DE3034498A1 - Leistungsfaktor-verbesserungseinrichtung fuer stromrichter - Google Patents

Leistungsfaktor-verbesserungseinrichtung fuer stromrichter

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DE3034498A1 DE19803034498 DE3034498A DE3034498A1 DE 3034498 A1 DE3034498 A1 DE 3034498A1 DE 19803034498 DE19803034498 DE 19803034498 DE 3034498 A DE3034498 A DE 3034498A DE 3034498 A1 DE3034498 A1 DE 3034498A1
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Description

  • Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung für
  • Stromrichter Sie Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung für einen Stromrichter, wobei insbesondere eine gesteuerte Gleichrichter-Brückeneinheit und eine lösehbare gesteuerte Gleichrichter-Brückeneinheit in Kaskade geschaltet sind, um Gleichstrom-Antriebsmotoren zu speisen, und die Einrichtung zum Einsatz in von einem Wechselspannungsnetz gespeisten Fahrdrahtwagen geeignet ist.
  • Normalerweise wird bei wechselstromgetriebenen Fahrdrahtwagen einer Oberleitung, von der aus der Fahrdrahtwagen gespeist wird, Einphasen-Wechselspannung zugeführt. Uiese Wechseispannung wird durch gesteuerte Gleichrichter in Gleichspannung umgeformt und treibt die Gle.ichstrommotorein. In dicsem Fall fließt ein hoher Strom mit relativ niedriger Spannung durch die Oberleitung, und der Spannungsabfall an Blindwiderständen sowohl der Oberleitung als auch von auf dem Wagen befindlichen Transfarmatoren wird relativ hoch, so daß die Blindleistung häufig unerwünschte Ergebnisse zur Folge hat. Daher muß die Blindleistung vermindert und der Leistungsfaktor verbessert werden.
  • Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, wird in der Praxis das sog. "Kaskadenschaltung-Steuersystem" eingesetzt, wobei die Wechselspannungsquelle unter Verwendung eines Transforma-torstin mehrere Spannungsversorgungen unterteilt wird und die Spannung asym,metrischen semigesteuerten Cleichrichter-Brückeneinheiten zugeführt und in §Regelgleichspannungen umgeformt wird. Die jeweiligen Gleichspannungsausgänge der Brückeneinheit sind in Kaskade geschaltet, um Motoren mit Gleichstrom zu speisen; vgl. z. B. IEEE Transaction on lndustry Application, Bd. IA-8, Nr. 3, Mai:Juni 1972, S. 316-337. Je höher bei diesem System die Anzahl der Teil-Spannungsversorgungen ist> desto wirksamer werden die Verbesserung des Leistungsfaktors und die Verminderung der Oberwellen. Hit zunehmender Anzahl von Teil-Spannungsversorgungen werden jedoch der Aufbau des Transformators, der asymmetrischen semigesteuerten Gleichrichter-Brückeneinheit und der Zündsteuerstufe immer komplexer und damit teurer, und die Betriebszuverlässigkeit des Systems wird vermindert Bevorzug wird daher die Weclíselspan'nungs(juelle in höchstens sechs, in der Praxis etwa zwei Wechselspannungsversorgungen unterteilt,'aber damit werden wiederum die Verbesserung des Leistungsfaktors und die Verminderung der Oberwellen unzureichend.
  • Es wurde daher bereits ein sog "Zwangs-Löschsystem" vorgeschlagen, bei dem eine asymmetrische semigesteuerte Gleichrichter-Brückeneinheit zwangsweise abgeschaltet wird, wenn eine Phasenvoreilung der Wechselspeisespannung auftritt, wodurch der Leistungsfaktor verbesserbar ist; vgl z. B.
  • die ZA-PS 771 259 (Titel: "A method and a means for controlling and regulating a rectifier sequential circuit").
