im vorhergehenden Leitintervall der Brücke stromführende Thyristor der jeweils anderen Brückenhälfte erneut ein Ansteuersignal gelegt wird worauf nachfolgend noch näher eingegangen wird). Gleichzeitig mit jedem Zünden eines Thyristorpaares wird auch der Leistungstransistor durchgeschaltet. Der, die zu
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begrenzende Spannung pufferende kapazitive Energiespeicher wird damit direkt an eine verkettete Spannung des Netzes gelegt, und aufgrund der die Netzspannung voraussetzungsgemäss überwiegenden Gleichspannung ein, der Wirkung der Netzspannung entgegengesetzter Stromanstieg bzw. eine Lieferung der Begrenzungsleistung in das Netz bewirkt.
(Vor Durchschalten des Leistungstransistors liege kein Stromfluss des Systems vor : dies erklärt die Notwendigkeit des vorstehend erwähnten Zündens des bereits im vorhergehenden Stromflussinterval1 der Brücke leitenden Thyristors. ) Die Zündung der Thyristoren wird solange aufrecht gehalten bis der Einraststrom der Thyristoren überschritten ist. Der Anstieg des in das Netz gespeisten Stromes wird durch die innere Netzimpedanz und die Differenz von Netzspannung und Gleichspannung bestimmt.
Bei in erster Näherung linear zunehmendem Strom wird damit dem Gleichspannungs-Pufferkondensator eine mit der Einschaltdauer des Leistungstransistors quadratisch zunehmende Stromzeitfläche (Ladung) entnommen, womit anschaulich die Möglichkeit einer Regelung der in das Netz eingespeisten Leistung (der Begrenzungsleistung) über die Finschaltauer des Transistors deutlich wird. Die Leitdauer wird durch eine übergeordnete Steuereinheit bzw. Regeleinheit, beispielsweise in Abhängigkeit der Abweichung des tatsächlichen vom idealen Wert der Begrenzungsspannung vorgegeben.
In Hinblick auf einen phasensymmetrischen Betrieb der Vorrichtung und zur Sicherstellung einer hinreichenden Schonzeit der Thyristoren ist die Einschaltdauer des Leistungstransistors für Stromfluss über ein definiertes Ventilpaar der Brücke stets hinreichend kürzer 60* ei. zu wählen. Wird der Leistungstransistor gesperrt, kommutiert der gleichspannungsseitige Stromfluss in die über den Ausgangsklemmen der Thyristorbrücke liegende Freilaufdiode und wird innerhalb eines kurzen Zeitintervalls gegen die Netzspannung abgebaut. Innerhalb des nun bis zum Einschaltzeitpunkt des nächsten Thyristropaares folgenden Zeitintervalls verbleiben sämtliche Ventile der Vorrichtung stromlos, was dem im Folgeintervall nicht mehr stromführenden Thyristor das Wiedererlangen der Vorwärtssperrfähigkeit erlaubt.
Die maximale Einschaltdauer des Transistors ist also derart zu wählen, dass nach vollständigem Abbau des Stromes bis zum erneuten Einschalten des Transistors jedenfalls die Schonzeit verstreicht.
Neben einer Regelung des Energieflusses in das Netz über die Einschaltzeit wäre auch eine an den Spitzenwert des innerhalb der Leitintervalle des Leistungstransistors auftretenden Stromes gebundene Regelung des Leistungsflusses denkbar. Aufgrund der für die Thyristoren einzuhaltenden Zeitbedingung (Schonzeit) erscheint allerdings eine Vorgabe der Einschaltzeit besonders vorteilhaft ; im einfachsten Fall kann damit auch die für die alternative Variante erforderliche Messung des Transistromes (oder Netzstromes) unterbleiben.
Als weiterer Vorteil ist ein dann gegebener Selbstregeleffekt zu nennen, der dadurch bedingt ist, dass mit steigendem Wert der Begrenzungsspannung der Anstieg des in das Netz gespeisten Stromes innerhalb des Einschaltintervalles des Transistors erhöht und somit innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalles ein höherer Energieanteil dem Pufferkondensator entnommen wird, das System also selbsttätig die Tendenz zur Erhöhung der Energieabgabe an das Netz bei Ansteigen der zu begrenzenden Spannung zeigt.
Bei stationärer Energierückspeisung aktiver Lasten an die Gleichspannung, wird durch die Begrenzungseinrichtung die an die Gleichspannungsquelle zurückgelieferte Energie im zeitlichen Mittel in das Netz eingespeist (innerhalb jedes 60'breiten Abschnittes der Netzperiode wird dem Pufferkondensator ein Ladungsimpuls entnommen bzw. über jeweils zwei Thyristoren der Brücke Energie pulsförmig an das Netz geliefert, womit die Gleichspannung des Kondensators auf einem näherungsweise konstanten Wert (dem Begrenzungswert) verbleibt.
Wird seitens der Last schliesslich wieder Energie aufgenommen, also von der Gleichspannungsquelle resultierend Leistung abgegeben. sinkt das Spannungsniveau des Pufferkondensators unter die Einsatzschwelle des erfindungsgemässen Spannungsbegrenzungssystems und die Lieferung von Energie an das Netz wird beendet.
