DE3034501C2 - Regulated regenerative DC voltage supply - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine geregelte rückspeisende Cleichspannungsversorgung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches I.The invention relates to a regulated regenerative DC voltage supply according to the preamble of claim I.
Eine derartige Gleichspannungsversorgung ist in der Siemens-Zeitschrift 50 (1976. Heft 7. S. 493-497, insbe- «ondere dortiges Bild 3 und zugehöriger Text) offenbart. M Dort besteht die Rückspeiseschaltung aus einem Thyristor und einem in Reihe geschalteten Widerstand, wobei diese Reihenschaltung direkt über die Ausgangsklemmen des Gleichstromstellers geschaltet ist. Die Ansteuerung des Rückspeisethyristors erfolgt unter Verwendung des den Halbleiterschaltern des Gleichstromstellers übermittelten Zündsignals und unter Berücksichtigung der auf den Gleichstromsteller gegebenen Eingangsspannung. Eine Glättungsdrossel ist zwischen die Rückspeiseschaltung und die eine Ausgangsklemme der Gleichspannungsversorgung eingefügt Such a DC voltage supply is disclosed in Siemens-Zeitschrift 50 (1976. Issue 7, pp. 493-497, in particular Fig. 3 there and associated text). M There the feedback circuit consists of a thyristor and a resistor connected in series, this series connection being connected directly via the output terminals of the DC chopper. The feedback thyristor is controlled using the ignition signal transmitted to the semiconductor switches of the DC chopper and taking into account the input voltage applied to the DC chopper. A smoothing choke is inserted between the regenerative circuit and one output terminal of the DC voltage supply
In der DE-AS 25 13 519 ist ferner eine rückspeisende Gleichspannungsversorgung beschrieben, bei welcher über die Halbleiterschalter eines Gleichstromstellers Freilaufdioden geschaltet sind. Die Ansteuerung der Halbleitei"schalter des Gleichstromsteller^ erfolgt bei Energiezufuhr zur Last so, daß sich die >on den Halbleiterschaltern abgegebenen Impulse etwas überlappen. Bei Energieabgabe durch die Last erfolgt die Ansteuerung der Halbleiterschalter des Gleichstromstellers dagegen so, daß die von ihnen abgegebenen Impulse zeitlich getrennt sind. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Aufwand an Glättungsmitteln sowohl auf der Eingangsseite als auch auf der Ausgangsseite des Gleichstromstellers klein gehalten werden kann.In DE-AS 25 13 519 is also a regenerative DC voltage supply described in which via the semiconductor switch of a DC power converter Freewheeling diodes are connected. The control of the semiconductor switch of the DC chopper takes place at Energy supply to the load in such a way that the pulses emitted by the semiconductor switches overlap somewhat. When the load releases energy, the semiconductor switches of the DC power controller are activated on the other hand, in such a way that the impulses they emit are separated in time. That way will achieved that the amount of smoothing agents both on the input side as well as on the output side of the DC chopper can be kept small.
Kommt es bei der eingangs beschriebenen Gleichspannungsversorgung aufgrund einer fehlerhaften Ansteuerung der Halbleiterschalter des Gleichstromstellers dazu, daß zwei über ein Netzleiterpaar geschaltete Halbleiterschalter gleichzeitig durchschalten, so ist auch der Halbleiterschalter der Rückspeiseschaltung mit hohem Strom beaufschlagt Den gleichen Nachteil hat man bei anderen bekannten Gleichspannungsversorgungen, bei welchen einem jeden der Halbleiterschalter des Gleichstromstt'iers ein paralleler Rückspeise-Halbleiterschalter zugeordnet ist. Diese Anordnung hat zudem den Nachteil, daß eine große Anzahl belastungsfähiger Halbleiterschalter benötigt wird.If the DC voltage supply described at the beginning occurs due to a faulty control the semiconductor switch of the DC chopper means that two are connected via a power line pair If the semiconductor switch is switched through at the same time, the semiconductor switch is also part of the feedback circuit high current applied The same disadvantage is encountered with other known DC voltage supplies, in which each of the semiconductor switches of the DC controller has a parallel feedback semiconductor switch assigned. This arrangement also has the disadvantage that a large number of resilient Semiconductor switch is required.