DE2702078A1

DE2702078A1 - Reactive power compensation circuit for three phase networks - has fast response and accommodates asymmetric variations

Info

Publication number: DE2702078A1
Application number: DE19772702078
Authority: DE
Inventors: Eberhard Dipl Ing Schmid; Joerg Dipl Ing Tischer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-01-19
Filing date: 1977-01-19
Publication date: 1978-07-20

Abstract

Circuit providing high speed compensation for reactive power and/or compensation for assymetric variations in three phase networks. The circuit consists of a number of static converters which are separately controlled, each being connected between two phases of the network. Control of the convertors is derived from single phase bridges including a transformer connected between the a.c. voltage output points and the a.c. network. The individual converters are in series. The d.c. power is derived from a separate convertor filtered by an inductance followed by a regulation stage before being injected into the static convertors.

Description

Einrichtung zur Kompensation der Blindleistung und/oder zurDevice for compensation of the reactive power and / or for

symxetrierunR eines unevumetrischen Verbrauchers Die Brfiodung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Kompensation der Blindleistung und/oder zur Symmetrierung eines unsymmetrischen Verbrauchers, der aus einem Wechselspannungsnetz gespeist ist, mit einer Anzahl von einzeln steuerbaren Stromrichtern, die Jeweils zwischen zwei verschiedenen Phasenleitern des Wechselspannungsnetzes angeschlossen sind, wobei Jeder Stromrichter ein wechselspannungsseitig an die beiden zugeordneten Phasenleiter angeschlossener selbstgefUhrter Stromrichter ist, dessen steuerbare, zwangsweise löschbare Ventile in einphasiger BrEkkenschaltung angeordnet sind, wobei zwischen den wechselspannungaseitigen Ausgängen der einzelnen Stromrichter und dem Wechselspannungsnetz Jeweils ein Transformator angeordnet ist, wobei die einzelnen Stromrichter gleichstromseitig miteinander in Reihe geschaltet sind, wobei an die AnschluBklemmen der Reihenschaltung der Wechselrichter eine Gleichstromquelle zum Einspeisen eines konstanten Gleichstroms angeschlossen ist, und wobei Jedem einzelnen Stromrichter eine Steuereinrichtung zugeordnet ist, mit der sowohl die Amplitude als auch die auf die Netzwechselspannung bezogene Phasenlage der Grundschwingung des Ausgangsstroms dieses Stromrichters einstellbar ist, nach Patent (Patentanmeldung P 26 43 934.9 - VPA 76 P 3231 BORD).symmetrization of a non-volumetric consumer on a device for compensating the reactive power and / or for balancing an asymmetrical consumer that is fed from an AC voltage network is, with a number of individually controllable converters, each between two different phase conductors of the AC voltage network are connected, Each converter has an AC voltage side to the two associated phase conductors connected self-guided converter is, its controllable, compulsory erasable valves are arranged in a single-phase bridge circuit, with between the AC voltage side outputs of the individual converters and the AC voltage network A transformer is arranged in each case, with the individual converters on the DC side are connected to each other in series, with the connection terminals of the series connection the inverter uses a direct current source for feeding in a constant direct current is connected, and each individual converter has a control device is assigned with both the amplitude and the AC voltage related phase position of the fundamental oscillation of the output current of this converter adjustable, according to patent (patent application P 26 43 934.9 - VPA 76 P 3231 BORD).

