DE3435366A1 - Power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
StromversorgungseinrichtungPower supply device
Die Erfindung betrifft eine Stromversorgungseinrichtung mit einem wechselspannungsgespeisten steuerbaren Stromrichter, dessen Gleichspannungsausgang über eine in einem Längszweig angeordnete Glättungsdrossel mit dem Ausgang der Stromversorgungseinrichtung verbunden ist, an dem eine Last angeschlossen ist, und mit einer dem Stromrichter zugeordneten Steuereinrichtung, die einen Steuereingang zur Einstellung des Betriebszustandes des Stromrichters aufweist.The invention relates to a power supply device with a AC voltage-fed controllable converter, its DC voltage output Via a smoothing choke arranged in a series branch to the output of the power supply device is connected to which a load is connected, and with one of the power converter associated control device, which has a control input for setting the operating state of the converter.
Eine derartige Stromversorgungseinrichtung ist beispielsweise in dem "Thyristor-Handbuch", Siemens AG, 4. Auflage, 1976 auf Seite 319 dargestellt. Die bekannte Stromversorgungseinrichtung weist einen steuerbaren Stromrichter mit sechs in einer dreiphasigen Brückenschaltung angeordneten Thyristoren auf. Die Speisung des Stromrichters erfolgt über einen Stromrichtertransformator aus einem Drehstromnetz. An dem Gleichspannungsausgang des Stromrichters liegt in Reihe mit einer Glättungsdrossel eine ohmsche Last. Auf Seite 179 des obengenannten "Thyristor-Handbuches" ist ein Impulsgenerator dargestellt, der zur Steuerung eines der Thyristoren Steuerimpulse abgibt, deren Phasenlage über einen Steuereingang veränderbar ist; eine Steuereinrichtung zur Steuerung des Stromrichters umfaßt mehrere dieser Impulsgeneratoren.Such a power supply device is for example in the "Thyristor-Handbuch", Siemens AG, 4th edition, 1976 on page 319 shown. the known power supply device has a controllable converter with six arranged in a three-phase bridge circuit on thyristors. The feeding the converter takes place via a converter transformer from a three-phase network. A smoothing choke is connected in series to the DC voltage output of the converter an ohmic load. On page 179 of the above-mentioned "Thyristor Manual" there is a Pulse generator shown, which controls one of the thyristors control pulses outputs, the phase position of which can be changed via a control input; a control device to control the converter comprises several of these pulse generators.
Bestehen hohe Anforderungen an die Unterdrückung der Welligkeit der an der Last anliegenden Spannung und des Laststromes, so reicht bei einem sehr hohen Laststrom oft die Glättungsdrossel allein nicht aus, um die gewünschte Glättung zu erzielen; dies gilt insbesondere dann, wenn die Last selbst induktive Lastanteile aufweist, in denen durch die Welligkeit des Laststromes eine Wechselspannung induziert wird. Weiterhin ist es wegen der Glättungsdrossel und dem eventuell vorhandenen induktiven Anteil der Last, insbesondere bei sehr hohen Lastströmen nicht möglich, im Kurzschlußfall oder bei einem zu hohen Laststrom diesen mit Hilfe eines Schalters zu unterbrechen, ohne daß sehr hohe Überspannungen an dem Schalter und den Ventilelementen des Stromrichters entstehen.There are high requirements for suppressing the ripple of the at the load voltage and the load current, so is sufficient with a very high one Load current often the smoothing reactor alone is not enough to achieve the desired smoothing to achieve; this is especially true if the load itself has inductive load components has, in which by the ripple of the load current is an alternating voltage is induced. Furthermore, it is because of the smoothing throttle and the possibly existing one inductive component of the load, especially not possible with very high load currents, in the event of a short circuit or if the load current is too high, use a switch to interrupt without very high overvoltages on the switch and the valve elements of the converter arise.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stromversorgungseinrichtung anzugeben, bei der eine sehr gute Glättung der Spannung an der Last und des Laststromes erreicht wird und bei der im Überstromfall oder bei einem Lastkurzschluß eine schnelle Abschaltung des Laststromes ohne Erzeugung von Überspannung gewährleistet ist.The invention is based on the object of a power supply device to be specified with a very good smoothing of the voltage at the load and the load current is reached and in the event of an overcurrent or a load short circuit a fast Shutdown of the load current is guaranteed without generating overvoltage.