DE2936943C2 - Circuit arrangement for the bidirectional transmission of electrical energy - Google Patents
Circuit arrangement for the bidirectional transmission of electrical energyInfo
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Description
zwei über drei Leitungen miteinander verbundene dreiphasige Thyristorbrücken (3, 4) sind
mit je sechs Thyristoren versehen,
der kapazitive Zwischenspeicher wird von drei gleichzeitig als Kommutierungskondensator
dienenden, in Dreieckschaltung zwischen den drei Leitungen im Wechselstromkreis angeordneten
Kondensatoren (5) gebildet,
die Thyristoren jeder Dreiphasenbrücke sind je Brücke mit einem Frequenzsteuersch.altkreis (7,
8) zum jeweiligen Steuern der Frequenz der im Wechselstromzwischenkreis auftretenden
Wechselspannung innerhalb eines vorgegebenen Bereichs versehen.two three-phase thyristor bridges (3, 4) connected to one another via three lines are each provided with six thyristors,
the capacitive buffer store is formed by three capacitors (5) that serve simultaneously as commutation capacitors and are arranged in a delta connection between the three lines in the alternating current circuit,
the thyristors of each three-phase bridge are provided with a frequency control circuit (7, 8) for each bridge for controlling the frequency of the alternating voltage occurring in the alternating current intermediate circuit within a predetermined range.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des PateutansDruchs.The invention relates to a circuit arrangement according to the generic term of the godfather's throat.
Schaltungsanordnungen für uleichstrom-Gleich ■ strom-Umformung sind an sich bekannt (DE-PS 7 33 359). Hieraus ist auch die Anordnung von im Dreieck geschalteten Kommutierungskondensatoren im Wechselstromkreis eines Gleichstrom-Gleichstrom-Umformers ebenso bekannt, wie die Steuerung der Frequenz im Wechselstromkreis.Circuit arrangements for low-current direct ■ current conversion are known per se (DE-PS 7 33 359). This also gives rise to the arrangement of in a triangle Switched commutation capacitors in the AC circuit of a DC-DC converter as well known as the control of the frequency in the AC circuit.
Ferner ist eine Schaltungsanordnung, die mit einen Wechselstrom-Zwischenkreis arbeitet, mit Ignitrons bekannt (IEEE-TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE Volume NS-14, N. 5, S. 33-40), die zur Übertragung von elektrischer Energie von einer supraleitenden Energiespeicherspule eingesetzt wird.Furthermore, a circuit arrangement that works with an AC intermediate circuit is known with ignitrons (IEEE-TRANSACTIONS ON NUCLEAR SCIENCE Volume NS-14, N. 5, pp. 33-40) for the transmission of electrical energy is used by a superconducting energy storage coil.
Auch ist eine Thyristoranordnung bekannt (DE-AS 25 57 395), bei der zwei über drei Leitungen miteinander verbundene dreiphasige Thyristorbrücken mit je sechs Thyristoren vorgesehen sind, wobei die getrennten Gleichstromausgänge jeweils eine induktive Last aufweisen und der gemeinsame Wechselstromkreis mit einem Dreiphasennetz verbindbar ist.A thyristor arrangement is also known (DE-AS 25 57 395) in which two over three lines with one another connected three-phase thyristor bridges with six thyristors each are provided, with the separate DC outputs each have an inductive load and the common AC circuit with one Three-phase network is connectable.