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher eine rückspeisende Gleichspannungsversorgung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 so weitergebildet werden, daß bei fehlerhafter Ansteuerung des Gleichstromstellers entstehende Kurzschlußströme kleiner sind.The present invention is therefore intended to provide a regenerative DC voltage supply according to the The preamble of claim 1 is further developed so that in the event of an incorrect control of the DC chopper resulting short-circuit currents are smaller.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Gleichspannungsversorgung gemäß Anspruch 1.This object is achieved according to the invention by a DC voltage supply according to claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Gleichspannungsversorgung müssen auch im FehlerfalL* auftretende Kurzschlußströme durch die Glättungsdrossel hindurchfließen, so daß man wegen der scharfen Flanken derartiger Ströme eine gute Dämpfung der Kurzschlußströme erzielt. Infolgedessen kann man kleinere Halbleiterschalter verwenden, was die Kosten der Gleichspannungsversorgung zu senken gestattet.In the case of the DC voltage supply according to the invention, short-circuit currents must also occur in the event of a fault flow through the smoothing throttle, so that because of the sharp edges of such Currents achieved good attenuation of the short-circuit currents. As a result, you can get smaller semiconductor switches use, which allows the cost of the DC power supply to be reduced.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments of the invention are specified in the subclaims.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt die einzige Figur ein Blockschaltbild einer geregelten ruckspeisenden Gleichspannungsversorgung in Verbindung mit einem durch sie betriebenen Wechselrichter und einem von diesem gespeisten Asynchronmotor.The invention is described below using an exemplary embodiment with reference to the drawing explained in more detail. In this, the only figure shows a block diagram of a regulated feed-back DC voltage supply in connection with an inverter operated by it and one of this powered asynchronous motor.
Die Phasen L\, Li und L\ sind mit einem herkömmlichen Dreiphasennetz verbunden und liefern somit eine dreiphasige Wechselspannung von 60 Hz. deren Phasen gegeneinander um 120" versetzt sind. Auf jeder Phase liegt eine verkettete Spannung, die an einem der Leiter Lu L2 und L1 verkettet gegenüber den anderen Leitern anüegt. Die Amplituden der einzelnen Phasenspannungen kann jeden entsprechenden Wert in Abhängigkeit von den Eigenschaften der zu beaufschlagenden Last annehmen. Die Wechselspannung wird in einer bekannten Gleichrichterbrücke 10 mit gesteuerten Gleichrichtern gleichgerichtet. Die Brücke besitzt eine Gruppe von sechs Gleichrichtern 11 — 16, die beiThe phases L \, Li and L \ are connected to a conventional three-phase network and thus supply a three-phase alternating voltage of 60 Hz. The phases of which are offset from one another by 120 ". Each phase has a linked voltage that is applied to one of the conductors Lu L 2 and L 1 is concatenated with respect to the other conductors anüegt. the amplitudes of the individual phase voltages, the take any appropriate value depending on the properties to be acted upon load. the alternating voltage is rectified in a conventional rectifier bridge 10 having controlled rectifiers. the bridge has a set of six Rectifiers 11-16, which are at
Durchsteuerung die Wechselspannung gleichrichten und an den positiven w* negativen Polen der Brücke 18 und 19 eine Gleichspannung erzeugen, deren Größe durch die Zündwinkel der Gleichrichter bestimmt ist. Natürlich ist die Gleichspannung am Pol 18 gegenüber dem Pol 19 positiv. Die Gleichrichter 11 — 16 liefern Strom zum Verbraucher, wenn dieser Leistung bedarf. Daher können sie »vorwärtsieitendc Gleichrichter« genannt werden.Rectify the alternating voltage through control and generate a direct voltage at the positive w * negative poles of the bridge 18 and 19, the magnitude of which is determined by the ignition angle of the rectifier. Of course, the DC voltage at pole 18 is positive compared to pole 19. The rectifiers 11-16 supply power to the consumer when this power is required. Hence they can be called "forward rectifiers."