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß an dem Ausgang der Stromversorgungseinrichtung der eingangs angegebenen Art ein Glättungskondensator liegt, daß in einem Parallelzweig zu dem Glättungskondensator eine Induktivität in Reihe mit einem steuerbaren Schaltglied angeordnet ist, daß eine Stromerfassungseinrichtung mit einem stromempfindlichen Eingang in Reihe mit der Last an dem Ausgang der Stromversorgungseinrichtung liegt, daß dem stromempfindlichen Eingang eine Komparatorstufe nachgeordnet ist, die ausgangsseitig mit einem ersten Ausgang der Stromerfassungseinrichtung zur Abgabe eines Steuersignals, sobald ein in den stromempfindlichen Eingang fließender Strom einen vorgegebenen Stromgrenzwert überschreitet, in Verbindung steht und mit einem weiteren Ausgang der Stromerfassungseinrichtung zur gleichzeitigen Abgabe eines Wechselrichterbetrieb-Umschaltsignals sowie zur Abgabe eines Nullspannungsbetrieb-Umschaltsignals, sobald ein in den stromempfindlichen Eingang fließender Strom seine Flußrichtung umkehrt, in Verbindung steht, und daß der erste Ausgang an dem Steuer- eingang des steuerbaren Schaltgliedes angeschlossen ist und der weitere Ausgang mit dem Steuereingang der Steuereinrichtung verbunden ist.According to the invention, this object is achieved in that on the Output of the power supply device of the type specified above is a smoothing capacitor lies that in a parallel branch to the smoothing capacitor an inductance is arranged in series with a controllable switching element that a current detection device with a current-sensitive input in series with the load at the output of the power supply device is that the current-sensitive input is followed by a comparator stage, the output side with a first output of the current detection device for delivery a control signal as soon as a current flowing into the current-sensitive input exceeds a predetermined current limit value, is in connection and with a further output of the current detection device for the simultaneous delivery of a Inverter operation switchover signal and for the output of a zero-voltage operation switchover signal, as soon as a current flowing into the current-sensitive input changes its direction of flow reverses, is in communication, and that the first output at the control entry of the controllable switching element is connected and the other output with the Control input of the control device is connected.
Der Glättungskondensator bildet zusammen mit der Glättungsdrossel ein Siebfilter, so daß auf diese Weise im normalen Betriebszustand der Stromversorgungseinrichtung eine sehr gute Glättung des Laststromes und der Spannung an der Last erreicht wird.The smoothing capacitor forms together with the smoothing reactor a sieve filter so that in this way in the normal operating condition of the power supply device a very good smoothing of the load current and the voltage at the load is achieved.
Die Stromerfassungseinrichtung ermöglicht in Zusammenwirkung mit der Steuereinrichtung für den Stromrichter und dem steuerbaren Schaltglied im Überstromfall oder bei einem Lastkurzschluß eine schnelle Abschaltung des Laststromes; überschreitet nämlich der Laststrom den vorgegebenen Stromgrenzwert, so wird der Stromrichter in den Wechelrichterbetrieb umgesteuert, so daß kein Energiefluß von dem Stromrichter zu der Last möglich ist. Gleichzeitig wird das steuerbare Schaltglied in einen stromleitenden Zustand gesteuert, so daß der Glättungskondensator zunächst umgeladen und dann entladen wird. Der so entladene Glättungskondensator wird daraufhin durch den Laststrom wieder aufgeladen, wobei sich der Laststrom sehr schnell abschwächt. Sobald der Laststrom den Wert Null erreicht und dabei seine Richtung umkehrt, wird der Stromrichter in den Nullspannungsbetrieb gesteuert; dabei werden die Ventilelemente des Stromrichters mit einem Zündwinkel von 90" angesteuert, so daß sich der Glättungskondensator über den Stromrichter entladen kann.The current detection device enables in cooperation with the Control device for the converter and the controllable switching element in the event of an overcurrent or in the event of a load short circuit, the load current is switched off quickly; exceeds namely, the load current exceeds the specified current limit value, so the converter reversed in the inverter operation, so that no energy flow from the converter to the load is possible. At the same time, the controllable switching element becomes a current-conducting one State controlled so that the smoothing capacitor is first reloaded and then discharged will. The smoothing capacitor discharged in this way is then restored by the load current charged, with the load current weakening very quickly. As soon as the load current reaches the value zero and thereby reverses its direction, the converter is in controlled zero voltage operation; the valve elements of the converter are thereby controlled with an ignition angle of 90 ", so that the smoothing capacitor is over can discharge the converter.