DE3913675C1 - Commutating arrangement, for frequency converter - has thyristors galvanically connected in pairs and antiparallel to each mains and consumer phase - Google Patents
Commutating arrangement, for frequency converter - has thyristors galvanically connected in pairs and antiparallel to each mains and consumer phaseInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Kommutierungseinrichtung für einen Direktumrichter, insbesondere von der Art wie er in der deutschen Patentschrift 35 02 204 beschrieben ist. Dabei handelt es sich um einen Direktumrichter mit natürlicher Kommutierung, zum Betreiben eines m-phasigen elektrischen Verbrauchers, vorzugsweise einer elektrischen Maschine, mit der Frequenz f, an einem M-phasigen Wechselspannungsnetz der Frequenz F, wobei der Direktumrichter eine Anzahl von 2 · M · m Thyristoren umfaßt, welche paarweise und antiparallel mit jeder Netzphase und jeder Verbraucherphase galvanisch verbunden sind. Ein wesentliches Kennzeichen des bekannten Direktumrichters besteht darin, daß abgesehen von kommutierungsbedingten Überlappungszeiten jeweils nur zwei Netz- bzw. Verbraucherphasen gleichzeitig Strom führen.The invention relates to a commutation device for a direct converter, in particular of the type as described in German Patent 35 02 204. It is a natural commutation direct converter for operating a m- phase electrical load, preferably an electrical machine, with the frequency f , on an M- phase ac network of frequency F , where the cycloconverter has a number of 2 · M · m comprises thyristors, which are galvanically connected in pairs and antiparallel with each mains phase and each consumer phase. An essential characteristic of the known cycloconverter is that, apart from commutation-related overlap times, only two mains or consumer phases simultaneously carry current.
Wegen des vom Netz abhängigen Charakters der natürlichen Kommutierung erfolgen die Kommutierungsvorgänge zu festen Zeitpunkten, welche ausschließlich durch die Netzfrequenz bestimmt sind. In Abhängigkeit von der eingestellten Ausgangsfrequenz und Ausgangsspannung sind dabei Schwebungen der Periode der Verbraucherströme unvermeidbar. Bei Verbrauchern in Form elektrischer Maschinen, insbesondere Asynchronmotoren wirken sich diese Schwebungen nachteilig auf die Rundlaufeigenschaften aus.Because of the network dependent nature of the natural Commutation done the commutation at fixed times, which exclusively by the mains frequency are determined. Dependent on from the set output frequency and output voltage are beats of the period of Consumer flows unavoidable. For consumers in the form of electrical machines, in particular asynchronous motors These beats are detrimental on the concentricity properties.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, zusätzlich zur Netzkommutierung eine Verbraucherkommutierung, die in Abhängigkeit von der Verbraucherfrequenz erfolgt, vorzusehen, welche sich mit einem geringen Aufwand an Hardware verwirklichen läßt.In contrast, the present invention is the Task underlying, in addition to the network commutation a consumer commutation depending on provided by the consumer frequency, which deals with a small amount of hardware let realize.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein besonders vorteilhafter Ansteuerungsalgorithmus ist in Anspruch 2 gekennzeichnet.This object is achieved by the characterizing features of the claim 1 solved. A particularly advantageous control algorithm is characterized in claim 2.
Die Verbraucherkommutierungseinrichtung gemäß dem Erfindungsvorschlag ist in Bild 1 in Verbindung mit einem Direktumrichter (siehe Bild 1.1) nach dem deutschen Patent 35 02 204 allgemein dargestellt. Demzufolge wird auf die Gesamtoffenbarung der deutschen Patentschrift 35 02 204 ausdrücklich als Teil der Offenbarung gemäß vorliegender Patentanmeldung Bezug genommen.The consumer commutation according to the invention proposal is shown in Figure 1 in conjunction with a direct converter (see Figure 1.1) according to German Patent 35 02 204 in general. Accordingly, the entire disclosure of German Patent 35 02 204 is expressly incorporated by reference as part of the disclosure of this application.
Der vorliegende Erfindungsvorschlag umfaßt im wesentlichen einen Kommutierungskondensator, an dessen Polen F, K eine Anzahl von 4-m-Thyristoren T, wie dargestellt, geschaltet sind.The present invention proposal essentially comprises a commutation capacitor, to whose poles F, K a number of 4 m thyristors T , as shown, are connected.
