DE686379C - Regeleinrichtung fuer Umrichter - Google Patents

Regeleinrichtung fuer Umrichter

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DE686379C
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DE
Germany
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control
branches
inductance
bridge
resistor
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Expired
Application number
DE1936S0121646
Other languages
English (en)
Inventor
Dipl-Ing Erwin Janetschke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
Original Assignee
Siemens Schuckertwerke AG
Siemens AG
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Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS 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
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/02Circuits specially adapted for the generation of grid-control or igniter-control voltages for discharge tubes incorporated in static converters
    • H02M1/04Circuits specially adapted for the generation of grid-control or igniter-control voltages for discharge tubes incorporated in static converters for tubes with grid control
    • H02M1/042Circuits specially adapted for the generation of grid-control or igniter-control voltages for discharge tubes incorporated in static converters for tubes with grid control wherein the phase of the control voltage is adjustable with reference to the AC voltage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Ac-Ac Conversion (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Description

  • Regeleinrichtung für Umrichter Bekanntlich können Wechselstromnetze verschiedener Frequenz und Phase über Umformungseinrichtungen miteinander gekuppelt werden, die mit steuerbaren Entladungsstrecken, beispielsweise Gas- oder Dampfentladungsstrecken, arbeiten und als Umrichter bezeichnet werden. Man hat bereits vorgeschlagen, den Entladungsstrecken Steuerspannungen aufzudrücken, die den an den Umrichtern angeschlossenen Netzen entnommen sind. Bei diesem Vorschlag werden den Entladungsstrecken eines Umrichters, der ein Drehstrom- mit einem Einphasennetz kuppelt, Steuerspannungen zugeführt, von denen die eine dem Drehstromnetz, die andere dem Einphasennetz entstammt.
  • Die Regelung solcher Umrichter erfolgt durch Beeinflussung Ider ihnen aus dem Einphasennetz zugeführten Steuerspannung. Größenänderungen dieser Spannung bewirken eine Blindlastregelung, Phasenänderungen dagegen eine Wirklastregelung des Umrichters im Parallelbetrieb.
  • Für die bisher vorgeschlagenen Einrichtungen zur Regelung der Lastabgabe von Umrichtern ist es kennzeichnend, daß eine Regelung der Blindlastabgabe gleichzeitig eine Änderung der Wirklastabgabe hervorruft und umgekehrt. Die Forderung, daß die Regelung der einen Umrichterlastabgabe so vor sich gehen soll, daß die andere Umrichterlastabgabe ihren Wert beibehält, ist also mit diesen Einrichtungen nicht zu erfüllen. Die hierin liegenden Nachteile werden durch die Erfindung in einfachster Weise behoben.
  • Erfindungsgemäß ist bei Anordnungen zur Regelung von Umrichtern, deren Entladungsstrecken je zwei Steuerspannungen von den Frequenzen der an die Umrichter angeschlossenen Netze zugeführt werden und deren Blind- und Wirklastregelung beziehentlich durch Größenänderung (z. Regelkomponente) und durch Phasenänderung (2. Regelkomponente) der Steuerspannung von Sekundärfrequenz erfolgt, der Regelstromkreis derart ausgebildet, daß die Änderung einer Regelkomponente ohne Änderung der anderen Regelkomponente vor sich geht.
  • In besonders zweckmäßiger Weise wird dem Regelkreis die Hintereinanderschaltung einer Kapazität und einer Induktivität, von denen die eine oder die andere regelbar ausgebildet ist, sowie eines mit zwei Abgriffen versehenen Ohmschen Widerstandes vorgeschaltet. Von diesen beiden Abgriffen dient der eine der Abnahme der Regelspannung, während der andere mit der regelbaren Reaktanz über eine mechanische Kupplung so in Verbindung steht, daß bei einer Änderung der Reaktanz der Strom im Vorschaltkreis seinen Wert beibehält. An die Stelle der Hintereinanderschaltung aus Kapazität, Induktim vität und Ohmschem Widerstand kann auch: eine allein aus Regelinduktivität und. Regel= widerstand bestehende Reihenschaltung treten. Ferner kann die die Konstanthaltung des Stromes im V orschaltkreis erzwingende mechanische Kupplung vorteilhaft durch eine elektrische ersetzt werden. In diesem Falle wird das den zweiten Abgriff des Ohmschen Widerstandes betätigende Regelglied in Abhängigkeit vom Strom im Vorschaltkreis gesteuert.
  • Die Erfindung ist in den Abb. i bis 5 veranschaulicht. Unter den dort gezeigten Ausführungsbeispielen befinden sich weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • In Abb. i bedeutet i ein Einphasennetz, 3n das der Umrichter ausgangsseitig angeschlossen ist und dem die Regelspannung entnommen wird. Dieser Entnähme dient die Reihen-Schaltung aus Kapazität 2, regelbarer Induktivität 3 und Ohmschem Widerstand 4.. Dabei ist der letztere über den veränderlichen Abgriff 5 an das Einphasennetz i angeschlossen. An einem weiteren veränderlichen Abgriff io des Widerstandes ,4 wird die Regelspannung sbgenommen und einem Transformator 6 zugeführt, dessen Sekundärwicklungen 7 und 8 den Steuerkreisen der Umrichterventilgrnppen die erforderlichen sekundären Steuerspannungen zuleiten. Die Regelung der Induktivität 3 erfolgt mit Hilfe der Regelvorrichtung 9, die beispielsweise ein Thoma-Regler sein kann. Ein weiteres Regelglied i i dient der Veränderung des Widerstandsabgriffes io.
  • Würde man in der Anordnung der Abb. i , soweit sie bisher beschrieben wurde, die Induktivität ändern mit dein Ziele einer Phasen-. verschiebung der dem Einphasennetz entnommenen Steuerspannung, so würde gleichzeitig damit auch eine Größenänderung der an io abgegriffenen Spannung eintreten. Es würde mithin die beabsichtigte Wirklaständerung an einer gleichzeitigen Blindlaständerung begleitet sein. -Zur Vermeidung dieses Übelstandes ist eine mechanische Kupplungsvorrichtung 12 vorgesehen, die bei einer Änderung der Induktivität 3 durch den Regler 9 den Abgriff 5 des Widerstandes 4. so weit verschiebt, daß der in der Reihenschaltung fließende Strom wieder seinen früheren Wert annimmt. Bleibt aber dieser Strom konstant, so gilt dies auch für die Größe der an io abgenommenen Steuerspannung, d. h. die Blindlastabgabe ändert sich bei der Wirklastregelung nicht. Wird andererseits mittels des Regelgliedes i i der Abgriff io verschoben, so ändert sich nur die Größe der an io abgenoininenen Spannung; nicht aber deren Phase, d. h. es bleibt auch die Wirklastabgabe gegen---.über einer Blindlastregelung' konstant. Der -IZeäelstromkreis ist also so beschaffen; daß .die Änderung der einen Regelkomponente ..ohne Änderung der anderen Regelkomponente vor sich geht.
  • Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt -die Abb. 2, in der die der Abb. i entsprechenden Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die hier gezeigte Anordnung weist jedoch gegenüber der in Abb. i gezeigten insofern eine wesentliche Vereinfachung auf, als zur Entnahme der sekundären Steuerspannung anstatt einer Hintereinanderschaltung aus Kapazität, Induktiv ität und Widerstand allein die Reihenschaltung einer veränderlichen Induktiv ität und eines mit zwei Abgriffen versehenen Ohmschen Widerstandes vorgesehen ist.
  • Bei denn in der Abb. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Verstellvorrichtung ifür den Abgriff 5 des Widerstandes -# nicht mechanisch mit der -Regelinduktivität 3 gekuppelt, vielmehr wird hier bei einer Veränderung der Induktivität 3 die Konstanthaltung des Stromes in der Reihenschaltung aus Induktivität 3 und Widerstand 4 bzw. in dem Vorschaltkreis dadurch erzwungen, daß das Regelglied 12 in Abhängigkeit vom erwähnten Strom entsprechend besteuert wird. Dio mechanische Kupplung in den Ausführungsbeispielen der Abb. i und 2 ist hier also durch eine elektrische ersetzt. Zur Erzielung dieser stromabhängigen Steuerung ist das Regelglied 12 über den Widerstand 13 an die Klemmen 14 und 15 eines weiteren festen Abgriffes des Widerstandes 4 gelegt. Auch hier dient der Größenänderung der Regelspannung und damit der Regelung der Blindlastabgabe de Umrichters die Veränderung des Abgriffes io mittels des Regelgliedes i i.
  • Das in Abb. 4 wiedergegebene Ausführungsbeispiel verknüpft den Vorteil der voneinander unabhängigen Wirk- und Blindlastregelungen mit einer besonders hohen Regelempfindlichkeit. Bei dieser Anordnung ist die Sekundärwicklung eines primärseitig an das Einphasennetz i angeschlossenenTransformators 2o mit der Reihenschaltung einer Induktiv ität 22 und eines regelbaren Ohmschen Widerstandes 23 verbunden. An die Stelle der Induktivität 22 kann auch eine Kapazität treten. Air Mittelpunkt der Sekundärwicklung 21 des Transformators 2o und am Verl,indungspunkt der Induktivität 22 mit dem regelbaren Widerstand 23 liegt die Primärwicklung des Iiilfstransforrnators 2-., Dieser speist sekundärseitig den Ohmschen Widerstand 2;, an dessen veränderlichem Abgriff lo die Regelspannung abgenommen und dem Steuerkreistransformator 6 zugeführt wird. Die Sekundärwicklungen 7 und 8 dieses Transformators stehen mit den Steuerelektroden der Umrichterventilgruppen in Verbindung. Zur Veränderung, des Abgriffes io wie auch zur Änderung des Widerstandes 23 ist je ein Regelglied i i und g vorgesehen. Der Abgriff io dient der Blindlastregelung, der Widerstand 23 der Wirklastregelung.
  • Die an dein Mittelpunkt der Wicklung 2i und dem Verbindungspunkt der Induktiv ität :.,2 mit dem Widerstand 23 abgegriffene Spannung wird der Größe nach konstant bleiben, auch wenn durch Verstellung des Regelgliedes 9 ihre Phasenlage geändert wird. Eine geringe Winkeländerung der Spannung am Widerstand 23 oder der Drossel 22 hat hier aber eine doppelt so große Winkelverdrehung der dem Transformator 24. zugeführten Spannung zur Folge. Geringe Verstellungen von werden hier also beträchtliche Regelwirkungen auslösen. Wählt man im vorliegenden Fall als veränderbares Schaltglied die Drosselspule, so läßt sich eine Drehspule (Variometer) verwenden oder eine Veränderung ihrer Induktivität durch entsprechende Wahl von Anzapfungen, Luftspaltänderungen oder Regelungen der Vormagnetisierung erreichen.
  • Bei dem letzten Ausführungsbeispiel der Abb. 5 ist an das Einphasennetz i wiederum ein Transformator 3o angeschlossen, dessen sekundäre Wicklungsenden über die Reihenschaltung aus dem regelbaren Widerstand 31, dein Widerstand 32 und der Induktivität 33 miteinander verbunden sind. Der Verbindungspunkt 34 der beiden Widerstände 31 und 32 ist an die Mittenanzapfung der Sekundärwicklung 35 angeschlossen. Die rechte Hälfte dieser Sekundärwicklung besitzt ebenfalls eine Mittenanzapfung, die über den regelbaren Widerstand .4 mit dem Verbindungspunkt von Widerstand 32 und Induktivität 33 in Verbindung steht. An den regelbaren Abgriffen 37 und 39 der beiden Widerstände 31 und 4. werden zwei aufeinander senkrecht stehende Spannungen abgenommen und den Primärwicklungen der Steuertransformatoren 36 und 38 zugeführt. Die an deren Sekundärwicklungen erzielten Spannungen bestimmen unabhängig voneinander Größe und Phasenlage der Regelspannung. Es ist also auch hier mittels Verstellung der Abgriffe 37 und 39 eine Änderung der einen Regelkomponente ohne gleichzeitige Änderung der anderen Regelkomponente erreichbar, d. h. Wirk- und Blindlastabgabe können unabhängig voneinander geregelt werden. Ein Vorteil dieser Schaltung liegt darin, daß die an 37 und 39 abgenommenen Spannungen genau aufeinander senkrecht stehen. An die Sekundärwicklungen 7 und 8 des Transformators 6 sind wiederum die Steuerkreise der Umrichterventilgruppen angeschlossen.
