CH617550A5 - Control device for a line-commutated converter - Google Patents

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CH617550A5
CH617550A5 CH1017877A CH1017877A CH617550A5 CH 617550 A5 CH617550 A5 CH 617550A5 CH 1017877 A CH1017877 A CH 1017877A CH 1017877 A CH1017877 A CH 1017877A CH 617550 A5 CH617550 A5 CH 617550A5
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delay
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CH1017877A
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Wilhelm Linden
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Siemens Ag
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
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    • H02M7/02Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Steuereinrichtung für 50 zögerungsstufen etwa dem zeitlichen Abstand zweier einzelner einen netzgeführten Stromrichter, bei der durch eine Steuer- Steuerimpulse entspricht, dass der Ausgang des UND-Gliedes Spannung die zeitliche Lage der an die steuerbaren Ventile des und der Ausgang der erstgenannten Verzögerungsstufe an eine Stromrichters abgegebenen Steuerimpulse veränderbar ist. Phasenvergleichsstufe angeschlossen sind, die die Phasenlage
Eine solche Steuereinrichtung ist beispielsweise aus dem der Impulse der Zusatzsteuerspannung bezüglich der Impulse Fachbuch «Industrieelektronik» von D. Ernst und D. Ströle, 55 des Summensignals nach Betrag und Richtung vergleicht, und Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York, 1973, Seiten 52 dass der Ausgang der Phasenvergleichsstufe über einen Regler bis 56, bekannt Sie kann in digitaler oder analoger Bauweise mit dem Steuereingang der erstgenannten Verzögerungsstufe ausgeführt sein. Die Steuereinrichtung sorgt dafür, dass die verbunden ist.
Ventile des an ein Wechselspannungsnetz angeschlossenen Gemäss einer besonders einfachen Ausgestaltung kann als
Stromrichters mit Steuerimpulsen von einstellbarem Steuer- 6o Regler ein Halteverstärker («sample and hold amplifier»), also winkel synchron zur Netzwechselspannung versorgt werden. ein Operationsverstärker mit kapazitiver Rückführung vorge-Die bekannte analoge Steuereinrichtung umfasst einen oder sehen sein.
mehrere Integratoren, die wiederholt von einer mit der Netz- Prinzipiell kann die Phasenlage der Impulse der Zusatzsteu-
wechselspannung synchronisierten Synchronisierschaltung in erspannung gegenüber den Impulsen des Summensignals auf einem Bezugspunkt gestartet und nach Durchlaufen eines 65 beliebige Weise gemessen werden. Insbesondere kann die Pha-Steuerbereichs wieder zurückgestellt werden. Die Integrato- senvergleichsstufe aber eine erste Zählstufe für den Vorlauf, ren bilden dadurch an ihren Ausgängen Sägezahnspannungen, eine zweite Zählstufe für den Nachlauf und eine Richtungs-mit denen durch eine Stufe zur Impulsformung j edes Mal messstufe zur Ermittlung der Laufrichtung (Vorlauf oder Nach-
lauf) umfassen. Die Richtungsmessstufe kann dabei so aufgebaut sein, dass sie einen an einem positiven Gleichspannungspol liegenden, von der einen Zählstufe gesteuerten Schalter und einen an einem negativen Gleichspannungspol liegenden, von der anderen Zählstufe gesteuerten Schalter enthält. Als 5 Schalter können insbesondere Transistoren vorgesehen sein.
Eine weitere Ausbildung zeichnet sich dadurch aus, dass die Verzögerungszeiten der beiden Verzögerungsstufen im stationären Zustand etwa gleich gross sind. In diesem Falle können weitgehend gleich aufgebaute Verzögerungsstufen eingesetzt 10 werden.
