DE3835869C2 - - Google Patents
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
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- H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
- H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/505—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M7/515—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
- H02M7/517—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only with special starting equipment
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Starten
eines Wechselrichters, der von einer halbgesteuerten Drehstrombrücke,
bestehend aus Thyristoren und Dioden, einem
Überspannungsschutz, bestehend aus zusätzlichen Dioden und
einem Schutzkondensator mit Entladewiderstand, und einem
aus Drossel und Zwischenkreis-Kondensator bestehenden Zwi
schenkreis versorgt wird und der in seinem Lastkreis über
einen Transformator eine als Reihenresonanzkreis ausgebildete
Last speist.
Eine derartige Anordnung zum Starten eines Wechselrichters
entspricht internem Stand der Technik der Asea Brown Boveri
AG.
Bekannt ist, einen Reihenschwingkreis als Last über einen
Trenntransformator aus einem Wechselrichter mit Strom zu
versorgen (siehe beispielsweise DE 36 39 075 A1). Der Wechselrichter
wird dabei beispielsweise über einen LC-Zwischenkreis
(siehe beispielsweise IEEE Transactions on
Industry Application, Vol. IA-23, No. 4, July/August 1987,
Seiten 673 bis 680) und eine halbgesteuerte Brücke (siehe
beispielsweise JP 1-74 061(A)) aus einem Drehstromnetz betrieben. Schutzschaltungen innerhalb der Drehstrombrücke
gegen Überspannungen sind bekannt (siehe beispielsweise
BBC-Druckschrift Nr. DHS 50 839D "Veritron-Stromrichtergeräte
Typenreihe CSD . . . 1975/1976).
Allgemein bekannt ist, mit mehreren zusätzlichen Dioden die
halbgesteuerte Drehstrombrücke zu einer vollständigen
Gleichrichterbrücke zu ergänzen und den gemeinsamen Aus
gang der Gleichrichterbrücke über einen Kondensator mit
parallelem Entladewiderstand an ein gemeinsames Minus-
Potential zu führen. Die Energie einer auftretenden
Überspannnung wird dabei von dem Kondensator aufgenom
men. Der Kondensator wird beim Zuschalten des Drehstrom
netzes auf die Scheitelspannung des Netzes aufgeladen.
Bei auftretenden Spannungsspitzen aus dem Netz bzw. Kom
mutierungsüberspannungen fließt Ladestrom in den Konden
sator. Die Energie der Spannungsspitzen erhöht die La
dung des Kondensators. Die Ladung wird anschließend über
den Parallelwiderstand wieder abgebaut. Eine derartige
Schaltung schützt die Gleichrichterbauteile vor Über
spannung aus dem Netz und der Kommutierung.
Das Starten eines Wechselrichters mit einer Serienreso
nanzlast, die über einen Trenntransformator angesteuert
wird, erfolgt nicht immer sicher, weil der Transforma
torkern nach einem vorausgegangenen Ausschalten in einer
nicht bestimmten Remanenzlage bleibt. Die nicht defi
nierte Remanenzlage kann beim Wiedereinschalten zu einem
steilen Stromanstieg führen, der größer ist, als der
Nennstrom der Anlage. Dieser hohe Einschaltstrom kann
dadurch verringert werden, daß der Transformatorkern
durch eine von außen zuführbare kleine Spannung in eine
bestimmte Richtung vormagnetisiert wird. Dies ist sehr
aufwendig.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung
aufzuzeigen, die auf einfache Art ein sicheres Starten
eines Wechselrichters zur Versorgung eines aus Serien
schwingkreis und Transformator bestehenden Lastkreises
gewährleistet.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des
Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.
Eine Ausgestaltung ist im Unteranspruch gekennzeichnet.
