DE2300445C3 - Verfahren zum Betrieb einer Blindleistung erzeugenden Anordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb einer Blindleistung erzeugenden Anordnung.die aus einer Kondensatoranlage und aus zwei steuerbaren Stromrichtern besteht, welche an ein mindestens einphasiges Wechselstromnetz angeschlossen und BlcichhtromseiliB über eine GlilllungHlrnsscI \crblinden sind, wobei die Stromrichter im Rieuerbereicli mit voneinander verschiedenen Sicuerwinkcln gesteuert werden, !''urner bezieht sich die Erfindung auf eine Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens.

In vielen Rillen ist e<ne Einrichtung /um Anschluß [>,n ein einphasiges Wechsel- oder ein Drehstromnetz erwünscht, die möglichst verluslfrci, schnell und in einfacher Weise einstellbar als Bliiidlast wirkt, deren Grüße in weiten Grenzen einstellbar oder regelbar ist. Zur möglichst raschen Kompensation von induktiven Blindlaslstößcn, insbesondere im schwachen Wechselstromnetz, wird heute üblicherweise eine Kondcnsaiorenanlagc fesler Kapazität verwendet, der eine Blindleistung aufnehmende Hinrichtung parallel geschaltet ist. Die kompensierende Wirkung der Kondcnsatorcnlagc bleibt durch diese als Drosselspule mit veränderbarer Induktivität wirkende Einrichtung so iange aufgehoben, wie im Wechselstromnetz kein Blindlastbcdarf vorliegt. Tritt jedoch plötzlich ein solcher Blindlastbcdarf infolge des Betriebs des an das Wechselstromnetz angeschlossenen Verbrauchers auf, so kann mittels IcistungselektiOnischer Steuereinrich-Uiiifecn die kapazitive Wirkung der Gesamtanordnung, die aus der Parallelschaltung von Kondcnsaioranlagc und Einrichtung besteht, rasch so eingestellt werden, daß die induktive Blindlast des Verbrauchers gerade kompensiert wird

Als Einrichtung zum Verbrauch von Blindleistung, die einer Drosselspule mit veränderbarer Induktivität entspricht, isl mit Erfolg ein r.etzgeführtcr Stromrichter eingesetzt worden, der über eine Glättungsdrosscl kurzgeschlossen wird. Abgesehen von den geringen ohmschen Verlusten stellt eine solche Einrichtung eine praktisch reine induktive Blindlast dar, deren Größe proportional dem in der Glättungsdrossel fließenden Gleichstrom ist. Dieser Gleichstrom läßt sich über die Steuerung der Ventile des Stromrichters betragsmäßig nach Belieben ändern, solange der Gleichstrom einen nichtlückenden Verlauf hat, was durch die Glättungsdrossel sichergestellt sein muß. Am Drelr>tromnetz wird bei größeren Einrichtungen ein zwölfpulsiger Stromrichter gewählt, und zwar in Form einer glcichstromseitigcn Reihenschaltung zweier sechspulsiger Stromrichter mit um 30"¹C unterschiedlichen Schaltungswinkeln.

Als nachteilig wird bei einer solchen Einrichtung mit kurzgeschlossenem Stromrichter die Glätlunpv drosscl beurteilt, die im gesamten Gleichstrombereich, insbesondere auch bei niedrigem Gleichstrom, einen nichtlückenden Betrieb sicherstellen muß. Sie muß nämlich eine beträchtliche Baugröße aufweisen, da die Verluste gering sein sollen. Weiterhin wird als nachteilig angesehen, daß der Stcuerbercich des Stromrichters im Kur/schluß nur wenige elektrische Grade beträgt. Es sind daher sehr genaue Steuersätze erforderlich. Im Stcuerbereich von z. B. 86°el. ! 2°el. muß eine Feineinstellung möglich sein. Schließlich ' du; fen bei Regelungsvorgängen die Vcntilströmc des Stromrichters nicht vorübergehend zu hoch werden. Als Kompromiß wird die Glättungsdrossel größer als dem Prinzip nach erforderlich gewählt, wobei man zu wirksamen ZeitkonUantcn im Gleichstromkreis von 100 ms oder mehr kommt.

Aus der DT-OS 22 01 800 sind das eingangs genannte Verfahren und die dazugehörige Anordnung bekannt. Die Anordnung enthält einen ersten und einen

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w nettkommiiiiericn Stromrichter, deren Wechselslromnnzapfungcn an ein Wechselstromnetz, angeschlossen sind, Die S'.ruinrichier sind «her je eim/im wesentlichen wirkwUlerslundsfreiü, ahz.weigfreic GIiH. tungsdrossel in jeder Verbindimgsleittinp illcichstromsoilit iinliparullel geschallet. An das Wechselstromnetz ist auch eine Kondensatorbatterie angeschlossen.

