DE3034498C2 - Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung für Stromrichter - Google Patents

Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung für Stromrichter

Info

Publication number
DE3034498C2
DE3034498C2 DE3034498A DE3034498A DE3034498C2 DE 3034498 C2 DE3034498 C2 DE 3034498C2 DE 3034498 A DE3034498 A DE 3034498A DE 3034498 A DE3034498 A DE 3034498A DE 3034498 C2 DE3034498 C2 DE 3034498C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
power factor
voltage
phase
factor improvement
current
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DE3034498A
Other languages
English (en)
Other versions
DE3034498A1 (de
Inventor
Akira Katsuta Ibaraki Kimura
Hisakatsu Kiwaki
Hideaki Katsuta Ibaraki Kurauchi
Yoshimitsu Onoda
Yutaka Hitachi Ibaraki Suzuki
Yoshio Tsutsui
Kazuhiro Yamada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Publication of DE3034498A1 publication Critical patent/DE3034498A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE3034498C2 publication Critical patent/DE3034498C2/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
    • H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/145—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M7/155—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
    • H02M7/19—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only arranged for operation in series, e.g. for voltage multiplication
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L9/00—Electric propulsion with power supply external to the vehicle
    • B60L9/02—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors
    • B60L9/08—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors fed from ac supply lines
    • B60L9/12—Electric propulsion with power supply external to the vehicle using dc motors fed from ac supply lines with static converters
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power

Description

dadurch gekennzeichnet,
— daß die Steuermittel aufweisen:
— eine Einschalteinheit (Z-Di, OS) zum Verbinden der Verbessei ungsstufe (CLCA)mh einer (N22) der Sekundärwicklungen (N2\, Nn);
— Erfassungsglieder (Fi, C], F2, C2, CA) zur Erfassung der Voreilung der Phase des Prirnärstroms gegenüber der Primärspanm-ng des Tra:isforiTUiors (Tr); und
— ein Abschaltgliid (FF) zum Abschalten der Verbesserungsstufe (CLCA) nach Maßgabe der Erfassungsglieder (F\, C\, F2, C2, GA).
2. Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Brückeneinheiten (Rf], Rf2) nicht gleichzeitig phasengeregelt werden, so daß die eine Brückeneinheit (Rf\ oder Rh) phasenregelbar ist, während die andere (Rf2 oder Rf]) auf einem Niedrigst- oder Höchst-Ausgangszustand festgelegt ist.
3. Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
— daß eine Brückeneinheit (Rf\ oder Rf2) nach entsprechender Phasenregelung zum Erreichen des Höchstwerts in diesem Zustand gehalten ist und daraufhin die zweite Brückeneinheit (Rf2 oder Rf\) phasenregelbar ist.
4. Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Einschalieinheit umfaßt:
— ein Stromfilter (F2) zum Überbrücken der Grundschwingung des Primärstroms;
— ein Spannungsfilter (Fi) zum Überbrücken der Grundschwingung der Primärspannung; und
— einen Phasendiskriminator (PD), der die Phnsendifferenz zwischen der PrimärsDannung und dem Primärstrom nach Maßgabe des Ausgangs der Spannungs- bzw. Stromfilter (F1, F2) erfaßt und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Phase des Primärstroms derjenigen der Primärspannung voreilt.
5.
Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
— daß der Ausgang des Stromfilters (F2) an den Phasendiskriminator (PD) über ein Differenzierglied (GA-Jangelegt wird.
6. Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Einschalteinheit (LD1, OS) einen Pegelerfasser (Z-A) aufweist, der den Primärstrom empfängt und seinen Pegel erfaßt
7. Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
— daß die Steuermittel zum Ein- und Ausschalten der Verbesserungsstufe (CLCA; CLCB) ein Speicherglied (FF; FF') umfassen, das bei Erhöhen eftes Laststroms auf einen vorbestimmten Wert setzbar und bei Phasenvoreilung des Primärstroms gegenüber der Phase der Primärspannung rücksetzbar ist.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung für einen Stromrichter gem. dem Oberbegriff des Anspruchs I, wobei insbesondere eine gesteuerte Gleichrichter-Brückeneinheit und eine löschbare 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. Eine derartige Einrichtung ist durch die AT-PS 3 52 223 bekannt.