Im Hauptpatent ........ (Patentanmeldung P 26 43 934.9) wird davon ausgegangen, daß bei einer solchen Einrichtung zur Kompensation der Blindleistung und/oder zur Symmetrierung eines unsymmetrischen Verbrauchers prinzipiell ein beliebiger einphasiger Wechselrichter eingesetzt werden kann, der einen eingeprägten Ausgangsstrom in das Wechselspannungsnetz einzuspeisen imstande ist, und zwar unabhängig von der Höhe und der Polarität der Netzwechselspannung. Es kann also prinzipiell jeder zwangskommutierte Stromrichter verwendet werden, der die soeben erwähnte Bedingung erfüllt. 1)demgemäß kann als Stromrichter also beispielsweise auch ein Pulswechselrichter eingesetzt werden, wie er beispielsweise in der deutschen Auslegeschrift 1 812 539 dargestellt ist, sofern dieser mit einem eingeprägten Gleichstrom gespeist wird.In the main patent ........ (patent application P 26 43 934.9) therefrom assumed that with such a device for compensation the Reactive power and / or for balancing an asymmetrical consumer in principle any single phase inverter can be used, the one impressed Output current is able to feed into the AC voltage network, independently on the level and polarity of the AC mains voltage. So it can in principle any positively commutated converter can be used that meets the condition just mentioned Fulfills. 1) Accordingly, a pulse-controlled inverter can also be used as the converter used, for example, in the German Auslegeschrift 1 812 539 is shown, provided that it is fed with an impressed direct current.

Im Stande der Technik sind bereits dreiphasige Stromrichter in BrC:keDsebaltuDg bekannt, die auf dem Prinzip der Phasenfolgelöschung beruhen (ETZ-A, Band 96, 1975, Heft 11, Seiten 520 bis 525; Proc. IEE, 3and 120 (1973), Heft 9, Seiten 969 bis 976; Fachbuch von K. Heumann und A. Stumpe: Thyristoren - Eigenschaften und Anwendungen, B.G. Teubner Verlag, Stuttgart, 3. Auflage, 1974, Seiten 184 und 185). Bei diesen BrEckenschaltungen ist in Jedem Ventilzweig ein steuerbares Hauptventil mit einer Diode in Reihe geschaltet. In Jedem Ventilzweig ist also nur ein einziges gesteuertes Bauelement vorhanden.Three-phase converters in BrC: keDsebaltuDg are already in the state of the art known, which are based on the principle of phase sequence deletion (ETZ-A, Volume 96, 1975, Issue 11, pages 520 to 525; Proc. IEE, 3and 120 (1973), No. 9, pages 969 bis 976; Textbook by K. Heumann and A. Stumpe: Thyristors - Properties and Applications, B.G. Teubner Verlag, Stuttgart, 3rd edition, 1974, pages 184 and 185). With these Bridge circuits is a controllable main valve with one in each valve branch Diode connected in series. In each valve branch there is only one controlled one Component present.

Aufgabe der Erfindung ist es, für die eingangs genannte Einrichtung einen Stromrichter anzugeben, der die erwähnte Bedingung, nämlich der Stromeinspeisung bei allen möglichen Augenblickswerten der Netzwechselspannung voll erfüllt und der hinsichtlich der Anzahl der verwendeten Bauelemente und hinsichtlich seiner Steuerung besonders aufwandarm ist.The object of the invention is for the device mentioned at the outset specify a converter that meets the mentioned condition, namely the power supply with all possible instantaneous values of the mains alternating voltage fully fulfilled and the in terms of the number of components used and in terms of its control is particularly low in effort.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Jeder Stromrichter ein Stromrichter mit Phasenfolgelöschung ist, bei dem sämtliche Ventile steuerbar ausgeführt sind.According to the invention, this object is achieved in that each converter is a converter with phase sequence cancellation, in which all valves can be controlled are executed.

Eine besonders bevorzugte, einfach aufgebaute Einrichtung mit besonders wenigen Beuelementea zeichnet sich dadurch aus, daß Jede der beiden Brückenhälften aus zwei Ventilzweigen besteht, von denen Jeder die Reihenschaltung eines ersten Hauptventils und eines zweiten Hauptventils umfaBt, und daß Jede Brückenhälfte einen Kommutierungskondensator enthält, der zwischen dem Verbindungapunkt in der einen Reihenschaltung und dem Verbindungspunkt in der anderen Reihenschaltung angeordnet ist.A particularly preferred, simply structured device with particularly few Beuelementea is characterized by the fact that Either of the two Bridge halves consists of two valve branches, each of which is connected in series a first main valve and a second main valve, and that each bridge half contains a commutation capacitor between the connection point in the one series circuit and the connection point are arranged in the other series circuit is.