Pie Steuersätze der beiden Stromrichter uerdcn nun in der Weise gesteuert, dall sie denn /.lindimptilse an die Ventile der beiden Stromrichter gehen, daß to jedes Ventil des /weiten Stromrichters mit uner für alle Ventile des /weiten Stromrichters gleich großen Verzögerung im Verhältnis /ti der Zündung der entsprechenden Ventile des crsi.cn Stromrichters /ündet. Die genannte Verzögerung kann konstant oder vur-Snderlich sein. Der erste Stromrichter, der als Gleichrichter arbeitet, wird also auf einen Sieuerwinkcl λ 1 λ eingestellt. Der zweite Stromrichter, der als Wechselrichter arbeitet, wird auf einen davon vcr- - schiedencn Sieuerwinkel λ 2 (\ l\) eingestellt, -Der Winkel l\ entspricht dabei der pcnanntcn Verzögerung. Da die Glcichspunnungcn beider Stromrichter etwa Bleich groß und cntgcgcngcrichtct sind, beträgt die Summe beider Sieuerwinkel (\1 · \2) =r 180 . Fs gilt daher: \\ W-. I \/2 und \2 90 -I- I \/2. Damit ein nennenswerter Gleichstrom fließen kann, isl es erforderlich, daß der Sieuerwinkel λ 1 den genannten Wert (¹X) -.K'2) geringfügig unterschreitet.

Der Winkel χ kann weiterhin in einem Blindlcistungs- 3& regelkreis so verändert werden, daß die Blindleistung konstant gehalten wird. Die Steuerwinkel \!, \'l werden dabei stets gleichsinnig verändert, also gleichzeitig vergrößert oder verkleinert. Fin vcnnindcrler Winkel \ hai einen zunehmenden Gleichstrom in den beiden Glättungsdrosscln und eine Zunahme der erzeugten Blindleistung zur Folge. Die Abweichung der Sieuerwinkel \\, \2 von den obengenannten Werten (90"-/h/2) und (90" ■ K/2) ist sehr gering. Dieses Betriebsverfahren verfolgt die AbsichT, daß durch eine zweckmäßige Wahl des Winkels λ ein Betriebszustand vorliegt, in dem die Oberschwingungen des netzscitigen Stromes der Anordnung möglichst gering werden, was sich bei einem Winkel * von 75 für die Oberschwingungen 5, und 7. Ordnung erreichen läßt.

Auch hier hat wieder bereits eine kleine Änderung des Winkels λ eine große Änderung des durch die Glättungsdrosseln fließenden Gleichstroms zur Folge. Es müssen daher wiederum besondere Steuergeräte 5" mit Feineinstellung verwendet werden. Weiterhin müssen die Glätlungsdrosscln eine beträchtliche Größe haben, was hinsichtlich des Materialaufwandes, der Kosten und des Gewichts von Nachteil ist.

Der Erfindung Siegt somit die Aufgabe zugrunde, das eingangs genannte Verfahren und die dazugehörige Anordnung so abzuändern, daß nach dem Stande der Technik übliche Steuersätze verwendet werden können, und daß insbesondere der Aufwand bezüglich der Glättungsdrosseln verringert wird. Das Verfahren soll an die Zeilkonstante im Gleichstromkreis nicht gebunden sein. Diese soll vielmehr beliebig sein können.

Ausgehend vom eingangs genannten Verfahren wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steuerwinkel xi, λ2 beider Stromrichter so geführt werden, daß ihre Summe {λ 1 1- <\2) stets um einen vorgegebenen Wsnkelbetrag 2<"> kleiner ist als 445 (/

180 . I ür die Sieuerwinkel \ I, -»2 der beiden Strom· nelner gilt somit die Beziehung (\ I 1 %2) ISO -2^, Der Norgcyehcne Winkelbctnig 2') wird darin im allgemeinen kleiner als 90 sein.

Am zweck mur.iiu-.tcn wird dabei der sorgegebene Winkelbetnig 1·ί so gewühlt, daß bei iileich großen Steuer« inkein. also bei λ 1 > 2, durch die Glllltungsdrossel gerade derjenige Gleichstrom Hießt, welcher dem höchsten geforderten Blindlastweri der beiden Stromrichter entspricht. Die Hnstellung des Winkel» bei rags muß für die Anordnung nur einmalig vor· i'cinmmen werden. Nach erfolgter Einstellung kann der Gleichstrom, gleichgültig, ob bei einer Steuerung oder Kegdung. nicht höher werden, als dem vorgegebenen Wnikelbclrag 2Λ entspricht, Das heißt also, d.iß mm eine Strombegrenzung auf diesen Wert erhall.