Normalerweise wird bei wechselstromgetriebenen Fahrdrahtwagen einer Oberleitung, von der aus der Fahrdrahtwagen gespeist wird, Einphasen-Wechselspannung zugeführt. Diese Wechselspannung wird durch gesteuerte Gleichrichter in Gleichspannung
so umgeformt und treibt die Gleichstrommotoren. In diesem 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 Transformatoren 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 Transformators in mehrere Spannungsversorgungen unterteilt wird und die Spannung asymmetrischen semigesteuerten Gleichrichter-Brükkeneinheiten zugeführt und in Regelgleichspannungen umgeformt wird. Die jeweiligen Gleichspannungsausgänge der Brückeneinheit sind in Kaskade geschaltet, um Motoren mit Gleichstrom zu sneisen; vgl. z. B. IFF.R
Transaction on Industry Application, Bd, IA-8, Nr, 3, Blindleistungs-Verbesserungsstufe, d.h. einer Leistungs-Mai; Ium 1^72, S. J|ti-JJ7. je höher bei diesem System faktor-Verbesserungsstufe, dann, wenn ein Laststrom ' die Anzahl der Teil-Spaniuingsversorgungen ist, desto einen vorbestimmten Wert erreicht, als auch Mittel zum wirksamer werden die Verbesserung des Leistungsfak- Abschalten der Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe bei tors und die Verminderung der Oberwellen. Mit 5 Voreilung des Leistungsfaktors vorgesehen, zunehmender Anzahl von Teil-Spannungsvcrsorgungen Dabei ist es von Vorteil, daß einerseits die werden jedoch der Aufbau des Transformators, der Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe mit der Sekundärt asymmetrischen semigesieuerten Gleichrichter-Brük- wicklung eines Transformators verbunden wird, wenn *· keneinheit und der Zündsteuerstufe immer komplexer ein Laststrom einen vorbestimmten Wert erreicht, so , und damit teurer, und die Betriebszuverlässigkeit des io daß die Phasenver/ögerung des Primärstroms des Systems wird vermindert. Bevorzugt wird daher die Transformators verbessert wird, und daß andererseits Wechselspannungsquelle in höchstens sechs, in der die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe von der Sekun-Praxis etwa zwei Wechselspannungsversorgungen un- därwicklung des Transformators getrennt wird, wenn lerteili, aber damit werden wiederum die Verbesserung eine Phasenvoreilung des Primärstroms auftritt, so daß des Leistungsfaktors und die Verminderung der 15 eine Phasenvoreilung des Primärstroms des Transfor-Oberw eilen unzureichend. mators verhindert wird.
