DE3431569C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf netzgeführte Stromrichterschaltungen nach den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 2.

Netzgeführte Stromrichterschaltungen benötigen dann, wenn die Last wie bei einem Lichtbogen Gegenspannungscharakter aufweist, für die Kommutierung ziemlich hohe Spannungen. Beim Betrieb von Lichtbögen tritt das zusätzliche Erfordernis auf, daß der Lichtbogen bei Spannungsumkehr schnell wieder zünden muß.

Bei herkömmlichen Schaltungen der eingangs genannten Art (DE-OS 29 43 324) mit Wechselstrom- und Drehstromstellern verlaufen die Ausgangsspannung und die zur Kommutierung zur Verfügung stehende Spannung gegensinnig. Man kann zwar die Stromrichter so auslegen und betreiben, daß sie die zur Kommutierung erforderliche Spannung liefern, dazu müssen sie aber am Spannungsnennpunkt bereits mit erheblicher Zündverzögerung arbeiten, mit allen nachteiligen Folgen hinsichtlich der Transformatortypenleistung, der Leistungshalbleiter-Typenleistung und der Netzbelastung. Eine hohe, zur Kommutierung erforderliche Spannung bringt eine hohe induktive Blindleistung mit sich, die noch weiter ansteigt, wenn man die Ausgangsspannung zurücksteuert und damit die Wirkleistung zurückgeht. Eine Blindleistungskompensation dafür ist kaum zu vermeiden. Schon eine in Stufen schaltbare Blindleistungskompensation erfordert einen erheblichen technischen und wirtschaftlichen Aufwand und noch mehr eine stetig verstellbare Kompensation mit Blindleistungsstromrichtern. Bei Lichtbogenbetrieb tritt noch zusätzlich die Schwierigkeit auf, daß ein gelegentlicher Bogenabriß und damit Lastabwurf nicht zu vermeiden ist. Dabei tritt dann eine, wenn auch vorübergehende, starke kapazitive Belastung des Netzes auf, die umso störender ist, je größer die eingesetzte Blindleistungskompensation sein muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine netzgeführte Stromrichterschaltung anzugeben, die eine hohe Kommutierungsspannung liefert.

Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung ausgehend von den Oberbegriffen der Ansprüche 1 bzw. 2 durch deren kennzeichnende Merkmale gelöst.

Die in der zweiten Stromrichterschaltung erzeugte Gleichspannung wird über die Drossel an die Gleichspannungsseite der ersten Stromrichterschaltung gelegt. Im Ergebnis führt dies dazu, daß die in der zweiten Stromrichtergruppe erzeugte Gleichspannung der Wechselspannung des ersten Stromrichters überlagert wird, wodurch sich die Kommutierungsspannung erhöht. Bei zunehmender Spannung (und damit Leistung) an der Last steigt die Kommutierungsspannung an, während sie bei bekannten Schaltungen mit nur einer Stromrichtergruppe sinkt. Auch wird gegenüber bekannten Schaltungen dieser Art die Blindleistung vermindert.

Bei einem Zündwinkel α = 90° ist die Kommutierungsspannung die Summe aus dem Scheitelwert der Wechselspannung des Transformators und der von der zweiten Stromrichtergruppe gelieferten Gleichspannung, während der Mittelwert der Spannung an der Last gleich der von der zweiten Stromrichtergruppe gelieferten Gleichspannung ist. Dem Betrieb mit einem Zündwinkel von etwa 90° kommt die praktische Bedeutung zu, daß dadurch mit nur unbedeutender Veränderung der zur Kommutierung zur Verfügung stehenden Spannung die Ausgangsspannung korrigiert werden kann, die dann zwar noch im wesentlichen, aber nicht mehr ausschließlich von der zweiten Stromrichtergruppe bestimmt wird. Eine Vergrößerung des Zündwinkels über 90° hinaus bewirkt, daß die erste Stromrichtergruppe gegenüber der von der zweiten Stromrichtergruppe gelieferten Gleichspannung eine Gegenspannung erzeugt und damit die Spannung an der Last vermindert wird. Mit einer derart abgesenkten Lastspannung verkleinert sich auch die Steuerblindleistung und der für die Kompensation erforderliche Aufwand. Im Gegensatz zu einfachen Wechsel- und Drehstromstellern kommt es dabei zu einer gleichsinnigen Veränderung der Lastspannung und der Kommutierungsspannung.