Insbesondere fEr eine Einrichtung größerer Leistung ist es erforderlich, in Jedem Ventilzweig in Reihe und in direkter Verbindung mit dem ersten Hauptventil eine Drosselspule zur Begreazung des Strcmanstiegs anzuordnen. Diese Drosselspulen sollen die verwendeten Hauptventile, das können insbesondere Xhyristoren sein, schutze.In particular for a facility with a higher capacity it is necessary to in each valve branch in series and in direct connection with the first main valve to arrange a choke coil to limit the increase in current. These reactors should the main valves used, which can in particular be xhyristors, protect.

Gegenüber den bekannten Stromrichtern mit Phasenfolgelöschung wird bei der vorliegenden Einrichtung in der Stromrichter-Reihenschaltung Jeweils ein Stromrichter verwendet, bei dem sämtliche Ventile steuerbar ausgeführt sind. Dadurch wird erreicht, daß Jeder Stromrichter einen Steuerbereich von 3600 bezüglich der Netzwechselspannung besitzt. Infolge der Verwendung solcher Stromrichter kommt die gesamte Einrichtung mit relativ wenigen steuerbaren Ventilen aus. Die Spannungabeanspruchung dieser Ventile ist relativ niedrig, so daß entsprechend niedrig bemessene Ventiltypen eingesetzt werden können. Die Einrichtung ist - wie sich in der praktischen Erprobung gezeigt hat - gehr betriebssicher. Sie spricht im Bederfsfalle sehr schnell an.Compared to the known converters with phase sequence cancellation In the case of the present device in the converter series connection, one each Converter used in which all valves are designed to be controllable. Through this it is achieved that each converter has a control range of 3600 with respect to the AC voltage has. As a result of the use of such converters comes the entire facility with relatively few controllable valves. The tension stress this valve is relatively low, so that correspondingly low-sized valve types can be used. The facility is - as shown in practical testing has shown - Gehr is operationally reliable. If necessary, she responds very quickly.

Ein Aus£Ehrungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand einer Figur näher erläutert. Die Figur zeigt einen Ausschnitt einer Einrichtung zur Kompensation der Blindleistung und/oder zur Symmetrierung eines unsymmetrischen Verbrauchers.An example of honor of the invention is given below with reference to a Figure explained in more detail. The figure shows a section of a device for compensation the reactive power and / or for balancing an asymmetrical consumer.

An die Phasenleiter 1, 2, 3 eines dreiphasigen Wechselspannungsnetzes 4 ist ein (nicht gezeigter) unsymmetrischer Verbraucher angeschlossen. Parallel zum Verbraucher ist eine Einrichtung angeordnet, die zur Kompensation der Blindleistung und gleichzeitig auch zur Symmetrierung des Verbrauchers dient. Diese Einrichtung umfaBt insgesamt drei miteinander in Reihe geschaltete, von einen konstantem Gleichstrom 1d gespeiste selbstgeführte Stromrichter, von denen nur der Stromrichter 11 dargestellt ist. Der Stromrichter 11 ist wechselspannungsseitig Uber einen Transformator 14 an die beiden Phasenleiter 1 und 2 gelegt; das tersetzungsverhältnis kann insbesondere gleich 1 sein. Die beiden anderen Stromrichter liegen an den Phasenleitern 2, 3 und 1, 3; sie besitzen denselben Aufbau wie der Stromrichter 11. Der konstante Gleichstrom Id wird an einer Eingangsklemme 17 eingespeist.To the phase conductors 1, 2, 3 of a three-phase AC voltage network 4 an unbalanced load (not shown) is connected. Parallel A device is arranged for the consumer to compensate for the reactive power and at the same time also serves to balance the consumer. These Facility comprises a total of three connected in series with a constant direct current 1d fed self-commutated converters, of which only the converter 11 is shown is. The converter 11 is on the AC voltage side via a transformer 14 placed on the two phase conductors 1 and 2; the reduction ratio can in particular be equal to 1. The other two converters are connected to phase conductors 2, 3 and 1, 3; they have the same structure as the converter 11. The constant direct current Id is fed in at an input terminal 17.