Die Anordnung zur Durchführung dieses Verfahrens ist erfindungsgemfiß so ausgebildet, daß die Stcuerspannungen der Stcucrsi'it/e beider Stromrichter von einem vorgegebenen Wert aus gegenläufig um denselben Retrag verstellbar sind. Zweckmäßig ist es dabei, zwei Steuersätze gleicher Ausführung zu verwenden, bei denen svie üblich der Steuerwinkel \ proportional der Steucrspannuiig ist.

Die Erfindung geht also davon aus, daß nicht nur ein kurzgeschlossener Stromrichter, sondern auch ein leerlaufender Umkehrstromrichter, der zwei gleichstromseitig in Reihe geschalteten Stromrichtern äquivalent ist, iniolgc seines Kreisstroms eine Blindlast für das Stromnetz darstellt. Bei exakter Zuordnung der Steuerwinkcl \i, \2 beider» Stromrichter entsprechend der Winkclsiimmc {\l + λ2) - 180' liegt dabei der Krcisslrom mit dem Ausstcuerungsenid und der Größe der Glullungsdro->-.el fest. Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß es ohne weiteres möglich ist, durch gcringf igiges Verkleinern der Winkelsummc (\1 f- \2) iir.'er 180' den Kreisstrom um eine mit dem Winkelbetrap 21) beliebig ei .stellbare Glcidikomponente zu erhöhen. Da es gciinGt, die Höhe eines auf diese Weise eingestellten Kreisstroms in eine vernünftige gemeinsame Abhängigkeit von den Steuerwinkeln \ 1, \2, und /.war im gesamten möglichen Gleichrichtcr-Stcucrbcreich

0 - λΙ < (<Xr-fi/2)

(1/ - Überlappungswinkel beim Aussteuerungsgrad Null, der sich aus der Kommuticrungs reaktanz, crcibl) zu bringen, so fällt die erwähnte Schwierigkeit eines Steuersatzes mit extrem kleinem Sicucrbcrckh weg, und e^r» können übliche Steuersätze verwendet werden. Die Glältungsdrosscl braucht bei dieser Art der Steuerung lediglich sicherzustellen, daß der Gleichstrom, der bei gleichen Stcuerwinkein λΙ λ2 (90" -I)) (ließt, nicht liickt. Das isl wichtig für die Bemessung der Gläitungsdrossel.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in der Zeichnung enthalten und in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung, ihrer Ausgestaltungen und Vorteile wird nun auf die F i g. 1 bis 4 Bezug genommen, in denen Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt ist. Es zeigt

F i g. 1 eine Einrichtung zur Kompensation von Blindlaststößcn im Drehstromnetz,

F ί g. 2 eine Winkelachse mit eingetragenen Stcuerwinkein,

F i g. 3 ein Diagramm, in dem die Klemmenspan-

nungen von zwei Stromrichtern über den zugehörigen so geführt, daß ihre Summe (λΙ |· λ·2) um einen vor-

Stcucrwinkcln aufgetragen sind und gegebenen Winkclbclrag 21) kleiner ist als 180°, Es

I⁷ i g. 4 eine Steuereinrichtung zur gegenläufigen gilt also die Beziehung
Führung zweier Steuerspannungen.

In Fig.l ist eine Kompcnsationscinrichlung dar- 5 «1 |-λ2 ■-■·■ 180"—2t>. (I) gestellt, die zur Kompensation von ßlindlastslößen

in einem Drchslromnetz 2 vorgesehen ist. Die drei Mit anderen Worten: Der Punkt A kann sich nach Leiter des Drchstromnclzcs 2 sind mit R, S, T bc- beiden Richtungen auf der dargestellten Winkclachsc zeichnet. Ein dreiphasiger Verbraucher 3, der z.U. bewegen; der Punkt Ii bleibt dabei fest. Eine Beeinc Lichtbogcn-Schmclzanlage großer Leistung sein io wegung des Punktes A nach rechts hat z. B. eine Verkann, ruft im Betrieb Blindlaslslößc hervor, die zwecks gröücrung des Steucrwinkels λ I und eine Verringerung Vermeidung der Störung anderer (nicht dargestellter) des Steucrwinkels \2 um denselben Betrag zur Folge. Verbraucher kompensiert werden müssen. Die Beziehung (I) bleibt während dieser Bewegung Diesem Zweck dient eine dreiphasige Koiidcn- weiter gültig. Die Bewegung des Punktes A kann, wie salorcnanlagc 4 fester Kapazität, der eine Blind- 15 später ausgeführt wird, in Abhängigkeit von einer leistung verbrauchende Einrichtung 5, also eine Blind- Regelgröße erfolgen.