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung weist die Stromerfassungseinrichtung einen weiteren stromempfindlichen Eingang auf, der in einem Längszweig zwischen dem Gleichspannungsausgang des Stromrichters und dem Ausgang der Stromversorgungseinrichtung liegt; die Stromerfassungseinrichtung enthält eine weitere Komparatorstufe, die dem einen stromempfindlichen Eingang und dem weiteren stromempfindlichen Eingang nachgeordnet ist und ausgangsseitig mit dem ersten Ausgang der Stromerfassungseinrichtung zur Aufrechterhaltung der Abgabe des Steuersignals in Verbindung steht, solange der in den stromempfindlichen Eingang fließende Strom kleiner als der in den weiteren stromempfindlichen Eingang fließende Strom ist.In an advantageous development of the power supply device according to the invention if the current detection device has a further current-sensitive input, in a series branch between the DC voltage output of the converter and the output of the power supply device is located; the current detection device contains another Comparator stage, which is the one current-sensitive Input and the other current-sensitive input is arranged downstream and on the output side with the first output of the current detection device to maintain the Output of the control signal is in connection as long as the current-sensitive The current flowing into the input is less than that in the other current-sensitive input flowing stream is.
Dadurch wird erreicht, daß die Induktivität in dem Parallelzweig zu dem Glättungskondensator so lange wirksam ist, bis der Glättungskondensator umgeladen und danach vollständig entladen ist.This ensures that the inductance in the parallel branch increases the smoothing capacitor is effective until the smoothing capacitor is reloaded and is then completely discharged.
Das steuerbare Schaltglied besteht vorteilhafterweise aus einem zündbaren Ventilelement, das von einem stromleitenden in einen stromsperrenden Zustand übergeht, sobald der durch das Schaltglied fließende Strom zu Null wird. Dadurch wird erreicht, daß im wesentlichen nur während des Umladevorganges des Glättungskondensators ein Strom durch den Parallelzweig mit der Induktivität fließt, so daß ein schneller Abbau des Laststromes erreicht wird. Während der Aufrechterhaltung des Steuersignals an dem ersten Ausgang der Stromerfassungseinrichtung bis zum Zeitpunkt, wenn der in den weiteren stromempfindlichen Eingang fließende Strom kleiner als der in den einen stromempfindlichen Eingang fließende Laststrom wird, bleibt das zündbare Ventilelement in Zündbereitschaft.The controllable switching element advantageously consists of an ignitable one Valve element that changes from a current-conducting to a current-blocking state, as soon as the current flowing through the switching element becomes zero. This achieves that essentially only during the charge reversal of the smoothing capacitor Current flows through the parallel branch with the inductance, so that a faster Reduction of the load current is achieved. While maintaining the control signal at the first output of the current detection device until the time when the The current flowing into the other current-sensitive input is smaller than that into the load current flowing through a current-sensitive input, the ignitable valve element remains in readiness for ignition.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung ist dem weiteren stromempfindlichen Eingang der Stromversorgungseinrichtung eine zusätzliche Koparatorstufe nachgeordnet, die ausgangsseitig zur Erzeugung eines weiteren Wechselrichterbetrieb-Umschaltsignals, sobald ein in den weiteren stromempfindlichen Eingang fließender Strom einen weiteren Stromgrenzwert überschreitet, mit dem weiteren Ausgang der Stromerfassungseinrichtung in Verbindung steht. Auf diese Weise wird eine Überlastung des Stromrichters vermieden, wenn der Strom an dem Gleichspannungsausgang des Stromrichters den weiteren Stromgrenzwert überschreitet, während durch die Last kein übergroßer Laststrom fließt.In a further advantageous embodiment of the invention Power supply device is the further current-sensitive input of the power supply device an additional Koparatorstufe downstream, the output side to generate a further inverter operation changeover signal as soon as one in the further current-sensitive Input flowing current exceeds a further current limit value with the further Output of the current detection device is in connection. That way will one Overloading of the converter avoided when the current at the DC voltage output of the converter exceeds the further current limit value while through the load no excessive load current flows.