  • Wie die Ausführungsbeispiele erkennen lassen, ermöglicht die Erfindung nicht nur die einwandfreie Regelung einer Umrichtersteuerschaltung, sondern auch zugleich einen sehr einfachen Aufbau der Regelstromkreise.

Claims (6)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Anordnung zur Regelung eines Umrichters, bei dem jeder Entladungsstrecke zwei Steuerspannungen zugeführt sind, von denen je eine die Frequenz eines der beiden durch den Umrichter miteinander verbundenen Wechselstromnetze besitzt und bei der eine Blindlastregelung durch Änderung der Größe (erste Regelkomponente) und eine Wirklastregelung durch Änderung der Phasenlage (zweite Regelkomponente) der Steuerspannung von Sekundärfrequenz (Regelspannung) bewirkt wird, gekennzeichnet durch eine derartige Ausbildung des Regelstromkreises, daß die Änderung einer Regelkomponente ohne Änderung der anderen Regelkomponente erfolgt.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regelkreis die Hintereinanderschaltung einer Kapazität und einer Induktivität, von denen die eine oder die andere regelbar ausgebildet ist, sowie eines mit zwei Abgriffen versehenen Ohmschen Widerstandes vorgeschaltet ist, von denen der eine der Abnahme der Regelspannung dient, während der andere mit der regelbaren Reaktanz über eine mechanische Kupplung so in Verbindung steht, daß bei einer Änderung der Reaktanz der Strom im Vorschaltkreis seinen Wert beibehält.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Regelkreis allein die Reihenschaltung einer veränderlichen Induktivität und eines mit zwei Abgriffen versehenen Ohmschen Widerstandes vorgeschaltet ist. q..
  4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Kupplung durch eine elektrische ersetzt ist, beispielsweise derart, daß jener Abgriff des Ohmschen Widerstandes, der der Konstanthaltung des Stromes im Vorschaltkreise dient, von einem Regelglied betätigt wird, das über einen Widerstand an einem weiteren Abgriff des Ohmschen Widerstandes liegt.
  5. 5. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorschaltkreis aus einer Brückenanordnung besteht, bei der-zwei Zweige von den beiden Teilen der mitten angezapften Sekundärwicklung eines die Steuerspannung von Sekundärfrequenz (Regelspannung) liefernden Transformators und die beiden anderen Zweige von einem Ohmschen Widerstand und einer Induktivität oder Kapazität gebildet sind, wobei ein Glied der beiden letzteren Zweige veränderlich ist und in die Diagonale der Brücke ein Transformator eingefügt ist, dessen Sekundärwicklung dem Regelkreis die Steuerspannung über einen veränderlichen Widerstand zuführt.
  6. 6. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, däß der Vorschaltkreis aus zwei ineinandergeschachtelten Brückenanordnungen besteht, derart, daß bei der Hauptbrücke zwei Zweige von den beiden Teilen der mitten angezapften Sekundärwicklung des Regelspännungstransformators und die anderen beiden Zweige von einem Ohmschen Widerstand (Abgriff der einen Regelkomponente) und einer Hintereinanderschaltung aus Ohmschem Widerstand und einer Induktivität gebildet sind. während die Einzelglieder dieser Hintereinanderschaltung zwei Zweige der in die Hauptbrücke geschachtelten Nebenbrücke ausmachen, deren andere beiden Zweige aus den beiden Teilen der mitten angezapften einen Hälfte der Sekundärwicklung des Regelspannungstransformators bestehen, wobei die Nebenbrückendiaganale einen -Ohmschen Widerstand enthält, an dem die zweite Regelkomponente abgegriffen wird.
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