Anordnung für die Speisung von vorzugsweise Gleichstromver-
brauchern größerer leietung aus Wechselatromquellen unter
Verwendung von tastbaren Stromriohterventilen.
Ausscheidung aus L 43 369
Wie bereits vorgeschlagen wurde! können elektrische
Verbraucher
beliebiger Art, d. h. Ohm'sche, induktive, kepa$itive, solche
mit und ohne Gegenspannung und Kombinationen daraus über steu-
erbare Halbleiterelemente dadurch gesteuert und geregelt
werden,
daß die Ein- und Ausschaltzeit, d. h. ihr Tastbetrieb variiert
wird. Tastbar sind solche elektronischen Verstärkerelemerite,
die von Heue aus ein Ein- oder Ausschelten des
Leistungsstromes
ermöglichen, wenn ihr gteue"trom entsprechend ein- oder
auege-
schaltet wird. Tastbar sind ferner Stromriahtervantile,
vorznge-
geisa auf der Ralbleiterbeais, die ein Lia- und Auseobalten
er'
ßöslichen x: . *ena der ateuerstroa, In der einen-oder
anderen Rfch-
tung verändert wird (Traneswitch). Ebenfalls tastbar sind
Strom-
richterventile, die Sperrspannungen in. beiden Richtungen
auf-
nehmen können und deren Einschalt ea in der Durchlaßrichtung
zu beliebiger Zeit erfolgen kann, die aber durch einen kurzzei-
tigen Gegenstromstoß - im allgemeinen einen Kondensator
entnom-
men - gelöscht werden müssen. Ist die freiwerdezeit
solcher Ven-
tile sehr niedrig,in der Größenordnung von einigen Mikrosekunden,
wie das z. B. bei steuerbaren Siliziumzellen der Fall
ist, dann
kann die zu installierende Kondensatc-:`-istung sehr klein
gehal-
ten werden, wenn insbesondere bei iswR,rtiven Verbrauchern
Prex-
laußventile vorgesehen Werden, auf welche der Verbraucherstrom
kominutiert Wird.
Der Vorteil solcher tastbaren Anordnungen ist, daß der Strom
eines beliebigen Verbrauchers nach Vorgabe eiLaß beliebigen
Soll-
wertes in einfacher Weise geregelt werden kann, indem eine
Zwei-
punktregelung in der Weise erfolgt, daß das tastbare Stromrich-
terventil bei Unterschreitung eines Stromminimalwertes ein-
und
bei Überschreitung eines Strowmazimalwertes ausgeschaltet
wird.
Aufgrund der bei tastbaren elektronischen Stronriehterventilen
erreichbaren hohen Schaltfrequenz ergeben sich keine Stabilioie-
rwngsprobleme.
Der forliegbnden .t@rfixung liegt die Aufgabe
wigrunde Schaltung&-
anordnungen emzugeben, dig es egiiohen, eima bellebigen
Vor-
braucher, inebaaondere einen'Gleichstromverbraucher größerer
leietung in verschiedenen Quadranten des Strom-Hp»=ungs-Kenn-
linienfeldes unter Verwendung von testbaren und nicht tastbaren
Stromrichtervontilen zu betreiben, wobei besonderer Wert darauf
gelegt wird, den Aufwand an zu installierender Ventilleistung
so klein wie möglich zu halten.
Demzufolge betrifft die Nrfindung eine ScheltungsanoxdnunS
für
die Speisung, Steuerung und Regelung von vorzugsweise Gleich-
stromverbrauchern gröt?erer Leistung aua Wechselstromquellen
un-
ter Verwendung von vorzugsweise nicht steuerbaren (Dioden),
steu-
erbaren (Trioden) und tastbaren (ein- und vorzugsweise durch
Kon-
densatorstromstoß ausschaltbare Trioden) Btromrichterventilend
Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß zwecks BinBparung an Strom--
ricbterventilen und; oder Löscheinrichtungen und Blindleiatungs-
bedarf Brückenschaltungen mit ungleichem lufbau der Brickenzwelge
vorgesehen sind. - .
fig. 1 zeigt eine einphasige Brückenschaltung für
einen Sinstrorr-
richtungebetrieb,
FG. 2 zeigt eine Brückenanordnung für einen Vierquedrantenbetrieb
und _ .