Die erfindungsgemässe Steuereinrichtung ermöglicht eine hohe Symmetrie der Steuerimpulse unabhängig von Toleranzen der verwendeten Bauelemente. Da die Zahl und die Amplitude der Oberschwingungen in der Ausgangsspannung eines 15 netzgeführten Stromrichters wesentlich von der Impulssymmetrie der verwendeten Steuereinrichtung abhängt, wird durch die erreichte Erhöhung der Impulssymmetrie auch eine Verringerung der Oberschwingungen in der Ausgangsspannung erzielt. Die umfangreichen Justier arbeiten an der Steuerein- 20 richtung, die bisher in regelmässigen Zeitabständen erforder-. lieh waren, können entfallen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand von 8 Figuren näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Steuereinrichtung für einen netzgeführten 25 Stromrichter, die eine Zusatzschaltung zur Ausregelung von Impulsunsymmetrien enthält,
Fig. 2 die zugehörige Steuerspannung, Zusatzsteuerspannung und Sägezahnspannung in Abhängigkeit von der Zeit, Fig. 3 ein Summensignal in Abhängigkeit von der Zeit, 30 Fig. 4 ein verzögertes Summensignal in Abhängigkeit von der Zeit,
Fig. 5 ein weiter verzögertes Summensignal in Abhängigkeit von der Zeit,
Fig. 6 das Ausgangssignal einer Zählstufe in Abhängigkeit 35 von der Zeit,
Fig. 7 ein weiteres Ausgangssignal einer weiteren Zählstufe in Abhängigkeit von der Zeit, und
Fig. 8 ein korrigiertes Summensignal in Abhängigkeit von der Zeit. 40
Nach Fig. 1 ist eine im oberen Teil der Abbildung dargestellte handelsübliche analoge Steuereinrichtung für einen dreiphasigen netzgeführten Stromrichter mit einer besonderen Zusatzeinrichtung 2 ausgerüstet. Diese Zusatzeinrichtung 2 stellt eine Impulssymmetrie-Regeleinrichtung dar, die unter 45 Überlagerung einer Zusatzsteuerspannung über die Steuerspannung in die handelsübliche Steuereinrichtung eingreift. Die Steuereinrichtung umfasst eine Synchronisierschaltung
4, der von einem Wechselspannungsnetz mit den Klemmen R,
5, T an das ein (nicht gezeigter) netzgeführter Stromrichter mit 50 steuerbaren Ventilen in Brückenschaltung angeschlossen ist,
eine dreiphasige Synchronisierspannung zugeführt ist. Die Netzfrequenz fn = 1/Tn beträgt z. B. 50 Hz. Die Synchronisierschaltung 4 formt nach Massgabe der Nulldurchgänge der Synchronisierspannung drei entsprechende rechteckförmige Aus- 55 gangsspannungen. Diese werden einem ersten Eingang einer Generatorschaltung 6 zugeführt.
Die Generatorschaltung 6 enthält vorliegend drei Sägezahngeneratoren, die um 60° el versetzt arbeiten. Einem zweiten Eingang der Generatorschaltung 6 wird über ein Additions- 60 glied 8, z. B. über einen Operationsverstärker, von einem Eingangsverstärker 10 eine verstärkte Steuerspannung Uc zugeführt. Am Eingang des Eingangsverstärkers 10 liegt eine Steuerspannung uc, die beispielsweise in einem Regelkreis gebildet sein kann. Mit dieser Steuerspannung uc wird die Aus- 65 gangsspannung des Stromrichters beeinflusst.
An den Ausgang der Generatorschaltung 6 ist eine Stufe 12 zur Impulsformung und Impulsverstärkung angeschlossen.
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Diese bildet die Steuerimpulse pl, p2,...p6 für die sechs steuerbaren Ventile, insbesondere Thyristoren, des netzgeführten Stromrichters. Im symmetrischen Fall beträgt der zeitliche Abstand aufeinanderfolgender Impulse genau Tn/6.
Die Zusatzeinrichtung 2 enthält an ihrem Eingang ein UND-Glied 16, dem sämtliche Steuerimpulse pl bis p6 zugeführt sind. Das UND-Glied 16 erfasst die Steuerimpulse pl bis p6 zu einem (noch unkorrigierten) Summensignal a in Form einer Impulskette zusammen.
Das Summensignal a wird einer Verzögerungsstufe 18 zugeleitet. Die Verzögerungszeit Ti dieser Verzögerungsstufe 18 ist fest eingestellt. Dazu ist ihr Steuereingang 20 an ein Einstellorgan 22 angeschlossen, das als Potentiometer dargestellt ist. Die Verzögerungszeit Ti ist im vorliegenden Fall Tn/12, entsprechend einem Phasenwinkel von 30° el, gewählt worden. Demzufolge gibt die Verzögerungsstufe 18 an ihrem Ausgang ein um die Verzögerungszeit Ti verzögertes Summensignal b ab. Auch hierbei handelt es sich wiederum um eine Impulskette.