  • Bei dem Stromrichter dieses Systems, in dem die Blindleistung durch das erwähnte Zwangs-Löschsystem kompensiert wird, ergibt sich jedoch der Nachteil daß mit zunehmendem Leistungsfaktor des Primärstroms infolge der Änderung des -Leistungsfaktors auf der Basis der Änderung des Blindwiderstands der Oberleitung zur Speisung einer Wechselspannungsversorgung zwischen dem Blindwiderstand der Oberleitung und einer Last, die den Transformator auf dem mit Wechselspannung gespeisten Fahrdrahtwagen einschließt, Resonanzen auftreten, wodurch der Oberleitunysstrom übermäßig groß wird. Wenn die llesonanzen auftreten, ergibt sich der weitere Nachteil, daß die in den Oberwellen der Wechselspannungsversorgung als Folge der Resonanzen erzeugten Resonanz-Oberwellen überlagert wer -den, so daß die Gefahr von Verzerrungen in den-Signalverläufen der Wechselspannungsversorgung gegeben ist.
  • Wenn ferner der Leistungsfaktor mit einem Verhältnis von mehr als z. B. 0,9 kompensiert werden muß, und, zwar,unabhängig davon, daß die Wechselspannungsversorgung, die mit der Oberleitung verbunden ist, unbeabsichtigterweise auf eine weniger als 100 X betragende Leistung vermindert wird , und wenn der Primärstrom des auf dem Fahrdrahtwagen, befindlichen Transformators so gesteuert werden muß, da keine Voreilung erfolgt, wie oben erläutert wurde, ist es unmöglich, die Kondensatorkapazität der an die Sekundärseite des Transformators angeschlossenen Blindleistungs-Ausyleichsschaltung so stark zu steigern. Infolgedessen ergibt sich.ein weiterer Nachteil, daß nämlich der Leistungsfaktor-nicht ausreichend verbesserbar ist.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Leistungs-Faktor-Verbesserungseinrichtung für einen Stromrichter, die so steuerbar ist, daß der Leistungsfaktor jederze verbessert wird, ohne von Schwankungen einer Oberleitung spannung beeinflußt zu werden, und daß eine Vor des Leistungsfaktors verhindert wird.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe sind gemäß der Erfindung sowohl Mittel zum Einschalten einer Blindleistungs-Verbesserungsstufe, d. h. einer Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe, dann, wenn ein Laststrom einen vorbe,stimmten Wert erreicht, als auch Mittel zum Abschalten der Leistunysfaktor-Verbesserungsstufe bei Voreilung des Leistungsfaktors vorgesehen.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist in wirksamer Weise dadurch lösbar, daß einerseits die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe mit der Sekundärwicklung eines Transformators verbunden wird, wenn ein Laststrom einen vorbestimmten Wert erreicht, so daß die Phasenverzögerung des Primärstroms des Transformators verbessert wird, und daß andererseits die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe von der Selcundärwicklung des Transformators getrennt wird- wenn eine Phasenvoreilung des Primärstroms auftritt, so daß eine P-hasenvoreilung des Primärstroms des Transformators verhindert wird.
  • Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen: ,Fig. 1 das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung nach der Erfindung für einen Stromrichter; Fig. 2A eine Phasenregelsehaltung zum Steuern der und 2B asymmetrischen semigesteuerten Gleichrichter-Brückeneinheiten nach Fig. 1, wobei Fig. 2A ein Schaltbild für die Feinabstimm-Fortschaitregelung und Fig. 2B ein Schaltbild für die Folgeregelung ist; Fig. 3 eine Grafik zur Erläuterung der Funktionen und Kennlinien der Phasenregelschaltung nach den Fig. 2A und 2B; Fig. 4A Kennlinien des Phasenregel-Verzögerungs-und 413 winkels und der Gleichspannungen an den jeweiligen Ausgängen der entsprechenden Thyristoren, wobei Fig. 4A eine Kennlinie für die Feinabstimm-Fortschaitregelung und Fig. 4B eine Kennlinie für die Folgeregelung ist; und Fig. 5 das Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • Ndch den Fig 1 und 2 umfaßt eine Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung für einen Stromrichter einen Transformator Tr, Stromrichter Rf und Rf2, eine Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA, Steuermittel zum Steuern der Lestungsfaktor-Verbesserungsstufe, und Phasenregelmittel zum Steuern der Stromrichter Rf2, und Rf2.