Es wurde daher bereits ein sog. »Zwangs-Löschsy- Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispiels-
stem« vorgeschlagen, bei dem eine asymmetrische weise näher erläutert. Es zeigt
semigesteuerte Gleichrichter-Brückeneinheit Zwangs- F i g. I das Schaltbild eines Ausführungsbeispiels der
weise abgeschaltet wird, wenn eine Phasenvoreilung der 20 Leistungsfuktor-Verbesserungseinrichtung nach der Er-
J_ Wechselspeisespannung auftritt, wodurch der Lei- findung für einen Stromrichter:
stungsfaktor verbesserbar ist; vgl. z.B. die ZA PS Fig.2A und 2B eine PhasenregeLchaltung zum
7 71 259 (Titel: »A method and a means for controlling Steuern der asymmetrischen semigesteuerten Gleich-
, and regulating a rectifier sequential circuit«). richter-Briickeneinheiien nach Fig. !,wobei Fig. 2A
Bei dem Stromrichter dieses Systems der dem durch 25 ein Schallbild für die Feinabstimm-Fortschaltregelung
die AT-PS J52 22J bekannten entspricht, in dem die und Fi^. 2B ein Schaltbild für die Folgeregelung ist;
Blindleistung durch das erwähnte Zwangs-Lösehsystem Fig. J eine Grafik zur Erläuterung der Funktionen
kompensiert wird, ergibt sich jedoch der Nachteil, daß und Kennlinien der Phasenregelschaltung nach den
mit zunehmendem Leistungsfaktor des Primärstroms Fig.2Aund2B;
f infolge der Änderung des Leistungsfaktors auf der Basis jo Fig.4A und 4B Kennlinien des Phasenregel-Ver-
/■ der Änderung des Blindwiderstands der Oberleitung zur zögerungswinkels und der Gleichspannungen an den
Speisung einer Wechselspannungsversorgung zwischen jeweiligen Ausgängen der entsprechenden Thyristoren,
dem Blindwiderstand der Oberleitung und einer Last, wobei F i g. 4A eine Kennlinie für die Feinabstimm-
die den Trasformator auf dem mit Wechselspannung Fortschaltregelung und Fig.41? eine Kennlinie Tür die
gespeisten Fahrdrahtwagen einschließt, · Resonanzen js Folgeregelung ist: und
auftreten, wodurch der Oberleitungsstrom übermäßig F i g. 5 das Schaltbild eines weiteren Atisführungsbei-
groß wird. Wi*nn die Resonanzen auftreten, ergibt sich spiels der Erfindung.
der weitere Nachteil, daß die in den Oberwellen der Nach den Fig. I und 2 umfaßt eine Leistungsfaktor-
Wechselspannungsversorgung als Folge der Resonan- Verbesserungseinrichiung für einen Stromrichter einen
/en erzeugten Resonanz-Oberwellen überlagert wer- 40 Transformator Tr. Stromrichter Rf, und Rf2, eine
den. so daß die Gefahr von Verzerrungen in den Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA. Steuermil-
Signalverläufen der Wechselspannungsversorgung ge- tel zum Steuern der Leistungsfaktor-Verbesserungsstu-
gebenist. fe. und Phasenregelmittel zum Steuern der Stromrichter
Wenn ferner der Leistungsfaktor mit einem Verhält- Rf, und Rf1.
nis von mehr als z. B. 0.9 kompensiert werden muß. und 45 Der Transformator Tr hat eine Primärwicklung N, zwar unabhängig davon.daß die Wechsclspannungsver- und mehrere Sekundärwicklungen N2,. N22 und /Vj. Der sorgung, die mit der Oberleitung verbunden ist. Primärwicklung N, wird Wechselspannung von einem unbeabsichtigterweise auf eine weniger als 100% Scherenstromabnehmer Pzugeführt. betragende Leistung vermindert wird, und wenn der Die Stromrichter Rf, und Rf; sind asymmetrische Primärstrom des auf dem Fahrdrahtwagen befindlichen 50 semigesteuerte Gleichrichter-Brückeneinheiten Rf, und Transformators so gesteuert werden muß. daß keine Rf1. Die Wechselspannungsseiten dieser Brückeneinhei-Voreilung erfolgt, wie oben erläutert wurde, ist es ten Rf, und Rf1 sind mit den Sekundärwicklungen Nu unmöglich, die Kondensatorkapazität der an die bzw. N11 verbunden, und ihre Gleichspannungsseiten Sekundärseite des Transformators angeschlossenen sit:d \a bezug auf eine Gleichstromlast in Kaskade Blindleistungs-Ausjj'leichssehaltung so stark zu steigern. 55 geschaltet. Die asymmetrische semigesteuerte Gleieh-Infolgedessen ergibt sich ein weiterer Nachteil, daß richter-Brückeneinheit Rf, umfaßt Thyristoren Th,, und nämlich der Leistungsfaktor nicht ausreichend verbes- Th,< sowie Dioden Dn und D,2. Dagegen besteht die serbar ist. asymmetrische semigesteuerte Gleichrichter-Brücken-Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer einheit Rf1 aus Thyristoren Th2, und Th22 sowie Dioden Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung für einen ω D1, und D22. Die Gleichstromlast besteht aus Gleich-Stromriehter. die so steuerbar ist. daß der Leistungsfak- strommötoren M,. M2 und M1. die einen Fährdrahtwator jederzeit verbessert wird, ohne von Schwankungen gen treiben, sowie Glättungsdrosseln L,. L1 und L1 und einer Oberleitungsspannung beeinflußt zu werden, und Gleichspannungstransformatoren OCTi, DCT2 und daß eine Voreilung des Leistungsfaktors verhindert DCTj.