Bei dem dargestellten Stromrichter 11 handelt es sich um einen selbstgefAhrten Stromrichter mit einer Anzahl von steuerbaren, zwangsweise löschbaren Ventilen in einphasiger Brückenschaltung, Speziell handelt es sich um einen Stromrichter mit Phasenfolgelöschung, bei dem sämtliche Ventile steuerbar ausgeführt sind.The power converter 11 shown is a self-propelled one Converter with a number of controllable, forcibly erasable valves in single-phase bridge circuit, specifically it is a converter with Phase sequence deletion in which all valves are designed to be controllable.

Im einzelnen umfaBt der Stromrichter 11 zwei Brückeahälften I und II, von denen Jede aus zwei Ventilzweigen besteht. Jeder dieser Ventilzweige umfaßt wiederum die Reihen schaltung eines ersten Hauptventils A1, B1, C1, D1 und eines zweiten Hauptventils A2, B2, C2, D2. Beispielsweise umfaßt der obere Ventilzweig der linken Brückenhälfte I die beiden Hauptventile A1 und A2, die miteinander in Reihe geschaltet sind. Die Anode des ersten Hauptventils A1 liegt dabei an der positiven Eingangsklemme 17.In detail, the converter 11 comprises two bridge halves I and II, each of which consists of two valve branches. Each of these valve branches includes in turn, the series circuit of a first main valve A1, B1, C1, D1 and one second main valve A2, B2, C2, D2. For example, the upper valve branch comprises the left bridge half I the two main valves A1 and A2, which are connected to each other in Are connected in series. The anode of the first main valve A1 is connected to the positive one Input terminal 17.

Jede Brückenhälfte I, II enthält einen Kommutierungskondensator EI bzw. KII. Der Kommutierungskondensator EI ist zwischen dem Verbindungspunkt der beiden Hauptventile Al und A2 des oberen Ventilzweigs und dem Verbindungspunkt der beiden Hauptventile Cl und C2 des unteren Ventlzweigs angeordnet. Entsprechend ist der Kommutierungskondensator K2 der zweiten BrUckenhälfte II zwischen dem Verbindungepunkt in der Reihenschaltung der beiden Hauptventile D2 und D und dem Verbindungspunkt in der Reihenschaltung der beiden Hauptventile B1 und B2 angeordnet. Die beiden Kommutierungskondensatoren K1, K2 stellen im Betrieb die zus Löschen der einzelnen Hauptventile A1 bis D2 erforderliche negative Sperrspannung bereit.Each bridge half I, II contains a commutation capacitor EI or KII. The commutation capacitor EI is between the connection point of the two main valves Al and A2 of the upper valve branch and the connection point of the two main valves Cl and C2 of the lower valve branch arranged. Is accordingly the commutation capacitor K2 of the second bridge half II between the connection point in the series connection of the two main valves D2 and D and the connection point arranged in the series connection of the two main valves B1 and B2. The two Commutation capacitors K1, K2 provide the additional deletion of the individual main valves A1 to D2 required negative reverse voltage ready.

Insbesondere dann, wenn der Stromrichter 11 große Ströme zu fUhren hat, sollte Jedem Ventilzweig noch eine Drosselspule zur Begrenzung des Stromanstiegs zugeordnet werden. Solche Drosselspulen schUtzen die einzelnen Hauptventile gegen Zerstörung. Im dargestellten Stromriohter 11 ist in Jedem Ventilzweig in Reihe und in direkter Verbindung mit dem Jeweiligen ersten Hauptventil Al, 31, 01, D1 eine nicht näher bezeichnete Drooelspule geschaltet. Die einzelnen Drosselapulen liegen Jeweils zwischen den beiden Hauptventilen des betreffenden Ventilzweigs. Die dem ersten Hauptventil A1 zugeordnete Drosselspule konnte beispielsweise aber auch mit dessen Anode verbunden sein. Entsprechendes gilt fUr die übrigen Drosselspulen.In particular when the converter 11 carries large currents each valve branch should have a choke coil to limit the rise in current be assigned. Such choke coils protect the individual main valves against Destruction. In the illustrated Stromriohter 11 is in each valve branch in series and in direct connection with the respective first main valve A1, 31, 01, D1 unspecified drooel coil switched. The individual throttle lobes lie In each case between the two main valves of the relevant valve branch. The dem The choke coil assigned to the first main valve A1 could, for example, also be included its anode be connected. The same applies to the other choke coils.

