DE3108162C2 - Statische Scherbius-Kaskade - Google Patents
Statische Scherbius-KaskadeInfo
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Abstract
Bei der erfindungsgemäßen Scherbius-Anordnung ist die Sekundärspannung des Induktionsmotors (3) über einen mehrphasigen Grätz-Vollwellengleichrichter (4), einen Gleichstrom-Zwischenkreis mit einer Glättungsdrossel (5) und einem Schalter (6) und einen Wechselrichter (7) sowie einen Transformator (8) auf die Primärseite des Induktionsmotors (3) rückgekoppelt. Zwischen wenigstens zwei wechselspannungsseitige Anschlüsse des Vollwellengleichrichters (4) und den wechselrichterseitigen Anschluß der Glättungsdrossel (5) ist eine Reihenschaltung aus einem Widerstand (14) und parallel zueinander geschalteten Thyristoren (10S, 10R) geschaltet. Die Thyristoren werden bei einer Betriebsunterbrechung angesteuert. Nach einer vorbestimmten Zeitdauer nach Wiederkehr der Speise-Wechselspannung wird die Zufuhr der Steuerimpulse zu den Thyristoren beendet. Damit lassen sich Überspannungen unterdrücken, die im Augenblick der Wiederkehr der Speisespannung nach einer Betriebsunterbrechung auftreten können.
Description
Fig.5 und 6 Schaltbilder zweier weiterer Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Scherbius-Kaskade.
F i g. 1 zeigt das Schaltbild einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen statischen Scherbius-Kas-
kade. An die Drehstromspeiseschienen 1 ist über einen Schalter 2 die Primärseite eines Induktionsmotors 3 mit
gewickeltem Rotor angeschlossen. Mit dem Motor 3 ist direkt ein Tachogenerator 19 gekuppelt, dessen der
erfaßten Motordrehzahl entsprechendes Ausgangssignal einem Di ehzahl-Relais 20 zugeführt ist. Das
Drehzahl-Relais 20 wird erregt, wenn die Motordrehzahl eine vorbestimmte Einstellung überschreitet. Die
Sekundärseite des Motors 3 ist über einen Schalter 11 an einen dreiphasigen Vollwellen-Gleichrichter 4 mit
Grätz-Schaltung angeschlossen, dessen Gleichspannungsseite
über einen Gleichstrom-Zwischenkreis an einen Wechselrichter 7 angeschlossen ist. Der Gleichstrom-Zwischenkreis
enthält eine Glättungsdrossel 5 und einen mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Schalter 6. Die wechselspannungsseitigen Anschlüsse
des Wechselrichters 7 sind über einen Transformator 8 an die Primärseite des Motors 3 angeschlossen. Der
Zündwinkel des Wechselrichters 7 wird darch einen automatischen Impuls-Phasenschieber 9 gesteuert. Der
an den Schalter 6 angeschlossene Anschluß der Drosselspule 5 ist ferner über einen Widerstand 14 mit
Thyristoren 10/?, 105und 107* verbunden, die ihrerseits
an die wechselspannungsseitigen Anschlüsse 4/?, 45 bzw. 47" angeschlossen sind. Der Zündwinkel der jo
Thyristoren 10/?, 105 und 1OT wird durch einen
Zündregler 13 bestimmt. Ein Spannungswandler 15/4 erfaßt die Wechsel-Speisespannung auf den Speiseschienen
1; sein die erfaßte Spannung wiedergebendes Ausgangssignal ist über einen Vollwellen-Gleichrichter js
155 an ein Unterspannungs-Relais 16 geführt. Ein Stromwandler 17 erfaßi den durch den Wechselrichter 7
fließenden Strom; sein den erfaßten Strom wiedergebendes Ausgangssignal ist auf ein Strom-Relais 18
geführt. Der Impuls-Phasenschieber 9 ist über Schließer 21a und 22a von noch zu beschreibenden Relais 21 und
22 (Fig.2) an eine Steuerspannungsleitung 24 angeschlossen.
Der Zündregler 13 ist über den Schließer 23a eines noch zu beschreibenden Relais 23 mit der
Steuerspannungsleitung 24 verbunden. Der Startregler ist in F i g. 1 nicht gezeigt.
