DE903249C - Device for the forced commutation of converters - Google Patents

Device for the forced commutation of converters

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DE903249C
DE903249C DES5064D DES0005064D DE903249C DE 903249 C DE903249 C DE 903249C DE S5064 D DES5064 D DE S5064D DE S0005064 D DES0005064 D DE S0005064D DE 903249 C DE903249 C DE 903249C
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DE
Germany
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capacitor
commutation
anode
parallel
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DES5064D
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German (de)
Inventor
Dr-Ing Jaroslav Pachner
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • 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
    • H02M7/00Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/006Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output using discharge tubes

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

Einrichtung zur Zwangskommutierung von Stromrichtern Einrichtungen zur Zwangskommutierung von Stromrichtern ermöglichen es, daB die Kommutierung beim Wechselrichterbetrieb im dritten Quadranten, beim Gleichrichterl,--trieb im vierten Qua-,dranten verläuft. Dadurch wird erreicht, daß der Stromrichter für das Drehstromnetz eine kapazitive Belastung darstellt und nicht mehr, wie bei natürlicher Kommutierung, gezwungen ist, dem Netz induktiven Strom zu entnehmen.Device for the forced commutation of power converters for the forced commutation of converters make it possible that the commutation with Inverter operation in the third quadrant, with rectifier operation in the fourth Quadrant runs. This ensures that the converter for the three-phase network represents a capacitive load and no longer, as with natural commutation, is forced to take inductive current from the network.

Die bekannten Einrichtungen zur Zwangskommutierung, auf deren Verbesserung sich die Erfindung bezieht; beruhen darauf, daß der Belastungsstrom von der abzulösenden Anode zunächst auf einen vorgeladenen Kommutierungskondensator und von diesem dann auf diie ablösende Anode-übergeht. Dabei liegt in Reihe mit dem Kommutierungskondensator ein steuerbares Ventil, welches im folgenden als Löschventil bezeichnet werden soll. Der Ablauf des Kommutierungsvorganges bei einer solchen Einrichtung ist in Fg. r kurvenmäßig dargestellt, und zwar für Gleichrichterbetrieb des Stromrichters. u1 ist die Phasenspannung an .der abzulösenden und u2 die Phasenspannung an der alblösenden Anode. Der Löschkondensator ist vor Beginn des Kammutierungsvorganges auf die Spannung uk vorgeladen. il stellt den Strom in der ablösenden Anode und i' den Strom in dem Löschventil dar. Wenn im Zeitpunkt _A das Löschventil freigegeben bzw. gezündet wird,. so findet zwischen der abzulösenden Anode und dem Löschventil ein Kommutierungsvargäng statt, innerhalb dessen der Strom i1 auf Null herabsinkt und der Strom, i in dem Löschventil auf den Wert des als vollkommen geglättet angenommenen. Gleichstromes ansteigt. Dieser Vorgang geht während einer Zeitspanne iii vor sich und ist im Zeitpunkt B beendet. Die Spannung,des Kondensators sinkt dabei von dem ursprünglichen Wert etwas ab, da hierbei bereits eine teilweise Entladung des Kondensators stattfindet. Während des darauffolgenden Zeitabschnitts z fließt der gesamte Gleichstrom in Form eines Verschiebungsstromes über den Kondensator, wobei dessen Spannung rasch abnimmt. Sobald im Zeitpunkt C die Spannung des Kondensators auf den Augenblickswert der Phasenspannung uz der ablösenden Anode gesunken ist, beginnt ein Kommutierungsvorgang zwischendem Kondensatorkreis und der ablösenden Anode, der während des Zeitabschnittes ü2 bis zum Punkt D andauert und während dessen der Strom i` auf Null herabsinkt und der Strom i2 entsprechend bis auf den Wert des Gleichstromes ansteigt. Die Gleichspannung ug folgt zwischen den Zeitpunkten A und D dem Spannungsverlauf am Kondensator, während der übrigen Zeit entsprechend demstark ausgezogenen Linienzug den Phasenspannungskurven.The known devices for forced commutation, on their improvement the invention relates to; are based on the fact that the load current is to be detached from the Anode first to a precharged commutation capacitor and then from this on the releasing anode. It is in series with the commutation capacitor a controllable valve, which in the following is to be referred to as an extinguishing valve. The sequence of the commutation process in such a device is shown in FIG shown as a curve, namely for rectifier operation of the converter. u1 is the phase voltage on the one to be released and u2 is the phase voltage on the one to be released Anode. The quenching capacitor is on voltage before the combutation process begins uk subpoenaed. il represents the current in the releasing anode and i 'the current in the If the extinguishing valve is released or ignited at time _A will,. so there is a commutation change between the anode to be detached and the extinguishing valve instead of, within which the current i1 drops to zero and the Current, i in the extinguishing valve to the value assumed to be completely smoothed. DC current increases. This process takes place during a period iii and ends at time B. The voltage of the capacitor drops from that the original value slightly, as this is already a partial discharge of the capacitor takes place. During the following time period z, the entire direct current flows in the form of a displacement current across the capacitor, with its voltage rapidly decreases. As soon as at time C the voltage of the capacitor has reached the instantaneous value the phase voltage has decreased due to the detaching anode, a commutation process begins between the capacitor circuit and the detaching anode, which during the period of time ü2 lasts up to point D and during which the current i` drops to zero and the current i2 increases accordingly up to the value of the direct current. The DC voltage ug follows the voltage curve across the capacitor between times A and D, while the rest of the time, the phase voltage curves correspond to the strongly drawn lines.