  • Der Transformator Tr hat eine Pr imärwicklung N1 und meh-rere Sekundärwicklungen N21, N22 und N3. Der Primärwicklung N1 wird Wechselspannung von einem Schere nstr omabne hmer P zugeführt.
  • Die Stromrichter Rf1 und Rf sind asymmetrische semigesteuerte Gleichriter-Brückereinheiten Rf1 und Rf2. Die Wechselspannungsseiten dieser Brückeneinheiten Rf1 und Rf2 sind mit den Sekundärwicklungen t421 bzw. N22 verbunden, und ihre Gleichspannungsseiten sind in bezug auf eine Gle ichstr omlast in Kaskade geschaltet. Die asymmetrische semigesteuerte Gleichrichter-Brückeneinheit Rf umfaßt Thyristoren Th11 und Thl2 sowie Dioden 1311 und D12. Dagegen besteht die asymmetrische semigesteuerte Gleichrichter-Brückeneinheit Rf2 aus Thyristoren Th21 und Th22 sowie Dioden D21 und D22. Die Gleichstromlast besteht aus Gleichstrommotoren Ml, M 2 und M3, die ei.nen Fahrdrahtwagen treiben, sowie Glättungsdrosseln L1, L2 und L3 und Gleichspannungstransformatoren D-CT1, DCT2 und DCT3.
  • Die Lestungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA umfaßt eine Reihenschaltung aus zwei, Thyristoren Th.A1 und ThA2, die zueinander parallel und entgegengesetzt geschaltet sind, eine Spitzenstrom-Unterdrückungsdrossel LA, einen Vorwiderstand RA und einen Phasenschieberkondensator CA.
  • Die so aufgebaute Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA ist parallel mit der. asymmetrischen semigesteuerten Gleichrichter-Brückeneinheit Rf2 an die Sekundärwicklung N22 angeschlossen.
  • Die Steuerschaltung mit Elementen LD1 und OS, die noch erläutert werden, zum Steuern de.r Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA umfaßt: Einschaltmittel zum Verbinden der Leistungsfaktor-Verbesserungsstife CLCA mit der Sekundärwicklung N22, wenn der Strom der Primärwicklung N1 einen vorbestimmten Wert erreicht hat; eine Phasendetektorstufe. mit einem Spannungs-Grundwellenfilter F1, einem Signalformungsglied C1, einem Strom-Grundwellenfilter F2, einem Signalformungsglied C2, einem Differenzierglied CA. und einem Phasendiskriminator, PD, mit denen erfaßt wird, daß die Phasenvoreilung des Pr imärstroms des Transformators Tr größer ist als diejenige der Primärspannung; und Schaltmittel zum Abschalten der Lestungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA nach Maßgabe des Ausgangssignals der Erfassungsschaltung. Dabei betehen die Einschaltmittel aus einem Pege lerfasser LD1, dessen Ansprechpegel etwa die Hälfte 11 des Maximalwerts 1 des Pr imärstroms des Trans-5 formators Tr ist, und dem monostabiien Glied OS, das ein pulsierendes Signal nach Maßgabe des Ausgangssignals des Pegelerfassers LD1 erzeugt. Die Phasendetektor-Schaltung besteht aus: dem Spannungs-Grundwellenfilter F1 zum Überbrücken der Grundwellen der von der SEkundärwicklung N3 der Transformators Tc kommenden Ausgangsspannung proportional der Spannung der Prim;irwicklung N1 des Transformators Tr; dem Signalformungsglied C1, das das Ausgangssignal des Filters F1 in Rechteckoberwellen umformt; dem Strom-Grundwellenfilter F2, das die gleichen Kennlinien .ie das Spannungs-Grundwe Ilenfiitcr F1 hat und den Primärstrom des Transformators Tr empfängt; dem Signalformungsglied C2- das das .Rusganyssignal-des Filters F2 in Rechteckoberwellen umformt; dem Differenzierglied GA, das das Ausgangssignal des Signalformungsglieds C2 in Impulse umsetzt: und dem Phasen i skI, imi nator PD, der die Phasendifferenz zwischen der Primärspannung des Transformators Tr und dem Primärstrom nach Maßgabe der Ausgänge des Signalformungsglied C1 und des Differenzierglieds GA erfaßt und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Phasenvoreilung des Primärstroms größer als diejenige der Primärspannung ist. Die Abschaitmittel für die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA zum Abschalten derselben nach Maßgabe des Ausgangs der Phasenerfassungsschaltung bestehen aus einem Flipflop FF. Dieses Flipflop wird eingeschaltet, wenn es an seinem Setzanschluß S das Ausgangssignal der Einschaltmittel empfängt, und wird abgeschaltet, wenn es an' seinem Rücksetzanschluß R das Ausgangssignal der Phasenerfassungsschaltung' empfängt.