F i g. 2 zeigt das Schaltbild einer Steuerschaltung. Ein Öffner 66 des mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden
Schalters 6, ein öffner 166 des Unterspannungs-Relais 16 und ein Öffner 206 des Drehzahl-Relais 20 sind >o
parallel zueinander und in Reihe mit einem Relais 21 zwischen die Schienen Aund N einer Steuerspannungsquelle
angeschlossen. Der Schließer 21a des Relais 21, ein Öffner 186 des Strom-Relais 18 und ein Relais 22
sind in Reihe zwischen die Schienen fund N geschaltet. Parallel zu der Reihenschaltung aus dem Öffner 186 und
dem Relais 22 ist ein Verzögerungs-Relais 23 geschaltet, das die Beendigung der Zufuhr des Steuersignals zu den
Thyristoren 10/?, 105, lOTsteuert.
Die Arbeitsweise der in den F i g. 1 und 2 gezeigten Anordnung wird anhand F i g. 3 erläutert.
Es sei angenommen daß der von der Scherbius-Anordnung
gesteuerte Induktionsmotor 3 mit der Drehzahl N\ umläuft und der mit hoher Geschwindigkeit
arbeitende Schalter 6 und der Schalter 11 geschlossen
sind. In diesem Zustand ist das Relais 21 nicht erregt, weil der Öffner θο Hes Schalters 6, der Öffner 166 des
Unterspannungs-Relais 16 und der öffner 20 des Drehzahl-Relais 20 offen oder ausgeschaltet sind. Das
Relais 22 und das Verzögerungs-Relais 23 sind ebenfalls entregt, weil der Schließer 21a des Relais 21 offen ist
Demgemäß sind die Schließer 21a, 22a und 23a sämtlich
offen.
Es sei nun angenommen, daß die Wechsel-Speisespannung £Ί zur Zeit ii plötzlich unterbrochen wird.
Durch diese plötzliche Betriebsunterbrechung wird das Unterspannungs-Relais 16 erregt und sein Öffner 166
wird eingeschaltet Somit wird das Relais 21 erregt und sein Schließer 21a geschlossen. Durch das Schließen des
Schließers 21a gelangt ein Schiebe-Befehlssignai zum
automatischen Impuls-Phasenschieber 9, so daß der Phasensteuer-Voreilwinkel des Umrichters 7 auf seinen
Minimalwert verschoben wird- Durch das Schließen des Schließers 21a wird ferner das Verzögerungsrelais 23
erregt und sein Schließer 23a geschlossen.
Durch das Schließen des Schließers 23a führt der Zündregler 13 den Thyristoren 10/?, 105 und lOTein
Gleich-Steuersignal (bzw. Zug aufeinanderfolgender Impulse) zu, so daß diese eingeschaltet werden. Da nun
die Thyristoren 10/?, 105 und 1OT .;ingeschaltet sind,
wird der Ausgangsstrom beibehaiter.er Höhe der
Glättungsdrossel 5 auf die Thyristoren 10/?, 105und 107"
verteilt, so daß durch die vorstehend beschriebene Verschiebung ein abrupter Abfall des durcn den
Umricbter 7 fließenden Stromes Iv eintritt, bis der Strom Iv zur Zeit ti den Wert Null erreicht. Somit wird
zur Zeit h das Strom-Relais angeregt und sein Öffner 186 geschlossen. Durch den geschlossenen Öffner 186
wird das Relais 22 erregt und sein Schließer 22a
geschlossen. Bei geschlossenem Schließer 22a blockiert der automatische Impuls-Phasenschieber 9 die Zufuhr
der Zündimpulse zum Wechselrichter 7. Der Wechselrichter 7 wird damit ausgeschaltet. Dieser Zustand
dauert an, bis die Speise-Wechselspannung E\ auf den Speiseschienen 1 wiederkehrt; dabei nimmt die
Motordrehzahl Ngemäß F i g. 3 ab.