Das verzögerte Summensignal b wird dem Eingang einer zweiten Verzögerungsstufe 24 zugeführt. Die Verzögerungszeit T2 dieser zweiten Verzögerungsstufe 24 ist an ihrem Steuereingang 26 mit Hilfe eines Steuersignals c einstellbar. Das Steuersignal c wird - wie weiter unten noch näher ausgeführt wird - in einer Regeleinrichtung gebildet. Die Verzögerungszeit T2 liegt im stationären Regelzustand aufgrund der Einstellung durch das Steuersignal c auch etwa im Bereich von T„/12, was ebenfalls einem Phasenwinkel von 30° el entspricht. Die zweite Verzögerungsstufe 24 liefert an ihrem Ausgang ein weiter verzögertes Summensignal oder Ausgangssignal d in Form einer Impulskette. Dieses Ausgangssignal d wird mit dem Summensignal a durch die noch zu beschreibende Regeleinrichtung auf Phasengleichheit ausgeregelt.
Das Ausgangssignal d der zweiten Verzögerungsstufe 24 wird auf ein Einstellorgan 28 gegeben, mit dem die Amplitude eingestellt werden kann. Als Einstellorgan 28 kann insbesondere ein Potentiometer vorgesehen sein. Die vom Einstellorgan 28 abgegriffene Spannung ist die Ausgangsspannung der Zusatzeinrichtung 2. Sie wird als Zusatzsteuerspannung Uz auf einen weiteren Eingang des Additionsgliedes 8 gegeben.
Es sei hervorgehoben, dass die beiden Verzögerungszeiten Ti und T2 nicht unbedingt jeweils bei Tn/12 liegen müssen. Beispielsweise ist es auch möglich, eine feste Verzögerungszeit Ti = Tn/8 (entsprechend 450 el) und eine um den Wert T2 = Tn/24 (entsprechend 150 el) einstellbare Verzögerungszeit T2 zu wählen. Entscheidend ist, dass bei einem sechspulsigen Wechselrichter die Summe der beiden Verzögerungszeiten Ti und T2 im stationären Zustand etwa T„/6 (entsprechend 60° el) beträgt,
also dem zeitlichen Abstand Tn/6 zweier einzelner Steuerimpulse entspricht.
Das unkorrigierte Summensignal a und das Ausgangssignal d werden einer Phasenvergleichsstufe 30 zugeführt. Diese ist so eingerichtet, dass sie die Phasenlage der Impulse des Ausgangssignals d (und damit der Zusatzsteuerspannung Uz) bezüglich der Impulse des unkorrigierten Summensignals a nach Betrag und Richtung vergleicht.
Die Phasenvergleichsstufe 30 ist vorliegend speziell so aufgebaut, dass sie eine erste Zählstufe 32 mit Rücksetzeingang 34, eine zweite Zählstufe 36 mit Rücksetzeingang 38 und eine Richtungsmessstufe 40 mit zwei Eingängen enthält. Die erste Zählstufe 32, die nur den Zustand 0 oder 1 aufweist und als Flip-Flop-Schaltung ausgebildet werden kann, ist für die Messung des Vorlaufs des Summensignals a gegenüber der Zusatzsteuerspannung Uz vorgesehen. Die zweite Zählstufe 36, insbesondere eine Flip-Flop-Schaltung, ist für die Messung des Nachlaufs der Phase vorgesehen. Die Richtungsmessstufe 40 ermittelt die Richtung, d. h. sie stellt fest, ob das Summensignal a dem Ausgangssignal d voreilt, oder umgekehrt.
Im einzelnen wird das Summensignal a dem Zähleingang
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der ersten Zählstufe 32 und dem Rücksetzeingang 38 der zweiten Zählstufe 36 zugeführt. Das Ausgangssignal d wird dem Rücksetzeingang 34 der ersten Zählstufe 32 und dem Zähleingang der zweiten Zählstufe 36 zugeführt. Die Ausgangssignale e und f der beiden Zählstufen 32 bzw. 36 werden auf die beiden Eingänge der Richtungsmessstufe 40 gegeben. Diese enthält einen ersten und einen zweiten Schalter 42 bzw. 44, beispielsweise Feldeffekt-Transistoren. Beide Feldeffekt-Transistoren 42,44 wirken vorliegend nur als Schalter. Ihre Steuerspannungen sind die Ausgangssignale e bzw. f. Der erste Feldeffekt-Transistor 42 liegt an einem positiven Gleichspannungspol P, und der zweite Feldeffekt-Transistor 44 liegt an einem negativen Gleichspannungspol N. Beide Feldeffekt-Transistoren 42, 44 sind ausgangsseitig zusammengeschaltet und geben ein Ausgangssignal g ab. Dieses Ausgangssignal g ist bei Vorlauf der Phase positiv und bei Nachlauf negativ.