Vorteilhaft bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist be
sonders der geringe Aufwand, mit dem ein sicheres Star
ten des Wechselrichters auch bei ungünstigen Bedingungen
erreicht wird. Durch den aus Teilerwiderstand, Schalter,
Diode und bereits vorhandenen Zwischenkreiskondensator
gebildeten zusätzlichen Ladekreis kann der Wechselrich
ter sicher gezündet werden. Dazu wird keine zusätzlich
von außen zugeführte Spannung verwendet, sondern eine
bereits in einem Überspannungsschutz der Drehstrombrücke
vorhandene Spannung eingesetzt.
Weitere Vorteile sind aus der nachfolgenden Beschreibung
ersichtlich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend
anhand der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt dabei eine halbgesteuerte Drehstrom
brücke mit Überspannungsschutz, einen Zwischenkreis,
einen Wechselrichter in vereinfachter Darstellung und
eine über einen Transformator gespeiste Last.
Eine halbgesteuerte Drehstrombrücke besteht aus drei
Thyristoren T1, T2, T3 und drei Dioden D1, D2, D3 und einer
dazu parallel zwischen Plus- und Minus-Potential geleg
ten Freilaufdiode D7. Da schon drei Dioden vorhanden
sind, kann durch weitere drei Dioden D4, D5, D6 die feh
lende Hälfte eines Überspannungsschutzes aufgebaut wer
den. Am Ausgang der Dioden D4, D5, D6, an einer gemeinsa
men Sammelschiene 4, ist ein Kondensator C1 nach Minus-
Potential gelegt. Parallel zum Kondensator C1 ist in
üblicher Weise ein Widerstand R1 zur Entladung ange
schlossen. Der Kondensator C1 wird beim Zuschalten der
Spannung L1, L2, L3 des eingangsseitigen dreiphasigen
Drehstromnetzes auf den Scheitelwert der Netzspannung
aufgeladen. Die Zeitkonstante der Bauglieder R1/C1 wird
erheblich größer als die Netzperiodendauer gewählt. Eine
derartige Schaltung ist bekannt.
An diese Drehstrombrücke schließt sich ein Zwischen
kreis, bestehend aus einer Drossel DR1 und einem Konden
sator C2 an. Dieser als Filter wirkende Zwischenkreis
dient zur Verringerung von Netzrückwirkungen und zur
Begrenzung des Ladestroms.
An diesen Zwischenkreis ist ein Wechselrichter 1 ange
schaltet, der über einen Trenntransformator 2 eine Last 3
ansteuert. Die Last 3 besteht beispielsweise aus Spule
und Kondensator und ist als Resonanzkreis ausgebildet.
In der Zeichnung wurden diese Bauteile nur im Block
schaltbild dargestellt.
Beim Starten des Wechselrichters 1 kann es durch die
Remanenz in dem Trenntransformator 2 zu einem erhöhten
Einschaltstrom kommen, der die im Wechselrichter ange
ordneten und in der Zeichnung nicht gezeigten Thyristo
ren und Dioden zerstören kann. Eine vor dem Start des
Wechselrichters definierte Remanenzlage des Trenntrans
formators 2 verhindert einen steil ansteigenden Strom im
Wechselrichter.
Die Erfindung geht aus von dem Potential des aufgelade
nen Kondensators C1, der in Verbindung mit dem paralle
len Entladewiderstand R1 als Kurzschlußschutz verwendet
wird. Erfindungsgemäß wird also eine bei einer Dreh
strombrücke mit Überspannungsschutz vorhandene Spannung
abgegriffen und damit der schon vorhandene Zwischen
kreiskondensator aufgeladen.
Dazu ist der Entladewiderstand R1 aufgeteilt in zwei
einzelne Widerstände oder in ein Potentiometer. Der Mit
telabgriff des geteilten Widerstandes ist über einen
Schalter S und eine in Durchlaßrichtung betriebene Diode
D8 auf den Zwischenkreiskondensator C2 geschaltet.