Auf einem anderen Gebiet, nämlich jenen der Stromzwischenkreis-Umrichtertechnik sind Kommutierungsschaltungen bekannt, welche mehrere Kondensatoren und außerdem noch zusätzliche Ventile zwischen Netz und Verbraucher umfassen; durch diese Ventile erhöhen sich die Durchlaßverluste des Umrichters.In another field, namely those of the power link converter technology are commutation circuits known which several capacitors and also additional valves between mains and consumers include; increase through these valves the on-state losses of the inverter.
Im Rahmen der Erfindung genügt es, einfache Netzthyristoren einzusetzen, da die Kommutierungszeitpunkte hinreichend weit auseinanderliegen, so daß relativ lange Schonzeiten zur Verfügung stehen.In the context of the invention, it is sufficient, simple network thyristors since the commutation times sufficiently far apart, so that relatively long seasons are available.
Durch den Erfindungsvorschlag wird erstmals ein Direktumrichter auf Thyristorbasis geschaffen, der mit einer Kommutierungshilfe ausgestattet ist, die einen verlustarmen Betrieb des Umrichters gewährleistet, da immer nur ein Ventil zwischen Netz und Verbraucher geschaltet ist.By the invention proposal is the first time Direct current converter created on thyristor basis, which is equipped with a commutation aid, which ensures a low-loss operation of the inverter, there is always only one valve between the network and consumers switched.
Durch die in der Variante gemäß Anspruch 2 vorgesehene Möglichkeit eines Freilaufstroms ist ein Kondensator mit relativ kleiner Kapazität ausreichend mit der gleichzeitigen Folge, daß das gesamte Spannungsniveau sowohl der Kommutierungseinrichtung als auch des Umrichters nach oben hin begrenzbar ist.By provided in the variant according to claim 2 Possibility of a freewheeling current is a capacitor with a relatively small capacity sufficient with the simultaneous consequence that the entire voltage level both the commutation and the Inverter is limited to the top.
Der besondere Vorteil des Erfindungsvorschlags zeigt sich in der elektrischen Antriebstechnik, dort insbesondere bei Verwendung von Asynchronmaschinen.The particular advantage of the invention proposal shows up in the electric drive technology, in particular when using asynchronous machines.
In Ergänzung zu Bild 1 ist der in der deutschen Patentschrift 35 02 204 beschriebene Direktumrichter (dort Bild 1) in Bild 1.1 nochmals übereinstimmend dargestellt. Bild 1.1 zeigt die Schaltung des Direktumrichters bei M-phasigem Netz und m-phasigem Verbraucher. Das gleichzeitig stromführende Thyristorpaar T X,y und T x,Y ist erkennbar dargestellt.In addition to Figure 1 of the direct converter described in the German Patent 35 02 204 (Figure 1 there) is shown again in Figure 1.1 matching. Figure 1.1 shows the circuit of the cycloconverter with M- phase network and m- phase consumer. The simultaneously current-carrying thyristor pair T X, Y and T x, Y is shown recognizable.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird im folgenden die Funktion der vorgeschlagenen Kommutierungseinrichtung anhand der Bilder 2.1 bis 2.4 näher erläutert. Jedes dieser Bilder zeigt lediglich einen Ausschnitt aus Bild 1, wobei vom Direktumrichter beispielhaft der Kommutierungsvorgang vom Thyristor T x₀,Y zum Thyristor T x₁,Y dargestellt ist. Dabei sind die stromführenden Thyristoren durch eine schwarze Markierung gekennzeichnet. For a better understanding of the present invention The operation of the proposed commutation is illustrated by the images 2.1 to 2.4. Each of these images shows only a portion of Figure 1, wherein the direct converter example of the commutation of the thyristor T x₀, Y to the thyristor T x₁, Y is shown. The current-carrying thyristors are characterized by a black mark.