Das Ausgangssignal g wird in den Eingang eines Reglers 50 gegeben. Dieser Regler 50 ist als Operationsverstärker mit kapazitiver Rückführung ausgebildet. Das Vorzeichen des an seinem Eingang liegenden Ausgangssignals g gibt die Integrationsrichtung an. Bei negativem Vorzeichen des Ausgangssignals g steigt die Ausgangsspannung des Reglers 50. Die Ausgangsspannung des Reglers 50 bleibt konstant, wenn das Summensignal a und das Ausgangssignal d der zweiten Verzögerungsstufe 24 phasengleich sind, da hierbei das Ausgangssignal g verschwindet. Das Ausgangssignal des Reglers 50 ist das Steuersignal c, das dem Steuereingang 26 der zweiten Verzögerungsstufe 24 zugeführt ist.
Die Funktionsweise der Steuereinrichtung einschliesslich Zusatzeinrichtung 2 wird im folgenden anhand der Zeitdiagramme in den Fig. 2 bis 8 näher erläutert.
Nach Fig. 2 bildet die Generatorschaltung 6 im Takte der vom Wechselspannungsnetz gelieferten Synchronisierspannung drei Sägezahnspannungen Usl, Us2, Us3, die um Tn/6 gegeneinander phasenversetzt sind. Diese werden mit der Steuerspannung Uc «geschnitten», wobei jeder Schnittpunkt einem Impuls in den Steuerimpulsen pl bis p6 entspricht. Die in Fig. 2 eingezeichneten kleinen rechteckförmigen Spannungseinschnitte im Verlauf der Steuerspannung Uc sind die später erläuterten Impulse der Zusatzsteuerspannung U2.
In Fig. 3 ist das unkorrigierte Summensignal a dargestellt. Es ist hierbei angenommen, dass die Zusatzsteuerspannung Uz noch nicht wirksam ist und die Sägezahnspannung Us3 auf Grund von Bauelementetoleranzen hinsichtlich der Steigung von den Sägezahnspannungen Usl und Us2 abweicht.
Es ist ersichtlich, dass in der dargestellten Impulskette jedem Schnittpunkt in Fig. 2 der Sägezahnspannungen Usl, Us2, Us3 mit der Steuerspannung Uc eine Abfallflanke A bis F entspricht. Die Länge der einzelnen Impulse muss jeweils kürzer sein als 60°. In Fig. 3 erkennt man, dass, bezogen auf die Lage des ersten Impulses mit der Abfallflanke A, die Impulse mit den Abfallflanken C und F vom Idealimpulsabstand Tn/6 abweichen. Der Abstand beträgt hier (60° + x). Eine solche Unsymmetrie x kann zu störenden Oberschwingungen in der Ausgangsspannung des Stromrichters führen.
In Fig. 4 ist das demgegenüber um 30° el (entsprechend Tn/12) verzögerte Summensignal b gezeigt. Hierbei ist gleichzeitig eine Signalverarbeitung dergestalt vorgenommen worden, dass aufeinanderfolgenden Abfallflanken in Fig. 3 alternierend Abfall- und Anstiegsflanken in Fig. 4 entsprechen.
Aus Fig. 5 ist das weiter verzögerte Summensignal, also das Ausgangssignal d der Verzögerungsstufe 24 ersichtlich.
Hierbei ist wiederum eine Signalverarbeitung vorgenommen worden. Dadurch entspricht aufeinanderfolgenden Flanken (Abfall- und Anstiegsflanken) in Fig. 4 jeweils eine der aufeinanderfolgenden Abfallflanken in Fig. 5. Die Lage der Anstiegsflanken in Fig. 5 ist ohne Belang. Es ist angenommen worden, dass im stationären Regelzustand die Verzögerung der Verzögerungsstufe 24 ebenfalls 30° el beträgt.