Es ist schließlich eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs bekannt (DE-AS 24 61 245), bei der ein sogenannter fliegender Kondensator zur Energieübertragung eingesetzt ist. Diese bekannte Vorrichtung weist jedoch Kommutierungsprobleme auf, die häufig zu Zündausfällen führen. Bei dieser bekannten Schaltungsanordnung ändert sich der Wert der Ausgangswechselspannung beim Zwischenausgang in Abhängigkeit von dem Eingangsgleichstromwert. Wenn die Betriebsfrequenz des Inverters, das heißt, die erste Stufe der Schaltungsanordnung konstant ist, wird deshalb mit der Verkleinerung des Wertes des Eingangsgleichstroms der Wert der Wechselspannung verringert, wodurch es zumindest erschwert wird, die Kommutierung und das Zünden der Thvristoren des die zweite Stufe der Schaltungsanordnung bildenden Konverters zu bewirken. Hierbei ergeben sich die besagten Betriebsausfälle.Finally, it is a generic circuit arrangement according to the preamble of the patent claim known (DE-AS 24 61 245), in which a so-called flying capacitor is used for energy transfer is. However, this known device has commutation problems, which often lead to ignition failures to lead. In this known circuit arrangement, the value of the alternating output voltage changes at the intermediate output depending on the input DC current value. When the operating frequency of the Inverter, that is, the first stage of the circuit arrangement is constant, is therefore with the downsizing the value of the input direct current reduces the value of the alternating voltage, which at least makes it more difficult is, the commutation and the triggering of the thyristors of the second stage of the circuit arrangement forming converter. This results in the aforementioned operational failures.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Schaltungsanordnung so weiterzubilden, daß Zündausfälle zuverlässig verhindert werden und daß dabei zugleich der Wirkungsgrad der Schaltungsanordnung verbessert wird.The invention is based on the object of developing a generic circuit arrangement in such a way that that ignition failures are reliably prevented and that at the same time the efficiency of the circuit arrangement is improved.
Diese Aufgabe wird bei einer Schaltungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs erfindungsgemäß durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst Die nach der Lehre der Erfindung eingesetzten Kondensatoren dienen hierbei zugleich als Kommutierjngskondensatoren für die Thyristoren, so daß Zündausfälle wie nach dem Stand der Technik bei der Energieübertragung nicht mehr auftreten.This object is achieved according to the invention with a circuit arrangement according to the preamble of the patent claim solved by its characterizing features that used according to the teaching of the invention Capacitors also serve as commutation capacitors for the thyristors, so that ignition failures as in the prior art in energy transmission no longer occur.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert Es zeigtA preferred embodiment of the invention is described below with reference to the drawing explained in more detail It shows
F > g. 1 eine Schaltungsanordnung undF> g. 1 a circuit arrangement and
Fig.2 einen Graph mit der Ausgangswechselspannung als Zwischenausgang der Schaltungsanordnung gemäß F i g. 1.2 shows a graph with the output AC voltage as an intermediate output of the circuit arrangement according to FIG. 1.
Wie in F i g. 1 dargestellt ist ist zwischen einer supraleitenden Spule 1, die Supraleitungsenergie speichern kann, und einer Gkichstromlastspule 2 als Last ein selbsterregender Gleichspannungs-Wechselspannungs-Gleichspannungs-Thyristorwandler 6 vorgesehen, der zwei Thyristorbrücken 3 und 4 sowie Wende- bzw. Kommutierungskondensatoren 5 aufweist, die in Delta- oder Dreiecksform geschaltet sind.As in Fig. 1 is shown is between a superconducting Coil 1 capable of storing superconducting energy and a direct current load coil 2 as a load Self-exciting DC-AC-DC voltage thyristor converter 6 provided, which has two thyristor bridges 3 and 4 and reversing or commutation capacitors 5, which are in delta or triangular shape are connected.
In den Gleichspannungs-Wechselspannungs-Gleichspannungs-Thyristorwandlern 6 — nachfolgend kurz DC-AC-DC-Thyristorwandier 6 genannt — ist der Eingang und Endausgang mit Gleichspannung versorgt, wohingegen der Zwischenausgang eine Wechselspannung abgibt, wie schon durch die Namensgebung ersichtlich ist.In the DC-AC-DC voltage thyristor converters 6 - hereinafter referred to as DC-AC-DC-Thyristorwandier 6 for short - is the input and the final output are supplied with direct voltage, whereas the intermediate output is supplied with alternating voltage as can be seen from the naming.