Es sei nun angenommen, daß die Betriebsunterbrechung behoben und die Speisespannung <?j zum
Zeitpunkt f3 wiedergekehrt ist. Da die Thyristoren 10/?,
105und lOTzur Zeit f3 noch durchgeschaltet sind, fließt
der Sekundärstrom des Induktionsmotors 3 von der Sekundärwicklung des Motors 3 über die auf der
positiven Seite des Vollwellen-Gleichrichters 4 liegenden Dioden, die Glättungsdrossel 5 und den Widerstand
14 zu den Thyristoren 10/?, 105,10T. Daher wird eine im
Augenblick der Wiederkehr der Speise-Wechselspannung nach einer plötzlichen Betriebsunterbrechung
möglicherweise auftretende Überspannung vollständig unterdrückt und der Motor 3 beschleunigt. Die Drehzahl
JVdes Motors 3 beginnt vom Zeitpunkt h an zu steigen
(F i g. 3). Erreicht die Motordrehzahl N zur Zeit u den
eingestellten vorbestimmten Wert Ns, so wird das Dreh ^£-hl-Relais 20 erregt und sein öffner 206 geöffnet.
Die eingestellte Drehzahl Ns wird beispielsweise auf den Minimalweri des Regelbereichs der Scherbius-Kaskade
gewählt. Der mit hoher Geschwindigkeit arbeiten de Schalter 6 wird bei einer nur momentanen
Betriebsunterbrechung nicht ausgelöst, sein Öffner 6h bleibt daher geöflnet. Zur Zeit h wird das Unterspannungs-Relais
16 entregt und sein öffner 166 geöffnet,
Durch das öffnen des Öffners 206 wird das Relais 21 entregt und sein Schließer 21a geöffwet. Hierdurch
wiederum wird das Relais 22 entregt und sein Schließer 22a geöffnet. Wenn somit die Schließer 21a und 22a
ausgeschaltet sind, beendet der automatische Impuls-Phasenschieber
9 die Voreilwinkelverschiebung und
führt die Zündsteuerung des Wechselrichters 7 wieder aus. Hierbei bleiben die Thyristoren 10/?. 105 und 107
eingeschaltet, weil der Schließer 23;/ des Verzögcrungs-Relais 23 für eine vorbestimmte Zeitdauer Td
eingeschaltet bleibt, obwohl der Schließer 21a geöffnet -, wurde. Die Thyristoren 10/?. 105, 107 bleiben für die
zusätzliche Zeitdauer Td eingeschaltet, so daß die Drehzahl /V des Motors 3 nicht abnehmen kann, bis der
Betrieb des Wechselrichters 7 stabilisiert ist. Nach der begrenzten Zeitdauer Td wird der Schließer 23a des in
Verzögerungs-Relais 23 zum Zeitpunkt h geöffnet. Sobald der Schließer 23.1 zum Zeitpunkt t=, geöffnet ist.
beendet der Zündregler 13 die Zufuhr der Steuerimpulse zu den Thyristoren 10/?. 105und 107
Anhand F i g. 4 wird beschrieben, wie die Thyristoren ι -, 10/?. 105 und 107 bei Verschwinden der ihnen vom
Zündregler 13 zugeführten Steuerimpulse ausgeschaltet werden.
Es sei nun angenommen, daß zum Zeitpunkt r,. zu
Anschlüssen 4/?. 45und 47des Voilwellengleichrichters
4 und damit die Sekundärspannungen /?. 5 und 7 des Motors 3 die in Fi g. 4(a) gezeigten Pegel haben, die
Steuerimpulse den Thyristoren 10/?, 105 und 10 T nicht mehr zugeführt werden. Der Thyristor 105 leitet bis zu ;■>
einem der Zeit t~ unmittelbar vorausgehenden Zeitpunkt.
Daher wird die Spannung an den Anoden der Thyristoren 10/? bis 107 von einem Pegel, der gleich
dem am Anschluß 45 ist, allmählich höher (dick ausgezogene Kurve in Fig. 4(a)). Wenn dann die in
Spannung am Anschluß 45 zur Zeit f6 gleich der am
Anschluß 4/? wird, wird der Thyristor 105ausgeschaltet. Somit werden die Thyristoren 10/?, 105, 107"durch die
Sekundärspannung des Motors 3 automatisch ausgeschaltet, wenn ihnen vom Zündregler 13 keine i;
Steuerimpulse mehr zugeführt werden.