Die Geschwindigkeit, mit welcher der Kommutierungskondensatar umgeladen wird, hängt dabei von der Größe des Gleichstromes des Stromrichters ab. Infolgedessen ist auch -die Neigung ,des Linienzuges zwischen den Punkten B und C belastungsabhängig, was bei den bekannten Anordnungen dazu führt, daß der Zeitabschnitt ü2 bei Überlastungen zu kurz, bei niedrigen Belastungen dagegen zu lang wird. Wie aus Fig. r weiter hervorgeht, dauert es nach dem Erlöschen der abgelösten Anode, welches im Zeitpunkt B vollzogen ist, nur eine ganz kurze Zeit gE, bis die Spannung des Kondensators unter die Phasenspannung der gerade abgelösten Anode sinkt. Da aber an der abgelösten Entladungsstrecke die Differenz zwischen der Phasenspannung und der Spannung am Kondensator liegt, wird von diesem Zeitpunkt ,ab die abgelöste Entladungsstrecke in Durchlaßrichtung mit Spannung beansprucht. Infolgedessen muß innerhalb des Zeltabschnittes 19E die abgelöste Entladungsstrecke entionisiert sein, da andernfalls Durchzündungen zu befürchten sind. Der zur Verfügung stehende Zeitabschnitt üE ist aber, wie gesagt, beiden bekannten Zwangskommutierungseinrichtungen nur sehr kurz. Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die obengenannte Belastungsabhängigkeit des Vorganges der Kondensatorumladung zu beseitigen und daneben auch die zur Entionisierung der abgelösten Entladungsstrecke zur Verfügung stehende Zeit möglichst zu vergrößern, ohne daß dadurch der gesamte Kommutierungsvorgang wesentlich verlängert wird. Die Erfindung strebt demgemäß an,denKommutierungsvorgang so zu beeinflussen, daß er anstatt nach dem Linienzug A, B, C etwa nach dem gestrichelt eingezeichneten Linienzug A, E, C verläuft, wodurch die Entionsierungszeit von dem Wert i9,v auf den wesentlich größeren Wert YE erhöht werden würde. Gemäß der Erfindung werden die beiden angestrebten Ziele dadurch erreicht, daß parallel zu dem Kondensator ein zusätzlicher Stromweg über eine Drossel vorgesehen wird, ,der nach Beendigung der Stromübernahme auf den Kondensator durch Zünden eines in ihm liegenden Hilfsventils freigegeben wird und @die Umladung ,des Kondensators, die vorher nur durch den Belastungsstrom erfolgte, beschleunigt. Von dem Augenblick an, in welchem die Drossel -durch Zünden des Hilfsventils dem Kondensator parallel geschaltet wird, fließt über die Drossel ein zusätzlicher Entladestrom des Kondensators, so daß sich seine Spannung wesentlich rascher ändert, als wenn die Entladung nur durch den Belastungsstromerfolgte. Es wird also in den Kommutierungsvorgang ein Zeitabschnitt wesentlich steilerer Abnahme der Kondensatorspannung eingeschaltet, und es ist dadurch möglich, ohne daß die gesamte Ko@mmutierungszeit wesentlich verlängert wird, den Kondensator so groß zu bemessen, daß sich seine Spannung in dem Zeitabschnitt, 4n welchem zunächst nur der Belastungsstrom über ihn fließt, auch bei höchster Belastung des Stromrichters verhältnismäßig langsam ändert. Dadurch kann; aber die zur En:tionisierung der abgelösten Entladungsstrecke zur Verfügung stehende Zeit erheblich vergrößert werden.The speed at which the commutation capacitor is charged depends on the size of the direct current of the converter. Consequently - the inclination of the line between points B and C is also dependent on the load, which in the known arrangements means that the period of time ü2 with overloads too short, but too long at low loads. As can also be seen from Fig. R, it lasts after the detached anode has gone out, which took place at time B. is, only for a very short time, until the voltage of the capacitor falls below the phase voltage the just detached anode sinks. But since at the detached discharge path the Difference between the phase voltage and the voltage across the capacitor is from this point onwards the detached discharge path in the forward direction with Stressed. As a result, the detached must be within the tent section 19E Discharge path must be deionized, otherwise burn-through is to be feared are. The available time period UE is, as I said, known to both of them Forced commutation devices only very briefly. The invention now has the task based on the above-mentioned load dependency of the process of capacitor reloading and also the deionization of the detached discharge path to increase the available time as much as possible without affecting the entire Commutation process is significantly extended. The invention accordingly seeks to reduce the commutation process in such a way that instead of following the line A, B, C it is roughly after the dashed line drawn line A, E, C runs, whereby the deioning time of the Value i9, v would be increased to the much larger value YE. According to the invention the two intended goals are achieved by running in parallel with the capacitor an additional current path is provided via a choke, which after termination the transfer of power to the capacitor by igniting an auxiliary valve located in it is released and @the charge reversal of the capacitor, which was previously only due to the load current occurred, accelerated. From the moment the throttle is ignited of the auxiliary valve is connected in parallel to the capacitor, flows through the throttle an additional discharge current of the capacitor, so that its voltage is significantly changes more rapidly than if the discharge occurred only through the load current. It a period of time becomes much steeper in the commutation process the capacitor voltage switched on, and it is thereby possible without the total Ko @ mmutierungszeit is significantly extended, the capacitor so large measured that its tension in the period of time, 4n which initially only the load current flows through it, even with the highest load on the converter changes relatively slowly. This can; but those to de: ionize the detached Discharge path available time can be increased significantly.