Fig. 3 ebenfalls eine Brückenanordnung für einen Vierquadranten-
betrieb, bei der jedoch im Gegensatz zu der Anordnung in
Fig. 2 nur ein Transformator erforderlich ist.
In his. 1 speist ein `t'rp-astormator "31 .mit parallel geschaltetem
Kondensator 32 Tiber eine Gleichrichterbrtickensaheltung 43$,
b,
448, b mit ungleichem hufbau.-der Brückenzweige einen Teichstrom-
riotor 9. Der Motorstrom wird beispielsweise über einen Gleich-
..
strorävandler 13 erfnßt und einem Stromregler 45 als Strowistwert
zugeführt. dieser Stromregler enthUlt gleichzeitigouch die
ZInd-
und -T;iscbeinrichtimg für die tastbaren Stromrichtorventile
43a
urid 43b, ac@fern diese nicht andereweitig löschbar sind (Transstitcb;
Entsprechend der Differenz zwischen - Stromist- und Strowollwert
werden die tastbaren Sttomrichterventile 43,9 und 43b vorzugsweise
im Sinne einer ZReipunktregelung gezündet und gelöscht.
Den zu
löschenden Strom übernehmen dabei die. nicht steuerbaren
Strom-
richterventile 44a und 44b, die während des Sperrene
der testba-
ren Stromrichterventile 43e und 43b soriit als
Freilautventile
wirken. Um die -Ankerspannung bzw. die Drehzahl den Motors
,9 zu ,
verändern, kann dur Stromregelung eine ßnkerspannuMo-
bzw. Dreh-
zahlregelung Überltigert werdm"gtt . (Zei(;eitrüiuvorfahren).
Dabei. wird
der Ankerspannungsiet#aert ;bzR. Drehzahlistwert) mit
dem Ankar-
apannungesollwert (bzw, Drehzahisoilwert ) vergiicheti; aud
die Re-
gelebweichung dem Stromregler.45 elä.6tromeollwert
$ugetühst.
Mit der Brückenanordnung gemäß Fig. 1 .ist
eine Gleicbspannungeen--
derung von 0. bis zum vollen Wert .nüglic&. Der Westbetrieb
hat den
besonderen Vorteil, daß anstelle ' der unter Uxständen
aufwendigen
Steuergeräte für die Phaeanverschiebunder. Steuerimpulse
ein Ai.n--
Aue-Verstärker für die Steuerung der tastbaren StromrichterventilE
verwendet werden tann. Parallel zud Treneformator 31 ist
in üb-
rigen zur Kompensation der Tnduktivität der Wechseletronquelle
etn-Kondensator 32 vorgesehen,: dessen Kapazität
um so kleiner ,
sein kann je höher die Taetfrequena ist.-Diese
wiederum ist da-
,rozL abhängig, wie genau der eingetastete Motorstrom
geragelt
Wird. Eine sinngemäße Abwandlung ist auch bei einer drei-
und
mebrphanigen Schaltung möglich, wenn in der einen Brockenhälfte
.n.chteteuerbare und in der anderen HXückenhälfte tastbare
Strom-
riehterventile vorgesehen sind, wobei die tastbaren gtronrich-
terventile bei entsprechender Aussteuerung auch den
freilsufstrom
führen können. .
an sei noch darauf hingewiesen, daß getastete Stromrichter
einah
gOnstigeren Leistungsfaktor beben eis durch Anschnitt gesteuerte,
weil keine Steuerblindleistung benötigt wird und die Komrautie-
.rungeblindleietung mit einest Kondensator 32 kompensiert
wird.
Um die zu installierende Kondensstork&pezität so
klein wie m@glieh
zu halten, wird vorgeschlagen, die Stromriohtertrafsformatoren
türderartige Schaltungen nit blichet kleiner mr:echluespan-
nung ausaufabsrn. .
..In 74. 2, ist eine Anordnung dsfsfellt, die
einen. Yierquadran-
teibetrieb ernöglicht. Dabei sind swti BAskeeepbaituoWn
mit
i'@gleichea Aufbau der Brückenzweige antiparallel geschaltet,
wobei die beiden
jeweils derart aufgebaut
sind, daß die Stronrichterventile mit gemeinsamer Kathode
33a
.33b bzw. 33a, 33d tastbar und die Stromrichterventile
mit ge-
meinsamer hnode 42a, 42b bzw. 42c, 42d steuerbar -sind.