Zur Erläuterung der Erfindung ist in Fig. 1 in einem Schaltbild ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung dargestellt; Fig. 2 zeigt in einem Diagramm den Verlauf der in Fig. 1 bezeichneten Spannung uC sowie die Verläufe der in Figur 1 bezeichneten Ströme il und i2.To explain the invention, a circuit diagram is shown in FIG. 1 preferred embodiment of the power supply device according to the invention shown; Fig. 2 shows in a diagram the course of the designated in Fig. 1 Voltage uC and the curves of the currents i1 and i2 identified in FIG. 1.
Die in Fig. 1 dargestellte Stromversorgungseinrichtung weist einen Stromrichter 1 mit sechs Thyristoren 2 auf, die in einer dreiphasigen Brückenschaltung angeordnet sind. Die Speisung des Stromrichters 1 erfolgt über eine hier nur vereinfacht dargestellte Dreifach-Leitung 3 aus einem nicht dargestellten Wechselstromnetz. Zur Steuerung der Zündfolge der Thyristoren 2 ist dem Stromrichter 1 eine Steuereinrichtung 4 zugeordnet, die ausgangsseitig mit den Steueranschlüssen der Thyristoren 2 verbunden ist. Die Steuereinrichtung 4 weist einen Steuereingang 5 auf, über den bei Beaufschlagung mit einem Steuersignal eine Veränderung des Zündwinkels bei der Ansteuerung der Thyristoren 2 und damit eine Veränderung des Betriebszustandes des Stromrichters 1 erfolgen kann. Der Gleichspannungsausgang 6 des Stromrichters 1 ist über eine Glättungsdrossel 7 in einem Längszweig mit dem Ausgang 6a der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung verbunden, an dem eine Last 8 angeschlossen ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel besteht die Last 8 beispielsweise aus einem Hochfrequenzsender mit einer Senderröhre, die einen ohmschen Lastanteil 9 bildet, und mit einem Modulationstransformator, der einen induktiven Lastanteil 10 bildet.The power supply device shown in Fig. 1 has a Converter 1 with six thyristors 2, which are in a three-phase bridge circuit are arranged. The power converter 1 is fed via a device that is only simplified here shown triple line 3 from an alternating current network, not shown. To control the firing sequence of the thyristors 2, the converter 1 is a control device 4, which are connected to the control connections of the thyristors 2 on the output side is. The control device 4 has a control input 5 via which, when applied with a control signal a change in the ignition angle when controlling the Thyristors 2 and thus a change in the operating state of the converter 1 can be done. The DC voltage output 6 of the converter 1 is via a Smoothing choke 7 in a series branch with the output 6a of the invention Connected power supply device to which a load 8 is connected. at In the illustrated embodiment, the load 8 consists, for example, of one High-frequency transmitter with a transmitter tube that forms an ohmic load component 9, and with a modulation transformer which forms an inductive load component 10.
Die Stromversorgungseinrichtung nach Fig. 1 enthält weiterhin einen Glättungskondensator 11, der parallel zu der Last 8 an dem Ausgang 6a der Stromversorgungseinrichtung liegt. In einem Parallelzweig zu dem Glättungskondensator 11 ist weiterhin eine Induktivität 12 in Reihe mit einem steuerbaren Schaltglied 13 angeordnet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht das steuerbare Schaltglied 13 aus einem Thyristor; an Stelle eines Thyristors kann auch jedes weitere zündbare Ventilelement wie z. B. ein Ignitron Verwendung finden, das von einem stromleitenden in einen stromsperrenden Zustand übergeht, sobald der durch ihn fließende Strom zu Null wird.The power supply device of Fig. 1 further includes a Smoothing capacitor 11, which is parallel to the load 8 at the output 6a of the power supply device lies. In a parallel branch to the smoothing capacitor 11 is also one Inductance 12 arranged in series with a controllable switching element 13. In which The embodiment shown consists of the controllable switching element 13 from a thyristor; Instead of a thyristor, any other ignitable valve element such. B. find an Ignitron use, which is from a current-conducting to a current-blocking State passes as soon as the current flowing through it becomes zero.