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. :dargestellt, und zwar für den Fall, daß der Stromrichter in Nullpunktschaltung angeordnet ist. Die drei Stromrichteranoden sind mit A1, A2 und As bezeichnet. In -dem gleichen Entladungsgefäß wie diese Anoden befindet sich noch die Löschanode A4, ,die aber auch in einem besonderen Entladungsgef.äß untergebracht sein kann. Diese Löschanode bzw. die durch sie gebildete Entladungsstrecke liegt in Reihe mit dem Kommutierungskondensator K. Lg ist eine im Gleichstromkreis liegende Glättungsdrossel. Parallel zu dem Kondensator K liegt nun eine Drosselspule L in Reihe mit zwei gegensinnig parallel geschalteten Hilfsentladungsgefäßen VH i und hH2, die beide steuerbar sind und mit lichtbogenartiger Entladung arbeiten mögen. Es sei angenommen, daß Gleichrichterbetrieb herrscht und der Kondensator so vorgeladen ist, daß seine untere Belegung positives und seine obere negatives Potential besitzt. Wenn jetzt während der Brennzeit, beispielsweise der Anode A1, die Anode A4 durch Freigabe des ihr vorgelagerten Gitters gezündet wird, beginnt zunächst der Kondensator K den Strom von der abzulösenden Anode A1 zu übernehmen. Nachdem dieser Teilkommutierungsvorgangbeendet und außerdem eine zur Entionisierung ,der Anode A1 ausreichende Zeit verstrichen ist, wird das Hilfsventil hH1 freigegeben, und der Kondensatör, dessen Spannung in diesem Zeitpunkt noch größer sein möge als die Phasenspannung an A1, beginnt, sich über die Drossel L und das Hilfsventil VE, zusätzlich zu entladen. Unter der Ein-Wirkung der Induktivität der Drossel L lädt sich der Kondensator auf die entgegengesetzte Spannungsrichtung um, worauf das Hilfsventil VH1 erlischt und die weitere Kondensatoraufladiung mit entgegengesetztem Vorzeichen wieder nur noch unter dem Einfluß des Belastungsstromes vor sich geht. Schließlich wird die ablösende Anode A2 gezündet, worauf dann, wie oben beschrieben, der Strom von dem Kondensator auf diese Anode übergeht. Die Löschanode A4 erlischt, und es findet keine weitere Ladungsänderung des Kondensators K mehr statt. Die Ladung des Kondensators hat nunmehr für den nächstfolgenden Kommutierungsvorgang das falsche Vorzeichen. Der Kondensator muß also zunächst wieder umgeladen werden, und diesem Zweck dient im vorliegenden Fall das Hilfsventil h112. Dieses wird zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kommutierungsvorgängen gezündet, worauf sich der Kondensator unter dem Einfluß der Induktivität der Drossel L wieder auf das richtige Vorzeichen umlädt.An embodiment of the invention is shown in FIGS although for the case that the converter is arranged in zero point connection. the three converter anodes are labeled A1, A2 and As. In the same discharge vessel like these anodes there is also the extinguishing anode A4,, but it is also in a special one Discharge vessel can be accommodated. This quenching anode or the one formed by it Discharge path is in series with the commutation capacitor K. Lg is one Smoothing choke in the direct current circuit. In parallel with the capacitor K lies now a choke coil L in series with two oppositely connected auxiliary discharge vessels VH i and hH2, which are both controllable and work with an arc-like discharge to like. It is assumed that there is rectifier operation and the capacitor is preloaded in such a way that its lower occupancy is positive and its upper occupancy is negative Possesses potential. If now during the burning time, for example the anode A1, the anode A4 is ignited by releasing the grid in front of it, begins first the capacitor K to take over the current from the anode A1 to be detached. After this partial commutation process is finished and also one for deionization , the anode A1 has passed sufficient time, the auxiliary valve hH1 is released, and the capacitor, the voltage of which at this point in time may be even greater than the phase voltage at A1 begins to flow through the throttle L and the auxiliary valve VE, in addition to discharging. Under the influence of the inductance of the inductor L charges the capacitor turns to the opposite voltage direction, whereupon the auxiliary valve VH1 goes out and the further capacitor charging with it opposite Sign again only takes place under the influence of the load current. Finally, the detaching anode A2 is ignited, whereupon, as described above, the current passes from the capacitor to this anode. The extinguishing anode A4 goes out, and no further change in the charge of the capacitor K takes place. The charge of the capacitor now has the wrong one for the next commutation process Sign. The capacitor must first be reloaded again, and this The purpose of this is the auxiliary valve h112. This will be between two successive commutation processes ignited, whereupon the capacitor under the influence of the inductance of the choke L again to the correct sign reloads.