last, parallel geschaltet ist. Diese Einrichtung 5 ent- Der Stcucrwinkcl -\ I des ersten Stromrichters 11 ist

spricht in ihrer Wirkung einem induktiven Verbraucher nach I i g. 2 kleiner als 90 , d. h., der erste Strom-

mit veränderbarer Induktivität. Die I inrichtung 5 richter 11 arbeitet im Ausführungsbeispiel als Cjleich-

wird, wie später noch näher ausgeführt wird, in 20 richter. Der Slcucrwinkcl λ2 des zweiten Strom-

cinens Regelkreis immer so eingestellt, daß die Induk- richicrs 12 ist größer als 90', d. h., dieser zweite

tivität von Verbraucher 3 und Einrichtung 5 gemein- Stromrichter 12 arbeitet im Atisführungsbeispicl als

sam der Kapazität der Kondcnsalorankigc 4 ent- Wechselrichter.

sprechen. Auf diese Weise läßt sich der Leistungsfaktor In F i g. 3 '.vird das Verfahren zum Betrieb der

des Drehstromnetzes 2 auf einem festen Wert, der 25 Anordnung 5 ,111 einem Wcrlcbcispiel näher vcrdeut-

belicbig nahe bei 1 liegen kann, festhalten. Im vor- licht. Der zeichnerischen Übersichtlichkeit wegen vind

liegenden Fall ist die Kondensatoranlage 4 wie üblich im Wege des Beispiels folgende Werte angenommen

zu zwei Eilterkreiscn 4a, 4b, die beispielsweise auf die woiden:
5. und 7. Harmonische abgestimmt sind, erweitert.

Es können auch mehr als zwei Eillerkreise und auch 30 2h 12 , λ I 60', \2 108', A 24".
noch zusätzliche Kondensatoren vorgesehen sein.

Die Einrichtung 5 umfaßt einen Transformator 6 Im wirklichen Betrieb wird der Wert des Winkclbcmit einer an das Drchstromncl/ 2 angeschlossenen träges 2Λ kleiner sein. Weiter ist angenommen, daß die Wicklung 7 und zwei vcnlilsciligcn Wicklungen 8. 9 Stromrichter II, 12 und ihre Steuersätze 17bzw. 18inbesowic zwei steuerbare Stromrichter 11 und 12 von 35 kannlcr Weise so ausgestaltet sind, daß die Ausgangscinandcr gleichartigem Aufbau. Wenn die Wicklung 8 spannung Γ(ι) proportional zu cos λ ist, wobei <\ der im Stern und die Wicklung 9 im Dreieck geschaltet Steuerwinkel ist. Bei \ 0 nimmt die Ausgangsist, liegt bei gleichen Stcucrwinkcln λ 1 λ2 beider spannung f (\) den maximalen Wert C₀ an. Das Stromrichter !!. 12 ein 12pulsi«cr Stromrichterbe'.rieh ergib! sich aus I 1» 3 bei Betrachtung der Kurve vor. Die Stromrichter 11, 12 sind glcichslromscitip 40 U(^ I)H₁₁ über der Winkclachsc \. Diese Kurve setzt an den Klemmen 13, 14 in Reihe geschaltet und mit sich was nicht dargestellt ist kosinusförmig über den Klemmen 15, 16 an eine einzige (ilättungsdrosscl den Winkel \ 90 hinaus ins Neuative fort,
10 angeschlossen. Eine zweite dlältungsdrosscl ist Der Winkclbctrag 2Λ wird folgendermaßen fcstniclit erforderlich. Jeder Stromrichter 11 und 12 ent- gesetzt: Man wähl! für beide Slromrichtcr 11, 12 hält in hckanr.'.?!· Weise sechs steuerbare HaiipUcnlile 45 denselben Stcucrwinkel \. Es gilt also die Beziehung: II' bzw. 12' in Drchstrombrückcnschaltung. Als

Ilauptvenlilc W bzw. 12' können insbesondere \ 1 m2 (2) Thyristoren eingesetzt werden. Jeder Stromrichter 11,