Die erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung weist weiterhin eine Stromerfassungseinrichtung 14 mit einem stromemfindlichen Eingang 15 auf. Der stromempfindliche Eingang 15 besteht aus einem Stromerfassungswiderstand 16, der in Reihe mit der Last 8 an dem Ausgang 6a der Stromversorungseinrichtung liegt. Ein weiterer stromempfindlicher Eingang 17 der Stromerfassungseinrichtung 14 besteht aus einem weiteren Stromerfassungswiderstand 18, der in einem Längszweig zwischen dem Gleichspannungsausgang 6 des Stromrichters 1 und dem Ausgang 6a der Stromversorgungseinrichtung angeordnet ist. Die Stromerfassungseinrichtung 14 enthält eine Komparatorstufe 19, die dem stromempfindlichen Eingang 15 nachgeordnet ist und ausgangsseitig mit einem ersten Ausgang 20 und einem weiteren Ausgang 21 der Stromerfassungseinrichtung 14 in Verbindung steht. Eine weitere Komparatorstufe 22 ist dem stromempfindlichen Eingang 15 sowie dem weiteren stromempfindlichen Eingang 17 nachgeordnet und steht ausgangsseitig mit dem ersten Ausgang 20 in Verbindung; zwischem dem weiteren stromempfindlichen Eingang 17 und dem weiteren Ausgang 21 der Stromerfassungseinrichtung 14 ist eine zusätzliche Komparatorstufe 23 angeordnet. Der Ausgang 20 ist an dem Steuereingang des steuerbaren Schalt- gliedes 13 angeschlossen und der weitere Ausgang 21 ist mit dem Steuereingang 5 der Steuereinrichtung 4 verbunden. Die Komparatorstufe 19 erzeugt an dem Ausgang 20 der Stromerfassungseinrichtung 14 ein Steuersignal, sobald ein in den stromempfindlichen Eingang 15 fließender Laststrom i2 einen vorgegebenen Stromgrenzwert I2G überschreitet; dieses Steuersignal wird durch die weitere Komparatorstufe 22 solange aufrecht erhalten, wie der in den stromempfindlichen Eingang 15 fließende Strom i2 kleiner als der in den weiteren stromempfindlichen Eingang 17 fließende Strom i ist. An dem weiteren Ausgang 21 wird ein Wechselrichterbetrieb-Umschaltsignal erzeugt, sobald der in den stromempfindlichen Eingang 15 fließende Laststrom i2 den vorgegebenen Stromgrenzwert 12G überschreitet oder ein in den weiteren stromempfindlichen Eingang 17 fließender Strom i einen weiteren vorgegebenen Stromgrenzwert überschreitet. Die Komparatorstufe 19 der Stromerfassungseinrichtung 14 erzeugt an ihrem weiteren Ausgang 21 weiterhin ein Nullspannungsbetrieb-Umschaltsignal, sobald der in den stromempfindlichen Eingang 15 fließende Laststrom i2 seine Flußrichtung umkehrt.The power supply device according to the invention also has a Current detection device 14 with a current-sensitive input 15. The current sensitive Input 15 consists of a current detection resistor 16 in series with the Load 8 is at the output 6a of the power supply device. Another more current sensitive Input 17 of the current detection device 14 consists of a further current detection resistor 18, which is in a series branch between the DC voltage output 6 of the converter 1 and the output 6a of the power supply device is arranged. The current detection device 14 contains a comparator stage 19 which is arranged downstream of the current-sensitive input 15 and on the output side with a first output 20 and a further output 21 the current detection device 14 is in connection. Another comparator stage 22 is the current-sensitive input 15 and the other current-sensitive input 17 downstream and on the output side is connected to the first output 20; between the further current-sensitive input 17 and the further output 21 an additional comparator stage 23 is arranged in the current detection device 14. The output 20 is at the control input of the controllable switching limb 13 connected and the further output 21 is connected to the control input 5 of the control device 4 connected. The comparator stage 19 generates at the output 20 of the current detection device 14 a control signal as soon as a flowing into the current-sensitive input 15 Load current i2 exceeds a predetermined current limit value I2G; this control signal is maintained by the further comparator stage 22 as long as that in the current i2 flowing through the current-sensitive input 15 is smaller than that in the other current-sensitive input 17 flowing current i is. At the further exit 21 an inverter operation switchover signal is generated as soon as the in the current-sensitive Input 15 flowing load current i2 exceeds the specified current limit value 12G or a current i one flowing into the further current-sensitive input 17 exceeds another specified current limit value. The comparator stage 19 of the current detection device 14 also generates a zero-voltage operation switchover signal at its further output 21, as soon as the load current i2 flowing into the current-sensitive input 15 changes its flow direction reverses.
