DE19703440A1 - Device for direct current supply for an electric melting unit - Google Patents

Device for direct current supply for an electric melting unit

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Abstract

The invention relates to a device for supplying direct current to an electrical melting unit, in particular a direct-current electric arc furnace, comprising a rectifier with bridge arms for generating a direct current from the alternating current of an alternating current supply. At least one bridge arm of the rectifier has a switching element for switching the current flowing through the bridge arm on or off. The angle or the time, at which the switch element is switched on or off is selected in such a way that the direct-current supply device uses only little or none, in particular inductive, reactive power or generates reactive power.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Gleichstromver­ sorgung für ein elektrisches Schmelzaggregat, z. B. einen Lichtbogenofen.The invention relates to a device for direct current supply for an electric melting unit, e.g. B. one Arc furnace.

Aus der europäischen Offenlegungsschrift 0 622 974 ist ein Leistungsumrichter zur Gleichstromversorgung von Lichtbogen­ öfen bekannt, der die aufgenommene Blindleistung in etwa kon­ stant hält. Dieser bekannte Leistungsumrichter zur Gleich­ stromversorgung eines Lichtbogenofens weist einen Drehstrom­ transformator auf, dessen Sekundärwicklung mit gesteuerten Halbleitern verschaltet ist. Kennzeichnendes Merkmal des be­ kannten Gleichrichters aus der europäischen Offenlegungs­ schrift 0 622 974 ist ein sogenannter Freilaufkreis mit zwei Freilaufzweigen, mit denen die Blindlast vermindert werden soll. Dazu sind die Freilaufzweige mit dem Sternpunkt der Se­ kundärwicklung des Transformators verbunden. Mit dieser Lö­ sung zur Blindleistungsverringerung sind verschiedene Nach­ teile verbunden. Zum einen muß der Sternpunkt der Sekundär­ wicklung herausgeführt werden und voll belastbar sein. Auf diese Weise wird nicht nur die Baugröße des Transformators erhöht, sondern auch die Kosten für einen derartigen Trans­ formator. Als weiterer Nachteil ist die Verwendung des Frei­ laufkreises an sich anzusehen. Da dieser zum Teil den gesam­ ten Strom des Gleichrichters, der im Bereich von 40 000 A lie­ gen kann, führen muß, ist seine Ausführung sehr aufwendig. Er ist üblicherweise kostenaufwendig durch mehrere parallel­ geschaltete gekühlte Dioden auszuführen. Die zusätzlichen konstruktiven Merkmale, wie der voll belastbare aus der Se­ kundärwicklung herausgeführte Sternpunkt sowie der Frei­ laufkreis, führen nicht nur zu höheren Kosten, sondern auch zu einer Herabsetzung der Zuverlässigkeit und damit der Ver­ fügbarkeit des Gleichrichters. From European patent application 0 622 974 is a Power converter for direct current supply of arcs furnaces known that the reactive power consumed approximately kon stant holds. This well-known power converter at the same time Power supply to an arc furnace has three-phase current transformer, whose secondary winding with controlled Semiconductors is connected. Characteristic feature of the be known rectifier from European disclosure Font 0 622 974 is a so-called freewheel circuit with two Free-running branches with which the reactive load is reduced should. There are also the free-running branches with the star point of the Se secondary winding of the transformer connected. With this lion Different solutions are available for reducing reactive power parts connected. First, the star point must be the secondary winding and be fully resilient. On this way not only the size of the transformer increased, but also the cost of such a trans formator. Another disadvantage is the use of the free the circuit itself. Since this part of the total th current of the rectifier, which was in the range of 40,000 A. gen can, must lead, its execution is very expensive. He is usually expensive due to several in parallel to switch switched cooled diodes. The additional constructive features, such as the fully resilient from the Se secondary point and the free point circuit, not only lead to higher costs, but also to reduce the reliability and thus the Ver availability of the rectifier.  

