DE4309031A1 - Verfahren zum Betreiben mehrerer parallel geschalteter Thyristorsteller - Google Patents
Verfahren zum Betreiben mehrerer parallel geschalteter ThyristorstellerInfo
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- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben mehrerer parallel
geschalteter Thyristorsteller mittels Schwingungspaketsteuerung, wobei die
Thyristorsteller jeweils nacheinander mit einer Verzögerungszeit
eingeschaltet werden, die kleiner als die Taktzeit ist.
Ein derartiges Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens ist aus der DE-OS 28 55 332 bekannt. Bei der
Schwingungspaketsteuerung werden über den Thyristorsteller eine bestimmte
Anzahl von Sinusschwingungen durchgelassen, die in ihrer Gesamtheit das
Schwingungspaket bilden. Nach einer vorgegebenen Pausenzeit wird das
nächste Schwingungspaket dem Lastkreis zugeführt. Durch Veränderung der
Breite des Schwingungspaketes wird die an den Verbraucher abgegebene
Leistung gesteuert.
Bei Parallelbetrieb mehrerer Verbrauchergeräte tritt das Problem auf, daß
Laststöße in dem Netz verursacht werden können, die zu
Netzspannungseinbrüchen führen. Diese Spannungseinbrüche wiederum
verursachen in Beleuchtungseinrichtungen Lichtstärkeschwankungen, die als
Flicker bezeichnet werden. Bei dem eingangs genannten Verfahren werden
über Thyristorsteller gespeiste Verbraucher so betrieben, daß jeweils nur
ein Verbraucher eingeschaltet werden kann und praktisch sämtliche
Verbraucher den gleichen Laststrom liefern. Durch eine Taktsteuerung wird
für sämtliche Thyristorsteller eine einheitliche Taktfrequenz festgelegt. Das
Verfahren läuft dann im wesentlichen so ab, daß jeder Verbraucher mit
einer ebenfalls für alle Thyristorsteller festgelegten Verzögerungszeit
nacheinander eingeschaltet wird. Die Verzögerungszeit ist das Zeitintervall,
nach dem ein Verbraucher gegenüber dem vorhergehend eingeschalteten
Verbraucher eingeschaltet wird.
Das bekannte Verfahren hat insbesondere den Nachteil, daß sämtliche
Verbraucher nur bei der gleichen Stromstärke betrieben werden können und
deren Einschaltzeiten gleich groß sein müssen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Betreiben mehrerer parallel geschalteter Thyristorsteller mittels
Schwingungspaketsteuerung verfügbar zu machen, wobei die an die
Thyristorsteller angeschlossenen Verbraucher auch mit unterschiedlichen
Stromstärken und gegebenenfalls auch unterschiedlichsten Einschaltzeiten
betrieben werden können.
Diese Aussage wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die
Verzögerungszeit jedes Thyristorstellers in Abhängigkeit von der
Einschaltzeit und der Stromamplitude sämtlicher Thyristorsteller derart
eingestellt wird, daß innerhalb einer Taktperiode der Effektivwert des
Netzstromes minimiert wird.
Dieses Verfahren wird im wesentlichen so durchgeführt, daß für jeden
Thyristorsteller seine jeweilige Einschaltzeit und die Stromamplitude
ermittelt werden und für jeden Thyristorsteller eine Verzögerungszeit
ermittelt wird, die einen Betrieb ermöglicht, ohne daß ein störendes
Flickern auftritt. Das ist dann der Fall, wenn bei vorgegebenen
Stromamplituden und Einschaltzeiten der Einzelthyristoren die
Verzögerungszeiten so ermittelt werden, daß der Effektivwert im Netz ein
Minimum erreicht.
Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Das Wesen der Erfindung soll anhand der Zeichnungen näher erläutert
werden.
Es zeigen:
Fig. 1 3 parallel geschaltete Thyristorsteller in einer schematischen
Anordnung, die zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Er
findung geeignet ist;
Fig. 2 den Stromverlauf in den 3 Thyristorstellerzweigen und im Netz,
wie es dem bekannten Verfahren entspricht;
Fig. 3 den Stromverlauf wie in Fig. 2, jedoch bei einem willkürlichen
Betrieb der Einzelthyristorsteller und
Fig. 4 den Stromverlauf in den Thyristorstellern und im Netz bei An
wendung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
Die Thyristorsteller 1, 2 und 3 bestehen wie üblich aus zwei antiparallel
geschalteten Thyristoren und einer dazugehörigen Steuereinheit, mit der u. a.
die Steuerströme der beiden Thyristoren erzeugbar sind. In Reihe zu den
Thyristorstellern stellen 1, 2 und 3 ist jeweils die Last 4, 5 und 6
geschaltet, wobei die Netzeingänge an den Leitungen bzw. Anschlüsse 7
und 8 liegen. Zusätzlich zu dieser bekannten Schaltungsanordnung ist
noch eine zentrale, intelligente Steuerung 9 vorgesehen, die über eine
Datenleitung 10 mit den Thyristoreinheiten 1, 2 und 3 verbunden sind.
Über die Datenleitung können sowohl Daten der Thyristorsteller, wie z. B.