Der dargestellte Stromrichter besitzt einen Steuerbereich von 3600 bezüglich der Transformatorspannung U12.The converter shown has a control range of 3600 with regard to the transformer voltage U12.

Die Einrichtung ist so aufgebaut, daß sie bei Blindleistungs-und/oder Unsymmetrisänderungen sehr schnell anspricht und diese Xnderungen auaregelt. Dazu ist Jedem einzelnen Stromrichter eine Steuereinrichtung zugeordnet, mit der sowohl die Amplitude als auch die auf die Netzwechselspannung bezogene Phasenlage der Grund schwingung des Ausgangsstroms dieses Stromrichters einstellbar ist. Nach der Figur ist dem Stromrichter 11 eine Steuereinrichtung 31 zugeordnet, die diese Aufgabe erfUllt.The device is constructed in such a way that it can be used with reactive power and / or Imbalance changes responds very quickly and regulates these changes. In addition Each individual converter is assigned a control device with which both the amplitude as well as the phase position related to the mains AC voltage is the reason oscillation of the output current of this converter is adjustable. According to the figure the converter 11 is assigned a control device 31 that performs this task Fulfills.

Die Steuereinrichtung 31 wird ihrerseits gesteuert von zwei Vergleichseinrichtungen 38 und 39. Der Vergleichseinrichtung 38 wird dabei die Transformatorspammung U12 und die am Eommutierungskondensator EI abgegriffene Kondensatorspannung UI zugeführt. Entsprechend wird der Vergleichseinrichtung 39 die Tranaformatorspannung U12 und die am Kommutisrungskondensator KII abgegriffene Kondensatorspannung UII zugeleitet. Beide Vergleichseinrichtungen 38, 39 enthalten ein Meß- und Speicherglied, mit dem der Scheitelwert der Netzwechselspannung ermittelt und mindestens für eine Periodendauer gespeichert werden kann. FUr den Fall, daß die Tranaformatorspannung U12 als konstant angenommen werden kann, ist ein Spannungsabgriff nicht erforderlich. Das Meß- und Speicherglied kann dann durch ein Potentiometer oder einen Festwiderstand gebildet sein, dessen Widerstandswert den Scheitelwert repräsentiert.The control device 31 is in turn controlled by two comparison devices 38 and 39. The comparison device 38 receives the transformer voltage U12 and the capacitor voltage UI tapped at the commutation capacitor EI is supplied. Correspondingly, the comparator 39 is the transformer voltage U12 and supplied to the capacitor voltage UII tapped at the commutation capacitor KII. Both comparison devices 38, 39 contain a measuring and storage element, with which determines the peak value of the AC mains voltage and for at least one period can be saved. In the event that the transformer voltage U12 is constant can be assumed, a voltage tap is not required. The measuring and Storage element can then be formed by a potentiometer or a fixed resistor whose resistance value represents the peak value.

Zur Funktion des Stromrichters 11 ist zu sagen, daß eine Koxmutierung von einem Ventilzweig auf den benachbarten, mit demselben Kommutierungskoüdensator verbundenen Ventilzweig möglich ist. Als Beispiel sei im folgenden ein Kommutierungsvorgang vom Ventilzweig mit den beiden Hauptventilen Al, A2 auf der benachbarten Ventilzweig mit den beiden Hauptventilen C1, C2 der ersten BrUckenhilfte I beschrieben.Regarding the function of the converter 11 it should be said that a cox mutation from one valve branch to the adjacent one with the same commutation capacitor connected valve branch is possible. The following is a commutation process as an example from the valve branch to the two main valves A1, A2 on the adjacent valve branch with the two main valves C1, C2 of the first bridge aid I described.