Der Zwischenausgang stellt einen Dreiphasen-AC-Ausgang dar und wird zwischen gegenüberliegenden Anschlüssen jedes Wehdekondensators 5 erzeugt. Die Wellenform von einer dieser drei Phasen dieses AC-Ausgangs ist in F i g. 2 dargestellt.The intermediate output represents a three-phase AC output and is between opposite Connections of each Wehdekondensers 5 generated. The waveform from one of these three phases of this AC output is in Fig. 2 shown.
Gatter-Steuerschaltkreise 7 und 8 bilden einen Frequenzsteuerschaltkreis und sind mit jedem Gate-Anschluß jedes Thyristors verbunden, die die Thyristorbrücken 3 und 4 des DC-AC- DC-Thyristorwandlers 6 bilden. Diese Gatfer-Steuerschaltkreise 7 und 8 können die einzelnen Thyristoren durch Zuführen von aufeinanderfolgenden Triggersignalen an die Gateanschlüsse dir einzelnen Thyristoren zu geeigneten Zeiten zünden, wenn die Eingänge der Thyristorbrücken 3 und 4 gleichspannungsführend sind. Auf diese Weise ist es möglich, den Gleichspannungseingang zu einem Wechselspannungsausgang zu wandeln, und ebenso kann die Frequenz des Wechselspannungsausgangs gesteuert werden, indem die Triggersignalperiode verändert wird.Gate control circuits 7 and 8 constitute a frequency control circuit and are connected to each gate terminal of each thyristor, which form the thyristor bridges 3 and 4 of the DC-AC-DC thyristor converter 6 form. These Gatfer control circuits 7 and 8 can the individual thyristors by supplying successive trigger signals to the gate connections trigger individual thyristors at suitable times, when the inputs of the thyristor bridges 3 and 4 carry DC voltage. In this way it is possible to convert the DC voltage input to an AC voltage output, and likewise the frequency of the AC output can be controlled by changing the trigger signal period.
Als solche Steuerschaltkreise 7 und 8 können beispielsweise ein Schaltkreis mit einem Ringzähler verwendet werden, der aufeinanderfolgende Triggersignale zu gewünschten Zeiten erzeugt.A circuit with a ring counter, for example, can be used as such control circuits 7 and 8 that generates successive trigger signals at desired times.
Die Gatter-Steuerschaltkreise 7 und 8 wirken ebenso als Phasenwinkelsteuerschaltkreis, das bedeutet, daß mit ihnen die Thyristorzündzeit frei variiert werden kann, indem der Phasenwinkel λ geändert wird, wenn die Eingänge der Thyristorbrücken 3 und 4 wechselspannungsführend sind. Auf diese Weise ist es möglich, den Wechselspannungseingang zu einem Gleichspannungsausgang zu wandeln und ferner eine fortlaufendeThe gate control circuits 7 and 8 also function as a phase angle control circuit, that is, with them the thyristor ignition time can be varied freely by changing the phase angle λ, if the inputs of the thyristor bridges 3 and 4 carry AC voltage. In this way it is possible to convert the AC voltage input to a DC voltage output and also a continuous
Steuerung des Gleichspannungsausgangswertes zu erhalten. Control of the DC voltage output value.
Als solch ein Phasenwinkelsteuerschaltkreis kann z. B. ein Schaltkreis mit uni-junction-Transistoren zur geeigneten Steuerung des Phasenwinkels λ verwendet werden.As such a phase angle control circuit, e.g. B. a circuit with uni-junction transistors for suitable control of the phase angle λ can be used.