Eine in Reihe geschaltete Filterdrossel 21, eine DiodeA series-connected filter choke 21, a diode
22 sowie eine positive Leitung 23 verbinden den positiven Pol 18 tint der Last (d. h. mit einem Eingang eines Wechselrichters 24), während eine in Reihe geschaltete Diode 25 und eine negative Leitung 27 den negativen Pol 19 mit der Last verbinden, d. h. mit dem anderen Eingang des Wechselrichters. Ein Filterkondensator 29 ist zwischen die Leitungen 23 und 27 geschaltet, liegt damit parallel zum Verbraucher. Die Leitungen 23 und 27 stellen somit Gleichspannungsschienen zur Übertragung der Gleichspannung von der Brücke 10 und vom Filterkreis 21, 29 an den Wechselrichter 24 dar. Die Dioden 22 und 25 sind so gepolt, daß sie einen normalen Stromfluß zulassen, wenn dem Wechselrichter 24 Spannung eingespeist wird Strom fließt auch vom Pol 18 über die Drossel 21, die Diode 22, den Kondensator 29 und die Diode 25 zum Pol 19, wodurch am Kondensator 19 eine gefilterte Gleichspannung (mit niedrigem Welligkeitsanteil) anliegt deren Größe direkt der Größe der Gleichspannung an den Polen 18 und 19 proportional ist. Daher hängt die auf der Gleichspannungsschiene (Leitungen22 and a positive lead 23 connect the positive pole 18 tint of the load (i.e. to an input an inverter 24), while a series-connected diode 25 and a negative line 27 den connect negative pole 19 to the load, d. H. with the other input of the inverter. A filter capacitor 29 is between lines 23 and 27 switched, is thus parallel to the consumer. the Lines 23 and 27 thus represent DC voltage rails for transmitting the DC voltage from the Bridge 10 and from the filter circuit 21, 29 to the inverter 24. The diodes 22 and 25 are like this polarized that they allow a normal flow of current when the inverter 24 is fed voltage current also flows from pole 18 via choke 21, the diode 22, the capacitor 29 and the diode 25 to the pole 19, whereby a filtered on the capacitor 19 DC voltage (with a low ripple component) is directly related to the size of the DC voltage at poles 18 and 19 is proportional. Therefore, it depends on the DC voltage rail (lines
23 und 27) dem Wechselrichter 24 zugeführte Gleichspannung von den Zündwinkeln der vorwärtsleitenden Gleichrichter 11 — 16 ab.23 and 27) the DC voltage supplied to the inverter 24 from the ignition angles of the forward-conducting Rectifier 11-16.
Der Wechselrichter 24 arbeitet in Abhängigkeit von der Spannung der Gleichspannungsschiene und erzeugt daraus eine Wechselspannung, deren Größe direkt der Amplitude der Gleichspannung proportional ist. Die Frequenz der Wechselrichterausgangsspannung wird durch die Impulswiederholungsfrequenz der Takt- oder Schaltimpulse bestimmt, die von einem spannungsgeregelten Oszillator 31 her anliegen, der seinerseits in Abhängigkeit von der Gleichspannung auf den Leitungen 23 und 27 arbeitet Die Oszillatorfrequenz wird durch die Gleichspannung bestimmt und ändert sich direkt in Abhängigkeit von dieser, wodurch das Verhältnis von Amplitude zur Frequenz der vom Wechselrichter 24 abgegebenen Wechselspannung im wesentlichen konstant bleibt.The inverter 24 works as a function of the voltage of the DC voltage rail and generates from this an alternating voltage, the magnitude of which is directly proportional to the amplitude of the direct voltage. the The frequency of the inverter output voltage is determined by the pulse repetition frequency of the clock or Switching pulses determined, which are applied by a voltage-controlled oscillator 31, which in turn in The oscillator frequency is dependent on the DC voltage on lines 23 and 27 determined by the DC voltage and changes directly as a function of this, whereby the Ratio of the amplitude to the frequency of the alternating voltage im output by the inverter 24 remains essentially constant.