Natiirlict3
könntenatatt der Ventile mit gemeinsamer Kathode auch die
VenR-
tile mit gemeinsamer Anode tastbar sein. Nr jede
der BrüokeL--
echeltungen ist ein gesonderter, durch einen Kondensator
32a
bzw. 32b 4iberbrUckter Transformator 3'1a bsß, 31b vorgesehen.
Die tastbaren Stromrichterventile werden sowohl -für
die Rege
hing des dem Motor 9 zu3aführten Gleichstromes als auch
für d.t'
Übernahme des Freilaufstromes verwendet. Die inkerinduktivittif:
des Gleichstrommotors 9 ist nicht gesondert dargestellt,
mute
aber in Falle-einer echten Riickorbeit bis auf die
Verbraucüer-
opNU vorhanden sein. Wird den Anker 9 z. B. der Stro#i
IAT eiagetaetot, so erfolgt die Stromregelung, wenn
an Traun-
forsator 319 eine Spannungehalbwelle mit der angegebenen
Palc. -
rität liegt, mit den tastbaren Stromrichterventil 33a.
Der
I Al, fließt dann über Stromrichterventil 33a, Anker 9 und.
)trom--
riohterventil 42b wieder zum Transformator
31a. Der F'reilaui--
atron fließt bei der ange3ebenen Polarität über die ßtrontricha
terventile 35b und 42b, die wahrend dieser HslbIwelle dauernd
offen gehalten werden. Während der anderen -itslbwelle (eingektam--
nerte Polarität) übeznimzt des tastbare Stronrichtervent
i Z 33b
die Stromregelung: Dar Strom. IlTfließt dann also aber
strr.,.--
richtexventil 33b, Anker 9 und. Stronrichtezventil
42a wiec'sr
zum Transformator 31a. Die Stromrichterventile 33a und 42a
werden während dieser Halbwelle für den Freilaufstrom dauernd
offen gehalten. Soll die Drehrichtung des Gleichstromotore
9
umgekehrt werden, dann ist eine : tromrichtungsumkehr
erforder-
lich. Dazu werden, nachdem die linke Brückenschaltung gesperrt
ist, die Stromrichterventile 33c und 42c geöffnet, so daß die
hnkerinduktivität aufgeladen wird, das bedeutet, daß über
den
Anker 9 und Über die Ventile 42c und 33c ein ansteigender
Strom 1A,3 fließt. Bei löachung des tastbaren Stromriahterven-
tilen 33c fließt der Strom IAB tlber die Traüeformatorwieklung
31b und über das tastbare Stromrichterventil 33d gegen die
Spannung (gezeichnete Polarität) weiter, Es findet also
eine
Nutzbremsung-statt. Während der Halbwelle mit umgekehrten Vor-
wichen (eingeklammert) wird mit dem Stromrichterventil 33d
getastet, während das steuerbare Stromrichterventil 42d und
das tastbare Stromrichterventil 33c deuerud offen bleiben.
Ist
der Motor 9 abgebremst, denn wird die rechte Brückenanordnung
in gleicher Leise wie vorher die linke Brückenanordnung ausge-
steuert, so daß sich die Drehrichtung des Motors nunmehr
um-
kehrt,
In gleicher Meise Wise die in Fig. 2 dargestellte Anordnung
funk-
tioniert die in F.ig. 3 dargestellte Anordnung, die im Gegensatü
zur Fig. 2 jeCoch mir einen einzigen Transformator besitzt.
Sinn<>
gemäß lassen sich diese Prinzipien auch bei höherphaeigen Anor::«
sungen anwenden. Alle diese Bohaltungen weit -tastbaren
faken-
enordnungen bei weahselatro»inspsinung haben des Verkmal,
de8
vorhandene 8tromriahterventile gleichseitig oder abwechselnd
die Aufgabe der Btromragelung durch tasten des Gleich-
und/Oder
p'echeelrißhtere und der 'Blindleietnagesinspaem 'tibrmeh»m.
lach
äem gleichen Grundgedenken laaeen eich auch
Unriohter betreiben.