wird- 65 Die Leistungsfakt/r-Verbesserungsstufe CLCA um-
Zur Lösung dieser Aufgabe sind gemäß der Erfindung faßt eine Reihenschaltung aus zwei Thyristoren TMi
entsprechend den kennzeichnenden Merkmalen des und ThA2, die zueinander parallel und entgegengesetzt
Anspruchs I sowohl Mittel zum Einschalten einer geschaltet sind, eine Spitzenstrom-Unterdrückungs-
drossel 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 LD\ und OS, die noch erläutert werden, zum Steuern der Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA umfaßt: Einschaltmittel zum Verbinden der Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA mit der Sekundärwicklung /V22, wenn der Strom der Primärwicklung N] einen vorbestimmten Wert erreicht hat; eine Phasendetektorstufe mit einem Spannungs-Grundwellcnfilter F,, einem Signalformungsglied Ci, einem Strom-Grundwellenfilter F2, einem Signalformungsglied C2, einem Differenzierglied CA und einem Phasendiskriminator PD, mit denen erfaßt wird, daß die Phasenvoreilung des Primärstroms des Transformators Tr größer ist als diejenige der Primärspannung; und Schaltmittel zum Abschalten der Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA nach Maßgabe des Ausgangssignals der Erfassungsschaltung. Dabei bestehen die Einschaltmittel aus einem Pegelerfasser LDu dessen Ansprechpegel etwa die Hälfte l\ des Maximalwerts /, des Primärstroms des Transformators Tr ist, und dem monostabilen Glied OS, das ein pulsierendes Signal nach Maßgabe des Ausgangssignals des Pegelerfassers LD] erzeugt. Die Phasendetektor-Schaltung besteht aus: dem Spannungs-Grundwellenfilter F\ zum Überbrücken der Grundwellen der von der Sekundärwicklung N3 des Transformators Tr kommenden Ausgangsspannung proportional der Spannung der Primärwicklung N\ des Transformators Tr. dem Signalformungsglied Ci, das das Ausgangssignal des Filters Fi in Rechteckoberwellen umformt; dem Strom-Grundwellenfilter F2, das die gleichen Kennlinien wie das Spannungs-Grundwellenfilter Fi hat und den Primärstrom des Transformators Tr empfängt; dem Signalformungsglied C2. das das Ausgangssignal des Filters F2 in Rechteckoberwellen umformt: dem Differenzierglied GA. das das Ausgangssignal des Signalformungsglieds C2 in Impulse umsetzt; und dem Phasendiskriminator PD. der die Phasendifferenz zwischen der Primärspannung des Transformators Tr und dem Primärstrom nach Maßgabe der Ausgänge des Signalformungsglieds C] und des Differenzierglieds CA erfaßt und ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Phasenvoreilung des Primärstroms größer als diejenige der Primärspanniing ist. Die Abschaltmittel für die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA zum Abschalten derselben nach Maßgabe des Ausgangs der Phasenerfassiingsschaltung 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 aktivierten Flipflops wird an die Steueranschlüsse der Thyristoren ThA] und TAz1V2, die die Schaltelemente der Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA bilden, angelegt
Der Schaltungsaufbau der Phasenregelstufe zum Steuern der Stromrichter Rf\ und Rf2 ist in Fig.2A für den Fall eines Feinabstimm-Fortschaltsystem in F i g. 2B für den Fall eines Folgeregelsystem gezeigt Im Fall des Feinabstimm-Fortschaitsysiems nach Fig.2A besteht die Phasenregelstufe aus: einem Höchstwertwählglied MS zum selektiven Bestimmen des Höchstwerts der Ausgänge der Gleichspannungstransformatoren