Es sei wohl verstanden, daß bei Verwendung der Thyristorbrücken 3 und 4 als Inverter die Gatter-Steuerschaltkreise 7 und 8 als Frequenzsteuerschaltkreis verwendet werden, wohingegen bei Verwendung der Thyristoren 3 und 4 als Konverter die Gatter-Steuerschaltkreise 7 und 8 als Phasenwinkelsteuerschaltkreis betrieben werden.It should be understood that when thyristor bridges 3 and 4 are used as inverters, the gate control circuits 7 and 8 can be used as the frequency control circuit, whereas when using the thyristors 3 and 4 operated as a converter, the gate control circuits 7 and 8 operated as a phase angle control circuit will.
Die Spitzenspannung Vb>über den Wendekondensatoren 5 ist dargestellt alsThe peak voltage Vb> across the reversing capacitors 5 is shown as
1010
1515th
4/C4 / C
(D(D
wobei /Betriebsfrequenz des Inverters, C die KapazitrX des Kondensators 5 und h der Eingangsstrom istwhere / operating frequency of the inverter, C is the KapazitrX of the capacitor 5 and h is the input current
Die in einem Beschleuniger oder einem TOKAMAK-Kernfusionsreaktor gespeicherte Energie wird nun nachfolgend durch Verwendung spezieller numerischer Werte erläutert werden. Es sei unterstellt, daß die gespeicherte Energie 109 bis 1010 J und der Eingangsstrom /01OkA beträgtThe energy stored in an accelerator or a TOKAMAK nuclear fusion reactor will now be explained below by using specific numerical values. It is assumed that the stored energy is 10 9 to 10 10 J and the input current is / 01OkA
Wenn hierbei die optimale Thyristorspannung 1,5 kV und die Inverter-Betriebsfrequenz /50 Hz beträgt, wird die Kapazität C des Kondensators 5 aus der Gleichung 3c (1) auf ungefähr 33 χ 104 μΡ berechnetHere, if the optimum thyristor voltage is 1.5 kV and the inverter operating frequency / 50 Hz, the capacitance C of the capacitor 5 is calculated from the equation 3c (1) to be approximately 33 10 4 μΡ
Wei! es notwendig ist, Kondensatoren in sehr hoher Kapazität als Wendekondensatoren 5 unter den vorstehend genannten Bedingungen auszuwählen, wobei die Betriebsfrequenz / um den Faktor 10, das bedeutet 500 Hz erhöht, kann die Kapazität der Kondensatoren 5 auf ein Zehntel verkleinert werden.White! it is necessary to use capacitors in very high capacity than reversing capacitors 5 among the above to select the conditions mentioned, whereby the operating frequency / by a factor of 10, that means Increased 500 Hz, the capacitance of the capacitors 5 can be reduced to a tenth.
Ebenso kam im Fall des Betriebs in einem Zustand, bei welchem die gespeicherte Energie im wesentlichen entladen wird und der eingangsseitige Strom /0 auf etwa 100 A verkleinert werden, wobei sich die Spannung Vcp auf 15 V verkleinert Bei einer solchen Spannung ist es schwierig, ein zuverlässiges Kommutieren und Zünden der hochspannungsführenden Thyris'oren mit großen Abmessungen zu erzielen. Indem die Betriebsfrequenz / auf 50 Hz verkleinert wird, wird die Spannung VCp auf 150 V jedoch erhöht, so daß es möglich wird, ein sicheres Kommutieren und Zü:><ten der Thyristoren zu erzielen. Durch geeignete Steuerung der Betriebsfrequenz / in vorstehend dargelegter Weise ist es möglich, den Spannungswert Vb* des Wechselspannungsausgangs als Zwischenausgang innerhalb eines Bereichs einzustellen, in welchem ein beständiger und stabiler Betrieb der Thyristoren in dem DC-AC-DC-Thyristorwandler 6 eihalten werden kann (in vorliegendem Fall von 1500 bis 150V).Also, in the case of operating in a state in which the stored energy is substantially discharged and the input current / 0 is decreased to about 100 A, the voltage Vcp is decreased to 15 V. At such a voltage, it is difficult to obtain a to achieve reliable commutation and ignition of the high-voltage thyris'oren with large dimensions. By reducing the operating frequency / to 50 Hz, the voltage V C p is increased to 150 V, however, so that it is possible to achieve reliable commutation and ignition of the thyristors. By appropriately controlling the operating frequency / as set forth above, it is possible to set the voltage value Vb * of the AC output as an intermediate output within a range in which steady and stable operation of the thyristors in the DC-AC-DC thyristor converter 6 can be maintained ( in the present case from 1500 to 150V).