Die Ausgangsspannung des Wechselrichters gelangt an einen Asynchronmotor 32, dessen Drehzahl von der Wechselrichterfrequenz bestimmt und dieser direkt proportional ist. Die Welle des Motors 32 treibt eine nicht gezeigte mechanische Last an. Wird ein festes Verhältnis zwischen der Amplitude der Wechselrichterausgangsspannung gegenüber ihrer Frequenz beibehalten, so weist der Motor 32 ein konstantes Abtriebsmoment ungeachtet der Motordrehzahl auf Zur Regelung der Motordrehzahl können die vorwärtsleitenden Gleichrichter 11 —If) automatisch in bekannter Weise durch einen Regler 35 und eine Treiberschaltung 36 geregelt werden, um eine Sollamplitude der am Filterkondensator 29 anstehenden Gleichspannung zu erhalten. Die am Wechselrichter 24 anliegende Gleichspannung bestimmt die Motordrehzahl und liegt auch an dem Regler 35 an, welche diese Spannung mit einer Bezugsgleichspnnnung vergleicht, die über eine Leitung 34 vom KnotenDunki eines Festwiderstandes 37 und eines drehzahiregelnden Potentiometers 38 her anliegt Aus dem Vergleich wird ein Fehlersignal erzeugt (Leitungen 39), das sich in Abhängigkeit von der Differenz zwischen der Größe der Sollgleichspannung (dargestellt durch die Bezugsspannung des Spannungs-5cUers 37,38) und der Größe der Istgleichspannung auf der Sammelschiene, verändert Die Treiberschaltung 36 arbeitet in bekannter Weise in Abhängigkeit vom hehlersignal, um richtig taktgesteuerte Schaltsiromimpulse an die Steuerelektroden der Gleichrichter 11- J6 abzugeben, um deren Zündwinkel zu regeln, damit eine Gleichspannung erzeugt wird, die erforderlich ist um den Motor 32 mit der Drehzahl anratreiben, die am Drehzahlregler 38 eingestellt wurde. Wenn die Gleichspannung gegenüber dem erforderlichen Pegel abzufallen beginnt (wodurch die Motordrehzahl herabgesetzt wird), ändert sich das Fehlersignal und bewirkt daß die Treiberstufe 36 die Zündwinkel erhöht wodurch auch die Gleichspannung auf den Leitungen 23 und 27 ansteigt bis wieder die richtige Amplitude eingestellt ist. Angenommen, eine höhere Motordrehzahl sei erwünscht dann wird der Drehzahlregler 38 so eingestellt, daß das Fehlersignal die Treiberschaltr ι 36 veranlaßt, die Zündwinkel der Gleichrichter 1! — tO ρenügend zu vergrößern, um die am Wechselrichter anliegende Gleichspannung auf den zum Antrieb des Motors 32 mit der neuen Solldrehzahl erforderlichen Pegel anzuheben. Obwoh1 die Motordrehzahl von Hand am Drehzahlregler 38 eingestellt werden kann, kann die an den Regler 35 über die Leitung 34 her anliegende Bezugsspannung durch Abtastung eines Parameters oder einer Kenngröße der Anlage abgeleitet werden, in welche die geregelte rückführende Gleichspannungsversorgung eingebaut ist, um die Drehzahl in Abhängig- keit von den abgetasteten Daten automatisch zu regeln. Es sei auch bemerkt, daß die Gleichspannungsversorgung in Abhängigkeit von einphasiger Wechselspannung anstatt von dreiphasigem Drehstrom arbeiten kann. Beim Einphasenbetrieb würden die Netzleitung L1 sowie die vorwärtsleitenden Gleichrichter 13 und 16 entfallen. Eine gegenüber dem Pol 19 posoive gleichgerichtete Spannung würde weiterhin am Pol 18 erzeugt werden.The output voltage of the inverter arrives at an asynchronous motor 32, the speed of which is determined by the inverter frequency and which is directly proportional. The shaft of the motor 32 drives a mechanical load, not shown. If a fixed ratio between the amplitude of the inverter output voltage and its frequency is maintained, the motor 32 has a constant output torque regardless of the motor speed are regulated in order to obtain a setpoint amplitude of the DC voltage present at the filter capacitor 29. The DC voltage applied to the inverter 24 determines the motor speed and is also applied to the controller 35, which compares this voltage with a reference DC voltage that is applied via a line 34 from the node dark of a fixed resistor 37 and a speed-regulating potentiometer 38. An error signal is generated from the comparison (Lines 39), which changes as a function of the difference between the size of the nominal DC voltage (represented by the reference voltage of the voltage 5cUers 37,38) and the size of the actual DC voltage on the busbar Error signal to correctly clock-controlled Schaltsiromimpuls from the control electrodes of the rectifier 11-J6 to regulate their ignition angle so that a DC voltage is generated that is required to drive the motor 32 at the speed that was set on the speed controller 38. When the DC voltage begins to drop compared to the required level (whereby the engine speed is reduced), the error signal changes and causes the driver stage 36 to increase the ignition angle, which also increases the DC voltage on lines 23 and 27 until the correct amplitude is set again. Assuming that a higher engine speed is desired, the speed controller 38 is set so that the error signal causes the driver switch 36 to adjust the ignition angle of the rectifier 1! - To increase tO ρ enough to raise the DC voltage applied to the inverter to the level required to drive the motor 32 at the new target speed. Obwoh 1, the engine speed can be manually set at the speed controller 38, the applied reference voltage to the regulator 35 via the line 34 fro by scanning a parameter or a characteristic quantity of the plant derived, in which the controlled loop back DC power supply is installed to the speed to be regulated automatically as a function of the scanned data. It should also be noted that the DC voltage supply can operate in dependence on single-phase AC voltage instead of three-phase alternating current. In the case of single-phase operation, the power line L 1 and the forward-conducting rectifiers 13 and 16 would be omitted. A positive rectified voltage with respect to pole 19 would continue to be generated at pole 18.