Bei speziellen Anforderungen bezüglich des verlangten Stroms in Abhängigkeit von der Spannung führt die Weiterbildung gemäß Anspruch 3 zu einer Verminderung des Aufwandes an Transformator- und Stromrichtertypenleistung.

Mit 1 ist eine Last mit Gegenspannungscharakter bezeich­ net, mit 2 und 3 Sekundärwicklungsgruppen eines netzsei­ tigen Transformators, denen die Stromrichtergruppen 4 und 5 nachgeschaltet sind. Der Übersichtlichkeit halber ist die Primärwicklungsgruppe des Transformators ebenso die Steuerung für die Stromrichter nicht dargestellt. Die Stromrichtergruppen 4 und 5 sind gleichstromseitig mit­ einander verbunden und im Gleichstromkreis ist die Drossel 6 enthalten. Die Sekundärwicklungsgruppe 3 mit der Strom­ richtergruppe 5 liefert Ausgangsspannung und die Sekundär­ wicklungsgruppe 2 mit der Stromrichtergruppe 4 die zur Kommutierung erforderliche Spannung und je nach dem Zünd­ winkel, mit dem die Stromrichtergruppe 4 betrieben wird, eine die Ausgangsspannung mitbestimmende Gegenspannung. Weiterhin kann die Sekundärwicklungsgruppe und die Strom­ richtergruppe 4 mit aufeinander abgestimmten Spannungsstu­ fen versehen sein, wie dies gestrichelt dargestellt ist.

Claims (3)

1. Netzgeführte Stromrichterschaltung zur Versorgung einer Last (1) mit Gegenspannungscharakter mit Einphasen-Wechselstrom, mit einer Reihenschaltung, bestehend aus einer Sekundärwicklung (2) eines Netztransformators, einer ersten Stromrichtergruppe (4) in Brückenschaltung, in deren Gleichstromkreis eine Drossel (6) angeordnet ist, und der zu versorgenden Last (1), dadurch gekennzeichnet, daß im Gleichstromkreis in Reihe zu der Drossel (6) eine zweite Stromrichtergruppe (5) geschaltet ist, die ebenfalls in Brückenschaltung ausgebildet ist, daß diese zweite Stromrichtergruppe (5) wechselstromseitig von einer weiteren Sekundärwicklungsgruppe (5) eines Transformators gespeist ist, und daß die erste Stromrichtergruppe (4) mit einem Zündwinkel α zwischen 90° und 150° betrieben ist.

2. Netzgeführte Stromrichterschaltung zur Versorgung einer Last (1) mit Gegenspannungscharakter mit Drehstrom ohne Nullpunktleiter, mit einer Reihenschaltung, bestehend aus einer Sekundärwicklungsgruppe eines Netztransformators, einer ersten Stromrichtergruppe in Drehstrom-Brückenschaltung, in deren Gleichstromkreis eine Drossel (6) angeordnet ist, sowie einer weiteren gleichwertigen, jedoch phasenverschoben arbeitenden Reihenschaltung dieser Art, wobei die Sekundärwicklungsgruppen dieser beiden Reihenschaltungen an ihrem einen Ende miteinander verbunden sind und an diesen Verbindungspunkten die dreiphasige Last (1) angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in Reihe zu den beiden Drosseln (6) je eine zweite Stromrichtergruppe (5) geschaltet ist, die ebenfalls in Brückenschaltung ausgebildet ist, daß diese zweiten Stromrichtergruppen (5) wechselstromseitig von je einer zusätzlichen Sekundärwicklungsgruppe (3) eines Transformators gespeist sind, und daß die ersten Stromrichtergruppen mit einem Zündwinkel α zwischen 90° und 150° betrieben sind.

3. Stromrichterschaltung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Stromrichtergruppe (4) wenigstens ein weiteres Zweigpaar (Figur) oder eine weitere Stromrichterbrückenschaltung auf der Gleichstromseite parallel geschaltet ist, die mit einer von der Sekundärwicklung (2) oder Sekundärwicklungsgruppe des Transformators wechselspannungsseitig versorgten niedrigeren Spannung gespeist ist.