DCT2 und DCTj; einem verstärkenden Phasenschieber A, der die Differenz zwischen dem Führungsstrom lp , von einem Führungsschalter und dem Erfassungssignal des Höchstwertwählers MS verstärkt, so daß den Steueranschlüssen der Thyristoren TA2I und 77?22 ein Phasensignal zugeführt wird; einem Niedrigst- oder Höchstwert-Erfasser MD. der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn der Ausgang des verstärkenden Phasen-Schiebers A im wesentlichen seinen Höchstwert erreicht; und einem Speicherglied ME, das den Steueranschlüssen der Thyristoren Th\\ und Th]2 nach Maßgabe des Ausgangssignals des Erfassers MD ein Signal zuführt, das die Thyristoren Th^ und ΓΛ.> zünder, kann. Der Erfasser MD erfaßt, daß das Ausgangssignal des verstärkenden Phasenschiebers A seinen Höchstwert erreicht, wodurch das Rücksetzsignal erzeugt wird. Andererseits besteht die Phasenregelschaltung im Fall t eines Folgeregelsystems nach Fig. 2B aus: dem Höchstwertwähler MS. einem verstärkenden Phasenschieber A], der die Differenz /.wischen dem Führungsstrom In und dem Erfassungssignal des Höchstwertwählers MS verstärkt, so daß sein Phasensignal den Steueranschlüssen der Thyristoren ΓΛ2ι und Th22 zuführbar ist; und einem verstärkenden Phasenschieber A7. der die genannte Differenz und ein Vorspannungssigna! empfängt, so daß den Steueranschlüssen der Thyristoren Th]] und Th]2 ein Phasensignal zugeführt wird, das in bezug auf den verstärkenden Phasenschieber/ti um einen Phasenwinkel von 180" verzögert ist.
Unter Bezugnahme auf die Fig.3 und 4 wird nachstehend die Arbeitsweise des Ausführungsbeispiels von F i g. I erläutert. In F i g. 3 ist auf der Abszisse die Gleichspannung aufgetragen, die von den asymmetrisehen 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 Il und II' die Primärstrom-Kennlinien des Transformators Tr bezeichnen, wobei die Vollinien dem Fall entsprechen, in dem die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CZ.C4 abgeschaltet ist, und die Strichlinien den Fall bezeichnen, in dem die Stufe CZ.C4 eingeschaltet :st.
In den F i g. 4A und 4B bezeichnen Vi und V2 die Ausgangsgleichspannungen der Stromrichter Rf; und Rf2. Vd] bezeichnet die Klemmengleichspannung der Gleichstrommotoren Mi, M2 und M3. Wie aus den Fig.4A und 4B ersichtlich ist. kann entweder die Phasenregelung des Stromrichteis Rf] oder die:snige des Stromrichters Rf2 vorrangig erfolgen. Der Ansprechpegel, d. h. der Einstellwert /1, des Pegelerfassers Z-Di ist so voreingestellt, daß keine Phasenvoreilung des Primärstroms erfolgt, auch wenn die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA an die Sekundärwicklung /V22 angeschlossen ist Wenn der Primärstrom des Transformators Tr längs der Primärstrom-Kennlinie II ansteigt, bis er den vorgenannten Einstellwert /1 übersteigt, erzeugt der Pegelerfasser LDi ein Ausgangssignal. Dieses wird an den Setz-Eingang des Speicher-Flipflops FFangelegt so daß dieses gesetzt wird Wenn das Speicher-Flipflop FF gesetzt ist werden die Thyristoren ThAt und ThA2 gezündet so daß die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA an die Sekundärwicklung /V22 angeschlossen wird.