  • Das Ausgangssignal des so alctivierten Flipflops wird an die Steueranschlüsse der Thyristoren ThA1 und ThA2, die die Schaltelemente der Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA bilden, angelegt.
  • Der Schaltungsaufbau der Phasenregelstufe zum Steuern der Stromrichter Rf , und Rf 2 ist in Fig. 2A für den Fall eines Feinabstimm-Fortschaltsystems und in Fig. 28 für den Fall eines Folgeregelsystems gezeigt. Im Fall des Feinabstimm-Fortschaltsystems nach Fig. 2A besteht die Phasenregelstufe aus: einem Höchstwertwählglied MS selektiven Bestimmen des Höchstwerts der Ausgänge der Gleichspannungstransformatoren DCT1, DCT2 und DCT3; einem verstärkenden Phasenschieber A, der die Differenz zwischen dem Führung strom 1 von einem Führungsschalter und dem Erf assungsp signal des Höchstwertwählers S verstärkt, so daß den Steueranschlüssen der Thyristoren Th21. und Th22 ein Phasensignal zugeführt wird; einem Niedrigst- oder Höchstwert-Erfasser MD, der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Ausgang des verstärkenden Phasenschiebers A im wesentlichen seinen Höchstwert erreicht; und einem Speicherglied ME, das den Steueranschlüssen der Thyristoren Th11 und Thl2 nach Maßgabe des Ausgangssignals des Erfassers MD ein Signal zuführt, das die Thyristoren Thll und Th12 zünden kann. Der Erfasser MD erfaßt, daß das Ausganyssign-al des verstärkenden Phasenschiebers A seinen Höchstwert erreicht, wodurch das Rücksetzsignal erzeugt wird. Andererseits besteht die Phasenregelschaltung im Fall eines Folgeregelsystems nach Fig. 28 aus: dem Höchstwertwähler MS, einem verstärkenden Phasenschieber Al, der die Difforenz zwischen dem Führungsstrom Ip und dem Erfassungssignal des Höchstwertwählers MS verstärkt, so daß sein Phasensignal den Steueranschlüssen der Thyristoren Th21 und Th.22 zuführbar ist; und einem verstärkenden Phasenschieber A2, der die genannte Differenz und ein Vorspannungssignal empfängt, so daß den Steueranschlüssen der Thyristoren Thil und Th12 ein Phasensignal zugeführt wird, das in bezug auf den verstärkenden Phasenschieber A1 um einen Phasenwinkel von 180° verzögert ist.
  • Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 wird nachstehend die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels von Fig. 1 erläutert. In Fig. 3 ist auf der Abszisse die Gleichspannung aufgetragen, die von den asymmetrischen Gleichrichter-Brückeneinheiten Rf und Rf2 erzeugt wird. Dabei ist die Höchst-Gleichspannung mit 100 % angegeben. Auf der Ordinate ist der Leistungsfaktor des Primärstroms des Transformators Tr und der Pegel dieses Gleichstroms aufgetragen.
  • I und I' bezeichnen die Leistungsfaktor-Kennlinien, während II und II' die Primärstrom-Kennlinien des Transformators Tr bezeichnen, wobei die Vollinien dem Fall entpsrechen, in dem die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA abgeschaltet ist, und die Strichlinien den Fall bezeichnen, in dem die Stufe CLCA eingeschaltet ist.