Weil die am Widerstand 14 bei abgeschalteten Thyristoren 10/?. 105. 107 anliegende Spannung
allmählich abnimmt (dick ausgezogene Kurve in F i g. 4(b)). nimmt gemäß Fig. 3 der durch den w
Wechselrichter 7 fließende Strom Iv allmählich zu. Dieser allmähliche Anstieg des Stromes Iv durch den
Wechselrichter 7 bedeutet, daß sich der durch die Glättungsdrossel 5 fließende Strom nicht plötzlich
ändert. Hierdurch kann verhindert werden, daß in der ■»>
Glättungsdrossel 5 eine Überspannung induziert wird.
Durch das Ausschalten der Thyristoren 10/?, 105, 107
in der oben beschriebenen Weise wird die Scherbius-Anordnung in ihren ursprünglichen Zustand vor dem
Auftreten der plötzlichen Betriebsunterbrechung zurückgeführt, so daß sie in normaler Weise arbeitet. Das
Strom-Relais 18 vird durch den durch den Wechselrichter 7 fließenden Strom erregt und sein öffner 186 ist
geöffnet.
Bei einem Kommutierfehler des Wechselrichters 7 kann ein Überstrom erzeugt werden, durch den der mit
hoher Geschwindigkeit ansprechende Schalter 6 ausgelöst wird. Der Schalter 6 wird jedoch automatisch aus
seiner ausgelösten Stellung wieder geschlossen, und zwar mittels einer nicht gezeigten Schließstufe, wie sie
zu diesem Zweck im allgemeinen vorgesehen wird. Nach dem Wiederschließen des Schalters 6 wird das
Relais 21 entregt. wenn der Öffner 166 des Unterspannungs-Relais 16 und der Öffner 206 des Drehzahl-Relais
20 ausgeschaltet sind, so daß die Scherbius-Kaskade nach den oben beschriebenen Funktionsschritten in
normaler Weise arbeitet.
Die Drehzahl des Induktionsmotors 3 kann in der oben beschriebenen Weise geändert werden. Durch die
erfindungsgemäße Anordnung läßt sich eine im Moment der Wiederkehr der Speise-Wechselspannung
nach einer momentanen Betricbsunterbrpchung auftretende Überspannung vollständig unierdrücken, so daß
Kommutierungsfchlcr des Wechselrichters 7 zuverlässig verhindert werden, und dies lediglich dadurch daß
zwischen die weehselspannungsseiiigen Eingangsanschlusse
des Voilwellengleichrichters 4 und den wechselrichierseitigen Anschluß der Glättungsdrossel 5
eine Reihenschaltung aus dem Widerstand 14 und den Thyristoren 10/?. 105. lOTgeschaltet wird. Unerwünschte
Überspannungen, die durch die Wiederkehr der Speise-Wechselspannung nach einer plötzlichen momentanen
Betriebsunterbrechung auftreten, lassen sich durch eine einfache Anordnung vollständig ausschließen,
ohne daß eine Thyristor-Löschschaltung vorgesehen werden müßte.
Bei der Ausführungsform der Fig. I ist zwischen den
u/prhsplriphtprspititrpn Λ nsrhlnft flpr r»l;immuv:rlrncv;pl 5
und die Thyristoren 10/?, 105. 107; die an die
wechselspannungsseitigen Anschlüsse AR, 45 bzw. 47" des Voilwellengleichrichters 4 angeschlossen sind, ein
einziger Widerstand 14 geschaltet, so daß der Aufbau der Scherbius-Anordnung entsprechend einfach ist.
Erfindungsgemäß kann der Induktionsmotor 3 ohne einen Startwiderstand mit Hilfe des Widerstandes 14
gestartet werden. Diese Betriebsweise wird im folgenden
ki. ν beschrieben.