Infolgedessen werden der Primärstrom und sein Leistungsfaktor entsprechend /1 — /2 und Pt — P2
verschoben. Wenn danach der Primärstrom erhöht wird, wird er längs den Primärstrom-Kennlinien ΙΓ erhöht, und der Leistungsfaktor ändert sich längs der Leistungsfaktor-Kennlinie Γ, so daß er ständig verbessert wird. Da das Ausgangssignal des Pegelerfassers LDi für den Primärstrom von dem monostabilen Glied OS in Impulse zum Setzen des Speicher-Flipflops FF umgesetzt wird, werden die Thyristoren ThA\ und ThAi stromiüftrend gehalten, bis dem Speicher-Flipflop FF das Rücksetzsignal zugeführt wird, so daß die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA an die Sekundärwicklung /V22 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 Γ. Wenn der Leistungsfaktor den Zeitpunkt durchlauft, in dem er Eins überschreitet, um in eine voreüende Phase zu gelangen, d.h. den Zeitpunkt Pj " 1, wird das Rücksetzsignal Ävom Phasendiskriminator PD an den Rücksetzeingang des Speicher-Flipflops FFangelegt. Infolgedessen wird der Ausgang des Speicher-Flipflops FF gelöscht, um die Thyristoren ThA\ und ThA* zu löschen, so daß die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCA von der Sekundärwicklung N22 getrennt und der Leistungsfaktor auf der Leistungsfaktor-Kennlinie von einem Punkt Pj zu einem Punkt Pa verschoben wird. Bei Verschiebung des Leistungsfaktors von Pj nach Pa wird der Primärstrom ebenfalls von einem Punkt /3 zu einem Punkt Λ 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 F i g. 1 der Laststrom einen voreingestellten Wert übersteigt, wird die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe mit der Wechselspannungs-Eingangsseite der asymmetrischen semigesteuerten Gleichrichter-Brückeneinheit parallelgeschaltet, wodurch der Leistungsfaktor verbessert wird, und die Tatsache, daß der Leistungsfaktor vorgeeilt 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 F i g. 1 wird zwar eine (und zwar Nj) der unabhängigen Sekundärwicklungen des Transformators Tr als Mittel zum Erfassen der Transformator-Primärspannung genutet, 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 F i g. 1 mit Λ i/bezeichnet
In dem Ausführungsbeispiel nach Fig.5 ist eine Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe für Stromrichter Rf3 und RU mit dem gleichen Aufbau wie die Stromrichter Rfx und Rf2 der Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe nach den Fig. 1, 2A und 2B enthalten. Selbstverständlich benötigt die Schaltung nach F i g. 5 die Phasenregelstufe nach F i g. 2A oder F i g. 2B. In F i g. 5 sind der Schaltung nach F i g. 1 entsprechen de Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht nochmals erläutert. Der Transformator Tr umfaßt unabhängige Sekundärwicklungen N23 und N24, die mit den asymmetrischen semigesteuerten Gleichrichter-Brückeneinheiten Rh bzw. RU verbunden sind, so daß sie nach der Umformung in eine Gleichspannung in Kaskade geschaltet sind, und weitere Antriebsmotoren Ma, M5 und M&, die an einem weiteren Wagen des Fahrdrahtwagens montiert sind. Eine Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCB umfaßt eine Reihenschaltung aus Thyristoren ThAj und ThAA, die parallel und entgegengesetzt zueinander abgeschaltet sind, eine Spitzenstrom-Unterdrückungsdrossel LB, einen Widerstand RB und einen Kondensator CB. Die so