Die Erfindung wir im weiteren anhand eines Ausführungsbeispieles und zugeordneter Zeitverläufe charakteristischer Systemgrössen (beides dargestellt in den im folgenden angegebenen Zeichnungen) nälier erläutert. Es zeigt :
Fig. 1 Die Grundstruktur (vereinfachte, schematische Darstellung) des Leistungs- und Steuerungsteiles des aktiven. verlustarmen Gleichspannungsbegrenzungssystems.
Fig. 2 Den Verlauf der Phasenspannung des dreiphasigen Energieversorgungsnetzes innerhalb einer
Netzperiode, Verlauf des in einer Phase fliessenden Stromes (aus dem Netz fliessend positiv gezählt) und einen Ausschnitt des Verlaufes zweier verketteter Netzspanungen.
In Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen verlustarmen Spannungsbegrenzungssystems 1 dargestellt, dessen Grundfunktion in der Limitierung der an einem Pufferkondensator 2 auftretenden Spannung besteht, wobei dieser Pufferkondensator am Ausgang eines Gleichspannungsversorgungssystems liegt, das passive (z. B. ohmsche) und teilweise aktive Lasten versorgt und ein, den Leistungsbedarf der passiven Lasten überwiegender Leistungsfluss, also eine resultierende Rückspeisung von Leistung in den Pufferkondensator auftritt, die bei Unidirektionalität der Gleichspannungsversorgung nicht aufgenom-
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men werden kann und zu einem Ansteigen der an 2 liegenden Spannung führt.
Die Gesamtwirkung des Spannungsversorgungssystems ist in Fig. 1 durch eine, Gleich- oder Mischstrom aufnehmende oder abgebende Quelle 3 veranschaulicht. Das Spannungsbegrenzungssystem 1 ist über eine Eingangsklemme 4 mit dem positiven und über eine Eingangsklemme 5 mit dem negativen Pol von 2 verbunden und über die Ausgangsklemmen 6. 7, und 8 an ein reales, also eine induktive (und ohmsche) Komponente der inneren Impedanz aufweisendes dreiphasiges Energieversorgungsnetz 9 geschaltet, dessen Phasenspannung durch die (nicht idealen) Spannungsquellen 10,11, und 12 dargestellt werden.
Das Spannungsbegrenzungssystem 1 wird durch die Kombination einer abschaltbaren elektronischen Schaltvorrichtung 13, einer dreiphasigen Thyristorbrücke 14 und einer Freilaufdiode 15 gebildet, wobei die Wechselspannungsklemmen der Thyristorbrücke über Verbindungsleitungen 16,17, 18 direkt mit den wechselspannungsseitigen Ausgangsklemmen 6,7, und 8 der Vorrichtung 1 verbunden sind und die gleichspannungsseitige, durch Verbindung der Anoden der Thyristoren einer Brückenhälfte gebildete Schaltverbindung 19 über eine Verbindungsleitung 20 mit der positiven Eingangsklemme 4 und die durch Verbindung der Kathoden der Thyristoren der anderen Brückenhälfte gebildete Schaltverbindung 21 über eine Verbindungsleitung 22 mit dem Kollektor der vorteilhaft als Leistungstransistor ausgeführten elektronischen Schaltvorrichtung 13 verbunden ist.
Der Emitter der Schaltvorrichtung wird über eine Schaltverbindung 23 an den negativen Eingang 5 von 1 gelegt, weiters wird zwischen den Gleichspannungsschienen 19 und 21 die nach 19 weisende Freilaufdiode 15 geschaltet. Die Ansteuerung des Leistungstransistors 13 erfolgt ausgehend von einer nicht explizit gezeigten Ansteuervorrichtung bzw. eines Regelsystems, die Thyristorbrücke wird über, an die Steueranschlüsse 24,25, 26,27, 28 und 29 der einzelnen Thyristoren gelegte, ebenfalls von der übergeordneten Steuereinheit gelieferte Signale gezündet.
Die derart gebildete Vorrichtung 1 entspricht der bereits weiter oben in Verbindung mit der Erläuterung des Grundgedankens der Erfindung diskutierten Schaltung und muss daher hier nicht mehr näher beschrieben werden.
Zur Veranshaulichung der Funktionsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in Fig. 2 charakteristische Verläufe innerer SystemgröBen dargestellt. Es ist der Verlauf der inneren Phasenspannungen des Wechselspannungsnetzes 9 (gleich bezeichnet wie die zugeordneten Spannungsquellen in Fig. 1) der Verlauf des über die Eingangsklemme 6 in das Netz eingespeisten Stromes 30 und ein Ausschnitt 31 der Spannungsdifferenz zwischen den inneren Netzphaserspannungen 10 und 11 (also einer verketteten Spannung) und ein ein Ausschnitt 32 der Spannungsdifferenz zwischen den innerer Netzphasenspannungen 10 und 12 (also einer weiteren verketteten Spannung) eingetragen ;
weiters ist das Niveau der über dem Pufferkondensator auftretenden (über dem Spitzenwert der verketteten Netzspannung liegenden) Spannung 33 gezeigt.