Diese Anordnung arbeitet wie folgt:
Beim Startvorgang wird der Schalter S geschlossen. Über
den geteilten Widerstand R1 (Spannungsteilerwiderstand) ,
den geschlossenen Schalter S und die Diode D8 wird der
Zwischenkreiskondensator C2 auf eine relativ kleine
Spannung aufgeladen. Danach werden nicht dargestellte
Thyristoren im Diagonalzweig des Wechselrichters gezün
det, so daß der Strom aus dem Zwischenkreiskondensator
C2 über den Wechselrichter 1 und den Transformator 2
nach Minus-Potential fließen kann. Der Kern des Trans
formators 2 wird dadurch in eine bestimmte Richtung vor
magnetisiert.
Nach Abklingen der Spannung aus dem Kondensator C2 geht
der Strom durch den Transformator 2 zu Null. Die nicht
dargestellte Zündvorrichtung erkennt dies und schaltet
die Thyristoren T1, T2, T3 der Drehstrombrücke durch. Da
durch wird der Zwischenkreiskondensator C2 auf die volle
Betriebsspannung aufgeladen und anschließend die andere
Diagonale des Wechselrichters 1 durchgeschaltet, so daß
der Wechselrichter 1 startet. Nach dem Startvorgang wird
der Schalter S geöffnet.
Der in der Zeichnung nur andeutungsweise dargestellte
Wechselrichter 1 besteht in bekannter Weise aus zwei
Diagonalen, die aus Thyristoren mit antiparallelen Frei
laufdioden gebildet werden, so daß der Stromfluß einmal
durch die eine Diagonale und einmal in Gegenrichtung
durch die andere Diagonale geschaltet wird. Diese Ar
beitsweise eines Wechselrichters ist aber bekannt und
hier von untergeordneter Bedeutung, denn die Aufgabe der
vorliegenden Erfindung war es, einen Wechselrichter si
cher zu starten.
Claims (2)
1. Anordnung zum Starten eines Wechselrichters, der
von einer halbgesteuerten Drehstrombrücke, bestehend aus
Thyristoren (T1, T2, T3) und Dioden (D1, D2, D3), einem Überspannungsschutz,
bestehend aus zusätzlichen Dioden
(D4, D5, D6) und einem Kondensator (C1) mit Entladewider
stand (R1), und einem aus Drossel (DR1) und Zwischenkreis-
Kondensator
(C2) bestehenden Zwischenkreis versorgt
wird und der in seinem Lastkreis über einen Transformator
(2) eine als Reihenresonanzkreis ausgebildete Last (3)
speist, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladewiderstand
(R1) geteilt ist und von seinem Teilungspunkt aus über
einen Schalter (S) und eine in Durchlaßrichtung betriebene
Diode (D8) am Pluspol des Zwischenkreis-Kondensators
(C2) angeschlossen ist, daß der Schalter (S) während des
Startvorganges geschlossen ist und nach Aufladung des
Schutz-Kondensators (C1) und gesperrter halbgesteuerter
Drehstrombrücke eine Teilspannung über den geteilten Widerstand
(R1), den geschlossenen Schalter (S) und die
Start-Diode (D8) auf den Zwischenkreis-Kondensator (C2) geleitet
wird, daß anschließend eine Diagonale des Wechselrichters
(1) durchschaltet und damit den Transformator (2)
in eine bestimmte Richtung vormagnetisiert, daß nach Entladung
des Zwischenkreis-Kondensators (C2) der Strom durch
die eine Diagonale des Wechselrichters (1) zu Null wird, so
daß über die jetzt durchgeschaltete halbgesteuerte Drehstrombrücke
der Zwischenkreis-Kondensator (C2) auf volle
Betriebsspannung aufgeladen wird und der Wechselrichter (1)
über die andere Diagonale startet, und daß anschließend der
Schalter (S) geöffnet wird.
2. Anordnung zum Starten eines Wechselrichters nach
Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Entladewiderstand
(R1) als Potentiometer ausgebildet ist.
Priority Applications (3)
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DE3835869A DE3835869A1 (de) | 1988-10-21 | 1988-10-21 | Anordnung zum starten eines wechselrichters |
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Family Applications (1)
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