  • In den Fig. 4A und 413 bezeichnen V1 und V2 die Ausgangsgleichspannungen der Stromrichter Rf1 und Rf 2 Vd1 bezeichnet die Klemmengleichspannung der Gleichstrommotoren M1, M 2 und M3. Wie aus den Fig. 4A und 4B ersichtlich ist, kann entweder die Phasenregelung des Stromrichters Rf1 oder diejenige des Stromrichters Ruf 2 vorrangig erfolgen. Der Ansprechpegel, d. h. der Einstellwert I1, des Pegelerfassers LD1 ist so voreingesteLlt, daß keine Phasenvore ilung des Primärstroms erfolgt, auch wenn die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA an die Sekundärwicklung N22 angeschlossen ist. Wenn der Primärstrom des Transformators Tr längs der Primärstrom-Kennlinie II ansteigt, bis er den vorgenannten Einstellwert 11 übersteigt, erzeugt der Pegelerfasser LDl ein Ausgangssignal.
  • Dieses wird an den Setz-Eingang des Speicher-Flipflops FF angelegt, so daß dieses gesetzt wird. Wenn das Speicher-Flipflop FF gesetzt ist, werden die Thyristoren ThA1 und ThA2 gezündet, so daß die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA an die Sekundärwicklung N22 angeschlossen wird.
  • Infolgedessen werden der Primärstrom und sein Leistungsfaktor entsprechend in I1 12 und P1 # P2 verschoben.
  • Wenn danach der Primärstrom erhöht wird, wird er längs den Primärstrom-Kennlinien ITt erhöht, und der Leistungsfaktor ändert sich längs der Leistungsfktor-Kennlinie I', so daR er ständi.g- verbessert wird. Da das Ausgangssignal des Pegelerfassers LD1 für den-Primärstrom von dem monostabilen Glied OS in Impulse zum Setzen des Speicher-Flipflops FF umgesetzt wird, werden die Thyristoren ThA1 und ThA2 stromführend gehalten, bis dem Speicher-Flipflop FF das Rücksetzsignal zugeführt wird, so daß die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA an die Sekundärwicklung N22 angeschlossen bleibt.
  • Im Fall einer Verminderung der Gleichspannung werden folgende.Operationen durchgeführt. Insbesondere wird der Primärstrom längs der Primärstrom-Kennlinie II' vermindert und der Leistungsfaktor ändert sich ebenfalls längs der Leistungsfaktor-Kennlinie lt Wenn der Leistungsfaktor den Zeitpunkt durchläuft, in, dem er Eins überschreitet, um in eine voreilende Phase zu gelangen, d. h. den Zeitpunkt P3 = 1, wird das Rücksetzsignal R vom Phasendiskriminator PD an den Rücksetzeingang des Speicher-Flipflops FF. angelegt. Infolgedessen wird der Ausgang des Speicher-Flipflops FF gelösch, um die Thyristoren ThA1 und ThA2 zu löschen, so daß die Leistungsfaktor.-Verbesserungsstufe CLCA von der Sekundärwicklung N22 getrennt und der Leistungsfaktor auf der Leistungsfaktor-Kennlinie von einem Punkt-P3 zu einem Punkt P4 verschoben wird. Bei Verschiebung des Leistungsfaktors von P3 nach P4 wird der Primärstrom ebenfalls von einem Punkt 13 zu einem Punkt I verschoben und ändert sich danach längs. der Primärstrom-Kennlinie II, wogegen der Leistungsfaktor sich längs der Leistungsfaktor-Kennlinie I ändert.
  • Wenn bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 der Laststrom einen voreingestellten Wert übersteigt, wird die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe mit der Wechse lspannungs -Eingangsseite der asymmetrischen sernigesteuerten Gleichrichter-Brückeneinheit parallelgeschaltet, wodurch der Leistungsfaktor verbessert wird, und die Tatsache, daß der Leistungsfaktor voreilt ist, wird erfaßt, wodurch die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe abgeschaltet wird.