12 arbeitet für sich fipulsip. Diesen Sleucrwinkcl ^l * 2 verschiebt man so

Die llauptvcntilc 11' des ersten Stromrichters U 50 lap.ee. bis durch die filältungsdrosscl 10 ein Cilcich-

crhaltcn Zündimpulsc von einem Steuersatz 17, der strom /,/ fließt, der dem höchsten geforderten Blind-

inil einer Stcucrspannung ;/l gespeist wird. Die Steuer- lastwert entspricht. Aus den Beziehungen (1) und (2)

spannung u\ bestimmt den Stcucrwinkcl \1 des ersten erhält man dann die Beziehung
Stromrichters 11. Zur Wahrung der Übersicht ist nur

eine einzige Slcucrlcilung 19 zwischen einem Haupt- 55 aI — λ2 -- 90° —ό, (3) ventil Il' und dem Steuersatz 17 eingezeichnet. Entsprechend erhalten die llauptventilc 12' des zweiten wodurch der halbe Winkclbctrag ^festgelegt ist. Jeder Stromrichters 12 Zündimpulsc von einem gleich- Stromrichter II, 12 gibt die Ausgangsspannung
artigen Steuersatz 18, der mit einer Stcucrspannung //2

gespeist svird. Auch hier ist wieder nur eine einzige 60 i-'(\IJ U(\l) (/(90"—Λ) (4) Sleucrlcitung 20 eingezeichnet. Die Stcucrspannung n2

bestimmt ganz entsprechend den Stcuerwinkel \2 des ab. (liier und im folgenden bezeichnen die in Klatn-

/weiten Stromrichters 12. mcrn gesetzten (irc'ißcn keinen Multiplikator, sondern

In Fig. 2 ist schcmalisch veranschaulicht, in sind als Index aufzufassen). An der Glätlungsdrosscl 10

welcher Weise die beiden Stromrichter II, 12 ge- 65 licgl somit das Doppelte der Ausgangsspannung

steuert werden. Die dargestellte Winkclaclisc reicht U(¹H) Λ), ako die Spannung 2i/(90" Λ). Im

von (I bis ISII . Die Slcucrwinkcl \ I. \2 beider Slrom- Werlebcispiel gemäß E" i g. 3 ist für den Sleucrwinkcl

iklili 1 II. 12 werden gemäß da Erfindung im Betrieb \| \2 84 und für den halben Winkclbctrag

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7 8

ti -· 6" angenommen worden, so daß sich für die nehmen läßt. Die relative resultierende Spannung

relative Ausgangsspannung U(W-O)/U₀ etwa 0,1 U(A)[U₀ ist in F i g. 3 mit einem Doppelpfeil cinge-

ergibt. Der Wert des halben Winkclbetragcs Λ liegt zeichnet. Man erhält mit den Beziehungen (5) und.;(6)

fest mil der wirksamen Komnuiticrungsrcaktanz jedes sowie unter Berücksichtigung der bekannten und

Stromrichters 11,12 mit allen ohmschen Widerständen 5 bereits erwähnten Proportionalität des Ausslcucrungs-

der gesamten Hinrichtung 5 und mit der Schleusen- grades der Stromrichter 11, 12 vom Cosinus den

Spannung der Hauptvcntilc Jl' bzw. 12'. Slcucrwinkcl <\1, .v2:

Zur Verringerung des durch Wahl des Winkcl-

betrages 2Λ vorgegebenen Blindlcistiingswcrtes könnte (/(,j) .- (Z₀ (cos λ ί H cos λ 2)

man nun.die Stoiicrwinkcl λ 1, λ2 Ircidcr Stromrichter ίο . i/ //,._n_ rqft" Λ Λ\ \ mkIW MAw

Ii, 12 um einen sehr kleinen Wert gleichsinnig er- , . " . "

. / höhen, wie es eingangs beschrieben wurde. Von dieser U(A)IU₀ l sin ο cos η . (7)
-^ Maßnahme wird jedoch kein Gebrauch gemacht.