Beim Start des Induktionsmotors 3 wird den Steuerspannungsschienen P und N zunächst eine
Steuerspannung zugeführt. Da z'i dieser Zeit der öffner
2OS des Drehzahl-Relais 20 eingeschaltet ist. wird das
Relais 21 erregt und sein Schließer 21a geschlossen. Durch den geschlossenen Schließer 21 a des Relais 21
wird das Relais 22 erregt und dessen Schließer 22a geschlossen, da zu dieser Zeit der öffner 186 des
Strom-Relais 18 eingeschaltet ist. Wenn der Schließer 22a eingeschaltet ist. blockiert der automatische
Impuls-Phasenschieber 9 die Zufuhr der Steuerimpulse zum Wechselrichter 7. Durch den geschlossenen
Schließer 21a wird ferner das Verzögerungs-Relais 23 erregt und sein Schließer 23a geschlossen, so daß der
Zündregler 13 den Thyristoren 10/?, 105, 107 die Steuerimpulse zuführt. In diesem Zustand der Schaltung
werden die Schalter 2, U und 6 eingeschaltet. Somit fließt der Sekundärstrom des Motors 3 von seiner
Sekundärwicklung über die auf der positiven Seite des Voilwellengleichrichters 4 liegenden Dioden, die Glättungsdrossel
5 und den Widerstand 14 zu den Thyristoren 10/?, 105. 107. Der Induktionsmotor 3 wird
gestartet und beschleunigt. Sobald die Drehzahl N des Motors 3 den vorbestimmten eingestellten Wert Ns
erreicht, wird das Drehzahl-Relais 20 erregt und sein Öffner 206 geöffnet. Zu dieser Zeit sind sowohl der
Öffner 66 des Schnellschalters 6 und der öffner 166 des Unterspannungs-Relais 16 ausgeschaltet. Sobald daher
die Drehzahl N des Induktionsmotors 3 den vorbestimmten Einsf.ellwert Ns erreicht, wird das Relais 21
entregt und sein Schließer 21a geöffnet, so daß das Relais 22 entregt wird. Sobald die Schließer 21a und 22a
ausgeschaltet sind, wird der automatische Impuls-Phasenschieber 9 aus seiner Verschiebe- und Blockierfunktion
gelöst und es werden nun die Steuerimpulse den Thyristoren des Wechselrichters 7 zugeführt, so daß die
Scherbius-Anordnung in ihrer üblichen Weise arbeiten kann. Nach der begrenzten Zeit Td wird das
Verzögerungs-Relais 23 ausgelöst und sein Schließer
23;) geöffnet, so dull der /.iindregler 13 den Thyristoren
iOk, i05, i07"keine Steuerimpulse mehr zuführt und die
Thyristoren 10/?, 105, 107" ausgeschaltet werden.
Danach läuft der normale Scherbius-Betrieb ab. Der Induktionsmotor 3 kann also auch durch eine solche
Arbeitsweise gestartet werden.
Bei der in Fig. 5 gezeigten Abwandlung der Ausführungsform der F i g. 1 liegt die Glättungsdrossel 5
in der :, :gativen Gleichspannungs-Ausgangsschiene des Vollwellungleichrichters 4. In diesem Fall sind die
wechselspannungsseitigen Anschlüsse 4/?, 45. 47 des Vollwellengleichricluerts 4 an die Anode d.:r Thyristoren
10/?. 105 und lOTangeschlossen. Die Arbeitsweise
der Ausführungsform der F i g. 5 ist die gleiche wie die des ersten Ausführungsbeispiels gemäß F i g. I.
Bei den Ausführungsbeispielen der F i g. I und 5 sind
alle wechselspannungsseitigen Anschlüsse 4/?, 45, 47"
des Vollwellengleichrichters 4 mit dem wechselrichterseitigen Anschluß der Glättungsdrossel 5 verbunden. Es
wird. Der durch den Wechselrichter 7 fließende Strom /v niiiiMii äliiiiich wie beim ersten Ausführungsbeispiei
beschrieben ab. Auch die Unterdrückung einer Überspannung im Augenblick der Wiederkehr der Speise-Wechselspannung
nach einer Betriebsunterbrechung gleicht der anhand des Ausführungsbeispiels der F i g. 1
beschriebenen.
Erfindungsgemäß sind also wenigstens zwei wechselspannungsseitige Anschlüsse des mehrphasigen Vollwellengleichrichters
mit dem wechselrichterseitigen Anschluß der Glättungdrossel über eine einfache Kombination aus Thyristoren und einem Widerstand
verbunden, so daß der durch den Wechselrichter bei einer plötzlichen momentanen Unterbrechung der
Wechselspannungsspeisung fließende Strom schnell vermindert und eine unerwünschte Überspannung im
Augenblick der Wiederkehr der Speise-Wechselspannung nach der Betriebsunterbrechung unterdrückt
werden kann. Erfindungsgemäß werden die zum Einlinrt
A liccphaltpn r\f*K I IhArcn^nnnnnr.! IntArrlpi'ml'Mnnr
. ... ^«....u..^, Ur1IVlUlUtAU1IgJ-
gen Anschlüsse des Vollwellengleichrichters 4 mit dem wechselrichtcrseitigen Anschluß der Glättungsdrossel 5
verbunden zu werden.