Im Ausgangszustand seien die beiden Hauptventile A1, A2 des oberen Ventilzweiges stromleitend, und der Kommutierungskondensator KT sei mit der in der Figur gezeigten Polarität aufgeladen. Die beiden Hauptventile A1, A2 führen somit den eingeprägten Gleichstrom Id, und der zwischen den Hauptventilen Al, A2 liegende Belag des Kommutierungskondensators KI ist positiv.In the initial state, let the two main valves A1, A2 of the upper one Valve branch conductive, and the commutation capacitor KT is with that in the The polarity shown in the figure is charged. The two main valves A1, A2 thus lead the impressed direct current Id, and that between the main valves Al, A2 The coating on the commutation capacitor KI is positive.

Weiterhin seien die Hauptventile D1, 1)2 oder 31, B2 gemeinsam gewendet.Furthermore, let the main valves D1, 1) 2 or 31, B2 be turned together.

Zum Einleiten des Kommutierungsvorgangs wird das erste Hauptventil Cl des unteren Ventilzweiges gezündet. Damit geht der eingeprägte Gleichstrom Id nach Maßgabe der Induktivitäten im Kreis 01, KI, A1 auf das Hauptventil C1 Ueber; er beginnt, den Kommutierungskondensator EI umzuladen. Am Hauptventil Al liegt die Kondensatorspannung UI als negative Sperrspannung; das Hauptventil Al erlischt also nach Zünden des Hauptventils C1.The first main valve is used to initiate the commutation process Cl of the lower valve branch ignited. The impressed direct current Id according to the inductances in circuit 01, KI, A1 on the main valve C1 Ueber; it begins to charge the commutation capacitor EI. The main valve Al is the Capacitor voltage UI as negative reverse voltage; the main valve Al goes out after ignition of main valve C1.

Nach einer gewissen Zeit T1 hat sich der tommutierungskondensator KI umgeladen. Seine Spannung besitzt nun eine Polarität, die entgegengesetzt zu der eingezeichneten Polarität ist. Zu dieser Zeit 21 wird das Hauptventil C2 gezündet.After a certain time T1 the tommutation capacitor has AI reloaded. Its voltage now has a polarity that is opposite to the polarity shown. At this time 21, the main valve C2 is ignited.

Damit das Hauptventil C2 überhaupt leitend werden kann, muß die Zeit T1 so gewählt werden, daß die Kondensatorspannung UI zu diesem Zeitpunkt T1 größer ist als der Scheitelwert der Transformatorspannung U12, bei einem Übersetzungsverhältnis 1 also auch größer als die Netzwechselspannung zwischen dem Phasenleiter 1 und 2. Nur so ist eine Kommutierung unter allen Betriebsbedingungen, d.h. bei Jedem Wert der Traneformatorspannung U12 und damit Jedem Wert der Netzwechselspannung möglich.So that the main valve C2 can become conductive at all, the time must T1 can be selected so that the capacitor voltage UI is greater at this point in time T1 is than the peak value of the transformer voltage U12, at a transformation ratio 1 therefore also greater than the AC mains voltage between phase conductors 1 and 2. This is the only way to ensure commutation under all operating conditions, i.e. with every value the transformer voltage U12 and thus any value of the mains alternating voltage possible.

In der Praxis wird man eine Zeit T1 wählen, bei der die Eondensatorspannung UI geringfügig höher ist als der Scheitelwert der Transformatorspannung U12.In practice one will choose a time T1 at which the capacitor voltage UI is slightly higher than the peak value of the transformer voltage U12.

Nach dem ZUnden des Hauptventils C2 kommutiert der eingeprägte Gl-'ebstrom Id vom Hauptventil A2 ab. Die Kommutierungsgeschwindigkeit ist gegeben durch die Kapazität des Eommutierungskondensators EI, die Größe der Streuinduktivität des Transformators 14 und die Größe der Kurzschlußimpedanz des speisenden Wechselspsnnungsnetzes 4. Der Kommutierungskondensator EI ist fEr die nächste Löschung, nämlich die Löschung des Hauptventils C1, ausreichend und mit richtiger Polarität aufgeladen.After the ignition of the main valve C2, the applied Gl-'ebstrom commutates Id from main valve A2. The commutation speed is given by Capacity of the commutation capacitor EI, the size of the leakage inductance of the Transformer 14 and the size of the short-circuit impedance of the feeding AC voltage network 4. The commutation capacitor EI is for the next deletion, namely the deletion of main valve C1, charged sufficiently and with correct polarity.