Ein- verhältnismäßig schnelle Laständerung (d. h. der Motordrehzahl in diesem Ausführungsbeispiel) erfordert, daß die Gleichspannungsversorgung einen Stromfluß in beiden Richtungen gestattet, wodurch im Verbraucher erzeugte Leistung einerseits zum Weciiselspannungsnetz zurückgeführt werden kann und andererseits der normale Stromfluß zur Last aufrecht erhalten bleibt. Die Rückspeisung wird besonders gebraucht, wenn die zur Regelschaltung 35 gelangende!. Daten eine schnelle Drehzahlverringerung anfordern. Unter diesen Bedingungen beginnt die von der Treiberschaltung 36 gesteuerte Brücke 10 die an ihren Polen 1» und 19 anstehende Gleichspannung abzubauen. Da jedoch jetzt der Motor als Generator arbeitet, verzögert dies eine Herabsetzung der Moto -drehzahl, wenn der im Verbraucher erzeugte Strom nicht /um Wechselspannungsnetz zurückfließen kann.Relatively rapid load change (i.e. the Motor speed in this embodiment) requires that the DC voltage supply flow current Allowed in both directions, whereby the power generated in the consumer on the one hand to the alternating voltage network can be fed back and on the other hand the normal current flow to the load upright preserved. The feedback is particularly needed when the !. Data request a quick speed reduction. Under these conditions the of the Driver circuit 36 controlled bridge 10 to reduce the DC voltage present at their poles 1 »and 19. However, since the engine is now working as a generator, this delays a reduction in engine speed, if the electricity generated in the consumer cannot flow back to / from the AC voltage network.
Der gewünschte Gegenstrom wird beim gezeigten Ausführungsbeispiel ..adurch erleichtert, daß ein Schaltnetzwerk (dir rückwärtsleitenden gesteuerten Halbleitergleichrichter 41 und 42 sowie die Dioden 22 und 25) in den Filterkreis zwischen die Filterdrossel 21 und den Filterkondensator 29 gelegt werden. Praktisch dient der gesteuerte Gleichrichter 41 als Halbleiterschalter für die Kreuzkopp'jng der positiven Leitung 23 nnti JerIn the embodiment shown, the desired countercurrent is facilitated by the fact that a switching network (the reverse conducting controlled semiconductor rectifier 41 and 42 as well as the diodes 22 and 25) be placed in the filter circuit between the filter choke 21 and the filter capacitor 29. In practice, the controlled rectifier 41 as a semiconductor switch for the Kreuzkopp'jng the positive line 23 nnti Jer
negativen Leitung 27. und der gcsteuerie Gleichrichter 42 dient als Halbleiterschalter für die Kreuzkopplung ilcr Leitung 27 mit der Leitung 23. Wenn die rückwärtsleitenden Gleichrichter 41 und 42 durchsteuern, dann werden die Verbindungen zwischen dem > Kondensator 29 und den Polen 18 und 19 der Brücke 10 umgekehrt, wobei die positive Leitung 23 an den negativen Pol 19 und die negative Leitung 27 an den positiven Pol 18 geführt ist. Das heißt, die Anschlüsse von der Gleichspannungsschiene zur Brücke 10 werden hi gegenläufig. Wenn die Gleichrichter 41 und 42 durchsteuern, um die Motordrehzahl zu verringern, dann ist die Gleichspannung an den Anschlüssen 18 und 19 kleiner als am Kondersator 29 (nämlich parallel zur Gleichspanntingsschiene). und Strom fließt vom Ver- r> braucher über die positive Leitung 23, den rückwärtsleitenden Gleichrichter 42, mindestens einen der vorwärtsleitenden Gleichrichter 14—16 zum Wechselspannungsnetz. Der Rückweg des Stromes umfaßt mindestens einen der vorwärtsleitenden Gleichrichter 11 — 13. die >o r>rn«p| 7I1(IPn riirU wärtsleitenden Gleichrichter 41 und die negative Leitung 27. Wenn die Ausgangsspannung der Brücke 10 kleiner ist als die Schienengleichspannung ,!in Kondensator 29, und die Gleichrichter 41 und 42 steuern durch, dann fließt Strom von der Last zum r> Drehstromnetz, um die Schienengleichspannung und die Brückenspannung schnell auszugleichen. Wenn somit die Brückenausgangsspannung verringert wird, verkleinert sich auch die Schienengleichspannung.negative line 27. and the gccontrolled rectifier 42 serves as a semiconductor switch for the cross coupling ilcr line 27 with the line 23. When the reverse-conducting rectifiers 41 and 42 turn on, the connections between the capacitor 29 and the poles 18 and 19 of the bridge 10 vice versa, the positive line 23 being routed to the negative pole 19 