Arrangement for the supply of preferably direct current
need a larger line from exchange air sources
Use of tactile flow control valves.
Elimination from L 43 369
As already suggested ! can electrical consumers
of any kind, ie ohmic, inductive, kepa $ itive, such
with and without counter voltage and combinations thereof via control
erable semiconductor elements are thereby controlled and regulated,
that the switch-on and switch-off time, that is, their push-button operation varies
will. Such electronic amplifier elements are palpable,
of Heue from a single or berate the power stream
enable if your good "current is switched on or off accordingly
is switched. Stromriahtervantiles are also palpable,
geisa on the Ralbleiterbeais, who a Lia- and Auseobalten he '
Soluble x:. * ena der ateuerstroa, In one or the other Rfch-
is changed (Traneswitch). Current-
judge valves, the blocking voltages in. both directions.
can take and turn on ea in the forward direction
can take place at any time, but this can be
countercurrent surge - generally a condenser
men - need to be deleted. Is the free time of such ven-
tile very low, on the order of a few microseconds,
like that z. B. is the case with controllable silicon cells, then
the condensate output to be installed can be kept very small
if, in particular with iswR, rtive consumers, Prex-
Outlet valves are provided to which the consumer flow
Is combined.
The advantage of such tactile arrangements is that the current
of any consumer according to specifications, any desired
value can be easily controlled by a Zw egg
point control takes place in such a way that the tactile current direction
valve on and off when the current falls below a minimum value
is switched off when a maximum current value is exceeded.
Due to the tactile electronic strut valve
achievable high switching frequency there is no stabilization
rwng problems.
The forliegbnden .t @ rfixung is an object wigrund e circuit and -
emzugeben arrangements, dig it egiiohen, egg m a bellebigen pre-
Consumers, in particular a larger direct current consumer
line in different quadrants of the current Hp »= ungs-Kenn-
line field using testable and non-palpable
To operate converter valves, with particular emphasis on it
is placed, the effort to install valve capacity
as small as possible.
Accordingly, the finding concerns a circuit arrangement for
the supply, control and regulation of preferably equal
power consumers of greater power from AC power sources and
using preferably non-controllable (diodes), controllable
detectable (triodes) and palpable (one and preferably by con-
Triodes that can be switched off by a capacitor surge) Btromrichterventilend
It is characterized by the fact that in order to save electricity
ricbterventilen and; or extinguishing devices and blind ventilation
requires bridge circuits with an uneven structure of the brickwork
are provided. -.
fig. 1 shows a single-phase bridge circuit for a Sinstrorr-
directional operation,
FG. 2 shows a bridge arrangement for four-quantum operation
and _ .
Fig. 3 also shows a bridge arrangement for a four-quadrant
operation, but in contrast to the arrangement in
Fig. 2 only one transformer is required.
In his. 1 feeds a `t'rp-astormator" 31 with a parallel connected
Capacitor 32 with a rectifier bridge circuit 43 $, b,
448, b with uneven hoof construction - the bridge branches a pond stream -
riotor 9. The motor current is, for example, via a direct ..
strorävandler 13 detects and a current controller 45 as the current actual value
fed. this current regulator also contains the ignition
and -T; iscbeinrichtimg for the tactile converter valves 43a
urid 43b, ac @ if these cannot be deleted in any other way (Transstitcb;
According to the difference between the actual current value and the current setpoint value
the tactile current converter valves 43,9 and 43b are preferred
ignited and extinguished in the sense of a two-point control. Which to
The extinguishing current is taken over by the. non-controllable electricity
judge valves 44a and 44b, which during the blocking of the testba-
ren converter valves 43e and 43b soriit as free-air valves
works. In order to control the armature voltage or the speed of the motor, 9 ,
change, major current control may be a rotary or ßnkerspannuMo-
numerical regulation Überltigert werdm "gtt. (Zei (; eitrüiuvorfahren)
the anchor tension rider ; bzR. Speed actual value) with the Ankar
voltage setpoint (or speed coil value) compares; on the re
the current controller.45 ele.6current setpoint
With the bridge arrangement according to FIG. 1 .is a Gleicbspannungeen--
change from 0. to the full value .nüglic &. The western company has that
special advantage that instead of 'the expensive under Uxstands
Control units for the phase shifters. Control pulses a Ai.n--
Aue amplifier for controlling the tactile converter valves
can be used tann. Parallel to the Treneformator 31 is in
rigen to compensate for the inductance of the alternating e-tron source
etn capacitor 32 is provided: its capacitance is the smaller ,
can be the higher the Taetfrequena.-This in turn is there-
, r o zL depends on how exactly the keyed in motor current is hammered
Will. A corresponding modification is also possible with a three and
Mebrphanigen circuit possible if in one half of the chunk
.n. controllable and in the other back half of the back palpable current
riehter valves are provided, with the tactile gtronrich-
tervalves also regulate the free air flow if they are appropriately controlled
being able to lead. .