aufgebaute Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCB ist insgesamt paraiiei zu der Sekundärwicklung N2A geschaltet. Infolgedessen ist der die Sekundärwicklungen N2J und Ν» aufweisende Stromrichter in bezug auf Aufbau und Betriebsweise gleichartig wie der die Sekundärwicklungen N2[ und N22 aufweisende Strom richter, so daß eine erneute Erläuterung entfallen kann. FF' ist das Speicherglied für die Thyristoren ThAj und TTiAa und ist ebenso wie das Speicherglied FF für die Thyristoren ThAi und ThA2 ausgebildet. Das Speicher-Flipflop FF' empfängt das Signal, das durch Umsetzen
des Ausgangs eines Pegelerfassers LD2, der den Ausgang eines Stromtransformators CTim Primärkreis des Transformators erfaßt, in Impulse durch ein monostabiles Glied OS' erzeugt wird, so daß die Thyristoren ThAj und TTiAa gezündet und die Leistungs-
faktor-Verbesserungsstufe CLCB an die Sekundärwicklung N2A angeschaltet wird. Ferner wird im Fall einer Phasenvoreilung des Primärstroms das Ausgangssignal des Speicher-Flipflops FF' aufgrund des Rücksetzsignals vom Phasendiskriminator PDgelöscht, wodurch die Thyristoren ThAj und 7M* gelöscht werden, so daß die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe CLCB von der Sekundärwicklung N2A getrennt wird. Damit ist ersichtlich, daß die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufe für die Stromrichter mit den Sekundärwicklungen N23 und N2A in gleicher Weise wie die Stufe mit den Sekundärwicklungen Λ/21 und N22 wirkt.
In Fig.5 ist das Speicher-Flipflop FF'insbesondere für die Stromrichter mit den Sekundärwicklungen N2J und N2A vorgesehen, und ferner sind die Speicher-Fli pflopfs FF und FF' insbesondere für die Leistungsfak tor-Verbesserungsstufen CLCA bzw. CLCB vorgesehen Infolgedessen ist es möglich zu verhindern, daß die Kondensatoren CA und CB gleichzeitig wirksam werden, wodurch der Spitzenstrom vermindert wird.
Wenn jedoch auch dann keine Störung auftritt, wenn die Leistungsfaktor-Verbesserungsstufen CLCA und CLCB ' gleichzeitig angesteuert werden, können die Thyristoren ThAj und TTiAa ähnlich wie die Thyristoren ThA\ und ThA7 gleichzeitig angesteuert werden. In diesem Fall können der Primärstrom-Pegelerfasser LD2, das monostabile Glied OS' und das Speicher-Flipflop FF' entfallen.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung
einen Stromrichter, mit
— einem Transformator, der eine mit einer Wechselstromversorgung verbundene Primärwicklung und mehrere Sekundärwicklungen aufweist;
— einem Stromrichter, der mehrere gesteuerte Gleichrichter-Brückeneinheiten umfaßt, derer. Wechselstromseiten 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;
— einer Piiasenregelvorrichtung;
DE3034498A 1979-09-17 1980-09-12 Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung für Stromrichter Expired DE3034498C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11796179A JPS5642819A (en) 1979-09-17 1979-09-17 Reactive electric power compensating device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE3034498A1 DE3034498A1 (de) 1981-03-19
DE3034498C2 true DE3034498C2 (de) 1982-11-18

Family

ID=14724530

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE3034498A Expired DE3034498C2 (de) 1979-09-17 1980-09-12 Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung für Stromrichter

