DE1265288B

DE1265288B - Blindstromrichter in Reihenschaltung mit Netzspannung

Info

Publication number: DE1265288B
Application number: DEL50651A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Floris Koppelmann
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1965-05-06
Filing date: 1965-05-06
Publication date: 1968-04-04
Also published as: CH466420A; SE339958B; US3449653A

Description

Blindstromrichter in Reihenschaltung mit Netzspannung Es sind Stromrichter bekanntgeworden, die in der Lage sind, reinen induktiven Blindstrom oder auch reinen kapazitiven Blindstrom abzugeben. So ermöglicht es eine bekannte Einrichtung zur Zwangskommutierung von Stromrichtern, daß die Kommutierung beim Wechselrichterbetrieb im dritten Quadranten, beim Gleichrichterbetrieb im vierten Quadranten verläuft. Dadurch wird erreicht, daß der Stromrichter für das Drehstromnetz eine kapazitive Belastung darstellt und nicht mehr wie bei natürlicher Kommutierung gezwungen ist, dem Netz induktiven Strom zu entnehmen. Bei dieser Einrichtung sind die Anfangszeitpunkte der ersten und der zweiten Kommutierung unabhängig voneinander veränderbar, und es können sowohl im Gleichrichter- als auch im Wechselrichterbetrieb die Wirkleistung und die Blindleistung getrennt voneinander geregelt werden. Besonders günstig sind Stromrichter in dreiphasiger Brückenschaltung mit einem Pufferkondensator auf der Gleichstromseite. Schaltet man derartige Wechselrichter parallel zu einem induktiven Verbraucher, so sind sie in der Lage, den induktiven Strom dieses Verbrauchers zu liefern und dadurch das Netz von diesem Strom zu entlasten.
Eine ähnliche Wirkung läßt sich erreichen, wenn man derartige Wechselrichter nach der Erfindung mit der Netzspannung bzw. der Verbraucherspannung in Reihe schaltet. Sie liefern dann eine induktive Spannung, die den Spannungsabfall induktiver Verbraucher an im Netz vorhandenen Reaktanzen kompensiert. Die Anordnung nach der Erfindung ist besonders geeignet zur selbsttätigen Stabilisierung von Netzspannungen. Sie entspricht in ihrer Wirkung den bekannten Reihenkondensatoren. Gegenüber letzteren hat sie jedoch den Vorteil, daß die in den Stromkreis eingefügte induktive Spannung durch Steuerung des Zündzeitpunktes des Stromrichters kontaktlos, stetig und schnell regelbar ist.
An Hand einer Zeichnung sei ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert.
Der Wechselrichter der F i g. 1 ist im Sternpunkt des Umspanners angeordnet, der ein Verbrauchernetz mit der Spannung U speist. Er kompensiert mehr oder weniger vollständig den Spannungsabfall der Verbraucher an den Reaktanzen L, unter Umständen auch der Reaktanz auf der Primärseite des Umspanners.
F i g. 2 zeigt das Zeigerdiagramm für diese Kompensation für den Fall, daß die Spannung d E des Wechselrichters etwas größer ist als der Spannungsabfall 1 - w L. In diesem Fall braucht bei konstanter Netzspannung U die sekundäre Umspannerspannung E bei schwankender Last nicht oder nur wenig geändert zu werden. Der Zündwinkel a kann so gesteuert werden, daß die Netzspannung U bei wechselnder Belastung konstant bleibt. Tritt im Verbrauchernetz ein Kurzschluß auf, so wird der Wechselrichterstrom und damit der Wechselspannungsanteil des Kondensators Co so groß, daß die Ventile des Wechselrichters gefährdet sein können. In diesem Fall kann man den Wechselrichter auf der Drehstromseite oder, wie in F i g. 1 gezeichnet, auf der Gleichstromseite schnellwirkend kurzschließen, beispielsweise durch antiparallele Thyristoren T. Ordnet man parallel zum Kondensator Co eine Gleichspannungsquelle, beispielsweise eine Pufferbatterie B oder eine Brennstoffzellenbatterie an, so ist der Wechselrichter in der Lage, nicht nur Blindstromstöße, sondern auch Wirkstromstöße zu kompensieren und das speisende Netz von diesen Stößen bei angenähert konstant gehaltener Spannung U zu entlasten.
F i g. 3 zeigt die Einfügung des Wechselrichters in das Verbrauchernetz mit Hilfe eines Reihenumspanners.
F i g. 4 zeigt den Wechselrichter nach der Erfindung im Sternpunkt eines Verbrauchers, beispielsweise eines Asynchronmotors M. Es ergibt sich mit dieser Anordnung die Möglichkeit, den Asynchronmotor stets, d. h. auch beim Anlaufen, mit gutem Verschiebungsfaktor zu betreiben. Legt man die Steuerung des Wechselrichters so aus, daß er auch kapazitiven Blindstrom liefern kann, kann man ihn nach der Erfindung auch in Reihe mit einem Kabelnetz anordnen. Bei Lieferung von induktivem Blindstrom kann man einen Wechselrichter nach der Erfindung benutzen, um lange übertragungsfreileitungen zu kompensieren.
Die Typenleistung des Wechselrichters nach der Erfindung hängt davon ab, wie groß die von ihm zu liefernde Spannung J E ist. In normalen Fällen, in denen die induktiven Spannungsabfälle etwa 10% betragen, braucht der Wechselrichter nur für 10% der Netzspannung bemessen zu sein, d. h. in einem 10-kV-Netz nur für etwa 1000 V. Da der Wechselrichter außer der Grundschwingung auch Spannungsoberschwingungen erzeugt, ist es bei der Erfindung von Vorteil, wenn die Wechselrichterspannung 4E klein ist im Verhältnis zur Netzspannung, da dann auch die Oberschwingungsspannung des Wechselrichters klein ist zur Netzspannung, so daß keine oder nur wenig Siebmittel angewendet zu werden brauchen.

Claims

Patentanspruch: Wechselrichter mit Zwangskommutierung zur Lieferung von induktivem Strom bzw. induktiver Spannung, insbesondere Wechselrichter in dreiphasiger Brückenschaltung mit Pufferkondensator auf der Gleichstromseite, d a d u r c h g e k e n n -zeichnet, daß der Wechselrichter mit der Netzspannung bzw. Verbraucherspannung in Reihe geschaltet ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 903 249.