  • Selbst wenn also der elektrische Fahrdrahtwagen infolge einer Störung in der Oberleitung mit einer Gleichspannung nahe 50 % getrieben werden muß, während gleichzeitig ein Leistungsfaktor von mehr als 0,9 sichergestellt sein muß, kann infolgedessen die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe wirksam gehalten werden bis zu dem Moment, in dem der Leistungsfaktor voreilt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 wird zwar eine (und zwar Njr der unabhängigen Sekun4ärwicklungen des Transformators Tr als Mittel zum Erfassen der Transformator-Primärspannung genutzt, diese kann jedoch durch eine Vorrichtung mit ähnlicher Funktionsweise, z. B. einen Spannungstransformator, ersetzt werden, wenn dieser die Primärspannung des Transformators erfassen kann. Im übrigen ist ein Hilfsgerät in Fig. 1 mit AU bezeichnet.
  • In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 5 ist eine Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe für Stromrichter Rf3 und Rf4 mit dem gleichen. Afubau wie die Stromrichter Rf1 und Rf2 der Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe nach den Fig. 1, 2A und 2.B enthalten. Selbstverständlich benötigt die Schaltuny nach Fig. 5 die Phasenregelstufe nach Fig. 2A oder Fig. 2U.
  • In Fig. 5 sind der Schaltung nach Fig. 1 entsprechende Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht nochmals erläutert. Der Transformator Tr umfaßt unabhängige Sekundärwicklungen 1423 und N24, die mit den asymmetrischen semigesteuerten Gleichrlchter-Brückeneinheiten Rf3 bzw. Rf4 verbunden sind, so daß sie nach der Umformung in eine Gleichspannung in Kaskade geschaltet sind, und weitere Antriebsmotorcn N4, M5 und M6, die an einem weiteren Wagen des Fahrdrahtwagens montiert sind.
  • Eine Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCB umfaßt eine Reihenschaltung aus Thyristoren ThA3 und ThA4, die parallel und entgegengesetzt zueinander geschaltet sind, eine Spitzenstrom-unterdrückungsdrossel LB, einen Widerstand RB und einen Kondensator CB. Die so aufgebaute Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCB ist insgesamt parallel zu der Sclcundärwicklung N24 geschaltet. Infolgedessen ist der die Sekundärwicklungen N23 und N24 aufweisende Stromrichter in bezug auf Aufbau und Betriebsweise gleichartig wie der die Sekundärwicklungen N21 und N22 aufweisende Stromrichter, so daß eine erneute Erläuterung entfallen kann.
  • FF' ist das Speicherglied für die Thyristoren ThA3 und ThA4 und ist ebenso wie das Speicherglied FF für die Thyristoren ThA1 und ThA2 ausgebildet. Da-s Speicher-Flipflop FF' empfängt das Signal, das durch Umsetzen des Ausgangs eines Pegelerfassers LD2, der den Ausgang eines Stromtransformators GT im Primärkreis des Transformators erfaßt, in Impulse durch ein monostabiles Glied OS' erzeugt wird, so daß die Thyristoren ThA3 und ThA4 gezündet und die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCB an die Sekundärwicklung N24 angeschaltet wird. Ferner wird im Fall einer Phasenvoreilung des Primärstroms das Ausgangssignal. des Speicher-Flipflops FF' aufgrund des Rücksetzsignals vom Phasendiskriminator PD gelöscht, wodurch die Thyristoren ThA3 und ThA4 gelöscht werden, so daß die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCB von der Sekundärwicklung N24 getrennt wird. Damit ist ersichtlich, daß die Leistunysfalitor-Verbesserungsstufe für die Stromrichter mit den Sekundärwicklungen N23 und 24 in gleicher Weise wie die Stufe mit den Sekundärwicklungen N21 und N 22 wirkt.