and the negative line 27 being routed to the positive pole 18. This means that the connections from the DC voltage rail to the bridge 10 are reversed. If the rectifiers 41 and 42 turn on in order to reduce the motor speed, then the DC voltage at the connections 18 and 19 is lower than at the capacitor 29 (namely parallel to the DC voltage rail). and current flows from the consumer via the positive line 23, the reverse-conducting rectifier 42, at least one of the forward-conducting rectifiers 14-16 to the AC voltage network. The return path of the current comprises at least one of the forward-conducting rectifiers 11-13 which> or > rn «p | 7I 1 (IPn riirU downward conducting rectifier 41 and the negative line 27. If the output voltage of the bridge 10 is less than the rail DC voltage,! In capacitor 29, and the rectifiers 41 and 42 control through, then current flows from the load to the three-phase network to quickly equalize the DC rail voltage and the bridge voltage, so if the bridge output voltage is decreased, the DC rail voltage will also decrease.
Die Steuerung der rückwärtsleitenden Gleichrichter 41 und 42 und damit auch die Steuerung des .Schaltnetzwerkes erfolgt in bekannter Weise durch die Regelschaltung. Dieselbe Regeleinrichtung der vorstehend erwähnten rückspeisenden Gleichspannungsversorgung kann auch hier zur Steuerung der Gleichrichter r> 41 und 42 verwendet werden. Dies ist in der Zeichnung durch den Regler 35 und die Treiberstufe 44 dargestellt. Der Regler 35 vergleicht in bekannter Weise die Istgleichspannung der Sammelschiene mit der Sollgleichspannung (durch die Bezugsgleichspannung auf der Leitung 34 dargestellt) und bestimmt, ob Spannung vom Netz zur Last oder umgekehrt fließen soll. Unter Normalbedingungen, wenn Leistung von der Last angefordert wird, wird die Treiberstufe 44 abgeschaltet (wobei die Gleichrichter 41 und 42 gesperrt bleiben). -5 während die Treiberstufe 36 so gesteuert wird, daß Schaltstrom in der vorstehend beschriebenen Weise an die Gleichrichter 11 — 16 gelangt. Wenn andererseits der Regler 35 ermittelt, daß die Schienengleichspannung höher ist als sie sein darf, und daß Strom von der Last zurück zum Wechselstromnetz fließen sollte, um die Schienengleichspannung zu verringern, dann wird die Treiberstufe 44 über die Leitungen 43 so beaufschlagt, daß sie taktgesteuerte .Stromschaltimpulse an die Tore der rückwärtsleitenden Gleichrichter 41 und 42 abgibt, wodurch diese durchsteuern und damit eine geregelte Leistungsübertragung vom Verbraueher zur Stromversorgung ermöglichen. Die vom Regler 35 geregelte Treiberstufe 36 beaufschlagt die Gleichrichter 11 — 16 zu den richtigen Zeitpunkten, damit Strom über den Gleichrichter 10 in Gegenrichtung fließen kann.The control of the reverse rectifier 41 and 42 and thus also the control of the .Switching network takes place in a known manner by the control circuit. The same control device as above The regenerative DC voltage supply mentioned can also be used here to control the rectifier r> 41 and 42 can be used. This is shown in the drawing by the controller 35 and the driver stage 44. The regulator 35 compares the actual DC voltage of the busbar with the setpoint DC voltage in a known manner (represented by the DC reference voltage on line 34) and determines if voltage should flow from the network to the load or vice versa. Under normal conditions, when power from the load is requested, the driver stage 44 is switched off (The rectifiers 41 and 42 remain blocked). -5 while the driver stage 36 is controlled to turn on the switching current in the manner described above the rectifier 11-16 arrives. On the other hand, if the Controller 35 determines that the DC rail voltage is higher than it is allowed to be and that current is from the load should flow back to the AC grid to reduce the DC rail voltage, then the Driver stage 44 acted upon via lines 43 in such a way that it sends clock-controlled .Stromschaltimpulse to the gates the reverse-conducting rectifier 41 and 42 emits, whereby this through-control and thus a regulated Power transfer from the consumer to the power supply enable. The driver stage 36 regulated by the controller 35 acts on the rectifiers 11-16 the right times so that current can flow via the rectifier 10 in the opposite direction.