Für die weiteren Erläuterungen wird das Erfordernis einer stationären Einspeisung einer, seitens der Gleichstromversorgungs/Lastkombination 3 in den Pufferkondensator gespeisten Energie in das Netz 9 angenommen. Für diesen stationären Fall wird die Spannung 33 durch Abgabe von Leistung in das Netz nicht verringert und verbleibt auf einem konstanten Wert. Aufgrund der phasensymmetrischen Struktur des erfindungsgemässen Systems kann die Beschreibung des zur Steuerung angewendeten erfindungsgemässen
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Bei Anwendung des erfindungsgemässen Steuerverfahrens wird nun die Thyristrobrücke der Vorrichtung 1 in Volldussteuerung im Wechselrichterbetrieb betrieben, also Zeitpunkt 34 Thyristor 37 und 38 gezündet.
Gleichzeitig wird über Anlegen eines entsprechendes Steuersignales an den Leistungstransistor 13 durch eine übergeordnete, die Spannungsbegrenzung regelnde Vorrichtung der Leistungstransistor durchgeschaltet und damit der positve Pol 4 der Gleichspannung mit der Ausgangsklemme 6 und der negative Pol 5 der Gleichspannung mit der Ausgangsklemme 8 der Vorrichtung verbunden, also die Gleichspannung gegen die verkettete Spannung 31 des Netzes geschaltet. Zufolge des Überwiegens der Gleichspannung erfolgt dabei, begrenzt durch die innere Impedanz der Netzphasenspannungen 10 und 11 ein Anstieg des Phasenstromes über die Klemmen 6 und 7 entgegen der Wirkungsrichtung der Netzspannung, womit Leistung in das Netz gespeist wird.
Wird der Leistungstransistor im Zeitpunkt 36 abgeschaltet, kommutiert der gleichspannungseitige Stromfluss in die Freilaufdiode 15 und wird aufgrund der nun gegenüber der Stromaufbauphase wesentlich höheren, an den inneren Netzimpedanzen liegenden Spannung (der vollen verketteten Netzspannung) rasch abgebaut. Erreichen die Phasenströme im Zeitpunkt 37 den Wert 0, löschen die Thyristoren, eine Umkehr des Stromflusses wird damit unterbunden. Die Schaltung verbleibt stromlos bis im Zeitpunkt 35 das Thyristorpaar 37,39 gezündet und erneut der Leistungstransistor durchgeschaltet wird, womit wieder der bereits vorstehend beschriebene Aufbau eines, Energie an das Netz liefernden, in diesem Fall über die Eingangsklemmen 6 und 8 fliessenden Stromes erfolgt.
Wie aus Fig. 2 klar erkennbar, kann die innerhalb der einzelnen. einer Netzperiode breiten Abschnitte 34-35, etc. dem Pufferkondensator entnommene Ladung (und damit direkt die in das Netz zurückgespeiste
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Leistung) über die Einschaltzeit 34-36 des Leistungstransistors vorgegeben werden. Die, z.
B. in Abhängigkeit der Überschreitung eines vorgegebenen Maximalwertes der Spannung des Pufferkondensators veränderte Einschaltdauer des Leistungstransistors (bei höherer Kondensatorspannung ist eine höhere Einschaltzeit vorzusehen, womit die Abgabe von Energie an das Netz erhöht und die Kondensatorspannung schlussendlich wieder auf den Begrenzungswert zurückgeführt wird) ist dabei allerdings derart zu begrenzen, dass das zwischen dem Zeitpunkt 37, in dem die Phasenströme zu 0 und die Thyristoren 37 und 38 stromlos werden, und dem erneuten Einschalten des Leistungstransistors in 35 die für das Erlangen der Vorwärtssperrfähigkeit eines Thyristors (im vorliegenden Fall des Thyristors 38) erforderliche Zeitdifferenz (Schonzeit) eingehalten wird.
Resultierend weist der Netzstrom der Begrenzungsvorrichtung einen, von ungesteuerter Diodengleichrichtung mit kapazitiver Glättung bekannten, aufgrund der umgekehrten Energieflussrichtung allerdings invertierten Verlauf auf. Die Grundschwingung des in das Netz gespeisten Stromes liegt aufgrund der näherungsweise symmetrisch um die Maxima der zugehörigen Phasenspannungen liegenden Stromflussin- tervalle weitgehend in Phase mit der Netzspannung, womit durch die Begrenzungsvorrichtung nur eine relativ geringe, das Netz belastende Grundschwingungsblindleistung gebildet wird.
Die niederfrequenten Harmonischen des Netzstromes liegen aufgrund des gegenüber ungesteuerter Gleichrichtung mit kapazitiver Glättung invertierten Stromverlaufs in Gegenphase zu den. durch konventionelle Gleichrichtersysteme verursachten Harmonischen und verursachen somit keine zusätzlich Verzerrung der Netzspannung sondern führen vielmehr zu einer insgesamt (geringfügig) verbesserten Oberschwingungsbilanz des Netzes.