Die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung soll im folgenden anhand des in Figur 2 dargestellten Verlaufes der Spannung uC an dem Glättungskondensator 11 sowie der Verläufe der Ströme il am Gleichspannungsausgang 6 des Stromrichters 1 und i2 durch die Last 8 erläutert werden.The mode of operation of the power supply device according to the invention is in the following with reference to the curve of the voltage uC shown in Figure 2 at the smoothing capacitor 11 and the curves of the currents il at the DC voltage output 6 of the converter 1 and i2 can be explained by the load 8.
Bis zum Zeitpunkt t arbeitet die erfindungsgemäße Stromversorgungseinrichtung im normalen Nennbetrieb. Der Stromrichtel 1 wird über die Steuereinrichtung 4 im Gleichrichterbetrieb betrieben; d. h. die Thyristoren 2 werden mit einem Zündwinkel, der kleiner als 900 ist, angesteuert. Der Ausgangsstrom i des Stromrichters 1 ist ebenso groß wie der Laststrom ; so daß an der Glättungsdrossel 7 nur ein geringer, durch die Welligkeit der Spannung ud an dem Gleichspannungsausgang 6 des Stromrichters 1 hervorgerufener Spannungsanteil abfällt und die Spannung uC an dem Glättungskondensator 11 dem Gleichspannungsanteil der Spannung ud an den Gleichspannungsausgang 6 des Stromrichters 1 entspricht.The power supply device according to the invention operates up to time t in normal nominal operation. The converter 1 is via the control device 4 in Rectified operation operated; d. H. the thyristors 2 are fired with an ignition angle, which is smaller than 900 is controlled. The output current i of the converter 1 is as large as the load current; so that at the smoothing throttle 7 only a little, due to the ripple of the voltage ud at the DC voltage output 6 of the converter 1 caused voltage component drops and the voltage uC at the smoothing capacitor 11 the direct voltage component of the voltage ud to the DC voltage output 6 of the converter 1 corresponds.
Es sei angenommen, daß zum Zeitpunkt tl in der Senderöhre, also dem ohmschen Lastanteil 9 der Last 8 ein Kurzschluß auftritt. Dies hat einen Anstieg des Laststromes i2 zur Folge, wobei die Glättungsdrossel 7 und der induktive Lastanteil 10 die zeitliche Änderung des Laststromes 12 begrenzen. Der Anstieg des Laststromes 12 setzt sich zu einem Teil aus einem Anstieg des Ausgangsstromes i des Stromrichters 1 und zu einem anderen Teil aus einem Entladestrom des Glättungskondensators 11 zusammen, so daß die Spannung u an dem Glättungskondensator 11 absinkt.It is assumed that at the time tl in the transmitter tube, so the ohmic load portion 9 of the load 8 a short circuit occurs. This has an increase of the load current i2, with the smoothing choke 7 and the inductive load component 10 limit the change in load current 12 over time. The increase in the load current 12 is made up in part of an increase in the output current i of the converter 1 and to another part from a discharge current of the smoothing capacitor 11 together, so that the voltage u across the smoothing capacitor 11 drops.