Ansteuerungswinkel und der Strom, abgefragt werden als auch Daten zu
den Steuereinheiten der Thyristorsteller gesendet werden, um insbesondere
Leistung in der Last in Abhängigkeit von vorbestimmten Parametern, die im
einzelnen noch erläutert wird, einzustellen.
In Fig. 2 sind die Ströme in den Thyristorzweigen I01, I02, I03 sowie der
Netzstrom IL in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Wie auch bei den
bekannten Verfahren wird angenommen, daß die Taktzeit T0, d. h. die
Zeit, die zwischen dem Stromeinsatz zweier aufeinander folgender
Schwingungspakete liegt, konstant ist. Während der Zeitintervalle TS1, TS2
und TS3 fließt in dem jeweiligen Thyristorsteller ein Strom, wobei der
Stromverlauf während dieser Zeitintervalle als ein Rechteckimpuls
dargestellt ist, der sich aus einer Vielzahl von Schwingungen zu einem
Schwingungspaket zusammensetzt. Die einzelnen Thyristorsteller werden
jeweils um die konstante Verzögerungszeit tv gegeneinanderversetzt
eingeschaltet, so daß jeweils nur ein Thyristorsteller Strom führt und
damit das Netz belastet. Diese Arbeitsweise setzt voraus, daß die
Verzögerungszeit tv gleich To/n ist, wobei n die Anzahl der
Thyristorsteller angibt. Nur für diesen Fall ist gewährleistet, daß nur ein
Thyristorsteller am Netz liegt. Da bei der bekannten Verfahrensweise die
Stromamplitude für alle Thyristorsteller gleich groß ist und das Netz
jeweils nur von einem Thyristorsteller belastet wird, ergibt sich als
Netzstrom ein Stromverlauf, der keine Netzeinbrüche derart verursacht, daß
bei anderen Verbrauchern, die Lichtquellen enthalten und ebenfalls an dem
gleichen Netz liegen, Flickerscheinungen auftreten.
In Fig. 3 ist der Fall dargestellt, daß bei gleicher Verzögerungszeit tv wie
in Fig. 2 die Impulshöhe in den einzelnen Thyristorstellerzweigen sowie die
Länge der Impulsdauer unterschiedlich ist. Aus dem Verlauf des
Netzstromes ist unschwer zu erkennen, daß der Stromeinsatz an einigen
Stellen zu beachtlichen Stromsprüngen führt, die wiederum Netzeinbrüche
verursachen, die zu den genannten Flickerscheinungen führen.
In Fig. 4 schließlich ist der Stromverlauf in den Zweigen der
Thyristorsteller sowie der Stromverlauf im Netz dargestellt, wenn die
Verzögerungszeit nach dem Verfahren der Erfindung so eingestellt wird,
daß der Effektivstrom minimiert wird. Bei gleicher Taktperiode werden also
unterschiedliche Verzögerungszeiten tv1, tv2 und tv3 eingestellt. Dazu wird
über die Datenleitung 10 von der zentralen Steuerung 9 die Einschaltzeit
sowie die Stromamplitude für jeden Thyristorsteller abgefragt und aus
diesen werden die Verzögerungszeiten berechnet, die wiederum über die
Datenleitung 10 den einzelnen Thyristorstellern signalisiert werden und
über die interne Steuerung den Steller so einstellen, daß sich der Verlauf
des Netzstromes, wie in Fig. 4 dargestellt, ergibt. Die Einstellung der
Verzögerungszeiten erfolgt rechnergeschützt und ist für den Fachmann
ohne weiteres durchführbar, wenn ihm die Lehre gemäß der
erfindungsgemäßen Verfahren vorgegeben wird, daß die Verzögerungszeit
jedes Thyristorstellers in Abhängigkeit von der Einschaltzeit und der
Stromamplitude sämtlicher Thyristorsteller derart eingestellt wird, daß
innerhalb einer Taktperiode der Effektivwert des Netzstromes miminiert
wird. Der minimale Effektivwert läßt sich im Netzstromkreis auch
meßtechnisch erfassen.
Claims (4)
1. Verfahren zum Betreiben mehrerer parallel geschalteter Thyristorsteller
mittels Schwingungspaketsteuerung, wobei die Thyristorsteller jeweils
nacheinander mit einer Verzögerungszeit eingeschaltet werden, die
kleiner als die Taktzeit ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Verzögerungszeit jedes Thyristorstellers (1, 2, 3) in
Abhängigkeit von der Einschaltzeit und der Stromamplitude sämtlicher
Thyristorsteller (1, 2, 3) derart eingestellt wird, daß innerhalb einer
Taktperiode der Effektivwert des Netzstromes miminiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Thyristorsteller über ein Datennetz (10) miteinander verbunden
sind und daß über das Datennetz für jeden Thyristorsteller die
Einschaltzeit und die Stromamplitude abgefragt und einer zentralen,
intelligenten Steuerung (9) zugeführt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerung aus den erfaßten Daten für jeden Thyristorsteller
(1, 2, 3) die optimale Verzögerungszeit ermittelt.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die errechnete Verzögerungszeit jedem Thyristorsteller (1, 2, 3)
von der zentralen Steuerung (9) mitgeteilt wird, die der
Verzögerungszeit entsprechende Positionen auf der Zeitachse durch
Änderung der Pausen- und Einschaltzeit vornimmt.
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