Der Winkel (90" - Λ) wird vielmehr als gemeinsamer . Im WerlcbeisHcl mil A - 24" und & G" erhält ■> Bezugspunkt für beide Slcucrwinkcl λΙ, λ2 ange- 15 man für dieses Verhältnis etwa 0,19.
4chen, von dem aus beide StcucrwinkcJ λ 1, ο 2 um Die resultierende, an der Glältungsdrossel 10 ^/ denselben Winkel/I gegensinnig verändert werden, liegende Spannung i'(.1) läßt sich nach der Beziehung Der Winkel A zählt also von <90" Λ) aus in positiver (7) durch Verändern des Winkels/1 einstellen; damit und negatiser Richtung. Das ist in F i g. 3 mit den wird auch der Gleichstrom /₍( eingestellt. Fine verbeiden Abszissen für die Stcucrwinkel λ I und λ 2 dar- ao änderte Einstellung des Gleichstroms I₁₁ hat eine r J "gestellt. Die Abszisse mit dein Stcucrwinkel λΙ vcr- Änderung der Amplitude des Wechselstroms zur • 1 lauft von links nach rechts, und zwar vom Winkel 0' Folge, der aus dem Drchstromnclz 2 in die Finbis /um Winkel (90" i>) 84". Sie gehört zur richtung 5 fließt. Die Phasenlage dieses Wechsel-Kurse (/(\ I)/l/₀. Der erste Stromrichter 1! wird also stromes bleibt dabei unverändert 90" nacheilend ψ j als Gleichrichter im gesamten Slcucrbcrcich betrieben, as gegenüber der Netzspannung. Vom Drchslromnctz 2 \'\ Die Abszisse mit dem Stcucrwinkel λ2 verläuft von aus gesehen hat die Hinrichtung5 somit das Vcr-(90" - Λ) 84" nach links bis zum Winkel (180° -2Λ) halten einer an das Drehstromnetz 2 angeschlossenen Ij r: 168'. Sie gehört /ur negativ aufgetragenen Kurve Drosselspule mit veränderbarer Induktivität
si - (/(λ 2)//,,. Der zweite Wechselrichter 12 wird also Man erkennt aus F i g. 3, daß das Verhältnis im Steuerbereich im wesentlichen als Wechselrichter 30 U(A)IU₀ mit wachsendem Winkel A kleiner wird betrieb™. (Schcrcn-Ffiekt). Fs wird zwar nie ganz zu Null. Der Winkel/1 darf beliebig in den Grenzen 0'</1g Wenn aber U(A) durch Vergrößern des Winkels A (90 - Λ) liegen. Damil erhält man für die Steucrwinkel gerade gleich der Schleuscmpannung der Ventile 1Γ, . _oil„ ν 1 12' wird, so erreichen damit Gleichstrom /<i und . ^Λί '»-"■■'' 35 Blindleistung fast den Wert Null. Es verbleibt lediglich 2 90" Ί I /I (5) ^c'ⁿ kleiner 'ückender Kreisslrom.
|| ⁿ ' Eine Steuerung in der in den F i g. 2 und 3 ange-1 Der Slcucrwinkcl λ 1 wird also in den Grenzen von gebenen Weise läßt sich besonders leicht durchführen 0 bis (90 - Λ) und der Sicucrwänke! λ 2 in den mit zwei Steuersätzen 17, 18 gleicher Ausführung, bei Grenzen von (90' Λ) bis (180"- Λ) entsprechend 40 denen der Steucrwinkel <\ 1, λ 2 direkt proportional der verändert. Bis auf die Slcuerbcrcichsgrcnze (90° ■ - d) Slcuerspannung »1 bzw. ti! ist. Die Stc-uerspannungen sind die beiden Sleuerwänke! λ1.λ2 stets verschieden «1, u2 sind dabei Gleichspannungen. Nach F i g. 1 groß. können diese Sleucr-pannungcn iii, u2 aus zwei gc-Is wurde bcrci'.ä angegeben, daß die Steucrwinkel trennten Anteilen bestehen, und zwar aus einem festen λΙ, λ2 ausgehend von dem festen Wert (90"- Λ) 45 Slcucrspannungsantcil »(90° — ö) und einem verändergegcnläiiiig um denselben Winkclbctrag A verstellbar liehen Stcuerspannungsantcil —u(A) bzw. | u(A).
sind. Bezüglich der Anordnung 5 in I^; i g. 1 bedeutet Der feste Stcuerspannungsantcil u(90" — f>) entdas: Von den Steuersätzen 17, 18 werden Zündimpulsc spricht dem Winkel (90° - Λ) und ist für beide Stcucran die steuerbaren Haupt ventile 11', 12' der beiden salze 17, 18 gleich groß. Fr kann an einem Einstcll-Stromrichtcr 11 bzw. 12 in der Weise gegeben, daß 50 organ 21, das in Fig. 1 als Potentiometer dargestellt ein Hauptventii W des ersten Stromrichters Sl mit ist, als Grundwert eingestellt werden,
einer einstellbaren Voreilung gegenüber einem vor- Der veränderliche Sieuerspannungsanteil — ti(A) gegebenen Zeitpunkt und daß das entsprechende bzw. \ u(A) entspricht dem Winkel A und ist für ■ Hauptventil 12' des zweiten Stromrichters 12 mit beide Steuersätze 17, 18 betragsmäßig gleich groß, ! einer zu dieser Voreilung zcilglcichcn Verzögerung 55 besitzt aber für beide Steuersätze 17, 18 entgegenii gegenüber dem vorgegebenen Zeitpunkt gezündet gesetztes Vorzeichen. Im Steuersatz 17 wird somit dem wird. Das gilt jeweils für entsprechende Ventile ΪΓ, festen Stcucrspannungsanleil h(90°— b) der ver-12' beider Stromrichter II, 12. Voreilung und Vcr- änderlichc Sieuerspannungsanteil — u(A) zur Sieuerzögerung sind für alle Hauptvcntilc 1Γ, 12' gleich spannung «1 überlagert. Entsprechend wird im Steuergroß und um denselben Betrag veränderbar. 60 salz 18 dem festen Stcuerspannungsantcil h(90°— ö) Die in F i g. 3 gewählte Darstellung mit zwei der veränderliche Steuerspannungsanteil -\u(A) mit gegenläufigen Abszissen ist besonders vorteilhaft, dem anderen Vorzeichen zur Steuerspannung ul weil sich aus ihr unmittelbar die resultierende Span- überlagert. Zwecks besonders einfacher Durchführung ί ' nung dieser Überlagerung kann den Eingängen der beiden U(A) — U(^i) -I· U(t\l) (6) 6_S Steuersätze 17, 18 je ein Verstärker, z.B. in inte-