on it should be pointed out that keyed converters came in
Cheaper power factor quake ice by gating controlled,
because no reactive power is required and the coma
. Unleashed leasing with a capacitor 32 is compensated for.
In order to make the condensator to be installed as small as m @ glieh
to keep it is suggested to use the Stromriohtertrafsformatoren
door-like circuits not visible little mr: echluespan-
tion ausaufabsrn. .
.. In 74. 2, is an arrangement dsfsfellt that one. Yierquadran-
part operation enabled. This includes swti BAskeeepbaituoWn
i ' @equalea construction of the bridge arms connected in antiparallel,
being the two
each constructed in this way
are that the converter valves with a common cathode 33a
.33b and 33a, 33d palpable and the converter valves with overall
common hnode 42a, 42b or 42c, 42d -are controllable. Natiirlict3
instead of the valves with a common cathode, the valve
tile with common anode be palpable . No each of the bruokeL--
echeltungen is a separate one, through a capacitor 32a
or 32b 4-bridged transformer 3'1a bsß, 31b is provided.
The tactile converter valves are both -for the rain
depended on the direct current supplied to motor 9 as well as for d.t '
Takeover of the freewheeling current used. The inkerinduktivittif:
the DC motor 9 is not shown separately, mute
but in the case of a real revision up to the consumer
opNU must be present. If the anchor 9 z. B. the Stro # i
IAT eiagetaetot, the current control takes place if at Traun
forsator 319 a voltage half-wave with the specified Palc. -
rity lies with the tactile converter valve 33a. Of the
I Al, then flows through converter valve 33a, armature 9 and. ) trom--
riohterventil 42b back to transformer 31a. The F'reilaui-
Atron flows with the indicated polarity over the ßtrontricha
terventile 35b and 42b, which during this HslbIwelle continuously
be kept open. During the other -itslbwelle (einektam-
nert polarity ) applied to the tactile converter valve i Z 33b
the current control: Dar current. IlT then flows however strr., .--
Richtex valve 33b, armature 9 and. Stronrichtez valve 42a wiec'sr
to transformer 31a. The converter valves 33a and 42a
are continuous during this half-wave for the freewheeling current
kept open. Should the direction of rotation of the DC motor 9
are reversed, then a : reversal of flow direction is required-
lich. For this purpose, after the left bridge circuit is blocked
is, the converter valves 33c and 42c open so that the
Pendant inductance is charged, which means that over the
Armature 9 and a rising via valves 42c and 33c
Current 1A, 3 flows. When the palpable stroma of the currents is loosened
tilen 33c the current IAB flows through the transformer voltage
31b and via the tactile converter valve 33d against the
Voltage (drawn polarity) , so it finds one
Regenerative braking instead. During the half-wave with reverse
to give way (in brackets) is done with the converter valve 33d
keyed while the controllable converter valve 42d and
the tactile converter valve 33c should remain open. is
the motor 9 braked, because the right bridge arrangement is
in the same quiet as before the left bridge arrangement
controls so that the direction of rotation of the motor is now reversed
turns,
In the same way, the arrangement shown in FIG.
the in F.ig. 3 arrangement shown, which in Gegenensatü
for Fig. 2 perCoch me has a single transformer. Sense <>
accordingly these principles can also be applied to higher-phase anor: «
apply sings. All these postures far - palpable factual -
Orders at weahselatro »inspsinung have des Verkmal, de8
existing 8 flow diaphragm valves on the same side or alternately
the task of Btromragelung by touching the equal and / or
p'echeelrißhtere and the 'Blindleietnagesinspaem' tibrmeh » m. lach
With the same basic idea I can also operate Unriohter.