Aus einem Vergleich von Fig. 3 und 5 wird deutlich, dass infolge der zweimaligen Verzögerung dem Impuls mit der Abfallflanke C von Fig. 3 der Impuls mit der Abfallflanke B von Fig. 5 zeitlich zugeordnet ist.
In Fig. 6 ist das Ausgangssignal e der ersten Zählstufe 32 dargestellt, das durch Phasenvergleich ermittelt wird. Dieses Ausgangssignal e zeigt die Phasenlage der Impulse mit der Abfallflanke D und A' des Summensignals a in Fig. 3 bezüglich der Impulse mit den Abfallflanken C bzw. F des Ausgangssignals in Fig. 5 an und damit die Unsymmetrie x. Anders ausgedrückt: Es zeigt dem Betrage nach die Abweichung x der Abfallfanke C und F in Fig. 3 von der eigentlich erforderlichen symmetrischen Lage dieser Abfallflanke an.
Ebenso zeigt in Fig. 7 das Ausgangssignal f der Zählstufe 36 die Unsymmetrie x zwischen den Impulsen mit den Abfallflanken C und F in Fig. 3 und den Impulsen B bzw. E mit den Abfallflanken aus Fig. 5.
Es sei nochmals erwähnt, dass die Zusatzspannung Uz in Fig. 2 als noch nicht wirksam angenommen wurde. Schliesst man nun den Regelkreis, indem das Ausgangssignal d als Zusatzsteuerspannung an das Additionsglied 8 angeschlossen wird, so erkennt man, dass mit der Zusatzspannung Uz die Impulse mit den Abfallflanken C und F in Fig. 3 zeitlich vorverschoben werden, während alle übrigen Impulse unbeeinflusst bleiben. Gleichzeitig verschwinden die Impulse der Breite x in den Ausgangsspannungen e und f nach Fig. 6 bzw. Fig. 7.
In Fig. 8 ist das nach Massgabe des Steuersignals c korrigierte Summensignal a eingezeichnet. Die Korrektur hat an der Abfallflanke C in Fig. 3 eingesetzt und diese zeitlich vorverschoben. Die Unsymmetrie x ist also x = 0 geworden. Nach Fig. 2 wird dies dadurch erreicht, dass der die Abfallflanke C bestimmende Schnittpunkt P der Sägezahnspannung Us3 mit der Steuerspannung Uc zeitlich vorverlegt wird. Die Vorverlegung wird dabei mit Hilfe der impulskettenförmigen Zusatzsteuerspannung Uz erreicht. Für die Abfallflankenbildung ist demzufolge nicht mehr der Schnittpunkt P, sondern nunmehr der Schnittpunkt Z verantwortlich. Entsprechendes gilt für die Schnittpunkte F und 71.
In diesem stabilen Regelzustand (Fig. 8) ist der Abstand der Impulse des Summensignals a in Fig. 3 nunmehr überall exakt 60° geworden. Verschiebt sich z. B. die Zusatzsteuerspannung Uz leicht nach hinten, so erscheinen in der Ausgangsspannung e in Fig. 6 zunächst Impulse, die von den Abfallflanken A, B, D und E abgeleitet sind; sie veranlassen den Regelkreis, das Ausgangssignal d wieder zeitlich vorzuverschieben. Verschiebt sich dagegen die Zusatzsteuerspannung Uz nach vorne, so erscheinen in der Ausgangsspannung f in Fig. 7 Impulse, die von den Abfallflanken C und F abgeleitet sind, so dass der Regelkreis das Ausgangssignal d wieder nach hinten schiebt.
Wegen der nicht zu vernachlässigenden Verzugszeit von 1 bis 2 (xsec zwischen der hier allein interessierenden Abfallflanke der Zusatzsteuerspannung Uz und dem Summensignal a über die Impulsbildung erscheinen in der Ausgangsspannung f in Fig. 7 nicht gezeigte Nadelimpulse an den Stellen, an denen die Impulse der Impulskette des Summensignals a von der Zusatzsteuerspannung Uz bestimmt werden. Damit der Regler 50 nicht aufgrund dieser Nadelimpulse abdriften, d. h. eine falsche Ausgangsspannung anzeigen kann, muss wenigstens an einer Stelle im Ausgangssignal nach Fig. 6 ebenfalls ein Nadelimpuls erscheinen. Dies bedeutet, dass mindestens ein Impuls des Summensignals a nach Fig. 3 nur von der Höhe der Steuerspannung Uc, aber unabhängig von der Zusatzsteuerspannung U2 gebildet wird.