Das vorstehend angegebene Zahlenbeispiel dient dazu, die oberen und unteren Grenzen der Thyristorschaltung aufzuzeigen. In der Praxis wird die InverteFbetriebsfrequenz /"gesteuert, um die vorstehend genannte Ausgangswechselspannung zu steuern, so daß diese einen im wesentlichen konstanten Wert von 500 bis 700 V aufweist.The numerical example given above is used to determine the upper and lower limits of the thyristor circuit to show. In practice, the inverter operating frequency becomes / "to control the aforementioned AC output voltage so that this one has a substantially constant value of 500 to 700 volts.
Auf diese Weise kann bei der Abgabe gespeicherte Energie von der supraleitenden Spule 1 durch Anwen- b5 dung des vorstehend dargelegten Verfahrens gemäß der Erfindung die erste Thyristorbrücke 3 als Inverter betriehen werden, in dem vV Gatter-Steuerschaltkreis 7 als Frequenzsteuerschaltkreis arbeitet Durch Steuerung der Periode der den Gate-Anschlüssen der Thyristoren zugeführten Triggersignale kann die Spitzenspannung Vcp über den Wendekondensatoren 5 innerhalb eines geeigneten Bereichs — wie vorstehend schon erwähnt — gesteuert werden, wodurch ein stabiler Betrieb der zweiten Thyristorbrückenstufe 4 erhalten wird, die als Wandler betrieben ist Wenn die Phasenwinkelsteuerung des Gatter-Steuerschaltkreises 8 als Phasenwinkelsteuerschalkreis betrieben wird, kann als Ergebnis ein gewünschter Gleichspannungsausgang von den Ausgangsanschlüssen der Thyristorbrücke 4 an die Lastspule 2 abgegeben werden, wodurch diese zum Laden erregt wird.In this way, stored energy from the superconducting coil 1 can be used as an inverter by applying the method set out above according to the invention, in which the gate control circuit 7 operates as a frequency control circuit by controlling the period of the the trigger signals supplied to the gate terminals of the thyristors, the peak voltage Vcp across the reversing capacitors 5 can be controlled within a suitable range - as already mentioned above -, whereby a stable operation of the second thyristor bridge stage 4 is obtained, which is operated as a converter When the phase angle control of the gate Control circuit 8 is operated as a phase angle control circuit, a desired DC voltage output can be output from the output terminals of the thyristor bridge 4 to the load coil 2 as a result, whereby the latter is excited for charging.
Im Fall der Speicherung von Energie in der supraleitenden Spule 1 kann der vorstehend erklärte Betrieb umgekehrt werden. Insbesondere kann die Thyristorbrücke 4 als Inverter betrieben werden, indem der Gatter-Steuerschaltkreis 8 als Frequenr.·: ;euerschaltkreis betrieben wird, und die Thyristorbrücice 3 kann als Wandler betrieben werden, indem der Gatter-Steuerschaltkreis 7 als Phasenwinkelsteuerschaltkreis betrieben wird.In the case of storing energy in the superconducting coil 1, the above-explained operation can be performed be reversed. In particular, the thyristor bridge 4 can be operated as an inverter by the gate control circuit 8 as Frequenr. ·:; Euerschaltkreis is operated, and the thyristor bridge 3 can be operated as Converters are operated by operating the gate control circuit 7 as a phase angle control circuit will.