Bild 2.1 zeigt den Zustand vor der Kommutierung. Der Strom fließt aus der Netzphase X über T X,y in die Verbraucherphase y und zurück aus der Verbraucherphase x₀ über T x₀,Y in die Netzphase Y. Aufgrund des vorhergehenden Kommutierungsvorgangs ist der Kondensator wie dargestellt K (+) und F (-) geladen. Figure 2.1 shows the condition before the commutation. The current flows from the mains phase X via T X, y into the consumer phase y and back from the consumer phase x ₀ via T x₀, Y into the mains phase Y. Due to the preceding commutation process, the capacitor is charged as shown K (+) and F (-).
Bild 2.2 zeigt die zu Beginn des Kommutierungsvorgangs stattfindende Überlappungsphase. Durch Zündung des Thyristors T x₁,Y fließt der Strom sowohl über die Phase x₀ als auch über x₁ zurück in die Netzphase Y. Figure 2.2 shows the overlapping phase at the beginning of the commutation process. By ignition of the thyristor T x₁, Y , the current flows through both the phase x ₀ and x ₁ back into the network phase Y.
Bild 2.3 zeigt die durch Zündung der Thyristoren T x₀,F und T K,x₁, gemäß Anspruch 1, stattfindende Umleitung des Stromes aus der Verbraucherphase x₀ über T x₀,F den Kondensator und T K,x₁ in die Verbraucherphase x₁. Figure 2.3 shows the by ignition of the thyristors T x₀, F and T K, x₁ , according to claim 1, taking place redirecting the current from the consumer phase x ₀ via T x₀, F the capacitor and T K, x₁ in the consumer phase x ₁.
Der vorher mit F (-) und K (+) geladene Kondensator wird im Laufe des Kommutierungsvorgangs auf F (+) und K (-) umgeladen.The capacitor previously charged with F (-) and K (+) is reloaded to F (+) and K (-) during the commutation process.
Bild 2.3.1 zeigt den bei induktiver Last, relativ hohen Strömen bzw. kleinen Kapazitätswerten des Kondensators stattfindenden Freilauf, gemäß Anspruch 2. Durch zusätzliches Zünden des Thyristors T F,y kann der Verbraucherstrom nach erfolgter Umladung des Kondensators aus x₀ jetzt über T x₀,F und T F,y in die Verbraucherphase y zurückfließen (Freilauf). Figure 2.3.1 shows the freewheel taking place under inductive load, relatively high currents or small capacitance values of the capacitor, according to claim 2. By additional firing of the thyristor T F, y , the load current after recharging the capacitor from x ₀ now over T x₀ , F and T F, y flow back into the consumer phase y (freewheeling).
Bild 2.4 zeigt die Situation nach erfolgter Kommutierung von x₀ auf x₁. Der jetzt mit F (+) und K (-) geladene Kondensator steht für den nächsten Verbraucher-Kommutierungsvorgang (von y₀ auf y₁) bereit. Figure 2.4 shows the situation after commutation from x ₀ to x ₁. The now charged with F (+) and K (-) capacitor is ready for the next consumer commutation process (from y ₀ to y ₁).
Claims (2)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3913675A DE3913675C1 (en) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | Commutating arrangement, for frequency converter - has thyristors galvanically connected in pairs and antiparallel to each mains and consumer phase |
ZA903180A ZA903180B (en) | 1989-04-26 | 1990-04-26 | Commutating device for a direct converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3913675A DE3913675C1 (en) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | Commutating arrangement, for frequency converter - has thyristors galvanically connected in pairs and antiparallel to each mains and consumer phase |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3913675C1 true DE3913675C1 (en) | 1990-01-11 |
Family
ID=6379457
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE3913675A Expired - Lifetime DE3913675C1 (en) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | Commutating arrangement, for frequency converter - has thyristors galvanically connected in pairs and antiparallel to each mains and consumer phase |
Country Status (2)
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DE (1) | DE3913675C1 (en) |
ZA (1) | ZA903180B (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3502204C2 (en) * | 1985-01-24 | 1988-02-25 | Georg Dipl.-Ing. 8000 Muenchen De Hienz |
-
1989
- 1989-04-26 DE DE3913675A patent/DE3913675C1/en not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-04-26 ZA ZA903180A patent/ZA903180B/en unknown
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3502204C2 (en) * | 1985-01-24 | 1988-02-25 | Georg Dipl.-Ing. 8000 Muenchen De Hienz |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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ZA903180B (en) | 1991-06-26 |
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