Gemäß der Darstellung in der Figur wird die Zeit I1 nicht fest vorgegeben, sondern im Betrieb durch die Vergleichseinrichtung 38 aufgrund von Spannungamessungen festgelegt. Die Vergleichseinrichtung 38 vergleicht den Betrag der Kondensatorspannung U1 mit dem Scheitelwert der Traneformatorspannung U12 und damit mit der Netzwechselspannung. Sobald die Kondensatorspannung UI mit der eingezeichneten Polarität betragsmäßig den genannten Scheitelwert erreicht hat, gibt die Vergleichseinrichtung 38 einen Auslöseimpuls an die Steuereinrichtung 31 ab, die ihrerseits das Hauptventil C2 wendet. Dadurch wird der Zeitpunkt 1 bei Jedem Löschvorgang durch die Kondensatorspannung UI erneut festgelegt. Hierdurch wird gleichzeitig eine unnötige oberladung des Kommutierungskondensators KI, die zu einer erhöhten Beanspruchung der Hauptventile Al, A2 und C1, C2 fUhren wUrde, vermieden.According to the representation in the figure, the time I1 is not fixed, but rather during operation by the comparison device 38 on the basis of voltage measurements set. The comparison device 38 compares the magnitude of the capacitor voltage U1 with the peak value of the transformer voltage U12 and thus with the mains AC voltage. As soon as the capacitor voltage UI with the polarity shown is absolute has reached the peak value mentioned, the comparison device 38 outputs a Trigger pulse to the control device 31, which in turn controls the main valve C2 turns. As a result, the point in time is 1 for each erase process due to the capacitor voltage UI set again. This simultaneously causes unnecessary overloading of the commutation capacitor KI, which lead to increased stress on the main valves Al, A2 and C1, C2 would be avoided.

Bei umgekehrter Polarität der Kondensatorspannung UI gilt bei der Kommutierung von den Hauptventilen 01, C2 zu den Hauptventilen A1, A2 Entsprechendes für die Zündung des Hauptventils A2. Auch dieses wird demnach in Abhängigkeit von der Größe der Kondensatorspannung UI gezündet, nachdem das Hauptventil Al bereits Strom führt.If the polarity of the capacitor voltage UI is reversed, the following applies to Commutation from the main valves 01, C2 to the main valves A1, A2 the same for the ignition of the main valve A2. This is also dependent on the size of the capacitor voltage UI ignited after the main valve Al already Current leads.

Dieselben Überlegungen gelten selbstverständlich auch für die zweite 3rUckenhälfte II und die zugeordnete Vergleichseinrichtung 39. Diese sorgt polaritätsabhängig fUr die Zündung der Hauptventile B2, D2, sobald die Kondensatorspannung UII den Scheitelwert der Transformatorspannung U12 Uberschreitet.The same considerations naturally apply to the second 3 back half II and the associated comparison device 39. This ensures polarity-dependent for the ignition of the main valves B2, D2 as soon as the capacitor voltage UII denies Transformer voltage U12 exceeds peak value.

Prinzipiell gibt es die Möglichkeit, auf eine ladungsabhängige Messung und Festlegung der Zeit T1 zu verzichten und die Zeit T1 periodisch durch ein Pulsprogramm fest vorzugeben. Dies führt Jedoch dazu, daß die Kondensatorspannung UI und UII im Zündaugenblick der zweiten Hauptventile A2 bis D2 nicht genau genug definiert ist und die Schonzeit der ersten Hauptventile Al, 31, D1, D1 stark schwanken kann. Die in der Figur dargestellte Ausftihrungsform ist also die vorteilhaftere.In principle there is the possibility of a charge-dependent measurement and setting the time T1 to waive and the time T1 periodically by a pulse program to be fixed. However, this leads to the capacitor voltage UI and UII not defined precisely enough in the instant of ignition of the second main valves A2 to D2 and the closed season of the first main valves Al, 31, D1, D1 can fluctuate greatly. The embodiment shown in the figure is therefore the more advantageous.