Es sei ε agemerkt, daß mit dem Arbeitsverfahren gemäß der Erfindung ein stabiler Betrieb der zweiten Wandlerstufe aufrechterhalten werden kann, ohne daß die Größe der Wendekondensatoren 5 durch Steuerung der Frequenz der Ausgangswechselspannung als Zwischenausgang des DC-AC-DC-Thyristorwandlers 6 vergrößert werden muß.It should be noted that with the working method according to the invention a stable operation of the second converter stage can be maintained without the size of the reversing capacitors 5 by controlling the frequency of the output AC voltage as an intermediate output of the DC-AC-DC thyristor converter 6 must be enlarged.
Im Fall der Verwendung der Thyristorbrücken 3 und 4 als Wandler wird in der Praxis die gewünschte Ausgangsgleichspannung über d'.e Phasenwinkelsteuerung, wie vorstehend schon erwähnt, erhalten.In the case of using the thyristor bridges 3 and 4 as converters, the desired DC output voltage is obtained in practice obtained via d'.e phase angle control, as already mentioned above.
Jedoch ist es möglich, den Gleichspannungsausgang als letzten Ausgang des DC-AC-DC-Thyristorwandlers 6 durch Einstellung der Spitzenanschlußkonden^torspannung Vcp gemäß Gleichung (1) kontinuierlich und fortlaufend zu ändern.However, it is possible to continuously and continuously change the DC voltage output as the last output of the DC-AC-DC thyristor converter 6 by setting the tip connection capacitor voltage Vcp according to equation (1).
Demgemäß wird zum Laden der Lastspule 2 durch Einstellung des Gleichspannungsausgangs als dem letzten Ausgang des DC-AC-DC-Thyristorwandlers 6 durch Anwendung eines anderen Arbeitsverfahrens gemäß der Lehre vorliegender Erfindung die erste Thyristorbrückenstufe 3 als Inverter betrieben und die Spitzenspannung Vcp über den Kondensatoren 5 geeignet innerhalb eines Bereichs eingestellt, innerhalb welchen der stabile Betriebe der die zweite Stufe des Konverters bildenden Thyristoren erhalten werden kann, in dem die Periode der Triggersignale von dem Gatter-Steuerschaltkreis 7 verändert werden. Auf diese Weise wird der gewünschte Gleichspannungsausgang von den Ausgangsanschlüssen der zweiten Stufe der Thyristorbrükke 4 als Konverter tür die Lastspule 2 betrieben, wodurch das Laden der Lastspule 2 mit einer gewünschten Menge an Energie durch Erregung möglich ist. Accordingly, the first thyristor bridge stage 3 is operated as an inverter and the peak voltage Vcp across the capacitors 5 is suitable for charging the load coil 2 by setting the DC voltage output as the last output of the DC-AC-DC thyristor converter 6 by using a different working method according to the teaching of the present invention is set within a range within which the stable operations of the thyristors constituting the second stage of the converter can be obtained by changing the period of the trigger signals from the gate control circuit 7. In this way, the desired DC voltage output is operated from the output terminals of the second stage of the thyristor bridge 4 as a converter for the load coil 2, whereby the load coil 2 can be charged with a desired amount of energy by excitation.
Des weiteren kann im Falle des Speicherns von Energie in der supraleitenden Spule 1 der vorstehend genannte Betrieb umgekehrt bzw. reversiert werden, um die Energiemenge in geeigneter Weise einzustellen. Insbesondere kann Thyristorbrücke 4 als Inverter betrieben werden, während die Thyristorbrücke 3 als Konverter betrieben ist.Furthermore, in the case of storing energy in the superconducting coil 1, the above-mentioned Operation can be reversed or reversed in order to adjust the amount of energy in a suitable manner. In particular Thyristor bridge 4 can be operated as an inverter, while the thyristor bridge 3 can be operated as a converter is operated.