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Gleichrichter für ein elektrisches Schmelzaggregat, z. B. für einen Lichtbogenofen, anzugeben, mit dem die Spannungsschwankungen, verursacht durch Wirk- und Blindleistungsschwankungen, sowie der Blind­ leistungsbedarf minimiert und trotzdem ein optimaler Ofen­ betrieb ermöglicht werden soll. Dabei ist es wünschenswert, den konstruktiven Aufwand gegenüber der bekannten Lösung zu verringern und somit die Kosten für einen derartigen Gleich­ richter zu senken und seine Zuverlässigkeit zu erhöhen.The object of the invention is to provide a rectifier electric melting unit, e.g. B. for an arc furnace, with which the voltage fluctuations are caused due to active and reactive power fluctuations, as well as the blind power consumption minimized and still an optimal oven operation should be made possible. It is desirable the design effort compared to the known solution reduce and thus the cost of such a match lower judge and increase its reliability.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Einrichtung zur Gleichstromversorgung, mit einem Gleichrichter mit Brücken­ zweigen zur Erzeugung von Gleichspannung aus der Wechsel­ spannung einer Wechselspannungsversorgung, gelöst, wobei zu­ mindest ein Brückenzweig des Gleichrichters ein Schaltelement zum ein- und ausschalten des Stromes durch den Brückenzweig aufweist, und wobei Ein- und Ausschaltwinkel des Schaltele­ mentes derart gewählt werden, daß die Einrichtung zur Gleich­ stromversorgung eine geringe bzw. keine, insbesondere induk­ tive, Blindleistung verbraucht bzw. sogar erzeugt. Während bei der bekannten Einrichtung zur Gleichstromversorgung für elektrische Schmelzaggregate grundsätzlich aufwendige Kompen­ sationsanlagen zum Einsatz kommen, hat sich überraschender­ weise gezeigt, daß es möglich ist, bei Gleichrichtern mit be­ sonders hoher Leistung, wie Gleichrichter für elektrische Schmelzaggregate, insbesondere für Gleichstromlichtbogenöfen, darstellen, Blindleistungserzeugung durch den Einsatz von ein- und ausschaltbaren Leistungsschaltelementen, insbeson­ dere Leistungshalbleitern zu verhindern. Durch die gleich­ zeitige Variation von Ein- und Ausschaltzeitpunkt bzw. Ein- und Ausschaltwinkel ist es möglich, die Phase der Grund­ schwingung des Stromes hin- und herzuverschieben, und diese damit auf die Phase der Spannungsgrundschwingung zu bringen. Es hat sich gezeigt, daß dieses Verschieben der Phase trotz der hohen Ströme und der starken Impedanzschwankungen im Schmelzaggregat möglich ist. The object is achieved by a device for DC power supply, with a rectifier with bridges branches for generating DC voltage from the AC voltage of an AC voltage supply, solved, whereby at least one bridge branch of the rectifier is a switching element for switching the current through the bridge branch on and off has, and wherein on and off angle of the Schaltele mentes are chosen such that the facility for the same power supply little or no, especially induc tive, reactive power consumed or even generated. While in the known device for direct current supply for electrical melting units basically complex compen sation systems have become more surprising as shown that it is possible to use rectifiers with be particularly high performance, such as rectifiers for electrical Smelting units, especially for direct current arc furnaces, represent reactive power generation through the use of Power switching elements that can be switched on and off, in particular to prevent other power semiconductors. By the same early variation of switch-on and switch-off time or switch-on and switch-off angle, it is possible to phase the reason oscillating the current back and forth, and this to bring it to the phase of the fundamental voltage oscillation. It has been shown that this phase shift despite the high currents and the strong impedance fluctuations in the Melting unit is possible.  

Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Grenzfrequenz der Schalt­ elemente in bezug auf das Ein- und Ausschalten größer ist als die Frequenz der Wechselspannung der Wechselspannungsversor­ gung. Weitere besonders vorteilhafte Effekte lassen sich er­ zielen, wenn die Grenzfrequenz der Schaltelemente größer ist als das 3-, 6- oder gar das 12-fache der Frequenz der Wech­ selspannung der Wechselspannungsversorgung.It is advantageous if the cutoff frequency of the switching elements with regard to switching on and off is greater than the frequency of the AC voltage of the AC voltage supplier supply. It can also have other particularly advantageous effects aim if the cutoff frequency of the switching elements is higher than 3, 6 or even 12 times the frequency of the change AC voltage of the AC voltage supply.

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung mit Schaltelementen, deren Grenzfrequenz größer ist als 1 kHz.The use of the invention is particularly advantageous Device for direct current supply with switching elements, whose cutoff frequency is greater than 1 kHz.