Bei dem Ausführungsbeispiel der F i g. 6 sind die wechselspannungsseitigen Anschlüsse 4/? und 45 des
Vollwellengleichrichters 4 über die Thyristoren 10/?, 105 und den Widerstand 24 mit dem wechselrichterseitigen
Anschluß der Glättungsdrossel 5 verbunden. Der Strom beibehaltener Höhe aus der Glättungsdrossel 5 fließt
weiter über den Thyristor iQR oder 105, wenn die
Speise-Wechselspannung momentan unterbrochen widerstandes vorgesehenen Thyristoren unter Ausnutzung
der Sekundärspannung des Induktionsmotors ausgeschaltet. Eine Thyristor-Löschschaltung erübrigt
sich daher, so daß die Anzahl der Thyristoren vermindert werden kann. Die erfindungsgemäße Scherbius-Anordnung
ist somit einfach aufgebaut und verhindert zuverlässig Kommutierfehler des Wechselrichters
im Augenblick der Wiederkehr der Speise-Wechselspannung nach einer plötzlichen momentanen
Betriebsunterbrechung.
Hierzu 4 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Scherbius-Kaskade mit einem von einer Wechselspannungsquelle (1) gespeisten Induktionsmotor
(3), mit einer Diodendrehstrombrückenschal- ,
tung (4) zum Gleichrichten der Sekundärspannung des Induktionsmotors, mit einem Wechselrichter (7)
zum Umrichten der Ausgangs-Gleichspannung der Diodendrehstrombrückenschaltung (4) in eine äquivalente
Wechselspannung, die auf die Wechselspannungsquelle rückgekoppelt ist, mit einem die
Diodendrehstrombrückenschaltung (4) und den Wechselrichter (7) verbindenden Gleichstrom-Zwischenkreis,
mit einer in einer der Gleichstromschieneii des Gleichstrom-Zwischenkreises angeordneten ι j
Glättungsdrossel (5), mit einer am wechselrichterseitigen Ende der Glättungsdrossel (5) angeschlossenen
Reihenschaltung aus Widerstands- und Thyristoreinrichtungen mit einer Überwachungseinrichtung zur
Erfassung voh Betriebsspannungsunterbrechungen der Wechselspannungsquelle, die bei auftretender
Spannungsunterbrechung über eine Zündsteueresnrichtung
derThyristoreneinrichtung eine Zündsignalspannung zuführt, so daß die Sekundärspannung des
Induktionsmotors über die Widerstandseinrichtung kurzgeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
— daß die andere Seite der Reihenschaltung mit zwei wechselspannungsseitigen Anschlüssen j0
der Diodendrehstrombrückenschaltung (4) verbunden ;st und
— daß die Zufuhr der Zündsignalspannung nach einer bestimmten Zeit nach Wiederkehr der
Betriebswechselspannung-beendet ist.
2. Scherbius-Kaskade nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerstandseinrichtung ein
einziger an der Glättungsdrossel (5) angeschlossener Widerstand (14) vorgesehen ist, dessen anderes Ende
über zwei Thyristoren mit den wechselspannungsseitigen Anschlüssen verbunden ist.