Diese Schaltverzugszeit zwischen Zusatzsteuerspannung Uz und Summensignal a bewirkt, dass die in Fig. 2 dargestellte Lage der Zusatzsteuerspannung Uz die einzig stabil mögliche im Regelkreis ist.
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Zur Bemessung der Zusatzsteuerspannung Uz bezüglich der Höhe À U ihrer Impulse mit Hilfe des Einstellorgans 28 ist zu sagen, dass die Höhe À U mindestens den Wert À U = 2x \JJ 180° annehmen sollte. Hierbei ist x die zu erwartende maximale Unsymmetrie und Us der Scheitelwert der Sägezahnspannung Us], Us2, Uö. Die Höhe A U sollte aber höchstens den Wert À U = 60° Uj/1800 annehmen. Die Breite b der einzelnen Impulse muss mindestens b = 2x betragen.
Es ist zusammenfassend festzuhalten, dass durch die doppelte Verzögerungsstrecke (Verzögerungsstufen 18 und 24) eine Veränderung des Summensignals a in Richtung höherer Impulssymmetrie erfolgt. Der Regelkreis hat seinen stabilsten Zustand, wenn er die Impulskette des Summensignals a auf
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höchste Symmetrie gebracht hat. Der Regelkreis darf hierbei hinsichtlich einer Veränderung des Steuersignals c relativ langsam sein, ohne dass dadurch die Dynamik der Steuereinrichtung negativ beeinflusst wird. Eine Restunsymmetrie ist hierbei 5 nur durch die unterschiedliche Laufzeit in der Stufe zur Impulsformung und Impulsverstärkung gegeben.
In der praktischen Ausführung einer in Fig. 1 dargestellten Steuereinrichtung wurde eine Impulssymmetrie von 0,1 ° erreicht.
10 Es ist noch zu betonen, dass handelsübliche Steuereinrichtungen ohne grössere Schwierigkeiten mit der beschriebenen Zusatzeinrichtung nachgerüstet werden können, wodurch sich eine beträchtliche Verbesserung der Impulssymmetrie ergibt.
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2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

  1. 617550 2
    PATENTANSPRÜCHE Steuerimpulse dann gebildet werden, wenn die Sägezahnspan-
    1. Steuereinrichtung für einen netzgeführten Stromrichter, nungen den Wert der vorgegebenen Steuerspannung erreicht bei der durch eine Steuerspannung die zeitliche Lage der an die haben.
    steuerbaren Ventile des Stromrichters abgegebenen Steuerim- Bei der technischen Ausführung einer Steuereinrichtung pulse veränderbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem 5 für einen netzgeführten Stromrichter treten Unsymmetrien Additionsglied (8) der Steuerspannung (Uc) eine aus einer zwischen den einzelnen Steuerimpulsen, die den Ventilen des
    Impulskette bestehende Zusatzsteuerspannung (Uz) aufge- Stromrichters zugeführt werden, auf. Diese Unsymmetrien sind schaltet ist, die vom Ausgang einer Verzögerungsstufe (24) mit bedingt durch die Toleranzen der verwendeten Bauelemente an einem Steuereingang (26) steuerbarer Verzögerungszeit (T2) und durch die Unsymmetrie der vom Wechselspannungsnetz geliefert ist, der wiederum eine weitere Verzögerungsstufe (18) 10 abgeleiteten Synchronisierspannungen. Bei Verwendung des mit vorgegebener Verzögerungszeit (Ti) vorgeschaltet ist, die bereits erwähnten Sägezahngeneratoren beispielsweise sind über ein UND-Glied (16) mit dem Summensignal (a) der einzel- diese nur im Startzeitpunkt mit der Netzwechselspannung syn-nen Steuersignale (pl...p6) gespeist ist, wobei die Summe der chronisiert; nach dem Start laufen sie frei, bis sie wieder Verzögerungszeiten (Ti, T2) der beiden Verzögerungsstufen zurückgestellt werden. Der Hochlauf kann hierbei bei den ver-(18,24) etwa dem zeitlichen Abstand (Tn/6) zweier einzelner 15 schiedenen Sägezahngeneratoren etwas verschieden vonstat-Steuerimpulse entspricht, dass der Ausgang des UND-Gliedes ten gehen. Die Steuerimpulse für die