Es sei angemerkt, daß mit dem vorstehend genannten anderen Anwendungsverfahren gemäß der Erfindung der Gleichspannungsausgang als Endausgang des DC-AC-DC-Thyristorwandlers 6 auf einen gewünschten Wert durch Steuerung der Frequenz der Ausgangs-It should be noted that with the above Another application method according to the invention of the DC voltage output as the final output of the DC-AC-DC thyristor converter 6 to a desired value by controlling the frequency of the output
wechselspannung als dem Zwischenausgang des DC-AC-DC-Thyristorwandlers β gesteuert werden, wodurch die freie Steuerung des Ausmaßes der Ladung der Lastspule 2 oder der supraleitenden Spule 1 möglich ist.AC voltage as the intermediate output of the DC-AC-DC thyristor converter β can be controlled, whereby the amount of charge of the load coil 2 or the superconducting coil 1 can be freely controlled.
Das andere erfindungsgemäße Arbeitsverfahren kann ebenfalls zusammen mit einer Phasenwinkelsteuerung ausgeführt werden, in diesem Fall kann die Zuverlässigkeit des Systems in großem Umfange verbessert werden.The other working method according to the invention can also be used together with a phase angle control in this case, the reliability of the system can be greatly improved will.
Als Beispielsangaben für die Werte der einzelnen Komponentenelemente in dem Fall, daß der Wandler gemäß der Erfindung an 100 kJ Energiespeichersystem angeschlossen ist, kann die Spulenabmessung der Speicherspule 1 und der Lastspulc 2 mit 200 mm im Durchmesser zu 200 mm, der Spulenstrom mit 1000 A, das Spulendrahtri:?.tcrial als Nb-Ti, die Induktivität mit Übertragen von Supraleitungsenergie zwischen einer supraleitenden Energiespeicherspule und t-iner Last. Der Wandler umfaßt einen Frequenzsteuerschaltkreis zum Steuern der Frequenz der Ausgangswechseispannung als dessen Zwischenausgang. Auf diese Weise kann das sichere und wirksame Speichern und die Übertragung der Energie durch Steuern der Frequenz der Ausgangswechselspannung des DC-AC-DC-Thyristorwandlers realisiert werden, um einen stabilen Betrieb der Thyristoren und eine Einstellung der Endausgangsgleichspannung zu erreichen.As an example of the values of the individual component elements in the event that the converter according to the invention to 100 kJ energy storage system is connected, the coil dimension of the storage coil 1 and the load coil 2 can be 200 mm in diameter to 200 mm, the coil current with 1000 A, the coil wire tri:?. tcrial as Nb-Ti, the inductance with Transferring superconducting energy between a superconducting energy storage coil and t-iner load. The converter includes a frequency control circuit for controlling the frequency of the AC output voltage as its intermediate exit. This allows for safe and effective storage and transmission the energy by controlling the frequency of the AC output voltage of the DC-AC-DC thyristor converter can be realized to ensure stable operation of the thyristors and adjustment of the final output DC voltage to reach.
Λ -»Λ 1 1 Λ - »Λ 1 1
Μ und die Energiekapazität 100 kj angegeben werden. Die Spannungs- und Stromwerte der Thyristorelemente sind jeweils 1000 V und 500 A, und die Spannung und Kapazität der Wendekondensatoren 5 betragen jeweils 300 V und 600 μΡ.Μ and the energy capacity 100 kj can be specified. The voltage and current values of the thyristor elements are 1000 V and 500 A, respectively, and the voltage and capacitance of the reversing capacitors 5 are 300 V and 600 μΡ, respectively.
Aus vorstehendem Beispiel ist ersichtlich, daß die Kapazität der Wendekondensatoren 5 beträchtlich verringert werden kann.From the above example it can be seen that the capacitance of the reversing capacitors 5 is reduced considerably can be.
Des weiteren sind in vorhergehendem Beispiel die Wendekondensatoren sternförmig miteinander verbunden, sie können aber ebenso auch sternpunktförmig verbunden werden.Furthermore, in the previous example, the reversing capacitors are connected to one another in a star shape, however, they can also be connected in the form of a star point.