Daraus ergibt sich, daß der Gegenstrom lediglich mit Hilfe von zwei Dioden (22 und 25) und zwei gesteuerten Gleichrichtern (41 und 42) sowie deren Steuerschaltung erreicht wird. Dies steht im scharfen Gegensalz zu der vorstehend erörterten früheren Anordnung, die bei Drehstrom insgesamt sechs rückwärtsleitende gesteuerte Gleichrichter mit ihren Steuerkreisen brauchen. Die erfindungsgemäße Anordnung ist offensichtlich erheblich einfacher und wirtschaftlicher als die des Standes der Technik.It follows that the countercurrent is only controlled by two diodes (22 and 25) and two Rectifiers (41 and 42) and their control circuit is achieved. This is in sharp contrast to the Earlier arrangement discussed above, which controlled a total of six reverse conducting at three-phase current Need rectifiers with their control circuits. The arrangement according to the invention is obviously significant easier and more economical than that of the prior art.
Weitere Einsparungen ergeben sich, da die gesteuerten Gleichrichter nicht überdimensioniert sein müssen, um einen starken Kurzschlußstrom auszuhalten. Falls ein rückwärtsleitender Gleichrichter unbeabsichtigt getriggert wird (zum Beispiel durch Rauschen), wenn zwei vorwärtsleitende Gleichrichter gerade durchsteuem, dann wird kein phasenverketteter Kurzschluß erzeug1 'wie bei der früheren Einrichtung) und ein sich daraus ergebender Fehlerstrom ist erheblich schwächer. Dieser Vorteil ergibt sich durch Anordnung des Schaltnetzwerkes (Dioden 22 und 25 und rückwärtsleitender Gleichrichter 41 und 42) zwischen Filterdrossel 21 und Filterkondensator 29. wodurch alle Fehlerströme die Filterdrossel durchlaufen müssen. Beispielsweise sei angenommen, daß die Gleichrichter 11, 15 und 41 während der ersten Halbperiode durchsteuern, wenn die Momentspannung auf der Phase L\ gegenüber der Momentspannung auf der Phase Z.j positiv ist. Daher fließt ein Fehlerstrom zu diesem Zeitpunkt von der Phase Li über den Gleichrichter 11, die Filterdrossel 21. den Gleichrichter 41, die Diode 25 und den Gleichrichter 15 zur Phase £.2· Da jedoch der Fehlerstrom über die mit einer erheblichen Impedanz behafteten Drossel 21 fließt, wird seine Amplitude weitgehend verringert. Da alle Bauteile nur verhältnismäßig geringe Fehlerströme aushalten müssen, können sie entsprechend dimensioniert sein.Further savings result because the controlled rectifiers do not have to be oversized in order to withstand a strong short-circuit current. If a reverse rectifier is unintentionally triggered (e.g. by noise) when two forward rectifiers are turning on, then no phase-linked short circuit is created ( as in the earlier device) and the resulting fault current is considerably weaker. This advantage results from the arrangement of the switching network (diodes 22 and 25 and reverse-conducting rectifiers 41 and 42) between filter choke 21 and filter capacitor 29, which means that all fault currents must pass through the filter choke. For example, it is assumed that the rectifiers 11, 15 and 41 turn on during the first half cycle when the moment voltage on phase L \ is positive compared to the moment voltage on phase Zj. Therefore, at this point in time, a fault current flows from phase Li via rectifier 11, filter choke 21. Rectifier 41, diode 25 and rectifier 15 to phase £ .2 flows, its amplitude is largely reduced. Since all components only have to withstand relatively low fault currents, they can be dimensioned accordingly.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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