  • In Fig. 5 ist das Speicher-Flipflop FF' insbesondere für die Stromrichter mit den Sekundärwicklungen N23 undN24 vorgesehen, und ferner sind die Speicher-Flipflopf FF und FF' insbesondere für die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufen CLCA bzw. CLCU vorgesehen. Infolyedessen ist es möglich zu verhindern, daß die Kondensatoren CA und CB gleichzeitig wirksam werden, wodurch der Spitzenstron vermindert wird. Wenn jedoch auch dann keine Störung auftritt, wenn die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufen CLCA und CLCB gleichzeitig angesteuert werden, können die Thyristoren ThA3 und ThA4 ähnlich wie die Thyristoren ThA1 und ThA2 gleichzeitig angesteuert werden. In diesem Fall können der Primärstrom-Pegelerfasser LD2, das monostdbile Glied OS' und das Speicher-Flipflop FF' entfallen.
  • L e e r s e i t e

Claims (7)

  1. Ansprüche Lestungsfaktor-Verbesserungeinrichtung für einen Stromrichter, mit - einem Transformator, der eine mit einer Wechselstromversorgung verbundene Primärwicklung und mehrere Sekundärwicklungen aufweist; - einem Stromrichter, der mehrere gesteuerte Gleichrichter-Brückeneinheiten umfäßt, deren Wechseistromseiten mit jeweils einer der Sekundärwicklungen verbunden und deren Gleichstromseiten in bezug auf eine Gleichstromlast in Kaskade geschaltet sind; - einer Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe, die Löschthyristoren und einen mit einer der Wechselstromseiten der Brückeneinheiten parallelgeschalteten Verbindungskondensator aufweist; - Steuermitteln zum Ein- und Ausschalten der Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe; und - einer Phasenregelvorrichtung; dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel aufweisen: - eine Einschalteinheit (LD1, OS) zum Verbinden der Verbesserungsstufe (CLCA) mit einer (N22) der Sekundärwicklungen (N21, N22), wenn der Strom der Primärwicklung (N1) einen vorbestimmte Wert erreicht hat; - Glieder (F1, C1, F2, C2, GA), die erfassen, daß die Phase des Primärstroms des Transformators (Tr) derjenigen der Primärspannung des Transformators (Tr) voreilt; und - ein Glied (FF) zum Abschalten der Verbesserungsstufe (CLCA) nach Maßgabe der Erfassungsglieder (F1, C1, F2, C2, GA).
  2. 2. Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - daß die Brückeneinheiten (Rfl, Rf2) nicht gleichzeitig phasengeregelt werden, so daß die eine Brückeneinheit (Rfl oder Rf2) phasengeregelt ,wird, während die andere (Rf2 oder Rf1) auf einem Niedrigst oder Höchst Ausgangszustand festgelegt ist.
  3. 3. Leistungsfaktor-Verbesscrungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - daß eine Brückeneinheit (Rf1 oder Rf2) nach entsprechender Phasenregelung zum Erreichen des Höchstwerts in diesem Zustand gehalten und daraufhin die zweite Urückeneinheit (Rf2 oder Rf1) phasengeregelt wird.
  4. 4. Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung nacil Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - daß die Einschalteinheit umfaßt: - ein Stromfilter (F2) zum Überbrücken der Grundschwingung des Primärstroms; - ein Spannungsfilter (F1) zum Überbrücken der rrundschwingung der Primärspannung; und - einen Phasendiskriminator (PD), oder die Phasendif renz zwischen der Primärspannung und -iem rimärtrom nach Maßgabe des Ausgangs der Filter (F1, F2) erfaßt und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Phase des Primärstroms derjenigen deT Primärspannung voreilt.
  5. 5. Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, - daß der Ausgang des Stromfilters (F2) an den Phasendiskriminator (PD) durch ein Differenzierglied (GA) anyelegt wird.
  6. 6. Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - daß die Einschalteinheit einen Peyelerfasser (LD1) aufweist, der den Primä-rstrom empfängt und seinen Pegel diskriminiert.
  7. 7. Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, - daß die Mittel zum Ein- und Ausschalten der Verbesserungsstufe (CLCA; CLCB) ein Speicherglied (FF; FF') umfassen, das bei Erhöhen eines Laststroms auf einen vorbestimmten Wert setzbar und bei Phasenvoreilung des Primärstroms gegenüber der Phase der Primärspannung rücksetzbar ist.
DE3034498A 1979-09-17 1980-09-12 Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung für Stromrichter Expired DE3034498C2 (de)

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