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JPS5642819A (de)
DE (1) DE3034498C2 (de)
ZA (1) ZA805757B (de)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5937613U (ja) * 1982-08-31 1984-03-09 松下電工株式会社 発熱体の温度制御装置
JPS59201119A (ja) * 1983-04-28 1984-11-14 Matsushita Electric Works Ltd 温度制御回路
US4661897A (en) * 1985-01-23 1987-04-28 Allied Corporation Phase modulated, resonant power converting high frequency link inverter/converter
US4641232A (en) * 1985-01-23 1987-02-03 Allied Corporation Electrical power inverter having a phase modulated, twin-inverter, high frequency link and an energy storage module
JPS62182996A (ja) * 1986-02-07 1987-08-11 株式会社山武 入出室監視装置
JPS6361094U (de) * 1986-10-09 1988-04-22
JPH01169597A (ja) * 1987-12-24 1989-07-04 Oki Electric Ind Co Ltd 異常検出方式
JPH01155585U (de) * 1988-04-19 1989-10-25
JPH0689392A (ja) * 1991-09-27 1994-03-29 Asanumagumi:Kk 異常監視装置

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5222137B2 (de) * 1973-04-04 1977-06-15
JPS5433079Y2 (de) * 1975-08-01 1979-10-12
DE2609285C2 (de) * 1976-03-04 1982-04-29 Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt Verfahren zur Steuerung des Abschnittwinkels einer löschbaren, unsymmetrisch-halbgesteuerten Stromrichterbrückenanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
ZA805757B (en) 1981-08-26
DE3034498A1 (de) 1981-03-19
JPS6233802B2 (de) 1987-07-23
JPS5642819A (en) 1981-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2950247C2 (de) Stromversorgungssystem
EP0227924A2 (de) Blindleistungsregeleinrichtung zur Blindleistungskontrolle und Leistungsfaktorkorrektur
DE2152603A1 (de) Wechselrichterschaltung fuer die Umwandlung einer Eingangsgleichspannung in eine Ausgangswechselspannung
DE2415398B2 (de) Schaltungsanordnung mit einer anzahl von umrichtern, insbesondere von direktumrichtern in sternschaltung
DE3034498C2 (de) Leistungsfaktor-Verbesserungseinrichtung für Stromrichter
DE19545360B4 (de) Gleichstromleistungsquelle
DE2901263A1 (de) Regelung einer hgue-(hochspannungs- gleichstrom-uebertragungs-)-kurzkupplung
DE2541700C3 (de) Verfahren zum Betrieb eines Schwingkreisumrichters
DE2321199C2 (de) Umrichter
DE2541722B2 (de) Verfahren zum Betrieb eines Schwingkreisumrichters
DE2656620C3 (de) Nutzbrems-Regeleinrichtung für Gleichstromreihenschlußmotoren
DE3218885C2 (de) Regeleinrichtung für eine Stromrichteranlage mit steuerbarem Halbleitersteller
CH661820A5 (de) Verfahren zur vorladung von kommutierungskondensatoren in einem wechselrichter mit phasenfolgeloeschung.
DE904667C (de) Gleichrichteranlage, die insbesondere zur Batterieaufladunggeeignet ist
DE3041963A1 (de) Leistungsumformereinrichtung fuer wechselstrom-eisenbahnbetriebsmittel mit verbessertem leistungsfaktor
EP3648325A1 (de) Frequenzumrichter mit verkürzter vorladezeit
DE2730010C2 (de) Schaltungsanordnung zur Erzeugung nach Größe und Kurvenform schnell veränderbarer Blindströme
EP3827510B1 (de) Frequenzumrichter mit vereinfachter vorladeschaltung
DE2905389C2 (de)
AT340004B (de) Stromrichter mit optimiertem leistungsfaktor
DE3046031C2 (de)
DE3416130C2 (de)
DE1513934C3 (de) Anordnung zur Konstanthaltung der Spannung von Netzen geringer KurzschluBleistung
DE902403C (de) Einrichtung zur Erregung von Synchronmaschinen
DE2846645C2 (de) Stromrichterschaltung

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination