DE683963C

DE683963C - Group compounding for two or more converters connected to the same AC network

Info

Publication number: DE683963C
Application number: DES131554D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Juergen V Issendorff; Dipl-Ing Guenther Scharowsky
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1938-04-02
Filing date: 1938-04-02
Publication date: 1939-11-20

Description

Gruppenkompoundierung für zwei oder mehrere an das gleiche Wechselstromnetz angeschlossene Stromrichter In der Stromrichtertechnik treten zuweilen Fälle auf, in denen gleichartige Gleichstromverbraucher durch je einen Stromrichter, beispielsweise einen Quecksilberdampfgleichrichter mit durch Gitter steuerbarer Licht-' bogenzündung, gespeist werden und die Bedingung zu erfüllen ist, daß die abgegebenen Gleichspannungen zueinander in einem bestimmten Verhältnis stehen müssen. Das ist besonders der Fall bei sogenannten Gleichlaufanordnungen, wo einzelne Gleichstrommotoren an verschiedenen Punkten angreifen, z. B. Hebezeugen, bei denen der zu hebende Teil keine Winkelverschiebungen erleiden darf. Ähnliche Bedingungen liegen auch bei Rollgängen, Papiermaschinen und insbesondere bei Walzenstraßen vor, wo verschiedene -Walzen unabhängig voneinander angetrieben werden, jedoch durch das Walzgut in ihren Drehzahlen festgelegt sind, weil weder eine Zerrung noch eine Stauchung des unter mehreren Walzen gleichzeitig hindurchgehenden Walzgutes eintreten darf.Group compounding for two or more on the same AC network Connected power converters In power converter technology there are occasional cases where in which similar DC consumers each by a converter, for example a mercury vapor rectifier with arc ignition controlled by a grid, are fed and the condition must be met that the output DC voltages must be in a certain relationship to each other. This is especially the case in so-called synchronous arrangements, where individual DC motors are connected to different ones Attack points, e.g. B. Lifting equipment in which the part to be lifted has no angular displacements may suffer. Similar conditions apply to roller tables and paper machines and especially in the case of rolling mills, where different rolls are independent of each other are driven, but their speeds are determined by the rolling stock, because neither a strain nor a compression of the under several rollers at the same time rolling stock passing through it may enter.

Es ist zwar bereits bekannt, die gittergesteuerten Gleichrichter, welche die Motoren speisen, zu kompoundieren, d. h. stromabhängig zu steuern, um dadurch die Drehzahl lastunabhängig zu machen. Auch ist es bekannt, diese Kompoundierung in Abhängigkeit von der Belastung der benachbarten Walze vorzunehmen. Diese Maßnahmen haben sich jedoch noch nicht als ausreichend erwiesen, um die geforderte Gleichförmigkeit der Motordrehzahlen zu gewährleisten, weil zusätzliche Spannungsabfälle durch Netzrückwirkungen aller Stromrichter auftraten. Erfindungsgemäß wird -der Zündwinkel der Gitter jedes einzelnen Stromrichters außer durch den eigenen Belastungsstrom auch noch durch die Summe der Belastungsströme mehrerer oder aller Stromrichter t: einflußt. In besonderen Fällen wird es zweck-, mäßig sein, die Summenbildung von sämt-", lichen zu einer Gruppe gehörigen Stromrichtern abhängig zu machen. In anderen Fällen wird es angebracht sein, die Summen-Bildung bei allen denen zu vollziehen, deren Gleichrichtertransformatoren untereinander übereinstimmende Schaltungen aufweisen. Die Summenbildung kann auf sehr verschiedene Weise vollzogen werden, wofür in den Abbildungen Ausführungsbeispiele angegeben sind.Although it is already known, the grid-controlled rectifiers, which feed the motors, to compound, d. H. current dependent control to thereby making the speed independent of the load. This compounding is also known depending on the load on the adjacent roller. These measures however have not yet proven to be sufficient to achieve the required uniformity of the motor speeds, because additional voltage drops due to network perturbations of all converters occurred. According to the invention, the ignition angle the grid of each individual converter except for its own load current also by the sum of the load currents of several or all converters t: influences. In special cases it will be useful to calculate the total of all converters belonging to a group. In in other cases it will be appropriate to carry out the total formation for all those whose rectifier transformers have matching circuits. The summation can be done in very different ways, for which in the Illustrations examples are given.

In Abb. i bedeutet i ein speisendes Wechselstromnetz beliebiger Phasenzahl, mit 2 sind angeschlossene Gleichrichtertransformatoren und mit 3 Geichrichtergefäße bezeichnet. Der Gleichstromkreis jedes einzelnen Gleichrichters wird geschlossen durch den Anker eines Motors 4. Die Gitter der Gleichrichter 3 werden mit Steuerspannungen über je einen Steuerapparat 5 beaufschlagt, für dessen Schaltung in den weiteren Abbildungen noch nähere Erläuterungen gegeben sind. In der gemeinsamen Zuleitung zu den Transformatoren 2 ist ein Stromwandler 6 eingefügt, während vor jeden einzelnen Transformator Stromwandler 7 vorgeschaltet sind. Die Sekundärströme der Wandler werden mit Hilfe von Zwischenwandlern 8 summiert den Steuerapparaten 5 zugeführt. Die Zahl der an einer Stelle verwendeten Stromwandler richtet sich nach der Netzphasenzahl. Im allgemeinen wird man mit je einem Wandler in Einphasennetzen, mit je zwei Wandlern in Mehrphasennetzen auskommen. In der gleichen Abbildung ist auch eine weitere Methode der Summierung angedeutet, die darin besteht,- daß an den Stellen g der Gleichstromkreise eine Parallelschaltung von Nebenschlußwiderständen vorgenommen wird. Die an den Nebenschlußwiderständen entstehenden Abfälle können ebenfalls den Steuerapparaten 5 zugeführt werden, wie gestrichelt eingezeichnet ist. Es ist infolgedessen möglich, die Kompoundierung zum Teil von der Wechselstromseite, zum Teil von der Gleichstromseite kombiniert anzuwenden.In Fig. I i means a feeding alternating current network of any number of phases, with 2 are connected rectifier transformers and with 3 rectifier vessels designated. The DC circuit of each individual rectifier is closed by the armature of a motor 4. The grid of the rectifier 3 are supplied with control voltages applied via a control apparatus 5, for its switching in the other Figures still more detailed explanations are given. In the common supply line to the transformers 2 a current transformer 6 is inserted, while in front of each individual Transformer current transformer 7 are connected upstream. The secondary currents of the converters are added to the control apparatus 5 with the aid of intermediate converters 8. The number of current transformers used at one point depends on the number of mains phases. In general, one converter is used in single-phase networks, with two converters each get along in multi-phase networks. Also in the same picture is another method the summation indicated, which consists in - that at the points g of the DC circuits a parallel connection of shunt resistors is made. The Andes Waste arising from shunt resistances can also affect the control apparatus 5 are supplied, as shown in dashed lines. As a result, it is possible the compounding partly from the alternating current side, partly from the direct current side to be used in combination.

In Abb. a sind ebenfalls mehrere getrennte Gleichrichterkreise an ein gemeinsames Netz angeschlossen, von denen nur die Transfortnatoren 2 gezeichnet sind. Es ist hier angenommen, daß die Transformatoren zur Hälfte primär im Dreieck, zur anderen Hälfte im Stern geschaltet sind. In diesem Falle ist es zweckmäßig, die Summenbildung der Ströme von den Gleichrichtern mit gleichartiger Schaltung der Transformatoren für sich vorzunehmen. Hierfür sind zwei Beispiele angeführt. Die Stromwandler 7, die z. B. in V-Schaltung angeordnet sein können, falls es sich um ein Mehrphasenwechsel-;stromnetz handelt, sind mit Stromtransforinatoren io verbunden, deren Sekundärwicklungen über Trockengleichrichter i i auf die Wicklungen von Eisendrosseln 12 arbeiten. Im Gleichstromkreis der Stromwandlerschaltungen, die zu den Transformatoren 2 mit primärer Dreieckschaltung gehören, ist eine Reihenschaltung vorgenommen, indem die Gleichströme zweier Wandlerschaltungen über die gemeinsamen Sammelschienen 13 und 14 geleitet werden. An 13 und 14 sind die Wicklungen 15 der Drosseln angeschlossen, außerdem noch ein Regelwiderstand 21, mit dessen Hilfe der Strom in den Wicklungen 15 auf einen bestimmten Teilwert eingestellt werden kann. Nach dem Durchfließen der Wicklungen 15 durchlaufen die Ströme nunmehr einzeln noch die Wicklungen 16, zu denen parallel weitere Einstellwiderstände 17 geschaltet sind. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Wicklungen 16 proportional mit den Einzelbelastungsströmen der Wandler 7, die Wicklung 15 dagegen proportional mit den Summenströmen der Wandler 7 beaufschlagt werden. Durch die Gleichstrombeaufschlagung der Drosseln 12 kann die Induktivität der Wicklung i8 in gewünschtem Maße geändert und dadurch eine Regelung in den Steuergitterkreisen vorgenommen werden. Durch Verkopplung der Leitungen 13 und 14 mit entsprechenden Leitungen anderer Gleichrichtergruppen über den Widerstand i9 kann eine bedingte Beeinflussung mehrerer Gruppen aufeinander bewerkstel- i ligt werden.In Fig. A there are also several separate rectifier circuits connected to a common network, of which only the transfortnators 2 are drawn are. It is assumed here that half of the transformers are primarily in the triangle, are connected in the star to the other half. In this case it is advisable to the summation of the currents from the rectifiers with a similar circuit the transformers for yourself. Two examples are given for this. The current transformer 7, the z. B. can be arranged in a V circuit, if it is is a multi-phase alternating current network, are connected to current transformers io, their secondary windings via dry rectifiers i i on the windings of iron chokes 12 work. In the DC circuit of the current converter circuits that lead to the transformers 2 with a primary delta connection, a series connection is made by the direct currents of two converter circuits via the common busbars 13 and 14 are directed. The windings 15 of the chokes are connected to 13 and 14, also a variable resistor 21, with the help of which the current in the windings 15 can be set to a certain partial value. After flowing through of the windings 15, the currents now individually pass through the windings 16, to which further setting resistors 17 are connected in parallel. Through this arrangement it is achieved that the windings 16 are proportional to the individual load currents the converter 7, the winding 15, however, proportional to the total currents of the converter 7 can be applied. By applying direct current to the chokes 12 can the inductance of the winding i8 changed to the desired extent and thereby a regulation can be made in the control grid circles. By coupling the lines 13 and 14 with corresponding lines of other rectifier groups via the resistor i9 a conditional influence of several groups on one another can be achieved will.

Außer der Summenbildung auf der Gleichstromseite der Wandlerschaltung kann auch auf der Wechselstromseite der Wandlerschaltung mit Hilfe zusätzlicher Wandler 2o eine Summenbildung vorgenommen werden, wie als weitere Variante bei den primär in Stern geschalteten Transformatoren 2 angegeben ist. Die hierdurch gewonnenen Gleichströme können in entsprechender Weise den Wicklungen 15 und 16 der Drosseln zugeführt und ebenso durch Parallelwiderstände 22 bzw. 23 eingestellt werden.Except for the summation on the DC side of the converter circuit can also be used on the AC side of the converter circuit using additional Converter 2o a total can be made, as a further variant with the is specified primarily in star-connected transformers 2. The resulting Direct currents can be applied in a corresponding manner to the windings 15 and 16 of the chokes and are also set by parallel resistors 22 and 23, respectively.

Ein Beispiel für die Summenbildung mit nur geringen zusätzlichen Mitteln zeigt die Abb.3. Hier gelten die entsprechenden Bezeichnungen wie bei der Abb. 2. Die Eisendrosseln besitzen nur je eine Gleichstromwicklung 25, die über einen Widerstand 26 mit dem Gleichstrom der Wandlerschaltung beaufschlagt wird. Die Summenbildung kann durch Verkopplung der Kreise untereinander über die Widerstände 27 bewerkstelligt werden. Zur Verhinderung von Stromsubtraktionen sind die Ventile 28 den Widerständen 27 vorgeschaltet.Figure 3 shows an example of totaling with only a small amount of additional funds. The corresponding designations apply here as in Fig. 2. The iron chokes each have only one direct current winding 25, to which the direct current of the converter circuit is applied via a resistor 26. The summation can be achieved by coupling the circles to one another via the resistors 27. To prevent current subtractions, the valves 28 are connected upstream of the resistors 27.

In Abb. 4. ist endlich gezeigt, in welcher Weise die Drosseln r2 benutzt werden können, um eine Phasenverschiebung der Gittersteuerspannungen vorzunehmen. Die Wicklungen 18 der Drosseln sind in je einem Prinl<Lrzweig des dreiphasigen Anschlusses eines Gittertransformators 3o in Reihe geschaltet. Durch Veränderung der Belastungsströme wird eine Veränderung der Vormagnetisierung der Drosseln 12 und damit eine Veränderung der Induktivität der Wicklungen 18 erzielt. Parallel zur Primärwicklung des Steuergittertransformators 30 sind Kondensatoren 31 angeschlossen. Durch Änderung der Induktivität der Drosseln 12 in Verbindung mit den Kapazitäten 31 entstehen Phasenverschiebungen der Gitterspannungen, wodurch eine beliebige Abnahme oder sogar eine Erhöhung der vom Gleichrichter abgegebenen Spannung mit zunehmender Last erreicht wird. Außer der genannten Kompoundierungsmethode durch gesättigte Drosseln können natürlich auch mannigfaltige andere Methoden der Beeinflussung der Gitterphase Verwendung finden, z. B. über Regelorgane, die auf weiteren elektromagnetischen, elektrostatischen, mechanischen oder anderen Wegen eine kontinuierliche Einwirkung auf die Steuerapparate vollziehen, z. B. Verstärkerröhren, Kohledruckregler und andere Mittel.In Fig. 4. it is finally shown in which way the chokes r2 can be used to carry out a phase shift of the grid control voltages. The windings 18 of the chokes are each connected in series in a prinl branch of the three-phase connection of a grid transformer 3o. By changing the load currents, a change in the premagnetization of the chokes 12 and thus a change in the inductance of the windings 18 is achieved. Capacitors 31 are connected in parallel to the primary winding of the control grid transformer 30. By changing the inductance of the chokes 12 in connection with the capacitances 31, phase shifts of the grid voltages occur, whereby any decrease or even an increase in the voltage output by the rectifier is achieved with increasing load. In addition to the above-mentioned compounding method using saturated chokes, various other methods of influencing the lattice phase can of course also be used, e.g. B. via control organs that carry out a continuous action on the control apparatus on further electromagnetic, electrostatic, mechanical or other ways, z. B. booster tubes, carbon pressure regulators and other means.

Die Maßnahme der kombinierten Einzel-und Summenkompoundierung erbringt den Vorteil, daß die Drehzahl der Motoren von den im eigenen wie auch in den fremden Kreisen auftretenden Belastungsänderungen unabhängig gemacht und die gewünschten Werte außerordentlich genau eingehalten werden können. Man gewinnt durch einfache Widerstandseinstellungen ein gutes konstantes Arbeiten sämtlicher Einzelteile, insbesondere wird vermieden, daß bei plötzlich auftretenden Belastungen einzelner Gleichstromverbraucher die anderen in Mitleidenschaft gezogen werden, vor allem in den Fällen, wo eine erhebliche Netzinduktivität allen Stromrichtern gemeinsam vorgeschaltet ist. Die Einrichtungen gemäß der Erfindung können auch in bereits bestehenden Anlagen mit Einzelkotnpoundierung ohne wesentliche Hilfsmittel eingebaut werden. Für laufende Fertigungen, wo mehrere Arbeitsvorgänge sich am gleichen Werkstück gleichzeitig abspielen, wie z. B. Walzenstraßen, ergibt sich der besondere Vorteil, daß Anfang, Mitte und Ende des Werkstückes mit ganz gleichförmiger Geschwindigkeit bearbeitet und infolgedessen eine gleichmäßige Güte des Materials, d. h. größter Nutzeffekt, erzielt wird.The measure of combined single and total compounding yields the advantage that the speed of the motors is different from those in your own as well as those of others Circles occurring load changes made independently and the desired Values can be adhered to extremely precisely. You win by simple Resistance settings mean that all parts work consistently well, in particular it is avoided that with suddenly occurring loads individual direct current consumers the other will be affected, especially in those cases where one considerable network inductance is connected upstream of all power converters. the Devices according to the invention can also be used in existing systems Individual pounding can be installed without essential aids. For ongoing Manufacturing where several work processes are carried out on the same workpiece at the same time play, such as B. roller mills, there is the particular advantage that the beginning, Center and end of the workpiece machined at a completely uniform speed and consequently a uniform quality of the material, i. H. greatest efficiency, is achieved.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Group compounding for two or more the same AC network connected power converter with on the grid circles active compounding devices for feeding similar individual consumers, especially for synchronous DC motors, for example roller mill motors, characterized in that the ignition angle of the grid of each individual converter in addition to its own load current, also through the sum of the load currents several or all other converters are affected.

2. Compounding after Claim i, characterized in that the ignition angle of a converter of the Sum of the load currents of all those converters is also influenced that have an identical transformer circuit with him.

3. Compounding according to claim i and 2, characterized in that the summation is either in the direct current circuit or the converter is effected via current transformers in the alternating current circuit.

4. Compounding according to claims i to 3, characterized in that in the case of a summation in the alternating current circuit the superposition of the individual and total compounding in the current transformer circuits is made, the current transformer currents are expediently rectified.

5. Compounding according to claim i to 4, characterized in that the on one Resistance obtained voltage drop of the rectified summed CT current is superimposed with voltage drops at shunts in the DC circuit.

6th Compounding according to Claims i to 5, characterized in that the from the sum the electrical quantity (voltage, current) dependent on the load currents is the same Control organs in the control grid circuits act like the individual compounding devices.