Vorteilhafterweise werden die Schaltelemente als Leistungs­ halbleiter als IGBT's, d. h. als Insulated Gate Bipolar Tran­ sistoren, oder als MCT's, d. h. als Mos Controlled Thyristors, ausgeführt.The switching elements are advantageously as power semiconductors as IGBTs, d. H. as Insulated Gate Bipolar Tran sistors, or as MCT's, d. H. as Mos Controlled Thyristors, executed.

In einer weiterhin vorteilhaften Ausgestaltung der er­ findungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung weist diese eine Recheneinheit, insbesondere eine hochverfügbare, Recheneinheit zur Berechnung der Steuerwinkel oder Abruf der Steuerwinkel aus einer hinterlegten Tabelle auf. Auf diese Weise ist es möglich, durch die Steuerwinkel in geeigneter Weise on-line die durch Impedanzschwankungen verursachten Schwankungen der Blindleistung, die durch den Schmelzvorgang insbesondere bei einem Lichtbogenofen hervorgerufen werden, zu minimieren.In a further advantageous embodiment of the device according to the invention for direct current supply this one computing unit, in particular a highly available, Computing unit for calculating the steering angle or calling up the Head angle from a stored table. To this Way, it is possible through the steering angle in a more suitable way Way online caused by fluctuations in impedance Fluctuations in reactive power caused by the melting process are caused in particular in an arc furnace, to minimize.

Weitere Vorteile und erfinderische Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Unteransprü­ chen. Im einzelnen zeigen:Further advantages and inventive details emerge from the following description of exemplary embodiments, based on the drawings and in connection with the dependent claims chen. In detail show:

Fig. 1 die Prinzipschaltung einer Einrichtung zur Gleich­ stromversorgung, Fig. 1 shows the basic circuit diagram of a power supply device for direct,

Fig. 2 eine sechspulsig wirkende erfindungsgemäße Einrich­ tung zur Gleichstromversorgung, Fig. 2 shows a six-pulse acting Einrich invention tung to the DC supply,

Fig. 3 eine zwölfpulsig wirkende erfindungsgemäße Einrich­ tung zur Gleichstromversorgung. Fig. 3 is a twelve-pulse Einrich device according to the invention for DC power supply.

Fig. 1 zeigt die Prinzipschaltung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung 1. Diese weist einen Gleichrichter 2 und einen Transformator 3 auf. Der Transfor­ mator 3 ist als Drehstromtransformator mit einer dreiphasigen Primärwicklung 5, die an einem Energieversorgungsnetz 4 an­ liegt, und einer dreiphasigen Sekundärwicklung 6 ausgebildet. Zwischen den einzelnen Phasen auf der Sekundärseite liegt ei­ ne Wechselspannung mit dem Effektivwert UL an. Jede Sekun­ därphase ist mit einem Brückenzweigpaar 7, 8 oder 9 verschal­ tet. Jedes Brückenzweigpaar 7, 8 oder 9 weist je zwei Halb­ leiter (Thyristoren) 10, 11 oder 12 bzw. 13, 14 oder 15 oder bei Parallelschaltung deren Vielfache auf. Fig. 1 shows the basic circuit of a device according to the invention shows the DC power supply 1. This has a rectifier 2 and a transformer 3 . The transformer 3 is designed as a three-phase transformer with a three-phase primary winding 5 , which is connected to a power supply network 4 , and a three-phase secondary winding 6 . Between the individual phases on the secondary side there is an AC voltage with the effective value U L. Each secondary phase is connected with a pair of bridges 7 , 8 or 9 . Each pair of bridges 7 , 8 or 9 has two semiconductors (thyristors) 10 , 11 or 12 or 13 , 14 or 15 or their multiples when connected in parallel.

Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemäße sechspulsig wirkende Ein­ richtung zur Gleichstromversorgung. Diese weist zwei Trans­ formatoren 16 und 17 und zwei dreipulsige Gleichstromzweige 24 und 25 auf. Die Transformatoren 16 und 17 sind in der bei­ spielhaften Ausgestaltung als Drehstromtransformatoren in Sternschaltung ausgebildet. Sie liegen mit ihren Primärwick­ lungen 18 und 20 an einem Energieversorgungsnetz 23, in die­ sem Fall einem Mittelspannungsnetz. Die Sekundärwicklungen 19 und 21 der Transformatoren 16 und 17 sind mit je einem drei­ pulsig wirkenden Gleichrichter, wie in Fig. 1 detailliert ausgeführt, verschaltet. Jeder Gleichrichter ist Teil eines Gleichstromzweiges 24 und 25. Jeder Gleichstromzweig 24 und 25 weist je zwei Brückenhälften 26 und 27 bzw. 29 und 30 mit Halbleitern (Thyristoren) sowie optional je eine Drosselspule 28 bzw. 31 auf. Die beiden dreipulsigen Gleichstromzweige 24 und 25 sind im Gleichstromkreis 33 Parallel geschaltet. Die Drosselspulen 28 und 31 dienen u. a. der kurzzeitigen Kurz­ schlußstrom-Begrenzung und der Glättung von Stromschwankun­ gen, die auf die Impedanzschwankungen beim Schmelzvorgang im Lichtbogenofen 32 zurückzuführen sind. Die Ein- bzw. Aus­ schaltwinkel α11, α12, α21 und α22 bzw. β11, β12, β21, β22 werden derartig eingestellt, daß die Blindleistung weitgehend kon­ stant bleibt. Die Ein- bzw. Ausschaltwinkel α11, α12, α21 und α22 stellen zwei mal vier Freiheitsgrade dar. Von diesen Freiheitsgraden werden zwei mal zwei Freiheits­ grade dazu benutzt, die Blindleistung konstant zu halten und die verbleibenden zwei mal zwei Freiheitsgrade um die beiden dreipulsigen Halbleiterzweige 24 und 25 gegeneinander um 180° in der Phase zu verschieben. Auf diese Weise ist es möglich, mit zwei baugleichen Transformatoren 16 und 17 und drei­ pulsigen Teilgleichströmen einen sechspulsigen Gesamtgleich­ strom zu erhalten. Fig. 2 shows an inventive six-pulse acting device for DC power supply. This has two transformers 16 and 17 and two three-pulse DC branches 24 and 25 . The transformers 16 and 17 are formed in the exemplary embodiment as three-phase transformers in a star connection. They are with their primary windings 18 and 20 on a power supply network 23 , in this case a medium voltage network. The secondary windings 19 and 21 of the transformers 16 and 17 are each connected to a three pulsating rectifier, as detailed in FIG. 1. Each rectifier is part of a DC branch 24 and 25 . Each DC branch 24 and 25 each have two bridge halves 26 and 27 or 29 and 30 with semiconductors (thyristors) and optionally a choke coil 28 and 31, respectively. The two three-pulse DC branches 24 and 25 are connected in parallel in the DC circuit 33 . The choke coils 28 and 31 serve, inter alia, the short-term short-circuit current limitation and the smoothing of current fluctuations, which are due to the impedance fluctuations during the melting process in the arc furnace 32 . The on and off switching angle α 11 , α 12 , α 21 and α 22 or β 11 , β 12 , β 21 , β 22 are set such that the reactive power remains largely constant. The switch-on and switch-off angles α 11 , α 12 , α 21 and α 22 represent two times four degrees of freedom. Of these degrees of freedom, two times two degrees of freedom are used to keep the reactive power constant and the remaining two times two degrees of freedom around to shift the two three-pulse semiconductor branches 24 and 25 against each other by 180 ° in phase. In this way it is possible to obtain a six-pulse total direct current with two structurally identical transformers 16 and 17 and three pulsed partial direct currents.

Fig. 3 zeigt eine zwölfpulsig wirkende erfindungsgemäße Ein­ richtung zur Gleichstromversorgung. Diese weist in der bei­ spielhaften Ausgestaltung zwei Drehstromtransformatoren 35 und 36 mit je einer Primärwicklung 37 bzw. 40 sowie je zwei Sekundärwicklungen 38 und 39 bzw. 41 und 42 auf. Die Primär­ wicklungen 37 und 40 der Transformatoren 35 und 36 sind an ein Energieversorgungsnetz 34, in diesem Fall ein Mittelspan­ nungsnetz, angeschlossen. In der beispielhaften Ausgestaltung sind die Primärwicklungen 37 und 40 in extended Delta und die Sekundärwicklungen 38, 39, 41 und 42 im Stern verschaltet. Die beiden Dreiwicklertransformatoren 35 und 36 können auch durch vier Zweiwicklertransformatoren ersetzt werden. Die Ausgänge der Sekundärwicklungen 38, 39, 41 und 42 sind je mit einem dreiphasigen Gleichstromzweig 45, 46, 47 und 48 ver­ schaltet. Die Gleichstromzweige 45, 46, 47 und 48 weisen je einen Gleichrichter auf, wie er in Fig. 1 beschrieben ist. Jeder Gleichstromzweig weist je zwei Brückenhälften 55 und 56, 58 und 59, 52 und 53 bzw. 61 und 62 mit Halbleitern (Thyristoren) sowie je eine Drosselspule 51, 54, 57 bzw. 60 auf. Die Gleichstromzweige 45, 46, 47 und 48 sind in einem Gleichstromkreis 64 parallelgeschaltet. Dabei lassen sich je zwei Gleichstromzweige 45 und 46 bzw. 47 und 48 zu sechspul­ sig wirkenden Gleichstromzweigen 43 bzw. 44 zusammenfassen. Fig. 3 shows a twelve-pulse acting device according to the invention for DC power supply. In the exemplary embodiment, this has two three-phase transformers 35 and 36 , each with a primary winding 37 or 40 and two secondary windings 38 and 39 or 41 and 42 . The primary windings 37 and 40 of the transformers 35 and 36 are connected to an energy supply network 34 , in this case a medium-voltage network. In the exemplary embodiment, the primary windings 37 and 40 are connected in an extended delta and the secondary windings 38 , 39 , 41 and 42 are connected in a star. The two three-winding transformers 35 and 36 can also be replaced by four two-winding transformers. The outputs of the secondary windings 38 , 39 , 41 and 42 are each switched to a three-phase DC branch 45 , 46 , 47 and 48 . The DC branches 45 , 46 , 47 and 48 each have a rectifier as described in FIG. 1. Each DC branch has two bridge halves 55 and 56 , 58 and 59 , 52 and 53 or 61 and 62 with semiconductors (thyristors) and a choke coil 51 , 54 , 57 and 60 , respectively. The DC branches 45 , 46 , 47 and 48 are connected in parallel in a DC circuit 64 . In this case, two DC branches 45 and 46 or 47 and 48 can be combined to form six-phase DC branches 43 and 44 .

Die Ein- bzw. Ausschaltwinkel des ersten dreipulsigen Gleich­ stromkreises 46 des ersten sechspulsigen Gleichstromkreises 43 sind α11a und α12a bzw. β11a und β12a, die Steuerwinkel des zweiten dreipulsigen Gleichstromkreises 45 des ersten sech­ spulsigen Gleichstromkreises 43 sind α12b und α11b bzw. β12b und β11b, die Steuerwinkel des ersten dreipulsigen Gleich­ stromkreises 47 des zweiten sechspulsigen Gleichstromkreises 44 sind α21a und α22a bzw. β21b und β11bb und die Steuerwinkel des zweiten dreipulsigen Gleichstromkreises 48 des zweiten sechs­ pulsigen Gleichstromkreises 44 sind α22b und α21b. Ferner wer­ den die Ein- bzw. Ausschaltwinkel derartig eingestellt, daß die beiden dreipulsigen Gleichstromkreise 45 und 46 bzw. 47 und 48 der sechspulsigen Gleichstromkreise 43 bzw. 44 um je 180° phasenverschoben sind.The on and off angles of the first three-pulse DC circuit 46 of the first six-pulse DC circuit 43 are α 11a and α 12a or β 11a and β 12a , the control angles of the second three-pulse DC circuit 45 of the first six-pulse DC circuit 43 are α 12b and α 11b or β 12b and β 11b , the control angles of the first three-pulse DC circuit 47 of the second six-pulse DC circuit 44 are α 21a and α 22a or β 21b and β 11b b and the control angles of the second three-pulse DC circuit 48 of the second six-pulse DC circuit 44 α 22b and α 21b . Furthermore, who set the switch-on and switch-off angles in such a way that the two three-pulse DC circuits 45 and 46 or 47 and 48 of the six-pulse DC circuits 43 and 44 are phase-shifted by 180 °.

Die Primärwicklungen 37 und 40 der Transformatoren 35 und 36 sind gegeneinander um 30° phasenverschoben, was zu einer Pha­ senverschiebung von 30° der sechspulsigen Gleichstromzweige 43 und 44 führt. Durch diese 30° Phasenverschiebung der sechspulsigen Gleichstromkreise 43 bzw. 44 ergibt ihre Paral­ lelschaltung einen zwölfpulsigen Gleichstromkreis 64. Durch diese Ausführungsform werden nicht nur die 2. und 4. - wie bei einem sechspulsigen Gleichrichter -, sondern auch die 5. und 7. Harmonische der Versorgungsspannung des Energieversor­ gungsnetzes 34 unterdrückt, so daß diese Ausführungsform für besonders hohe Leistungen geeignet ist. Ein weiterer Vorteil der zwölfpulsigen Variante der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleichstromversorgung ist, daß sie bei Ausfall eines Transformators bei verminderter Leistungsfähigkeit als sech­ spulsige Einrichtung zur Gleichstromversorgung betrieben wer­ den kann. Auf diese Weise kann der Betrieb auch bei Ausfall eines Transformators 37 oder 40 aufrechterhalten werden, was zu einer deutlichen Erhöhung der Verfügbarkeit der Einrich­ tung zur Gleichstromversorgung insgesamt führt. Die zwölfpul­ sige Variante der erfindungsgemäßen Einrichtung zur Gleich­ stromversorgung ist also eine besonders vorteilhafte Ausge­ staltung zum Betrieb eines Lichtbogenofens 63, insbesondere für große Leistungen.The primary windings 37 and 40 of the transformers 35 and 36 are mutually phase shifted by 30 °, which leads to a phase shift of 30 ° of the six-pulse DC branches 43 and 44 . This 30 ° phase shift of the six-pulse DC circuits 43 and 44 results in their parallel circuit a twelve-pulse DC circuit 64 . This embodiment not only suppresses the 2nd and 4th - as in a six-pulse rectifier - but also the 5th and 7th harmonics of the supply voltage of the power supply network 34 , so that this embodiment is suitable for particularly high powers. Another advantage of the twelve-pulse variant of the device for direct current supply according to the invention is that if a transformer fails, it can be operated as a six-pulse device for direct current supply if the performance is reduced. In this way, the operation can be maintained even if a transformer 37 or 40 fails, which leads to a significant increase in the availability of the device for direct current supply as a whole. The twelve-pulse variant of the device for direct current supply according to the invention is therefore a particularly advantageous configuration for operating an arc furnace 63 , in particular for large outputs.

Claims (13)

1. Einrichtung zur Gleichstromversorgung eines elektrischen Schmelzaggregats, insbesondere eines Gleichstromlichtbo­ genofens, mit einem Gleichrichter mit Brückenzweigen zur Er­ zeugung von Gleichspannung aus der Wechselspannung einer Wechselspannungsversorgung, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Brückenzweig des Gleichrichters ein Schalt­ element zum Ein- und Ausschalten des Stroms durch den Brüc­ kenzweig aufweist, wobei Ein- und Ausschaltwinkel bzw. -zeit­ punkt des Schaltelements derart gewählt werden, daß die Ein­ richtung zur Gleichstromversorgung eine geringe bzw. keine, insbesondere induktive, Blindleistung verbraucht bzw. sogar erzeugt.1. Device for direct current supply of an electric melting unit, in particular a direct current Lichtbo genofens, with a rectifier with bridging branches for generating direct voltage from the alternating voltage of an alternating voltage supply, characterized in that at least one bridging branch of the rectifier has a switching element for switching the current on and off the bridging kenzweig, with the switch-on and switch-off angle or point in time of the switching element selected such that the device for direct current supply consumes little or no, in particular inductive, reactive power or even generates it. 2. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle Brückenzweige Schaltelemente zum Ein- und Ausschal­ ten des Stromes durch den entsprechenden Brückenzweig aufwei­ sen, die aufeinander abgestimmt geschaltet werden.2. Device for direct current supply according to claim 1, characterized, that all bridge branches switching elements for switching on and off ten of the current through the corresponding bridge branch sen, which are switched coordinated. 3. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz der Schaltelemente in bezug auf das Ein- und Ausschalten größer ist als die Frequenz der Wech­ selspannung der Wechselspannungsversorgung.3. Device for DC power supply according to claim 1 or 2, characterized, that the cutoff frequency of the switching elements with respect to the Switching on and off is greater than the frequency of the change AC voltage of the AC voltage supply. 4. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz der Schaltelemente in bezug auf das Ein- und Ausschalten größer ist als das Dreifache der Fre­ quenz der Wechselspannung der Wechselspannungsversorgung.4. Device for direct current supply according to claim 3, characterized, that the cutoff frequency of the switching elements with respect to the Switching on and off is greater than three times the fre frequency of the AC voltage of the AC voltage supply. 5. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz der Schaltelemente in bezug auf das Ein- und Ausschalten größer ist als das Sechsfache der Fre­ quenz der Wechselspannung der Wechselspannungsversorgung.5. Device for direct current supply according to claim 4, characterized,  that the cutoff frequency of the switching elements with respect to the Switching on and off is greater than six times the fre frequency of the AC voltage of the AC voltage supply. 6. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz der Schaltelemente in bezug auf das Ein- und Ausschalten größer ist als das Zwölffache der Fre­ quenz der Wechselspannung der Wechselspannungsversorgung.6. Device for direct current supply according to claim 5, characterized, that the cutoff frequency of the switching elements with respect to the Switching on and off is greater than twelve times the fre frequency of the AC voltage of the AC voltage supply. 7. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Grenzfrequenz eines Schaltelements in bezug auf das Ein- und Ausschalten größer ist als 1 kHz.7. Device for DC power supply after one or several of claims 1 to 6, characterized, that the cutoff frequency of a switching element with respect to the Switching on and off is greater than 1 kHz. 8. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente als Leistungs-Halbleiter ausgebildet sind.8. Device for DC power supply after one or several of claims 1 to 7, characterized, that the switching elements are designed as power semiconductors are. 9. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente ein- und ausschaltbare Thyristoren, insbesondere GTO's, d. h. Gate-Turn-Off-Thyristoren, sind.9. Device for direct current supply according to claim 8, characterized, that the switching elements can be switched on and off thyristors, especially GTO's, d. H. Gate turn-off thyristors. 10. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente Leistungstransistoren, insbesondere IGBT's, d. h. Insulated-Gate-Bipolar-Transistoren, sind.10. Device for direct current supply according to claim 8, characterized, that the switching elements power transistors, in particular IGBT's, i. H. Insulated gate bipolar transistors. 11. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltelemente als MCT's, d. h. als Mos Controlled Thyristors, ausgebildet sind. 11. Device for direct current supply according to claim 8, characterized, that the switching elements as MCT's, d. H. as Mos Controlled Thyristors are formed.   12. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Recheneinheit aufweist, die insbesondere als Einchiprechner, z. B. als Mikrocontroller, oder als Mehrchip­ rechner, insbesondere als Einplatinenrechner oder Automati­ sierungsgerät, wie z. B. eine speicherprogrammierbare Steue­ rung, ein VME-Bussystem oder ein Industrie-PC, ausgebildet ist.12. Device for DC power supply after one or several of claims 1 to 11, characterized, that it has a computing unit, in particular as Einchiprechner, z. B. as a microcontroller, or as a multi-chip computer, especially as a single board computer or automaton Sierungsgerät, such as. B. a programmable logic controller tion, a VME bus system or an industrial PC is. 13. Einrichtung zur Gleichstromversorgung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinheit als hochverfügbare Recheneinheit, z. B. mit redundanter Architektur, ausgebildet ist.13. Device for direct current supply according to claim 12, characterized, that the computing unit as a highly available computing unit, e.g. B. with redundant architecture.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107395038B (en) * 2017-08-16 2019-11-12 深圳市安健科技股份有限公司 A kind of generator power circuit of more MOS wired in parallel

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0622974A1 (en) * 1993-04-30 1994-11-02 Cegelec Metals Systems Improved rectifier for powering a DC arc furnace
FR2704709A1 (en) * 1993-04-30 1994-11-04 Cegelec Metals Systems Power converter device for DC supply of an electric arc furnace
DE4200329C2 (en) * 1992-01-09 1994-12-22 Gutehoffnungshuette Man Adjustable power source

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE29520961U1 (en) * 1995-09-29 1996-09-12 Siemens AG, 80333 München Device for direct current supply

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4200329C2 (en) * 1992-01-09 1994-12-22 Gutehoffnungshuette Man Adjustable power source
EP0622974A1 (en) * 1993-04-30 1994-11-02 Cegelec Metals Systems Improved rectifier for powering a DC arc furnace
FR2704709A1 (en) * 1993-04-30 1994-11-04 Cegelec Metals Systems Power converter device for DC supply of an electric arc furnace

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