Zum Zeitpunkt t2 erreicht der Laststrom i einen durch die Stromerfassungseinrichtung 14 vorgegebenen Grenzwert I2G, woraufhin die Stromerfassungseinrichtung 14 über ihren Ausgang 20 ein Steuersignal an das steuerbare Schaltglied 13 abgibt und über den weiteren Ausgang 21 ein Wechselrichterbetrieb-Umschaltsignal an die Steuereinrichtung 4 zum Umschalten des Stromrichters 1 in den Wechselrichterbetrieb abgibt. Das steuerbare Schaltglied 13 wird durch das beispielsweise aus einer Folge von Zündimpulsen bestehende Steuersignal an dem Ausgang 20 der Stromerfassungseinrichtung 14 in einen stromleitenden Zustand gesteuert, so daß der Kondensator 11 über die Induktivität 12 und das stromleitende Schaltglied 13 umgeladen wird; das hat zur Folge, daß die Spannung uC an dem Glättungskondensator 11 bis auf Null absinkt und dabei ihre Richtung wechselt. Da die Richtungsumkehr der Spannung uC an dem Glättungskondensator 11 schneller erfolgt, als der durch die Umsteuerung des Stromrichters 1 in den Wechselrichterbetrieb bewirkte Polaritätswechsel der Ausgangsspannung ud an dem Gleichspannungsausgang 6, steigt der Ausgangsstrom i bedingt durch die Induktion in der Glättungsdrossel 7 schnell an.At time t2, the load current i reaches a through the current detection device 14 predetermined limit value I2G, whereupon the current detection device 14 over its output 20 emits a control signal to the controllable switching element 13 and via the further output 21 an inverter operation switchover signal to the control device 4 outputs to switch the converter 1 to the inverter mode. The controllable Switching element 13 is made up of, for example, a sequence of ignition pulses Control signal at the output 20 of the current detection device 14 in a current-conducting State controlled so that the capacitor 11 via the inductor 12 and the current-conducting Switching element 13 is reloaded; this has the consequence that the voltage uC on the smoothing capacitor 11 drops to zero and changes direction in the process. Because the direction reversal the voltage uC at the smoothing capacitor 11 takes place faster than that through the reversal of the converter 1 in the inverter mode Caused polarity change of the output voltage ud at the DC voltage output 6, the output current i increases due to the induction in the smoothing reactor 7 quickly.
Wenn der Wert des Ausgangsstromes il den Wert des Laststromes i2 überschreitet, erreicht die Spannung uC ihren minimalen negativen Wert, um daraufhin wieder bis auf den Wert Null zurückzufallen, solange der Ausgangsstrom i1 größer als der Laststrom i2 ist. Während des Rückganges der Spannung uC auf den Wert Null erreicht der Ausgangsstrom i des Stromrichters 1 seinen maximalen Wert und sinkt danach wieder ab.If the value of the output current il exceeds the value of the load current i2, when the voltage uC reaches its minimum negative value, it then goes up again to fall back to the value zero as long as the output current i1 is greater than the load current i2 is. During the decrease in voltage uC to the value zero, the output current reaches zero i of the converter 1 reaches its maximum value and then drops again.
Sobald dabei der Ausgangsstrom i zum Zeitpunkt t3 unter den Wert des Laststromes i2 absinkt, wird die Abgabe des Steuersignales an dem Ausgang 20 der Stromerfassungseinrichtung 14 beendet, so daß das steuerbare Schaltglied 13 wieder in einen stromsperrenden Zustand übergeht, sobald der durch das Schaltglied 13 fließende Strom zu Null wird. Der Glättungskondensator 11 ist jetzt vollständig entladen und wird vom Zeitpunkt t3 bis zum Zeitpunkt t4 im wesentlichen durch den Laststrom i2 auf einen negativen Wert der Spannung uC aufgeladen; dabei schwächt sich der Lastsstrom i2 sehr schnell bis auf den Wert Null zum Zeitpunkt t4 ab. Der Ausgangsstrom i hat inzwischen den Wert Null erreicht und behält diesen Wert bei, solange die negative Spannung uC betragsmäßig kleiner ist, als der Betrag der mittleren Spannung ud, die sich im Falle eines Stromes i aufgrund des gewählten Zündwinkels zur Steuerung der Thyristoren 2 an dem Gleichspannungsausgang 6 des Stromrichters 1 einstellen würde; es findet daher bis zum Zeitpunkt t4 trotz des Wechselrichterbetriebes des Stromrichters 1 kein Leistungsfluß von dem Glättungskondensator 11 zu dem Stromrichter 1 statt, weil sich die Thyristoren 2 ständig in einem stromsperrenden Zustand befinden. Erreicht dagegen der Betrag der negativen Spannung u c den Betrag der mittleren Spannung Ud, so fließt ein Ausgleichsstrom i1 und bewirkt so eine Begrenzung der Spannung uc; dieser Fall ist in Figur 2 nicht dargestellt.As soon as the output current i falls below the value of the at time t3 Load current i2 drops, the output of the control signal at output 20 of the Current detection device 14 ended, so that the controllable switching element 13 again goes into a current blocking state as soon as the flowing through the switching member 13 Current becomes zero. The smoothing capacitor 11 is now completely discharged and is essentially determined by the load current i2 from time t3 to time t4 charged to a negative value of the voltage uC; this weakens the load current i2 very quickly down to the value zero at time t4. The output current i has meanwhile reaches the value zero and maintains this value as long as the negative The value of the voltage uC is smaller than the value of the mean voltage ud, in the case of a current i due to the selected ignition angle to the control of the thyristors 2 at the DC voltage output 6 of the converter 1 would; it therefore takes place up to time t4 despite the inverter operation of the Converter 1 no power flow from the smoothing capacitor 11 to the converter 1 instead because the thyristors 2 are constantly in a current blocking state. If, however, the amount of negative voltage u c the amount of the mean voltage Ud, a compensating current i1 flows and thus causes a Limitation of the voltage uc; this case is not shown in FIG.