An den zweiten Hauptventilen A2, B2, C2, 1)2 liegt jeweils während einer Periode Uberwiegend negative Sperrspannung; die 3eansprochung in positiver Spannungsrichtung ist dagegen vergleichsweise gering. Demnach lassen sich bei einer Ausführung des dargestellten Stromrichters 11 ftir höhere Spannung bei diesen zweiten Hauptventilen A2, B2, C2, D2 zweckmäßigerweise Thy-istoren und Dioden in Reihenschaltung einsetzen. Das ftihrt gegentiber einer Ausuhrung mit reiner Thyristor-Bestückung zu einer beträchtlichen Reduzierung des Aufwandes. Außerdem können fUr diese zweiten Hauptventile A2, B2, C2, D2 Thyristoren mit langer Freiwerdezeit gewählt werden; dann sind nur die ersten Hauptventile Al, 31, C1, D1 als schnell schaltende Thyristoren auszufUbren. Auch dieses bedeutet eine Reduzierung des Aufwandes.At the second main valves A2, B2, C2, 1) 2 is in each case during a period of predominantly negative reverse voltage; the 3approach in positive The direction of tension, on the other hand, is comparatively low. Accordingly, with a Implementation of the illustrated converter 11 for higher voltage in the latter Main valves A2, B2, C2, D2 expediently Thy-istoren and diodes connected in series insert. This leads to a version with a pure thyristor assembly to a considerable reduction of the effort. In addition, for this second Main valves A2, B2, C2, D2 thyristors with a long release time can be selected; then only the first main valves A1, 31, C1, D1 are fast-switching thyristors to be carried out. This also means a reduction in effort.

7 Patentansprüche / 1 Figur7 claims / 1 figure

Claims

Claims 1. device for compensating the reactive power ui; 4 74 r Balancing an asymmetrical consumer from an alternating voltage network is fed with a number of individually controllable converters, each connected between two different phase conductors of the AC voltage network are, whereby each converter is assigned to the two on the AC voltage side Phase conductor connected self-commutated power converter, whose controllable, Forcibly erasable valves are arranged in a single-phase 3-step circuit, whereby between the AC voltage side outputs of the individual converters and a transformer is arranged in each case in the AC voltage network, the individual converters are connected in series with one another on the DC side, wherein A direct current source is connected to the connection terminals of the friction circuit of the inverter is connected for feeding in a constant Gleiohstrom, and each individual power converter is assigned a control device with which both the Amplitude as well as the phase position of the fundamental oscillation related to the mains alternating voltage the output current of this converter is adjustable, according to patent ........ (patent application P 26 43 934.9 - VPA 76 P 3231 BRD), characterized in that each converter (11) is a converter with phase sequence cancellation, in which all valves (A1 to D2) are designed to be controllable.

2. Device according to claim 1, characterized in that each of the two bridge halves (I, II) consists of two valve branches, each of which the Series connection of a first main valve (A1, B1, C1, D1) and a second main valve (A2, B2, C2, D2), and that each half of the bridge (I, II) has a drum capacitor (KI, KII), which is between the connection point in one of the series connections (Al, A2 or D2, D1) and the connection point in the other series circuit (C1, C2 or B2, B1) is arranged.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that in each valve branch in series and in direct connection with the first main valve (A1, 31, C1, D1) a choke coil is arranged to limit the rise in current.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that all controllable valves (A1 to D2) are thyristors.

5. Device according to claim 4, characterized in that the second Main valves (A2, B2, C2, D2) each from the series connection of a thyristor with consist of at least one diode.

6. Device according to claim 4 or 5, characterized in that the second main valves (A2, B2, C2, D2) have a greater price than the first main valves (A1, 31, Cl, D1).

7. Device according to one of Claims 1 to 6, characterized in that that every second main valve (A2, 32, C2, D2) has a comparison device (38, 39) is assigned, on the one hand, the capacitor voltage (UI, UII) of the associated Commutation capacitor (EI, KII) and on the other hand the mains AC voltage (U12) are supplied and when the peak value of the AC mains voltage is exceeded (U12) by the capacitor voltage (UI, UII) depending on polarity, a final pulse ftl for this second main valve (A2, B2, C2, D2) triggers.