Ventile des Stromrichters (16) und der Ausgang der erstgenannten Verzögerungsstufe . werden somit nicht stets in konstanten Zeitabständen abgege-(24) an eine Phasenvergleichsstufe (30) angeschlossen sind, die ben; vielmehr kann der Abstand zueinander schwanken. Solche die Phasenlage der Impulse der Zusatzsteuerspannung (Uz) Unsymmetrien können durch Justierarbeiten an der Steuerein-bezüglich der Impulse des Summensignals (a) nach Betrag und 20 richtung nur zum Teil für eine begrenzte Zeit eliminiert wer-Richtung vergleicht, und dass der Ausgang der Phasenver- den. Selbst bei sorgfältiger Einstellung ergibt sich bei handels-
    gleichsstufe (30) über einen Regler (50) mit dem Steuereingang üblichen Steuereinrichtungen, die üblicherweise zur Eigentakt-(26) der erstgenannten Verzögerungsstufe (24) verbunden ist. gebung eines selbstgeführten Stromrichters herangezogen
  2. 2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- werden, nur eine Konstanz, die etwa bei ±10 liegt.
    zeichnet, dass als Regler (50) ein Halteverstärker vorgesehen 25 In der deutschen Auslegeschrift 2 010 046 wird eine Steuerist. einrichtung für einen Stromrichter beschrieben, bei der eine
  3. 3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch hohe Zündwinkelsymmetrie erreicht wird. Diese Steuereinrich-gekennzeichnet, dass die Phasenvergleichsstufe (30) eine erste tung hat jedoch den Nachteil, dass die Verstellung des Steuer-Zählstufe (32) für den Vorlauf, eine zweite Zählstufe (36) für winkels für die Ventile des Stromrichters nur langsam erfolgen den Nachlauf und eine Richtungsmessstufe (40) zur Ermittlung 30 darf. Für antriebstechnische Anwendungen ist diese bekannte der Laufrichtung umfasst. Steuereinrichtung nur bedingt geeignet.
  4. 4. Steuereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn- Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zeichnet, dass die Richtungsmessstufe (40) einen an einem posi- die eingangs genannte Steuereinrichtung mit vertretbarem tiven Gleichspannungspol (P) liegenden, von der einen Zähl- Aufwand so auszugestalten, dass die Steuerimpulse automa-stufe (32) gesteuerten Schalter (42) und einen an einem negati- 35 tisch symmetriert werden. Es soll also dafür gesorgt werden, ven Gleichspannungspol (N) liegenden, von der anderen Zähl- dass die einzelnen Steuerimpulse der Ventile des Stromrichters stufe (36) gesteuerten Schalter (44) enthält. - solange die vorgegebene Steuerspannung sich nicht ändert -
  5. 5. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, in äquidistanten Zeitabständen abgegeben werden, wobei die dadurch gekennzeichnet, dass als Additionsglied (8) ein Opera- Konstanz dieser Abstände weit besser sein soll als bei der tionsverstärker vorgesehen ist. 40 bekannten Steuereinrichtung.
  6. 6. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass dadurch gekennzeichnet, dass die Verzögerungszeiten (Ti, T2) in einem Additionsglied der Steuerspannung eine aus einer der beiden Verzögerungsstufen (18,24) im stationären Zustand Impulskette bestehende Zusatzsteuerspannung aufgeschaltet etwa gleich gross sind. ist, die vom Ausgang einer Verzögerungsstufe mit an einem
    45 Steuereingang steuerbarer Verzögerungszeit geliefert ist, der wiederum eine weitere Verzögerungsstufe mit vorgegebener Verzögerungszeit vorgeschaltet ist, die über ein UND-Glied mit dem Summensignal der einzelnen Steuersignale gespeist ist, wobei die Summe der Verzögerungszeiten der beiden Ver-
CH1017877A 1976-09-28 1977-08-19 Control device for a line-commutated converter CH617550A5 (en)

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DE2643645A1 (de) 1978-03-30
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