Der beschriebene Vorgang ist in Fig. 3 für Gleichrichterbetrieb kurvenmäßig dargestellt. Im Punkt A erfolgt die Zündung der Löschanode A4. Im Punkt B hat die Löschanode den gesamten Belastungsstrom übernommen, und der Kondensator K wird allmählich entladen. Die Spannungsänderung am Kondensator geht dabei bei geeigneter Bemessung des Kondensators so langsam vor sich, daß die Kondensatorspannung innerhalb der erforderlichen Entionisierungszeit i9E nicht unter -den Wert der an der abzulösenden Anode liegenden Phasenspannung sinkt. Nach Ablauf der Entionisierungszeit OL, im Zeitpunkt E wird das Hilfsventil hHl gezündet, und es erfolgt nun entsprechend der Kurve EF eine außerordentlich rasche Umladung des Kondensators auf den entgegengesetzten Spannungsbetrag. Während dieses Zeitabschnittes fließt über das Hilfsventil der Strom i11 i. Im Zeitpunkt C wird die Folgeanode freigegeben, und diese hat im Zeitpunkt D den vollen Belastungsstrom übernommen. Im Zeitpunkt G oder spätestens vor Beginn des nächstfolgenden Kommutierungsvorganges wird das Hilfsventil Y112 gezündet, worauf sich der Kondensator wieder umlädt und nunmehr für den nächsten Kommutierungsvorgang bereit ist. Über das Hilfsventil V112 fließt dabei der Strom 412. Man erkennt, daß die Zwischenzeit zwischen den Überlappungsabschnitten ü1 und ü2 nicht mehr von der Höhe des Belastungsstromes abhängig ist, sondern nur noch durch die Rücksicht auf eine hinreichende Entio isierungszeit OE bestimmt wird. Diese Entionisierungszeit läßt sich auch bei .höchster Belastung des Stromrichters so groß halten, daß Durchzündungen der abgelösten Anode nicht mehr zu befürchten sind. Die Geschwindigkeit, mit der sich der Kondensator zwischen den Punkten E und F umlädt, hängt von der Eigenfrequenz des aus seiner Kapazität und der Induktivität der Drossel L gebildeten Schwingungskreises ab. Begrenzt ist die Geschwindigkeit der Umladung während dieses Zeitabschnittes nur mit Rücksicht auf -die Belastbarkeit der Hilfsentladungsgefäße hHl und h112, in denen der Strom natürlich einen um so höheren Scheitelwert erreicht, je rascher die Umladung vor sich geht.The process described is shown in a curve in FIG. 3 for rectifier operation. At point A, the extinguishing anode A4 is ignited. At point B the quenching anode has taken over the entire load current and the capacitor K is gradually discharged. If the capacitor is suitably dimensioned, the voltage change at the capacitor proceeds so slowly that the capacitor voltage does not fall below the value of the phase voltage at the anode to be removed within the required deionization time i9E. After the deionization time OL has elapsed, at time E, the auxiliary valve hHl is ignited, and an extraordinarily rapid charge reversal of the capacitor to the opposite voltage value now takes place in accordance with the curve EF. During this period of time, the current i11 i flows through the auxiliary valve. At time C, the slave anode is released, and at time D it has taken over the full load current. At time G or at the latest before the start of the next commutation process, the auxiliary valve Y112 is ignited, whereupon the capacitor recharges itself and is now ready for the next commutation process. The current 412 flows through the auxiliary valve V112. It can be seen that the intermediate time between the overlapping sections ü1 and ü2 is no longer dependent on the level of the load current, but is only determined by considering a sufficient deflation time OE. This deionization time can be kept so long, even with the highest load on the converter, that there is no longer any need to fear through-ignition of the detached anode. The speed at which the capacitor recharges between points E and F depends on the natural frequency of the oscillating circuit formed from its capacitance and the inductance of the choke L. The speed of recharging is limited during this period of time only with regard to the load capacity of the auxiliary discharge vessels hH1 and h112, in which the current naturally reaches a higher peak value the faster the recharging takes place.

In Fig. 4 ist der Kommutierungsvorgang bei einer Einrichtung gemäß der Erfindung für Wechselrichterbetrieb dargestellt. Ein grundsätzlicher Unterschied gegenüber dem Kommutierungsvorgang bei Gleichrichterbetrieb besteht nicht, und die angegebenen Buchstaben haben :genau die gleiche Bedeutung wie in Fig. 3.4 shows the commutation process in a device according to the invention shown for inverter operation. A fundamental difference compared to the commutation process in rectifier operation does not exist, and the indicated letters have: exactly the same meaning as in Fig. 3.

Aus -dem vorher Gesagten geht hervor, daß eine besondere Ladespannungsquelle für den Kommutierungskondensator nicht erforderlich ist. Ganz besonders einfach wird aber die Anwendung der Erfindung für Stromrichter, deren Entladungsstrecken in Graetzscher Schaltung angeordnet sind. In diesem Fall kann nämlich ein und derselbe Kommutierungskondensator abwechselnd in den beiden Entladungsstreckengruppen der Graetzschaltung zur Löschung einer Anode benutzt werden, wobei die bei Nullpunktschaltungen notwendige Umladung des Kondensators zwischen den einzelnen Kommutierungsvorgängen fortfällt. Ein Ausführungsbeispiel hierfür ist in Fig. 5 dargestellt. Der Stromrichter besteht aus zwei Gruppen von Entladungsstrecken hl' , l2 , h3 und hl", h2', VJ/' Der Kondensator K liegt mit einer Belegung unmittelbar an dem Nullpunkt der sekundären Transformatorwicklung. Seine andere Belegung ist über je ein Löschventil hL bzw. hi' mit den beiden Gleichstrompolen der Stromrichteranordnung verbunden. Parallel zudem Kondensator liegt wieder eine Drossel L in Reihe mit zwei gegensinnig parallel geschalteten Hilfsventilen h11 und h11'.From what has been said above, it can be seen that a special charging voltage source is not required for the commutation capacitor. However, the application of the invention for converters whose discharge paths are arranged in a Graetzian circuit is particularly simple. In this case, one and the same commutation capacitor can be used alternately in the two groups of discharge paths of the Graetz circuit to extinguish an anode, the charge reversal of the capacitor between the individual commutation processes, which is necessary for zero-point switching, is omitted. An exemplary embodiment for this is shown in FIG. 5. The converter consists of two groups of discharge paths hl ', l2 , h3 and hl ", h2', VJ / ' The capacitor K has one assignment directly at the zero point of the secondary transformer winding. hi 'connected to the two DC poles of the converter arrangement. In parallel with the capacitor, there is again a throttle L in series with two auxiliary valves h11 and h11' connected in parallel in opposite directions.

Angenommen, der Kondensator K sei so aufgeladen, daß seine obere Belegung positives und seine untere negatives Potential besitzt. Wenn jetzt eine Entladungsstrecke der linken Gruppe, z. B. hi , gelöscht "verden soll, wird das Hilfsventil VL' freigegeben. Der Kommutierungsvorgang spielt sich nun genau so ab, wie in Fig.3 bzw. 4 dargestellt, nur daß jetzt nach Beendigung des Kommutierungsvorgangesdas Ventil VH'gesperrt wird, da eine erneute Umladung des Kondensators nicht erforderlich ist. Der Kondensator ist vielmehr nach Beendigung des ersten Kommutierungsvorganges so aufgeladen, daß seine Spannung für einen darauffolgenden Kommutierungsvorgang in der anderen Entladungsstreckengruppe, beispielsweise zur Löschung der Entladungsstrecke V,"*, das richtige Vorzeichen besitzt. Dieser Kommutierungsvorgang wird eingeleitet durch Zündendes Löschventils VJ, wobei die rasche Umladung des Kondensators über dieDrossel L nunmehr durchZünden des Ventils h11' eingeleitet wird.Assume that the capacitor K is charged so that its upper occupancy has positive and its lower negative potential. If now a discharge path of the left group, z. B. hi, deleted ", the auxiliary valve VL 'is released. The commutation process now takes place exactly as shown in FIG Rather, after the first commutation process has ended, the capacitor is charged so that its voltage has the correct sign for a subsequent commutation process in the other discharge path group, for example to delete the discharge path V, "*. This commutation process is initiated by igniting the extinguishing valve VJ, the rapid charge reversal of the capacitor via the throttle L now being initiated by igniting the valve h11 '.

Da beider erfindungsgemäßen Kommutierungseinrichtung die Anfangszeitpunkte der ersten und der zweiten Kommutierung unabhängig voneinander veränderbar sind, können sowohl im Gleichrichterals auch im Wechselrichterbetrie#b die Wirkleistung und die Blindleistung getrennt voneinander geregelt werden. Die Einrichtung nach der Erfindung kann zugleich auch zur Abschaltung des Wechselrichters bei Betriebsstörungen oder Kurzschlüssen auf der Wechselstromseite dienen. In diesem Fall werden alle Entladungsstrecken gesperrt, mit Ausnahme des Löschventils, welches gerade brennt oder gerade zünden soll. Es entsteht dann eine Kommutierung zwischen einer der Hauptanoden nach dem betreffenden Löschventil, nach deren Beendigung das Löschventil so lange brennt, bis der Gleichstrom auf Null abgesunken ist. Da die Kapazität des Löschkondensators verhältnismäßig groß ist, lädt :ich dieser dabei nur auf eine niedrige Spannung auf.Since both commutation devices according to the invention are the starting times the first and the second commutation can be changed independently of one another, can determine the active power in both rectifier and inverter operation and the reactive power can be controlled separately from each other. The establishment after the invention can also be used to switch off the inverter in the event of malfunctions or short circuits on the AC side. In this case all will Discharge routes blocked, with the exception of the extinguishing valve, which is currently burning or is about to ignite. Commutation then occurs between one of the main anodes after the extinguishing valve in question, after which the The extinguishing valve burns until the direct current has dropped to zero. Since the Capacity of the quenching capacitor is relatively large, loads: I this one only on a low voltage.