grierter Technik, oder je ein anderer entsprechender

S i beider Stromrichter 11, 12 und damit der resultierende logischer Schaltkreis vorgeschaltet sein.

! Atisslciicrimgsgrad beider Stromrichter SI, 12 ent- Beide veränderliche Stcuerspannungsantcilc ±ti(A)

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werden zwcckmäßigcrwcisc aus ein und demselben Gerät entnommen. Dieses Gerät kann insbesondere eilte Steuereinrichtung, z. U. nach F i g. 4, oder, wie in Fig. 1, ein Regler 22 mit symmetrischen Ausgangen sein.

i'''Gemä& Fig. I werden die Steuerspannungcii /ft, al beider Steuersätze 17 b/.w. 18 in einem Blindleistungsregelkreis in Abhängigkeit von der Abweichung zwischen einem Blindleistiings-Sollwcrt /'* und einemiDIindleislungs-Islwert /'geführt. Diese Abweichung wird als Differenz (/'* /') in einem Ver-'gleichsglied 23 gebildet, das dem Kegler 22 vorge-"schaltct ist. Vergleichsglied 23 und Kegler 22 können baulich in einem Blindleistungsregler zusammengefaßt scm. Ein Sollwertgeber 24, der als Potentiometer dargestellt ist, liefert den Hlindlcistungs-Soilwcrl /'*. Der !»iindieistungs-Istwert /' wird von einem Meßgerät 25 ,ermittelt, dem s«>woli! von Abgriffen 26 die speisende Netzspannung als auch von einem Stromwandler 27 .der Netzstrom zugeführt wird. Der dargestellte Regelkreis sorgt durch Nachführung der veränderbaren fsteuerspunnung I »( I) für eine Konstanthaltung rilcr im Drehstromnetz 2 transportierten Blindleistung.

'! In F i g. 4 ist dargestellt, wie die beiden Steuerspannungcii ti\ und nt auf einfache Weise mittels einer Steuereinrichtung gleichzeitig gegensinnig geführt werden können. Anstelle des Reglers 22 von F i g. 1 ist ein Potentiometer 28 mit Abgriff 29 vorgesehen, das aus einer Spannungsquelle 31) gespeist wird. Steht der Abgriff 29 in seiner mittleren Stellung, so entspricht das dem Winkel (W' Λ). Jeder Steuersatz 17,18 erhält in dieser Stellung die halbe Spannung der Spanntmgsqtielle 30 als Stcucrspiinnung //1 bzw. til. Heide Steuerspannungen iii, iil gehen von diesem festen Wert aus. Wird der Abgriff 29 nun nach rechts oder links verschoben, so werden damit die beiden Steuerspannungcii iii, iil vom festen Wert aus gegenläufig um denselben Ilctrag verstellt. Zur Begrenzung des Stcucrbcrcichcs können noch zwei Widerstände 31, 32 von gleichem uhmschttn Wert beidseitig des Potcn-

s liomclcrs 23 angeordnet sdii. — Soll bei beiden Steuersätzen 17, a@ je eine üingjiiigsleiiuiig geerdet werden, so können zwei an ihren Abgriffen gegenläufig gekoppelte Potentiometer verwendet werden, die aus derselben Spannungsqucllc gespeist werden.