45
Die Erfindung bezieht sich auf eine Scherbius-Kaskade mit einem von einer Wechselspannungsquelle
gespeisten Induktionsmotor, mit einer Diodendrehstrombrückenschaltung zum Gleichrichten der Sekundärspannung
des Induktionsmotors, mit einem Wechselrichter zum Umrichten der Ausgangs-Gleichspannung
der Diodendrehstrombrückenschaltung in eine äquivalente Wechselspannung, die auf die Wechselspannungsquelle
rückgekoppelt ist, mit einem die Diodendreh-Strombrückenschaltung und den Wechselrichter verbindenden
Gleichstrom-Zwischenkreis, mit einer in einer der Gleichstromschienen des Gleichstrom-Zwischenkreises
angeordneten Glättungsdrossel, mit einer am wechselrichterseitigen Ende der Glättungsdrossel angeschlossenen
Reihenschaltung aus Widerstands- und Thyristoreneinrichtungen mit einer Überwachungseinrichtung
zur Erfassung von Betriebsspannungsunterbrechungen der Wechselspannungsquelle, die bei auftretender
Spannungsunterbrechung über eine Zündsteuerein- 6·>
richtung der Thyristoreinrichtung eine Zündsignalspannung zuführt, so daß die Sekundärspannung des
Induktionsmotors über die Widerstandseinrichtung kurzgeschlossen isL
Eine derartige Kaskade ist durch die Bull. SEV/ VSE 65 (1974) 2, S. 85 bis S. 96 bekannt. Bei dieser
Kaskade sind der Thyristor und der Widerstand in Reihe zwischen die Gleichstromschienen des Gleichstrom-Zwischenkreises
geschaltet. In diesem Falle muß eine Löschschaltung vorgesehen werden, um den Thyristor
nach einer Betriebswechselspannungsunterbrechung, d. h. nach der Wiederkehr der Betrietewechselspannung,
auszuschalten. Eine derartige Löschschaltung beinhaltet im allgemeinen einen Kondensator, einen
Löschthyristor und einen Schaltkreis zum Zünden des Löschthyristors. Der Aufbau einer Scherbius-Kaskade
mit einer derartigen Löschschaltung verursacht jedoch hohe Kosten. Weiterhin ändert sich beim Ausschalten
des Thyristors der durch die Glättungsdrossel fließende Strom abrupt, wodurch die Glättungsdrossel eine
Spannung (L ■ ail dt) erzeugt, die mehr als dem
Zehnfachen der normalerweise an dem Gbichstrom-Zwischenkreis
angelegten Spannung entspricht. Durch diese Überspannung kann der in dem Wechselrichter
vorgesehene Thyristor zerstört werden.
Weiterhin ist aus der US-PS 37 25 756 eine Schaltung bekannt, die im Sekundärkreis einer Asynchronmaschine
eine halbgesteuerte Drehstrombrückenschaltung aufweist, deren Gleichspannungsseite über einen
Widerstand kurzgeschlossen ist. Diese Schaltung wird ausschließlich zurtitromsteuerung in der Sekundärwicklung
und somit zur Drehzahlbeeinflussung verwendet und weist zudem auf der Gleichspannungsseite keine
Glättungsdrossel auf. Würde man eine derartige Drossel in Reihe mit dem obengenannten Widerstand schalten,
so würde an der Verbindungsstelle zwischen Widerstand und Drossel der Spannungspegel infolge der
Drossel erhöht, so daß nicht alle Thyristoren ohne eine Löschschaltung gelöscht werden könnten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine statische Scherbius-Kaskade zu schaffen, bei der sich im
Augenblick der Wiederkehr der Betriebswechselspannung nach einer plötzlichen Betriebsunterbrechung die
auftretende Überspannung bei einfachem und billigem Aufbau unterdrücken läßt.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird auf die Merkmale des Anspruchs 1 verwiesen. In dem Unteranspruch ist
eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung angegeben.
Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schaltung wird wegen der Einsparung einer Thyristor-Löschschaltung
eine niedrige Anzahl an Bauelementen erreicht, was zu einer Vereinfachung der Fertigung und damit zu
niedrigen Kosten führt. Weiterhin ermöglicht diese Schaltung einen sicheren Betrieb, da sich der durch die
Glättungsdrossel fließende Strom nicht abrupt, sondern allmählich ändert, falls die für das Ein- und Ausschalten
des eine Überspannung unterdrückenden Widerstands vorgesehenen Thyristoren ausgeschaltet werden, und
somit eine Beschädigung des in dem Wechselrichter vorgesehenen Thyristors infoige einer Überspannung
sicher vermieden werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 das Schaltbild einer erfindungsgemäßen Scherbius-Kaskade;
Fig. 2 das Schaltbild einer Steuerschaltung für die Anordnung der Fig. 1;
Fig.3 und 4 ein Zeitablauf-Diagramm bzw. Spannungsverlaufsdiagramme
zur Erläuterung der Arbeitsweise der Anordnung der F i g. 1 und 2 und
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1981
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US4344026A (en) | 1982-08-10 |
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