Des weiteren ist der Wechselspannungsausgang als Zwischenausgang nicht auf drei Phasen begrenzt.Furthermore, as an intermediate output, the AC voltage output is not limited to three phases.
Wie sich aus vorstehender Beschreibung ergibt, ist das supraleitende Energiespeicher- und Transportwandlersystem bzw. die hierzu dienende Vorrichtung gemäß der Erfindung so ausgebildet, daß die Steuerung der Frequenz des Wechselspannungsausgangs als Zwischenausgang des DC-AC-bC-Thyristorwandlers ausgelegt ist, und kann das Gleichspannungs-Eingangs-Ausgangssystem stetig bzw. stufenlos betrieben werden, und schließlich ist es auch möglich, einen sehr wirksamen und sicheren Energietransport zwischen der supraleitenden Energiespeicherspule und der supraleitenden Lastspule zu erhalten.As can be seen from the above description, the superconducting energy storage and transport converter system or the device used for this purpose according to the invention designed so that the control the frequency of the AC voltage output as an intermediate output of the DC-AC-bC thyristor converter is, and can be the DC voltage input-output system be operated continuously or steplessly, and finally it is also possible to have a very effective and safe energy transport between the superconducting energy storage coil and the superconducting Obtain load coil.
Da durch das Arbeitsverfahren der Wandlervorrichtung gemäß der Erfindung die Ausgangswechselspannung als Zwischenausgang des DC-AC-DC-Thyristorwandlers zusätzlich innerhalb eines Bereichs gesteuert wird, innerhalb dessen der stabile Betrieb der Thyristoren des DC-AC-DC-Thyristorwandlers durch Steuerung der Frequenz der Ausgangswechselspannung erhalten werden kann, ist es möglich, den stabilen Betrieb des Wandlers zu erreichen, welcher die zweite Stufe des DC-AC-DC-Thyristorwandlers bildetAs by the working method of the converter device according to the invention, the output AC voltage additionally controlled within a range as an intermediate output of the DC-AC-DC thyristor converter within which the stable operation of the thyristors of the DC-AC-DC thyristor converter through control the frequency of the AC output voltage can be obtained, it is possible to have the stable operation of the converter, which forms the second stage of the DC-AC-DC thyristor converter
Da durch das andere Arbeitsverfahren der Wandleranordnung gemäß der Erfindung der Gleichspannungsausgang als Endausgang des DC-AC-DC-Thyristorwandlers durch Steuerung der Frequenz des Wechselspannungsausgangs als Zwischenausgang des DC-AC-DC-Thyristorwandlers gesteuert wird, ist es des weiteren möglich, den Gleichspannungsausgang ohne Phasenwinkelsteuerung zu steuern und so eine Ausgangssteuerung in dem ersten Inverterzustand zu erhalten. Das weiteren kann dieses andere Arbeitsverfahren zusammen mit der Phasenwinkelsteuerung ausgeführt werden, wobei es in diesem Fall möglich ist, eine große Verbesserung der Zuverlässigkeit des Systems zu erhalten- Because by the other working method of the transducer assembly According to the invention, the DC voltage output as the final output of the DC-AC-DC thyristor converter by controlling the frequency of the AC voltage output as an intermediate output of the DC-AC-DC thyristor converter is controlled, it is also possible to control the DC voltage output without phase angle control and thus obtain output control in the first inverter state. The further can this other working method together executed with the phase angle control in which case it is possible to obtain a great improvement in the reliability of the system-
Kurz zusammengefaßt betrifft die Erfindung also einen DC-AC-DC-Thyristorwandler zum Speichern und Hierzu 1 Blatt ZeichnungenBriefly summarized, the invention thus relates to a DC-AC-DC thyristor converter for storing and 1 sheet of drawings
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