ίο iiiii besonderer Vorzug bei dem beschriebenen Verfahren ist darin zu sehen, dal.1 im Betrieb der Hinrichtung 5 jeglicher interne Kcgcltingsvorgang für den Gleichstrom la ciilfaih, womit die Betriebssicherheit erhöht wird. Gegenüber der bekannten Anordnung

ss ist nur eine einzige Glättiingsdrosscl 10 erforderlich. Selbstverständlich IuUt skh das Verfahren nicht nur zur Illindlcistungs-Kunipcnsalion im dreiphasigen, sondern auch im einphasigen Wechselstromnetz einsetzen. Scliiiüßlirfi ist besonders hervorzuheben, daß die Induktivität der Gliiüungsdrosscl 11) klein sein darf. Wenn ihre Induktivität gerade so gewählt ist, daß sic bein: höchsten Wert des Gleichstroms /,/ bei λ I \2 das Lücken gerade verhindert, so Kit sie es im gesamten, durch den Winkel I bestimmten Steuer-

as bereich, wobei der Gleichstrom /,/ kleiner wird, entsprechend den Gesetzmäßigkeiten für ilen Krcisslroni in Abhängigkeil vom Aiissleueriir.gsgrad, wii· sie in dem Lehrbuch vor» G. M öl Igen «Nct/gcführlc Stromrichter mit Thyristoren«, Siemens AG, Berlin

3c und München, 2. Auflage, l%7, S. 295, Bild 228, Kurve 3 dargestellt sind. Das Verfahren führt also dazu, daß Kosten und Gewicht im Hinblick auf die Giättiingsdrosscl 10 gegenüber anderen bekannten Verfahren eingespart werden. Die Zeilkonstante im Gleichstromkreis, die durch die Induktivität der Glältungsdrosscl 10 bestimmt wird, kann praktisch beliebig klein sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

00 10 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betrieb einer Blindleistung erzeugenden Anordnung, die aus einer Kondensatoranlagc und aus zwei steuerbaren Stromrichtern besteht, welche an ein mindestens einphasiges Wechselstromnetz angeschlossen und glcichstromseitig über eine Gliittungsdrossel verbunden sind, wobei die Stromrichter im Steucrbereich mit voneinander verschiedenen Slcuerwinkcln gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Steiicrwinkc! (\l, «2) beider Stromrichter so geführt werden, daß ihre Summe (λ! ■[■ λ2) stets um einen vorgegebenen Winkelbetrag {2ö) kleiner ist als 180'.

2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der vorgegebene Winkelbctrag (2Λ) so gewählt ist, daß bei gleich großen Stemrwinkcln (λ! ■ <v2 - 90°-Λ) durch die Glältiingsdrosscl ein Gleichstrom (/,/) fließt, der dem höchsten geforderten Biindlastwert entspricht.

3. Anordnung /ur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannimgcn (//I, til) der Steuersätze (!7, 18) der beiden Stromrichter (11, 12) von einem vorgegebenen Wert aus gegenläufig um denseibe.i Betrag verstellbar sind.

4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspannungen (»1, u2) beider Stromrichter {11, 12) aus einem festen Steuerspannungsanteil [1/ (90' Λ)], der für beide Steuersätze (17,18) gleich groß ist. und einem überlagerten veränderlichen Steuerspannungsantei!

[( — (/(!), f (/(/I)] besteht, wobei die beiden veränderlichen Steuerspannungsanteile [—;/( I), -l-ifi I)] vom Wert Null aus gegenläufig um denselben Betrag veränderbar sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Steuerspannungsanteil fif(9T-<5)] an einem EinsteHorgan (21) einstellbar ,ist.

6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der feste Steucrspannungsanteil [;/(90°— /))] und der veränderliche Steuer-Spannungsanteil [-ii(A), I ii(A)] mittels eines Verstärkers am Eingang des betreffenden Steuersatzes (17, 18) überlagert sind.

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7. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, , dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerspan- ; nungen (i/I, r/2) beider Stromrichter (11, 12) in '' einem Blindleistungsregelkreis in Abhängigkeit "von der Abweichung zwischen Blindlcistungs-

_t 'Sollwert (P*) und Blindleistungs-Istwert (F) ge- % führt sind.

/

8. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, / gekennzeichnet durch ihre Anwendung als Kom- ,J, pensationseinrichtung zur Kompensation von in- S duktiven Blindlaststößen in einem Wechselstromnetz (2), das einen Lichtbogenofen speist.

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