Es ist unter Umständen zweckmäßig, die Drosselspüle L mit stark gesättigtem Eisenkern auszurüsten. Dadurch erhält der über die Hilfsventile fließende Strom einen günstigeren Verlauf, und es wird die Rückzündungsgefahr für die Hilfsventile wesentlich vermindert. Infolge der kurzen, aber hohen Stromstöße, die über die Hilfsventile fließen, könnte in diesen nämlich eine beträchtliche Restionisation entstehen, die die Rückzündungsfestigkeit herabsetzt. Da der Verlauf,des über das Hilfsventil fließenden Stromes, wenn sich die Drossel dabei stark sättigt, nicht mehr, wie in den Fig. 3 und .l dargestellt, .annähernd sinusförm.ig ,ist, sondern eine ausgeprägte Spitze besitzt, so ist in .diesem Fall der Zeitpunkt, in welchem der Über die Drossel führende Parallehveg zu dem Kondensator freigegeben wird, entsprechend vorzuverlegen.It may be advisable to use the throttle flush L with highly saturated Equip iron core. This gives the current flowing through the auxiliary valves a more favorable course, and there is the risk of reignition for the auxiliary valves significantly reduced. As a result of the short but high current surges that are passed through the auxiliary valves flow, a considerable residual ionization could arise in these namely reduces the resistance to flashback. Since the course of the flowing through the auxiliary valve Current, if the choke is strongly saturated, no longer, as in Fig. 3 and 1, .approximately sinusoidal, but a pronounced peak possesses, so in this case is the point in time at which the over the throttle leads Parallehveg to the capacitor is released, to be brought forward accordingly.

Dasselbe Ziel, die durch die Restionisation hervorgerufene Rückzündungsgefahr für die Hilfsventile zu beseitigen, kann man auch dadurch erreichen, daß man die Kapazität,des Kommutierungskondensators verhältnismäßig klein wählt, wobei .dann die Drossel I_ nicht mehr als gesättigte Drossel ausgebildet zu werden braucht. Sie kann unter Umständen sogar ohne Eisenkern sein. Um .die zur Entionisierun;g zur Verfügung stehende Zeit i5E (vgl. Fig. i, 3, .4) auf genügender Größe zu halten, muß in diesem Fall der Kondensator auf eine größere Anfangsspannung aufgeladen werden (Punkt A), was durch passende Wahl der Lage des Punktes C erreicht werden kann. An der erfindungsgemäßen Schaltung ändert sich hierdurch nichts, auch bleibt der Kommutierungsvorgang belastungsunabhängig:The same goal, the risk of re-ignition caused by residual ionization for the auxiliary valves can also be achieved by the Capacitance of the commutation capacitor selects relatively small, where .then the throttle I_ no longer needs to be designed as a saturated throttle. Under certain circumstances it can even be without an iron core. To .that used for deionization; g to keep the available time i5E (cf.Fig. i, 3, .4) at a sufficient size, In this case, the capacitor must be charged to a higher initial voltage (Point A), which can be achieved by a suitable choice of the position of point C. This does not change anything in the circuit according to the invention, and it remains the same Commutation process independent of the load:

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE: i. Einrichtung zur Zwangskommutierung von Stromrichtern, bei der der Belastungsstrom von .der abgelösten Anode zunächst durch Zünden eines mit dem vorgeladenen Kommutierungskondensator in Reihe geschalteten Löschventils auf .den Kommutierungskondensator und dann von diesem auf die abl'ö'sende Anode übergeht, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu :dem Kondensator ein zusätzlicher Stromweg über eine Drossel vorgesehen ist, der nach Beendigung der Stromübernahme auf den Kondensator durch Zünden eines in ihm liegenden Hilfsventils freigegeben wird und die Umladung des Kondensators, die vorher nur durch den Belastungsstrom erfolgte, beschleunigt. PATENT CLAIMS: i. Device for forced commutation of converters, in which the load current of .the detached anode is initially triggered by a extinguishing valve connected in series with the precharged commutation capacitor on .the commutation capacitor and then from this to the releasing anode passes, characterized in that parallel to: the capacitor an additional Current path is provided via a choke, which after the end of the power takeover released on the capacitor by igniting an auxiliary valve located in it and the charge reversal of the capacitor, which was previously only due to the load current occurred, accelerated. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kondensator so bemessen ist, daß seine Spannung auch bei dem höchsten Belastungsstrom noch während einer zur Entionisierunä ,der abgelösten Anode ausreichenden Zeit größer bleibt als die Phasenspannung dieser Anode und die Freigabe des Parallelstromweges zu ihm erst nach Ablauf dieser Zeit erfolgt. 2. Device according to claim i, characterized in that that the capacitor is dimensioned so that its voltage even with the highest load current still greater during a time sufficient to deionize the detached anode remains as the phase voltage of this anode and the release of the parallel current path to him only after this time has elapsed. 3. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Freigabe der ablösenden Anode erst nach Erlöschen des in dem Parallelstromweg liegenden Hilfsventils erfolgt. d.. 3. Device according to claim i, characterized characterized in that the releasing anode is only released after the in the auxiliary valve lying in parallel flow takes place. d .. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet; daß die Freigabe der ablösenden Entladungsstrecke in Abhängigkeit von der Spannung am Kondensator erfolgt, sobald diese bei der Umladung einen vorgegebenen Wert erreicht. Device according to claim 3, characterized; that the release of the releasing discharge path in Dependence on the voltage on the capacitor takes place as soon as this occurs during the transfer reached a predetermined value. 5. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß indem Parallelstromwe@g zwei gegensinnig parallel geschaltete Hilfsventile liegen, welche abwechselnd freigegeben werden. 5. Device according to claim i, characterized in that that in the parallel flow path there are two auxiliary valves connected in parallel in opposite directions, which are released alternately. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Nullpunktschaltung des Stromrichters der Isondensato-rkreis zwischen Nullpunkt und Kathode des Stromrichters liegt und das zweite Hilfsventil im Parallelstromweg zum Kondensator zwischen zwei aufeinanderfolgenden Kommutierungsvorgängen zwecks erneuter Umladung des Kondensators freigegeben wird. 6. Device according to claim 5, characterized in that that when the converter is switched to zero, the isolating circuit is between zero and the cathode of the converter is located and the second auxiliary valve is in the parallel flow path to the capacitor between two successive commutation processes for the purpose of renewed reloading of the capacitor is released. 7. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei Stromrichtern in Graetzschaltung die eine Kon.densatorbelegung mit dem Transformatornullpunkt, die andere über je ein Löschventil mit beiden Gleichstrompolen verbunden ist und die beiden Hilfsventile im P.arallelstromweg abwechselnd in aufeinanderfolgenden Kommutierungsvorgängen freigegeben werden. 7. Device according to claim 5, characterized in that with converters in Graetz circuit the one Kon.densatorbeligung with the transformer zero point, the other via an extinguishing valve each with both DC poles is connected and the two auxiliary valves in the P.arallelstromweg alternately in successive Commutation processes are released. 8. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, -daß die im Parallelstromweg zum Kommutierungskondensator liegende Drosselspule mit einem Eisenkern ausgerüstet ist, der sich unter dem Einfluß des Umladestromes des Kondensators stark sättigt. g. Einrichtung nach Anspruch i oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die im Parallelstromweg zum Kommutierungskondensator liegenden Hilfsentladungsstrecken nur gezündet werden, wenn die Belastung des Stromrichters unter einer vorgegebenen Grenze liegt. io. Verfahren zur Löschung eines Stromrichters im Störungsfall unter Verwendung einer Einrichtung nach einem der Ansprüche i bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Entladungsstrecken mit Ausnahme desjenigen Löschventils, welches gerade brennt oder die Stromführung übernehmen soll, gesperrt werden.8. Device according to claim i, characterized characterized -that the one lying in the parallel current path to the commutation capacitor Choke coil is equipped with an iron core, which is under the influence of the Charging current of the capacitor is very saturated. G. Device according to claim i or one of the following, characterized in that in the parallel current path to the commutation capacitor lying auxiliary discharge paths are only ignited when the load on the converter is below a predetermined limit. ok Procedure for extinguishing a converter in the event of a fault using a device according to one of claims i to 8, characterized in that all discharge paths with the exception of the extinguishing valve which is currently burning or which is to take over the power supply.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1265288B (en) * 1965-05-06 1968-04-04 Licentia Gmbh Reactive power converter connected in series with mains voltage

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