Wenn zum Zeipunkt t4 der Laststrom i2 den Wert Null erreicht und seine Flußrichtung umkehrt, wird dies von der Stromerfassungseinrichtung 14 detektiert, die daraufhin den Stromrichter 1 in einen Nullspannungsbetrieb steuert; d. h.If at time point t4 the load current i2 reaches the value zero and its Reverses the direction of flow, this is detected by the current detection device 14, which then controls the converter 1 in a zero voltage mode; d. H.
die Stromerfassungseinrichtung 14 stellt über ihren weiteren Ausgang 20 in der Steuereinrichtung 4 einen Zündwinkel von 90O zur Steuerung der Thyristoren 2 ein. Während des Nullspannungsbetriebes des Stromrichters 1 kann sich der Glättungskondensator vollständig entladen, wobei sich der Entladestrom zu einem großen Teil aus dem Strom i1 und zu einem kleineren Teil aus dem Laststrom i2 zusammensetzt.the current detection device 14 provides its further output 20 in the control device 4 an ignition angle of 90 ° for controlling the thyristors 2 a. During the zero-voltage operation of the converter 1, the smoothing capacitor completely discharged, whereby the discharge current comes to a large extent from the current i1 and to a lesser extent composed of the load current i2.
Wenn die Spannung uC an dem Glättungskondensator 11 zum Zeitpunkt t5 den Wert Null abgefallen ist, erreichen auch die Ströme il und i2 den Wert Null, so daß der Stromrichter 1 in den Wechselrichterbetrieb umgesteuert werden kann.When the voltage uC across the smoothing capacitor 11 at the time t5 has dropped to zero, the currents il and i2 also reach zero, so that the converter 1 can be switched to the inverter mode.
Der Stromrichter 1 verbleibt so lang in diesem Betriebszustand, bis ein neuer Nennbetrieb der Stromversorgungseinrichtung eingeleitet wird.The converter 1 remains in this operating state until a new nominal operation of the power supply device is initiated.
Wie vorstehend erläutert wurde, wird bei der erfindungsgemäßen Stromversorgungseinrichtung bei einem Lastkurzschluß der Laststrom i2 im wesentlichen dadurch abgebaut, daß der Glättungskondensator 11 bis zum Zeitpunkt t3 entladen wird und daraufhin im wesentlichen durch den Laststrom il wieder aufgeladen wird, wobei der Laststrom i2 schnell abgeschwächt wird.As explained above, in the power supply device according to the invention in the event of a load short circuit, the load current i2 is essentially reduced by the fact that the smoothing capacitor 11 is discharged up to time t3 and then im is essentially recharged by the load current il, the load current i2 is weakened quickly.
2 Figuren 4 Ansprüche2 figures 4 claims
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843435366 DE3435366A1 (en) | 1984-09-24 | 1984-09-24 | Power supply device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843435366 DE3435366A1 (en) | 1984-09-24 | 1984-09-24 | Power supply device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3435366A1 true DE3435366A1 (en) | 1986-04-03 |
Family
ID=6246433
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19843435366 Withdrawn DE3435366A1 (en) | 1984-09-24 | 1984-09-24 | Power supply device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3435366A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4757435A (en) * | 1986-03-19 | 1988-07-12 | Westinghouse Electric Corp. | Static-controlled current-source AC/DC power converter and DC/AC power converter, and protection system embodying the same |
-
1984
- 1984-09-24 DE DE19843435366 patent/DE3435366A1/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4757435A (en) * | 1986-03-19 | 1988-07-12 | Westinghouse Electric Corp. | Static-controlled current-source AC/DC power converter and DC/AC power converter, and protection system embodying the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |