SE433898B - Anordning vid frekvensomvandlare for syntetisering av en utgangsspenningsvag med anvendning av en yttre vexelstromskella - Google Patents

Description

10 15 20 25 30 35 40 77037554» 2 1. Konstant ingšngs- och utgångsfrekvens: En av de tidigaste tillämpningarna var den ovannämnda tyska för traktionsmotorer. 2. Variabel ingångsfrekvens, konstant utgångsfrekvensš Gene- reringssystem för flygplan utgör en viktig användning inom denna klass. t 3. Konstant ingångsfrekvens, variabel utgångsfrekvens: Sådana g system används inom olika typer av motordrift med variabel hastighet. 4. Variabel ingångsfrekvens, inställbar Etgångsfrekvens: Detta skulle kunna vara en användning för fordonsdrift från en generator på fordonet. Det skulle möjliggöra för generatorn att arbeta inom dess effektivaste hastighetsomrâde och tillåta fordonet att framföras med önskad hastighet. _ Ã Ett väsentligt drag hos dessaftidigare tillämpningar har varit i att alla arbetar på passiva belastningar. Frekvensomvandlaren tar därvid den energi som är avsedd för belastning från den spännings- källa som matar frekvensomvandlaren. _ Frekvensomvandlare kan även katalogiseras i enlighet med deras kommutering, som kan vara naturlig och styrd av den matande väkel- spänningen eller vara forcerad och styrd av yttre källor. Föreliggande i uppfinning~avser frekvensomvandlare av naturligt kommuterad typ. V Det för uppfinningen utmärkande framgår av de åtgärder, som är redovisade i den känneteeknande delen av bifogade patentkrav 1.

Enligt en utföringsform av uppfinningen syntetiseras 'en spän- ningsvåg i frekvensomvandlaren, vilket innebär en försumbar del av den totala energin till belastningen. Från en i förhållande till fre- kvensomvandlaren yttre källa avges energi till belastningen. Matnings- spänningen till frekvensomvandlaren kan härledas från den yttre källa, som ger energi till belastningen eller från-någon annan källa. Be- lastningsströmmen flyter genom frekvensomvandlaren, men eftersom den- na drivs av yttre krafter i förhållande till frekvensomvandlaren ten- derar denna ström inte till att vara beroende av en i frekvensom- vandlaren syntetiserad spänningsvåg. I detta avseende står förelig- gande uppfinning i markant kontrast till all tidigare känd tekniki inom området för frekvensomvandlare; Graden av denna avvikelse från konventionell praxis kan klart inses vid studium av föreliggande ansökning avseende nämnda uppfin- ning. I en första tillämpning används frekvensomvandlaren för att syntetisera en enfasig spänningsvåg, vilken överlagras på spänningar- na i de tre faserna i en elektrisk kraftöverföringslinje. Denna över- lagrade spänning tillförs genom införande mellan förbindningspunkten för de Y-kopplade sekundärlindningarna i en transformator i en under- 10 15 20 25 30 asp HO 77037554: 3 station och den jordade nollpunkt, som är gemensam för alla faserna i distributionssystemet. Den överlagrade spänningen används uteslu- tande för att till den normala matningsspänningen tillföra en signal, som representerar digital information vid de punkter som betjänas av kraftöverföringslinjen.

Den ström som i detta fall flyter genom frekvensomvandlaren är nollpunktsströmmen i distributionssystemet. Denna bestäms av obalan- sen mellan belastningarna i de tre fasledningarna, varigenom sålunda dess fasläge är helt omöjligtatt förutse. I själva verket innehåller denna nollpunktsström väsentliga andelar av den tredje övertonen och kan sålunda avvika avsevärt från den enkla vågformen av standardfre- kvens (exempelvis 60 Hz) med okänt fasläge.

Den spänningsvåg som adderas till de tre fasspänningarna måste ha ett väldefinierat fassamband med de spänningar som matar kraft- överföringslinjen. Detta kräver att ingângsspänningsvâgen vid fre- kvensomvandlaren är härledd från de spänningar som matar överförings- ledningen och att okända fasförskjutningar i själva frekvensomvandla- ren undviks. Detta senare övervägande för att undvika okända fasför- skjutningar inom frekvensomvandlaren erfordrar användning av en fre- kvensomvandlare av s.k. enveloptyp för den speciella tillämpning för vilken denna nya teknologi har utvecklats. ' Det bör dock observeras, att denna nya teknologi skulle kunna tillämpas på frekvensomvandlare,i vilka okända fasförskjutningar före- kommer. Det är viktigt att bedöma graden av den fasförskjutning som kan tolereras. Om i stället för en införd enkel fasspänning i noll- ledningen individuella signalspänningar införts i varje fasledning skulle en viss grad av gsäkerhet i fasförskjutningen hosflden överlag- rade signalen kunnat tolereras.

En annan mycket viktig synpunkt med avseende på den nya tekno- login avser felskyddsåtgärder som måste inräknas i konstruktionen av frekvensomvandlaren. Enligt uppfinningen ingår frekvensomvandlaren som ett ledande element i nolledaren i kraftöverföringslinjen. All nollström måste passera genom frekvensomvandlaren eller genom en skyddande shuntkrets. Vid fel på kraftöverföringslinjen måste man räkna med strömmar av storleksordningen 10.000 ampere i nollledningen och det är viktigt att strömmen kontinuerligt upprätthålls, så att överspänningar inte kan uppträda mellan fasledarna och nolledaren i kraftöverföringslinjen. Uraktlâtenhet att anordna detta felskydd skulle resultera i överspänningar, som matas till abonnenter vid vissa feltyper, medförande att utrustningen hos abonnenterna skulle kunna förstöras. I 10 15 20 25 30 35 #0 770375544 H Om en frekvensomvandlare avger energi till belastningen, såsom fallet är enligt uppfinningen, är strömmens vågform bestämd av den syntetiserade vågformen i frekvensomvandlaren och av belastningens impedans. Enligt uppfinningen är inte strömmens vågform bestämd av den vågform som alstras i frekvensomvandlaren och strömmens nollge- nomgängar är inte beroende av nollgenomgângarna för matningsspänningen ítill frekvensomvandlaren. Detta nödvändiggör en triggningsteknologi som markant skiljer sig från vad som är etablerad praxis. Den nya triggníngsteknologin och skyddskxetsen utgör även nya element enligt föreliggande uppfinning. _ Före den detaljerade behandlingen av den föredragna utförings- formen kan det vara på sin plats att kort beskriva några egenskaper hos vågsyntetiseringsprocessen i frekvensomvandlaren.

Utgångsvâgen alstras av successiva segment, härrörande från in- gångsspänningarna. Ofta föreligger ett flertal ingångsspänningar av sinusform med skilda faslägen men lika amplitud. Detta är det fall som vanligen uppträder när en frekvensomvandlare används i kraftsy- stem. Om utgångsvågen syntetiseras av segment av sinusvågor med lika amplitud kommer den vanligen att erhålla sågtandkaraktär. Det kan va- ra nödvändigt att använda induktansspolar för att glätta diskontinui- teter för att en vågform skall kunna erhållas som med erforderlig noggrannhet approximerar en önskad vågform.

Om induktansspolar används för att glätta de skarpa diskontinui-I teterna i utgångsvågen är det ofrånkomligt att en spänningsfasför- skjutning vill uppträda i förhållande till strömmen genom induktans- spolen. Detta har ingen betydelse om frekvensomvandlaren skall an- vändas som den huvudsakliga eller enda energikällan för belastningen, men om den syntetiserade spänningen i frekvensomvandlaren måste upp- rätthålla en bestämd fasförskjutning i förhållande till den huvud- spänning som matar energi till belastningen kan inte okända fasför- skjutningar tolereras. Denna osäkerhet vad beträffar fasförskjut- ningen blir allt större i de fall då strömmen som flyter genom fre- kvensomvandlaren är bestämd av villkor som ligger helt utanför fre- kvensomvandlaren. I denna första tillämpning, där frekvensomvandlaren skall påtrycka en önskad vågform i nolledaren i en trefasig kraft- överföringslinje kan inte märkbara fasförskjutningar av obestämd och varierande storlek accepteras. ~ För denna första tillämpning av den nya teknologin var det där- för önskvärt att induktansspolar för glättning av skarpa diskontinui- teter skulle kunna undvikas. I det speciella fallet, då frekvensen 10 15 20 25 30 35 H0 770375544 5 hos den matande spänningen är högre än frekvensen hos den alstrade vågformen, är det ibland möjligt att alstra en acceptabel vågform i en frekvensomvandlare av enveloptyp utan användning av några glättande induktansspolar. Pig. 1 på bifogade ritning visar ett sätt på vilket en sinusvâg med 30 Hz approximativt kan alstras ur sinus- vågelement av 80-Hz-vågor. Det bör observeras att enligt fig. 1 en- dast de två polariteterna hos två faser av 60 Hz är använda och att amplituderna hos ingàngsspänningarna inte är lika. Den grad av nog- grannhet med vilken vågformen approximerar den önskade vågformen är uppenbarligen bestämt av antalet faser som används för att ge sinus- formiga segment. I en frekvensomvandlare av detta slag kommer det inte att uppträda nâgra fasförskjutningar av variabel och okänd stor- lek.

Vanligen är frekvensomvandlaren använd för att syntetisera en vågform som approximativt har sinusform. Det finns inga inre krav på att den vågform som syntetiseras i en frekvensomvandlare skall vara sinusformig och enligt denna första tillämpning där den syntetiserade vågformen enbart används för att införa digital information på redan existerande fasspänníngar, kan en godtycklig vågform användas som tillräckligt noggrant kan fastställas och som inte inverkar störande på den ursprungligen avsedda användningen av fasspänningarna.

Utrustningen göres optimalt enkel genom användningen av en enda spänningskälla för frekvensomvandlaren. Alla de utmärkande drag som kommer att beskrivas för en enda spänningskälla kan utvidgas till fall vid vilka frekvensomvandlare matas med ett flertal spännings- källor. En fackman kan därvid omedelbart inse att utvidgningen en- dast innebär ett upprepande av kontrollkretsar för att möjliggöra styrt strömflöde genom ett större antal strömgrenar.

Vid diskussionen av den nya teknologi som är föremål för före- liggande uppfinning kommer uppmärksamheten att riktas på syntetise- ring av vågformer som kan härledas från en enda spänningskälla som matar frekvensomvandlaren, varvid hänsyn tages till att vad som där- vid sägs lätt kan utvidgas till fall med flera spänningskällor ma- tande frekvensomvandlaren. _ Z Ett allmänt ändamål med uppfinningen är att åstadkomma en fre- kvensomvandlare, som arbetar på en aktiv belastning. Vid förekomst av en aktiv belastning uppträder krav på att korrekt kommutering skall kunna erhållas för alla tänkbara fassamband mellan strömmen och den syntetiserade spänningsvágen.- Ett annat ändamål med föreliggande_uppfinning är att ange en 10 15 20 25 30 35 HO 77037554: metod och en anordning för att möjliggöra önskad övergång mellan successiva segment av den syntetiserade spänningsvågen, oberoende ' av den riktning i vilken strömmen flyter när övergången skall verk- ställas.

Ett ytterligare ändamål är att åstadkomma sätt och anordningar för att tillförsäkra kontinuerligt strömflöde när riktningen av ström- men omkastas vid godtycklig tidpunkt inom ett segment av den synteti- serade spänningsvågen eller vid övergång mellan successiva segment av denna vågform. 7 Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att ange metod och anordning för att avkänna strömflödet i de skilda strömgrenarna av frekvensomvandlaren och för att avkänna utebliven ström i sådan ut- sträckning, som erfordras för att åstadkomma korrekt kommutering av strömgrenarna vid syntetiseringen av den önskade spänningsvågen.

Ett ytterligare ändamål är att ange metod och anordning för att avkänna den totala ström som flyter genom frekvensomvandlaren, så att i fall av kortslgtningi belastningen frekvensomvandlaren kan -shuntas av anordningar, som tillåter att korrigeringsåtgärder vidtas oberoende av förekomsten av frekvensomvandlaren.

Ett samhörande ändamål med uppfinningen är att ange metod och anordning för att inrätta skyddsåtgärder i händelse av kortslutning i belastningen i sådana fall, när strömmens kontinuitet måste upp- årätthållas vid en nivå som inte kunde upprätthållas genom frekvens- omvandlaren själv. _ Ett annat ändamål med föreliggande uppfinning är att ange en metod och en anordning för kommutering mellan successiva segment av eden syntetiserade vågformen för att möjliggöra att vid normala kom- muteringsförlopp ingen spänningskälla vid frekvensomvandlaren kort- sluts och vidare för att säkerställa att vid en kortslutning i be- lastningen eller vid ett skadligt övergångsförlopp nära kommuterings- tidpunkten, varje överbelastning som kan uppträda i en spänningskälla inte kan vara längre än till avslutandet av den halva sinusvâg, under vilken den uppträder. I Ett annat särskilt ändamål med föreliggande uppfinning är att en önskvärd vågform skall kunna syntetiseras från spänningar som upp- träder på elektriska kraftlinjer och att frekvensomvandlaren skall ut- göra ett medel, varigenom den syntetiserade spänningen kan överlagras på spänningar som redan existerar på kraftlinjer.

Ett annat särskilt ändamål med föreliggande uppfinning är att astadkomma en vâgform hos utgångsspänningen; som i fashänseende är 10 15 20 25 30 35 H0 77037554: knuten till de spänningar som uppträder på en kraftöverföringslínje i enlighet med ett önskat samband.

Ett ytterligare särskilt ändamål med föreliggande uppfinning är att ange en metod och en anordning, varigenom samma enfasspänningsvåg, som är syntetiserad i frekvensomvandlaren, kan överlagras på de spän- ningar som uppträder pâ alla fasledningarna i kraftlinjen genom infö- rande av den syntetiserade vâgformen mellan en jordad nollpunkt i över- föringslinjen och en gemensam förbindningspunkt för de Y-kopplade se- kundärlindningarna i en transformator i en understation.

Dessa ändamål och dessa utmärkande drag, liksom andra ändamål och utmärkande drag, kommer bäst att inses från en detaljerad beskriv- ning av en föredragen utföringsform av uppfinningen,utvald för att be- lysa uppfinningen och illustrerad på bifogade ritningar. På dessa visar fig. 1,enligt vad som redan antytts, vågformen från en frekvensomvand- lare av enveloptyp, vilken alstrar en utgångsvåg, som har en frekvens som är hälften av ingångsspänningens (detta kommer inte att åberopas i fortsättningen vid diskussionei av den föredragna utföringsformen).

Pig. 2 visar schematiskt en freklensomvandlare av enveloptyp, använd för att pätrycka en önskad vàgform på spänningarna i de tre fasledar- na i en elektrisk kraftöverföringslinje, varvid anordningen innefattar en skyddskrets för att garantera integriteten hos nolledaren vid hän- delse av ett fas-till-nollfel i överföringslinjen eller ett fel i nå- gon del av frekvensomvandlaren. Pig. 3 visar det samband mellan spän- 7 ning och ström som verkligen uppträder vid kommuteringsförloppet när hänsyn är tagen till det faktum att en idealisk övergång inte är möj- lig att realisera i praktiken och att en överlappningsvinkel av änd- lig storlek kommer att förekomma vid varje uppnåbart kommuteringsför- lopp. Pig. 4 visar ett hlocksohema för triggning av tyristorer, an- vända vid genomförandet av den första tillämpningen av uppfinningen.

Pig. 5 visar schematiskt ett utdrag ur kretslogikschemat för att ge information om att strömmen genom frekvensomvandlaren är alltför hög.

Pig. 6 visar ett annat utdrag ur kretslogiksohemat för att alstra logiknivàer, som anger att spänningen mellan den jordade nollpunkten i överföringslinjen och den geme1samma förbindningspunkten för de Y- -kopplade sekundärlindningarna i transformatorn i understationen är alltför hög. Pig. 7 visar ett utirag ur logikkretsschemat för trigg- ning av förbigångsventiler i beroende av de logiknivåer som alstrats enligt fig. 5 och 6 eller i enlighet med förutsedd användning. Pig. 8 visar ett strömvägsdiagram för ett flertal strömvägar och strömrikt- ningen genom varje strömgren i en frekvensomvandlare. 10 15 20 25 30 35 NO “vvozvss-up i ¿ 8 Diskussionen av de:detaljerade verkningssättet av den före- dragna, utvalda utföringsformen kommer att underlättas genom anta- gandet av några konventioner beträffande positiva och negativa rikt- É ningar i fig. 2. För det ändamålet antas att ström som inkommer till den gemensamma förbindningspunkten 1 mellan de Y-kopplade sekundär- lindningarna i transformatorn i understationen från den jordade noll- ledaren 10 har positiv riktning.

Det är lämpligt att anta att den jordade nolledaren 10 och så- lunda även mittuttaget på sekundärlindningen i moduleringstransforma- torn har nollpotential. Förtecknet på potentialen definieras genom konventionen att om ett par av parallella strömgrenar leder ström i positiv riktning genom frekvensomvandlaren kommer strömmen att kommu- tera till en strömgren, vilken är alstrad av en mera positiv potential från moduleringstransformatorn. ' Genom en konvention som är fastställd med hänsyn till både det absoluta värdet och förtecknet hos potentialerna kan man definiera en spänningskurva med positiv lutning som en sådan, hos vilken poten- tialen ökar algebraiskt med ökande tid. En spänningskälla med positiv lutning är alltså likvärdig med en spänning med positiv polaritet, som ökar i absolut värde med ökande tid eller en källa med negativ potential som minskar i absolut värde med minskande tid.

Frekvensomvandlaren ërhåller sin_ingångsspänning från module- ringstransformatorn 8, vars primärlindning matas med spänningar i motsvarighet till den spänning som existerar mellan faserna B och C, betecknade 3 resp. H i fig. 2.Vflïdet aktuella genomförandet av denna modulator är det fördelaktigt att denna ingångsspänning är härledd från den energikälla som matar understationens transformator, efter- som denna källa är mindre störd i händelse av fel på kraftöverförings- linjen. För enkelhets skull har dock denna spänning i fig. 2 visats vara härledd från sekundärlindningen på understationens transformator. _ -Då moduleringstransformatorn 8 betraktas som en del av frekvens- omvandlaren finns endast en enda spänningsingång. Det finns dock tre strömgrenar, varav en är en shuntgren, som ingnorerar verkan av in- I 1 gångsspänningen. De båda andra strömgrenarna som är betecknade övre arm resp. undre arm härleder sina spänningar från den övre hälften eller från den undre hälften på den med mittuttag försedda moduleríngs- transformatorn, enligt vad som visas i fig. 2. _ För att underlätta beskrivningen av verkningssättet för frekvens- omvandlaren och dess tillhörande kretsar har en numrering av_komponent- erna valts som följer ett logiskt förlopp,_därigenom att shuntarmen, 10 15 20 25 30 35 40 77037554» 9 den övre armen och den undre armen innehåller lika element. Dekaden 10 - 19 är avsedd för shuntarmen, dekaden 20 - 29 för den övre armen och dekaden 30 - 39 för den nedre armen. I denna tilldelning har en- talssiffrorna i var och en av dessa armar samma funktionella innebörd.

För alla armar hänför sig sålunda entalet 3 till styrelektroden på en styrbar kisellikriktarventil, som leder ström i positiv riktning.

På motsvarande sätt anger i shuntkretsen i vänstra delen av fig. 2 dekaden H0 - 49 komponenter som svarar för ström med negativ riktning och dekaden 50 - 59 för komponenter som svarar för ström med positiv riktning. Även i sistnämnda fall används entalssiffrorna för att beteckna motsvarande komponenter.

Diskussionen av verkningssättet av kretsen enligt fig. 2 börjar lämpligen med den situation som råder vid en tidpunkt, när ingen sig- nalering på kraftöverföringslinjen är avsedd - dvs. när frekvensom- vandlaren är verkningslös. I detta fall triggas de båda halvledarven- tilerna 41 och 51 kontinuerligt av batterimatade spänningskällor H0 och 50, vilka kommer att närmare beskrivas i anslutning till fig. 7.

Användning av batterimatade spänningskällor garanterar att dessa styr- elektroder kommer att triggas även om kraftöverföringslinjen är spän- ningslös under någon tid. Dessa batterimatade spänningskällor är iso- lerade från kraftöverföringslínjen genom sina matningsledningar och 7 bibehåller automatiskt fullt laddningstillstånd så snart linjen står under spänning.

Om signalering skall börja - dvs. om frekvensomvandlaren skall användas - kommer den logikkrets som möjliggör signaleringen (vilket skall beskrivas närmare senare) att tillföra signaler vid styrelek- troderna 13 och 16 i shuntarmen; signalerna från källorna HO och 50 bryts därvid. Detta försätter enbart frekvensomvandlaren i beredskape- tillstånd. Detta förefaller vara en onödig försiktighetsâtgärd, efter- som halvledarventilerna H1 och 51 åstadkommer en strömväg som liknar den som åstadkoms av shuntarmen. Åtgärden är dock viktig, eftersom halvledarventilerna 12 och 15 är av växelriktarklass, medan halv- ledarventilerna 41 och 51 icke är av sådan klass. _ Halvledarventiler av växelriktarklass karakteriseras av deras egenskap att vid frånvaro av triggning av halvledarventilen ladd- ningsbärarna snabbt försvinner som följd av upphörd strömledning.

Man sätter värde på detta snabba försvinnande av laddningsbärare och i allmänhet kan inte halvledarventilen med mycket hög strömlednings- förmåga erhållas i växelriktarklass. Halvledarventilerna H1 och 51 måste kunna ufiprätthålla felströmmen tills denna bryts av understa- pvvozvss-4 10 15 20 25 ao 35 H0-- 10 tionens strömbrytare, varför nämnda halvledarventiler måste kunna leda väsentligt högre ström än halvledarventilerna 12 och 15 i shunt- armen.

Innan verkningssättet för frekvensomvandlaren beskrivs i de- talj skall den skyddsmekanism betraktas, som träder i funktion i händelse av ett fel som uppträder på överföringslinjen eller i fre- kvensomvandlaren. Detta är lämpligt vid detta ställe i beskrivningen, eftersom element i skyddskretsen används vid själva frekvensomvand- larens funktion. _ 7 Vid den konventionella användningen av frekvensomvandlare re- sulterar varje del i denna i att strömmen genom belastningen upphör.

I motsats därtill tillföres strömmen genom frekvensomvandlaren enligt uppfinningen från yttre källor till frekvensomvandlaren. För den elek- triska kraftöverföringen är en kontinuerligt flytande ström ett vä- sentligt villkor, som måste uppfyllas oberoende av det öde som fre- kvensomvandlaren undergår. Den särskilda användning vid vilken fre- kvensomvandlaren tjänar till att införa en spänning med önskad våg- form mellan den jordade nollpunkten i en kraftöverföringslinje och den gemensamma förbindningspunkten för de Y-kopplade sekundärlind- ningarna i en understations transformator är betecknande för en situa- tion, vid vilken det är väsentligt att ström fortsätter att flyta obe- roende av om frekvensomvandlaren fortsätter att fungera korrekt.

Om vid ett-fel mellan en fas och nollpunkten nollpunktsströmmen skulle stiga avsevärt är det möjligt att frekvensomvandlaren skulle upphöra att fungera korrekt. Den normala fasströmmen i en typisk trans- formator i en understation har ett märkvärde av cirka 400 ampere, men transformatorn är konstruerad att kunna motstå magnetiska krafter som åtföljer strömmar, vilka är cirka 25 gångerïså höga. Sålunda kan det inträffa att ett fel skulle kunna förorsaka att nollpunktsströmmen ökar till 10.000 ampere. Det är orealistiskt ur ekonomiska synpunkter. -att vänta sig att frekvensomvandlaren skall vara konstruerad att mot- stå strömmar av denna storlek och att fortsätta att fungera enligt sitt normala mönster. __ _ _ Därför får inte spänningen mellan den jordade nollpunkten och den gemensamma förbindningspunkten i transformatorn i understationen stiga omåttligt. I praktiken bör inte denna spänning överstiga cirka 5 % av spänningen mellan fas och nollpunkt i överföringslinjen, för att det normalt förekommande överspänningsskyddet inte felaktigt skall 'utlösas.-Därför måste ett automatiskt skyddsorgan anordnas, vilket upprättar en väg för en felaktig nollpunktsström, redan innan spän- 10 15 20 25 30 35 H0 '7703755-4 11 ningen mellan nollpunkten och den gemensamma förbindningspunkten i den Y-kopplade transformatorn uppnår en nivå som svarar mot'1 % av den normala spänningen mellan fas och nollpunkt.

Avhjälpande av allt för höga krav på frekvensomvandlaren i hän- delse av fel på kraftöverföringslinjen erhålles genom skyddsshunt- kretsen. Två styrbara halvledarventiler H1 och 51, vilka inte behöver vara av växelriktarklass, används för att åstadkomma en shuntväg i händelse av alltför hög nollpunktsström. Verkan av skyddskretsen, bå- de vid dess normalt avsedda användning och vid dess hjälpfunktion, som blir verksam om logiksambandet i kretsen uteblir, kommer nu att förklaras.

Triggningen av shuntventilerna H1 och 51 kan simulera en kort- slutning i frekvensomvandlaren, som kommer att vara tills strömmen kastar om riktning i den styrbara halvledarventil i frekvensomvand- laren, som därefter blir ledande. Denna strömledningstid kan inte överstiga cirka 1/120 sekunder om kraftöverföringslinjen har 60 Hz.

Strömmen genom halvledarventilen i frekvensomvandlaren är under denna kortslutningstid begränsad av impedansen i moduleringstransformatorn.

Märkeffekten för en halv period för halvledarventilen måste vara till- tagen för att övervinna detta fel. I allmänhet är strömledningsför- mågan under en halvperiod cirka tio gånger större än den kontinuer- liga märkeffekten för halvledarventilen för den situation, i vilken halvperiodfelet insättas från full belastning.

Vid ett felfall kan felströmmen stiga till 10.000 ampere.

Strömmen genom frekvensomvandlaren är kontinuerligt övervakad med hjälp av en strömtransformator med ansluten belastning 9. Om strömmen genom frekvensomvandlaren överstiger 100 ampere aktiveras skyddsshunt- kretsenfför att vidmakthålla integriteten hos strömvägen för noll- punktsströmmen. Detta gränsvärde av 100 ampere är valt enligt de ge- mensamma överläggningarna att detta är lämpligt mått av förutsatt obalansström och att 100 ampere ligger inom voltsekundbelastningen hos spänningskällan för frekvensomvandlaren för åstadkommande av kommute- ringen. Den logiska signal som svarar för triggningen av denna skydds- krets alstras i en krets som är återgiven i fig. 5.

I fig. 5 används tvâ jämfdrare 50 och 61. Den ena känner allt- för hög positiv ström och den andra känner alltför hög negativ ström som flyter genom strömtransformatorn och tillhörande belastning 9.

Utgångarna från dessa båda jämförare är anslutna till ett gemensamt belastningsmotstånd 62, som är anslutet till positiv matningsspänning.

*En "1"-nivå råder vid utgången på varje jämförare, när den övervakade strömmen ligger inom normala arbetsgränser"för frekvens- 10 15 20 25 30 35 40 7703755-4 12 omvandlaren. Uppträder en överström alstras en logisk "O"-nivå vid utgången på den jämförare som känner strömmen med denna polaritet.

Genom att utgângarna är anslutna till ett gemensamt belastningsmot- stånd får man i huvudsak en OCH-funktion vid punkten 63, vilket ger en logisk "O" för varje överströmssituation.

Strömgrenarna från moduleringstransformatorn är separat säk- rade (20, 30). Ett utlösande av någon av dessa säkringar skulle kun- na resultera i ett avbrott i strömvägen för nollpunktsströmmen utan att förorsaka någon alltför hög ström i frekvensomvandlaren. Därför erfordras en särskild nödtriggning av shuntvägen för att säkerställa integriteten hos en strömväg för nollpunktsströmmen. Den logiska sig- nalen för triggning av shuntkretsen för att svara mot denna eventuali- tet kan alstras med hjälp av en krets som visas i fig. 6.

I fig. 6 är en kedja 70 av dubbelriktade dioder i serie med ett motstånd 71 ansluten mellan den gemensamma förbindningspunkten 1 för de Y-kopplade sekundärlindningarna i transformatorn i understationen och den jordade nollpunkten 10 hos överföringslinjen. Om strömvägen genom frekvensomvandlaren bryts genom utlösning av en säkring börjar spänningen mellan dessa båda punkter att stiga i det fallet att fre- kvensomvandlaren avser att avge en signal. Om spänningsnivån uppnår en förutbestämd nivå, som är beroende av kedjan av dubbelriktade dioder (256 volt enligt ett utfört exemplar av kopplingen), händer att nämnda kedja får genombrott. Vid ett sådant genombrott uppträder hela spänningen över det seriekopplade motståndet 71, vilket förorsakar att ström flyter igenom kedjan och igenom ett strömbegränsande mot- stånd 72 och igenom två motriktat seriekopplade zenerdioder 73. Dessa Zenerdioder upprättar en nivå av 19 volt - förtecknet bestäms av riktningen av potentialdífferensen om 256 volt.

Det är givetvis önskvärt att alstra en triggningssignal för tskyddsshuntkretsen, som har likformig riktning och vars polaritet är refererad till jordpotential. För att åstadkomma detta är signalen med ÉZ9 volt använd att aktivera den ena eller den andra av två op- tiska isolatorer 7H och 75. Utgångarna 76 och 77 har logisk "O" vid förekomst av överspänning.

Det finns sålunda tre tillfällen vid vilka logisk "O" alstras under förhållanden vid vilka shuntkretsen måste triggas för att sva- ra mot onormal verkan av frekvensomvandlaren. Ett av dessa tillfäl- len uppträder vid den gemensamma utgången 63 hos jämförarna 60 och 61 i fig. 5 och de två andra uppträder vid utgångarna 76 och 77 på de optiska isolatorerna 74 och 75 i fig. 5. Dessa utgångar är kombinera- de till ett NAND-element 80 i fig. 7, som'visar den krets med vilken 10 15 20 25 30 35 H0 77037554: 13 signalerna HO och 50 i fig. 2 kan alstras.

I fig. 7 matar utgången på NAND-elementet 80 klockpulsingången på en D-vippa 81. Någon av de logiska nivåer som svarar mot en larm- situation alstrar därvid en positiv utgångssignal från NAND-elementet och vippan 81 av signalen vid dess klockpulsingång. Denna vippa för- blir triggad tills dencmanuellt áterställs.

Om inte anordningen används för signalering är det önskvärt att systemet befinner sig i ett tillstånd av bibehållen shuntkrets genom kontinuerlig triggning av shuntventilerna 41 och 51 i fig. 2. För att _uppfylla denna möjlighet är ett NOR-element 82 använt för att kombine- ra nödsignalen från vippan 81 med en logisk signal som är "O" vid sig- nalering och "1" vid icke signalering. Denna logiknivå, som anger om signalering pågår eller icke alstras i beroende av trafik i kretsar utanför dem enligt denna uppfinning.

Triggningssignalerna H0 och 50 i fig. 2 kan alstras enligt en teknik som åstadkommer hjälpeffekt av det slag som visas i fig. 7.

Separata kretsar erfordras för strömmens båda polariteter. I figuren visas kretsen för negativ polaritet. En strömkälla 83 matas från lin- jespänningen med 60 Hz och är isolerad från denna genom transforma- torn i strömkällan. En transistor 86 och ett strömbegränsningsmot- stånd 85 styr matningen av triggningssignalen för halvledarventilen H1.

Ett batteri 87 bibehålls vid fullt laddningstillstànd med hjälp av dioder 84 och 88 och ett strömbegränsande motstånd 89. I händelse att matningen av strömkällan 83 uteblir ger reservbatteriet 87 hjälp- effekt via dioden 90.

Vid övergång till_shuntkretsen tenderar framspänningsfallet i dioden och i den styrbara halvledarventilen i serie därmed att bli avsevärt mycket större än framspänningsfallet i shuntkretsens halv- ledarventiler, vilka inte har några seríekopplade dioder. Strömmen kommer i första hand att flyta genom shuntkretsen under den inledande halvperiod vid vilken strömledning fortsätter så snart styrelektrod- matning till shuntkretsen har avlägsnats.

Så snart shuntkretsen har aktiverats fortsättes triggningen av shuntkretsens halvledarventiler och fortsätter att verka tills den avlägsnas när signalering nästa gång erfordras. Integriteten hos nollströmsvägen skall dock även upprätthållas i händelse av fel på shunttriggningssignalen. Det är därför viktigt att betrakta den följd 'av händelser som inträder i det felfall då triggningssignalen för shuntkretsens halvledarventiler uteblir. 10 15 20 25 30 gas HO 7703755- 4 1H Så snart strömvägen för nollpunktsströmmen har avbrutits bör- jar spänningen mellan den jordade nollpunkten 10 och den gemensamma förbindningspunkten 1 för de Y-kopplade sekundärlindningarna i trans- formatorn i understationen att stiga. När detta sker aktiveras skydds- kretsen innefattande komponenterna HO-H9 eller skyddskretsen innefat- tande komponenterna 50ïS9, eftersom spänningsstegringen förorsakar fströmflöde i positiv eller negativ riktning. Vid denna diskussion an- tas att spänningsstegringen befrämjar strömflöde i positiv riktning, såsom visas i den vänstra delen av fig. 2. (En halv period senare flyter ström i motsatta riktningen varvid den andra uppsättningen komponenter blir tillämplig.) När potentialen i den gemensamma förbindningspunkten 1 för se- kundärlindningarna i transformatorn 8 sjunker under nollpotential vid den jordade nolledaren kommer hela detta potentialfall att upp- .träda över kedjan 70 av dubbelriktade dioder. På motsvarande sätt flyter ström genom dioden 55 för att ladda kondensatorn 56 till mindre än 1 volt av detta totala potentialfall; När spänningen över kedjan av seriekopplade dubbelriktade dioder uppnår en nivå som ligger vä- sentligt över den spänning som erfordras för normal modulering i fre- kvensomvandlaren men som är mindre än 5% av spänningen mellan fas och nollpunkt i kraftöverföringslinjen kommer genombrott att ske i nämnda kedja - vid en kraftöverföringslinje med 13 kV kan detta inträffa vid en nivå av cirka 300 volt.

När den i fig. 2 visade kedjan 58 av dubbelriktade dioder får genombrott flyter ström genom en diod 59, genom nämnda kedja, genom styrelektroden på en styrbar halvledarventíl SH och genom en diod 53, genom ett motstånd 52, vilket temporärt tjänar till att begränsa strömmen och slutligen till styrelektroden på halvledarelementet 51. 7 Strömflödet genom styrelektroden på halvledarelementet SH tjänar att trigga denna halvledarventil, vilket medför att kondensatorn 56 avger en stor strömpuls igenom halvledarventilen SH och igenom styrelektroden på halvledarventilen 51. Det är viktigt att en hög triggningsström 'tillföres till styrelektroden på halvledarelementet 51, eftersom den- ina måste svara för den snabbt stigande felströmmen. Så snart den styr- bara halvledarventilen 51 leder ström bryter spänningen samman och strömmen upphör att flyta igenom kedjan 58 av dubbelriktade dioder.

Shuntventilerna 51 och H1 behöver som nämnts inte vara av ström- riktarklass men skall ha förmågan att leda fulla felströmmen, vilken kan uppnå till 10.000 ampere, och denna ström skall kunna ledas tills strömbrytare har trätt i funktion. Före återtillslagning vid felfall måste åtgärder vidtagas för att säkerställa att styrelektroderna på 10 15 20 25 30 35 HO 770375541 15 de styrbara halvledarventilerna 51 och 41 är triggade av signaler 50 och HO.

Vid tillämpningar av uppfinningen kan två eller flera styrbara halvledarventiler användas parallellt för att uppfylla strömlednings- villkoren för ventilerna 51 och 41. I det fallet måste även mot- ståndet 52, dioden 53'och den yttre triggningskällan för positiv ström- riktning och motsvarande komponenter för negativ strömriktníng duplí~ ceras. Detta säkerställer att triggningssignalen till styrelektroderna kommer att blir korrekt uppdelad och säkerställer även att ett fel i en strömgren inte vill störa strömöverföringsförmågan i den parallella grenen.

Ett motstånd 57 är parallellkopplat med kondensatorn 56 och motsvarande koppling föreligger för deinegativa sidan av skyddskretsen.

Nämnda motstånd tjänar till att absorbera laddningen i dessa kondensa- torer vid drift av frekvensomvandlaren. Kondensatorerna 56 och H6 tjänar till att upprätthålla kontinuerlig ström i nollpunktsledaren när frekvensomvandlaren är i drift - detta inträffar under ett kort intervall före omkastningen av strömriktningen, under vilken tid den styrbara halvledarventil som närmast skall leda förblir otriggad.

Detta förklaras i detalj nedan och nämns här endast för att fästa upp- märksamheten på det faktum, att tidkonstanten för RC-elementen 57, 56 och 47, H6 inte behöver vara liten i jämförelse med frekvensen 60 hZ för att dessa kondensatorer skall fylla sin uppgift.

Vid de tidpunkter när dessa kondensatorer svarar för kontinuite- ten hos nollpunktsströmmen uppstår en skarp diskontinuitet i spänningen med en storlek som är jämförbar med topp i moduleringsspänningen, Det är givetvis alltid möjligt att åstadkomma en separat kapacitiv väg för att driva frekvensomvandlaren på önskat sätt om några störande fenomen uppkommer vid användning av kondcnsatorerna H6 och 56 i dere: dubbla uppgift, varför en sådan shuntning är visad i fig. 2 och där består av kondensatorn 100 och motståndet 101. (Sistnämnda motstånd tjänar endast till att begränsa den maximala urladdningsströmmen.l Det bör observeras att skyddskretsen är sådan, att normala återe tändningsförlopp kan förekomma även om de yttre çfiggningskällorna HG och 50 skulle bli felaktiga. Den felskyddade karaktären hos frekvens- omvandlaren är sådan, att omläggning till signaleringsdrift inte kom- mer att uppträda förrän driften har återgått till normal, varför det inte är någon risk för att halvledarventílerna i frekvensomvandlaren skall bli överbelastade som resultat av successiva försök att åter- tända. 10 15 20 25 30 35_ HO vvosvss-4 A 16 Backspänningsförmågan hos halvledarventilerna 41 och 51 skall .vara så vald, att den svarar mot de potentialer som uppträder i skyddskretsen, men skall inte vara så hög, att ett spärrgenombrott utgör yttersta skyddsgränsen för systemet.

Vid diskussionen av övergång från en strömgren till en annan vid drift av frekvensomvandlaren är det fördelaktigt att definiera den tidigare och den senare strömvägen för en övergång såsom ström- grenar i vilka strömmen flyter före resp. efter övergången.

Spänningsvågor med positiv och med negativ lutning har defini- erats i enlighet med om potentialen ökar eller minskar algebraiskt sett med ökande tid. Man kan nu definiera en övergång såsom en ökad eller minskad lutning beroende på om den betraktade delen av spän- ningsvågen som matar den senare grenen är större än eller mindre än lutningen av den kurvgren som matar den tidigare grenen. Vid ideali- serade övergångar i en frekvensomvandlare skulle man önska att över- gångarna från en strömgren till en annan åstadkoms vid tidpunkter då amplituderna för de spänningskällor som matar de båda grenarna är lika (momenten övergång). Fysikaliskt realiserbara övergångar sträcker sig dock över perioder med ändlig varaktighet.

Eftersom den ideališerade övergången skulle innebära övergång från en gren som är matad av en spänningskurva med en lutning till en gren som är matad av en spänningskurva med en annan lutning vid en tidpunkt, när amplituderna hos spänningarna är lika, är det uppen- bart att spänningarna hos de matande källorna inte kan förbli lika under en i praktiken erhållbar övergång.

Under den gradvisa övergången från en gren till en annan måste ett tillstånd existera, under vilket ström flyter i både-den tidiga- re och i den senare grenen. Under en naturlig kommuteringsövergång, vilken är föremål för föreliggande uppfinning, skall den avsedda övergången triggas vid en tidpunkt, när potentialrelationerna är gynnsamma för den önskade övergången. Vidare skall dessa gynnsamma potentialvillkor råda under hela övergångsförloppet och efter detta tills bärvågorna har försvunnit i halvledarventilerna genom att des- sa slutat att leda. _ Villkoren för att realisera en lyckad övergång kan sammanfattas på följande sätt: Om strömmen fortsätter i positiv riktning under hela övergångsintervallet blir det möjligt att åstadkomma övergång förutsatt att övergångsintervallet helt ligger före eller omedel- bart intill den tidpunkt vid vilken amplituderna av ingångsspän- ningarna för de båda grenarna blir lika, i beroende av om den önskade övergången avser en stigande eller en fallande lutning. På mosvarande 10 15 20 25 30 35 MO 7703755-4 17 sätt måste om strömmen förblir negativ under hela övergångsinter- vallet detta intervall ligga helt före eller helt efter den tid- punkt vid vilken ingångsspänningarna för de båda grenarna blir lika, beroende på om den önskade övergången avser en stigande eller en fallande lutning. Den övergång som eftersträvas under några andra villkor kommer inte att lyckas. Det skall särskilt framhållas att om övergångsförloppet påbörjas under villkor som är gynnsamma för övergången och om potentialvíllkoren därefter blir ogynnsamma för övergången innan det slutliga eller senare tillståndet har uppnåtts och om bärvâgorna försvinner i halvledarventilerna i den tidigare grenen, kommer det tidigare tillståndet att återtas.

Varaktigheten av övergångstillståndet är uppenbarligen en vik- tig fråga. Det bestäms av storleken av den ström som måste omlänkas och av induktansen i den krets längs vilken kommuteringen skall åstad- kommas. I allmänhet är längden av övergångsintervallet proportionell mot produkten av den ström som flyter i kretsen och läckinduktansen i den transformator som tjänar som spänningskällaw (Denna senare induk- tans tenderar att dominera över alla andra induktanser i de flesta praktiska fall.) Bärvågen i en halvledarventil kommer att försvinna så snart strömmen slutar att flyta genom den, förutsatt att ingen triggnings- signal upprätthålles vid styrelektroden. Man kan använda termen "rens- ningsintervall" för att beteckna ett intervall, inom vilket bärvågen minskar till en sådan nivå, att otriggad strömledning inte kan upp- komma om potentialförhållanden som vore gynnsamma för strömledning åter skulle uppträda.

Halvledarventiler av strömriktarklass är särskilt lämpade för att minska detta "rensningsintervall". Dylika ventiler föredras nor- malt för användning i frekvensomvandlare. Data på "rensningsinterval- let" publiceras vanligen av tillverkaren och hänför sig till den situatíonen,då strömmen plötsligt bryts från dess märknivå. "Rens- ningsintervall" från lägre nivåer av strömledning är i motsvarande mån kortare: 7 Om en frekvensomvandlare arbetar på en aktiv belastning kan strömmen genom en halvledarventil upphöra beroende på att det utifrån påtryckta flödet försvinner. Om detta inträffar kommer bärvågens längd att bli förhållandevis liten vid den tidpunkt då strömledningen upp- hör, varför "rensningsintervallet" kommer att vara kortare än det som angivits av tillverkaren. Detta är det fall som råder, när strömmens nollgenomgång sammanfaller med tidpunkten för den idealiska övergången från en spänningskälla till en annan. pvvozvss-4 10 15 zo' 25 30 35 HO 18 Lyckligtvis inträffar denna situation, när strömmen försvinner vid tidpunkter, då man skulle önska att åstadkomma övergång från en spänningskälla till en annan - i annat fall skulle den situation kun- na uppträda i vilken potentialförhållanden som är gynnsamma för över- gång inte skulle kunna realiseras före den tidpunkt, när storleken av spänningarna från spänningskällorna för de båda grenarna blir lika, eftersom omedelbart efter det ait dessa spänningar blir lika villkoren för-övergång åter skulle bli ogynnsamma, eftersom strömriktningen hade omkastats.

Lösningen på detta problem är synnerligen enkel. Man behöver en- dast avkänna när strömmen genom en strömgren blir noll, och vid denna tidpunkt avstå från att åstadkomma en strömväg igenom frekvensomvand- laren under ett kort intervall. Det bör observeras att kondensatorerna 46 och 56 (eller motståndet 101 och kondensatorn 100) vill sörja för kontinuerlig strömledning under ett kort intervall. Följande kvanti- tativa synpunkter på denna situation skall betraktas.

Framspänningsfallet i en styrbar kiselhalvledarventil och i en diod i serie med denna måste vara 1,4 V när strömmen upphör. Ström- ledning i motsatta riktningen igenom frekvensomvandlaren kan inte på- börjas förrän spänningen har växt till 1,H V i motsatta riktningen.

Sålunda måste en spänningsändring av 2,8 V äga rum från tidpunkten för strömmens upphörande till ny strömledning vidtar. Om strömmen i nolledaren i kraftöverföringslinjen antas vara 100 A effektivvärde (vilket är ovanligt högt) kommer strömmen omedelbart efter dess noll- genomgång att öka linjärt med en hastighet av 377 x 1U1,H = 5,33 x 10u Ä/s. Under ett kort intervall av t_sekunder efter nollgenomgången kom- 4 mer laddningsövergången att uppgå till 2,66 x 10 tz coulomb. Om ka- pacitansen hos kondensatorerna 56 eller 46 i fig. 2 vore 10-6 F skulle spänningsändringen 2,8 V kunna realiseras inom ett intervall av 10,26 _5 , x 10 s. s 'I den aktulle krets, som används som skyddskrets mot eventuella felströmmar, kan kondensatorerna 56 och 46 vardera ha storleken 32 pF.

Detta medger en paus av 56 ps mellan den tidpunkt då strömmen upphör och den tidpunkt när strömledning behöver triggas i motsatta rikt- ningen, även om nollpunktsströmmen skulle vara så hög som 100 A.

Ett sådant högt yärde på obalansströmmen är knappast troligt i de fall då en överföringslinje är beräknad för mindre än 400 ampere per fasledare. Därför kan tillåten fördröjning mellan strömmens upp- hörande i en riktning och den_nödvändiga triggningen för strömledning i motsatta riktningen troligen överstiga dessa S6 ps. ' 710 15 20 25 30 35 HO 770375544 19 På samma sätt som införandet av en kapacitans parallellt med den normala aktiva belastningen för en frekvensomvandlare kan eli- minera det möjligen brydsamma kommuteringsproblemet, när strömmens nollgenomgång sammanfaller med den tidpunkt då amplituderna för de båda ingångsspänningarna blir lika, kan samma kapacitans eliminera behovet av triggning av en styrbar kíselhalvledarventil omedelbart efter strömmens nollgenomgång. Detta möjliggör en betydande förenk- ling av logikkretsen för triggningen och utnyttjas i den föredragna utföringsformen av denna uppfinning - trots att alternativa åtgärder för behandling av dessa problem även kommer att diskuteras.

Vid betraktande av det detaljerade funktionssättet för fre- kvensomvandlaren enligt den föredragna utföringsformen skall fig. 2 och 3 betraktas tillsammans. Pig. 3 återger en kurvform som man kan önska påtrycka mellan ,en jordad nollpunkt och den gemensamma för- bindningspunkten för Y-kopplade sekundärlindningar i en transformator i en understation. Särskilt är de visade övergångarna sådana, som kan inträda vid början eller vid slutet av ett meddelande när signalen från moduleringstransformatorn antingen införs eller upphör. Vid ett praktiskt utförande av moduleringstransformatorn 8 har denna ändlig läckinduktans, vilket kommer att modifiera kurvformerna enligt fig. 3.

Kurvformen i fig. 3 består av sinushalvvågor av linjefrekvens införda i en signal, som annars har noll volt. En fackman inser att det inte är någon väsentlig skillnad mellan en kommutering som in- träffar vid övergången mellan en sinusformig spänningshalvvåg med po- sitiv polaritet och en nollvoltssignal och en kommutering som inträf- far mellan en sinusformig spänningshalvvåg med positiv polaritet och en sinusformig spänningshalvvåg med negativ polaritet. Pâ motsvarande sätt liknar en kommutering mellan en sinusformig spänningshalvvåg med negativ polaritet och en signal med amplituden noll en kommuteríng mellan en sinusformig spänningshalvvåg med negativ polaritet och en sådan med positiv polaritet. Därför erfordras ingen figur för att visa den övergång som skulle inträffa när strömmen kommuterar mellan den övre och den undre armen i frekvensomvandlaren.

I figï 3 visas detaljerna i kommuteringen för både förilande _och efterilande ström. (Dessa kurvor har ritats för ett fall, vid vilket en måttlig induktans förekommer i shuntgrenen.) Både ström- och spänningskurvor är utritade i fig. 3._Vid framställningen av dessa två kurvor har antagits att ström i positiv riktning och spän- ning i positiv riktning ligger ovanför kurvaxeln.

Villkoren för framgångsrik kommuteríng har tidigare beskrivits och kan sammanfattas för kurvorna i fig. 3 genom framhâllande att 10 15 20 25 30 35 HO f källa till en annan i frekvensomvandlaren, 77037554» 20 övergången från ett segment till det följande vid syntetiseringen av den önskade kurvformen endast kan åstadkommas vid tidpunkter, när det tidigare segmentet av spänningskurvan ligger längre bort från strömkurvan än det senare segmentet av spänningskurvan. Vid försök att realisera en önskad kurvform är det sålunda nödvändigt att styrelektroden i den styrbara halvledarventil som skall upprätta den nya strömvägen triggas vid korrekt tidpunkt, och att denna kor- rekta tidpunkt antingen är tidigare eller senare än den ideala över- gångstidpunkten för att de potentialer som råder skall vara gynnsam- ma för den önskade övergången. Den spänningskurva som erhålles av- viker därvid obetydligt från spänningskurvan för idealiserad över- gång. Detaljerna i spänningskurvan i närheten av övergångstidpunkterna är angivna med separata kurvstycken i fig. 3. Den tidpunkt, när en styrbar halvledarventil måste triggas, anges med E eller L alltefter- som triggningen måste ske tidigare eller senare än den ideala över- gången.

Längden i sekunder av detta övergångsintervall blir approxima- tivt lika med produkten av den ström som måste kommuteras (i ampere) och läckinduktansen i moduleringstransformatorn (i henry).

I fig. 3 visas en uppdelad oval vid varje tidpunkt när ström- kurvan måste ändras för att åstadkomma övergång från en spännings- och vid varje tidpunkt när strömmen ändrar riktning. De siffror som förekommer i den vänstra och i den högra delen av varje oval representerar de halvledarventiler i fig. 2, som måste leda ström före och efter ändringen i strömvägs- valet. Det bör observeras att i den uppdelade oval, som hör till om- kastning av polariteten för strömflödet det är entalssiffran i numret på halvledarventilen som ändras. Vid övergång från ett segment till det följande i den syntetiserade spänningskurvan är det tiotalssiff- ran i numret för halvledarventilen som ändrar värdet. (Detta beror självfallet av den överenskommelse som gjorts beträffande numreringen av komponenterna i fig. 2.) _ ' Vid övergång av ström från en halvledarventil till en annan i beroende av omkastning av strömriktningen är det inte lämpligt att ange att triggningen sker tidigare eller senare, varför det med bok- staven T indikeras en tidsfördröjning vid sidan om var och en av de uppdelade ovalerna. Beteckningarna E, L och T överensstämmer med dem som används i fig¿ 4, där logikkretsar för styrning av tändningen av halvledarventilerna för kodning av digitala data visas.

' Eftersom"strömmen kan vara hög i närheten av övergångspunkten från ett segment i kurvformen till följande segment är det nödvändigt 10 l5 20 25 30 35 7703755-4 21 att triggning före den ideala övergångstidpunkten görs tillräckligt tidigt för att garantera att övergången kommer att vara avslutad och att bärvågen i den släckta halvledarventilen skall ha försvun- nit innan potentialerna i de två övergängsgrenarna blir ogynnsamma för den önskade övergången.

Under det att ovanstående framställning noggrant beskriver de förhållanden som måste råda för att en önskad övergång skall lyckas, är det lämpligt att en mycket snabb metod för att förenkla genomfö- randet av kommuteringslogiken skall beskrivas. Kommuteringsregler som i detalj anges i det följande hänför sig till fig. 8, i vilken grenarna är betecknade A, B, C osv. och strömríktningen är betecknad + eller -.

I beroende av denna överenskommelse kan kommuteringslogiken be- skrivas på följande sätt: 1. En tidpunkt utväljes som ligger tillräckligt långt före den ideala övergångstidpunkten för att säkerhet skall vinnas att den ön- skade övergången kommer att lyckas i händelse att den önskade över- gången tillhör en klass som måste triggas före den ideala övergången. 2. All triggning upphör vid denna tidpunkt. 3. En strömgren A eller B eller C, som därefter skall leda ström utväljes - observera att detta kan innebäraoförändrad ström- väg. 4. Triggning förbjuds i plus-riktningen (eller minus-riktningen) för alla strömgrenar, om den ström som flyter vid den tidpunkt då triggningen avbröts hade plus-riktning (eller minus-riktning). 5. Efter en förutbestämd fördröjning (exempelvis 50 ps) triggas strömflöde i den riktning som råder när triggningen upphörde i enlig- het med punkt 2 för den strömgren i vilken strömledning önskades och upprätthållsdenna triggning om inte eller intill dess att motorder erhållits enligt punkt 6. , 6. Om alla strömmar upphör upphör med all triggning under en förutbestämd tid (exempelvis 50 ps) efter tiden för strömmens upp- hörande. Därefter triggas de styrbara halvledarventilerna för ström- men i den önskade strömgrenen för båda strömriktningarna. (Det bör observeras att om strömmen upphör under den period då ingen triggning följer, (2),utsträcks triggningstiden till dess det fastställs att den förutbestämda tidsfördröjningen sträcker sig bortom den tidpunkt vid vilken strömmarna upphör.) 10 15 20 25 30 35__ 'uo vvosvss-4 22 7. Förbudet att trigga enligt villkoren under punkt(fl)upprätt- hålls intill det tidigaste av följande villkor inträffar: (a) triggning sker i enlighet med punkt(@, (b) strömledning åstadkoms i en önskad strömväg och inte i någon annanzströmväg. 8. Så snart strömmen upprättats i den önskade strömgrenen och inte i någon annan strömgren sker.triggning för både plus-riktningen och för minus-riktningen i denna strömgren, vilket upprätthålls tills punkt{Û gäller. I Genomförandet av denna kommuteringslogik kommer att säkerstäl- la korrekta övergångar, vilka måste genomföras före den tidpunkt vid vilken ingångsspänningar för de två grenar som deltar i övergången blir lika.Det kommer även att säkerställas att övergångar som inte kan inträffa förrän efter det att dessa båda spänningar har blivit lika kommer att fullbordas inom kortast möjliga tid.

I samband med ovanstående diskussion bör det påpekas att kon- densatorn 100 och dess tillhörande strömbegränsande motstånd 101 åstadkommer kontinuitet hos den externt påtryckta strömmen vid varje tidpunkt, när frekvensomvandlaren inte leder. Vidare bör observeras att om ingen induktans föreligger i shuntgrenen kommer under den tid då ström flytar i denna shuntgren spänningsfallet över frekvensomvand- laren att uppgå till 1,4 V i motsvarighet till framspänningsfallet för den styrbara halvledarventilen och dioden. I den strömförande armen kommer dessa 1,U V att bestå av transformatorspänningen och spänningsfallet över läckreduktansen.

När ström upphör att flyta i shuntgrenen kommer spänningen över frekvensomvandlaren att omedelbart ändras. Spänningen över läckinduk- tansen har då möjlighet att bryta samman vilket ger en dämpad sväng- ning i den krets som består av seriekombinationen av läckinduktansen Ii den strömförande armen, shuntkapacitansen och det strömbegränsande motståndet. När detta inträffar uppträder ett avtriggningsförlopp vid frekvensomvandlarens utgång.

På motsvarande sätt inträffar vid omkastad strömriktning ett kort intervall, under vilket ingen ström flyter genom frekvensomvand- laren, under vilken tid strömmen i stället flyter igenom shuntkonden- satorn med resultat att spänning byggs upp över denna kondensator.

När strömledning återtas kan åter en dämpad svängning uppträda i den 'seriekrets som består av läckinduktansen i den strömledande armen, shuntkondensatorn och det strömbegränsande motståndet. När detta in- träffar kommer ett avklingningsförlopp att uppträda_i utgångsspän- 10 15 20 25 30 35 M0 77037554» 23 ningen från frekvensomvandlaren. Utgångsamplituden för denna sväng- níng kommer att vara proportionell mot lutningen av strömkurvan när den passerar noll.

Det kan vara önskvärt att eliminera dessa intervall med av- klingningsförlopp i utgångsspänningen från frekvensomvandlaren.

Detta kan åstadkommas genom att anordna så att godhetstalet för seriekretsen är mindre än 2. Detta villkor uppfylls approximativt om _____ \/L/c /R där R är resistansen för det strömbegränsande motståndet 101 i ohm, C är shuntkapacitansen 100 i farad och L är läckinduktansen i henry på sekundärsidan av moduleringstransformatorn. Denna läckinduktans på sekundärsidan kan erhållas från den procentuella reaktansen för transformatorn enligt följande samband.

V .

L (henr ) 2 10 procentuell ( Sek 1 kv) y 2fi°f ' reaktans (effekt 1 kVA§ Ett av de drag som skiljer föreliggande uppfinning från fre- kvensomvandlare av känt slag är det faktum att den ström som flyter genom frekvensomvandlaren inte är bestämd av ingångsspänningarna till frekvensomvandlaren och av den impedans på vilken den arbetar. I det- ta fall tillförs ström från en yttre källa och det är väsentligt att den ström som flyter genom de enskilda styrbara halvledarventilerna kan avkännas för att korrekt kommutering skall kunna äga rum.

Det bör observeras att fig. 2 visar en diod i serie med varje styrbar kiselhalvledarventil i frekvensomvandlaren. Ett spänningsfall av minst 0,7 V kommer att uppträda över denna diod så länge ström fly- ter genom ifrågavarande gren. Detta spänningsfall kommer att vara un- der hela tiden som strömledning förekommer även om storleken av denna ström kan vara mycket liten. När strömmen upphör att flyta kommer det- ta spänningsfall över seriedioden att snabbt bli noll. Förekomsten eller inte förekomsten av detta spänningsfall över dioden (eller över 'ett motstånd, som inte visas, parallellt med dioden) kan sålunda tjäna som en känslig indikator på om ström flyter eller inte igenom den seriekopplade styrbara halvledarventilen.

Man skulle kunna tänka sig att mäta framspänningsfallet över själva halvledarventilen och att använda detta som ett sätt att känna strömflödet. Detta är dock inte lämpligt_för den visade tillämpningen av uppfinningen, eftersom ett spänningsfall kan iakttas så länge som styrelektrodström flyter till halvledarventilen. Om alltså en Sådan halvledarventil skulle triggas fast ström ännu inte flyter'skulle man sålunda få intrycket att ström ännu inte upphört att flyta; Detta är 10 15 20 25 30 35 HO 7703755-4 ZU anledningen till att en seriediod anordnats för att tjäna som ström- övervakare. Det bör observeras att mätningen av spänningsfallet över dioderna i serie med de styrbara halvledarventilerna i frekvensom- vandlaren i fig. 2 kräver användning av isolerade strömkällor. En inbesparing av strömkällor kan dock uppnås om man inser att den strömkälla som är avsedd att avkänna strömflöde i en riktning även kan användas för att trigga den styrbara halvledarventil, som för ström i motsatta riktningen i samma arm i frekvensomvandlaren. En strömkälla, vars potential motsvarar den vid den sekundärlindningsände på moduleringstransformatorn 8,som ligger närmast beteckningen 20, kan således tjäna till att avkänna strömflöde igenom den styrbara halvledarventilen 22 genom mätning av spänningsfallet över dioden 21 och kan även användas för att trigga styrelektroden 26 på halvledar- ventilen 25.

Tillverkarnas specifikationer anger normalt inte den strömnivâ, vid vilken en styrbar halvledarventil kan anses ha upphört att leda ström. I fallet med styrbara halvledarventiler av strömriktarklass, som används i en utföringsform av föreliggande uppfinning, uppgick den kontinuerliga märkestiden till flera hundra ampere-och det fast- ställdes att släcknivån för dessa ventiler vid bruten styrelektrodmat- ning var cirka 10 mA. Denna teknik att avkänna strömflödet genom att mäta spänningsfallet över en seriekopplad diod visar sig vara ungefär en storleksordning känsligare än vad som fordras.

Eftersom avkänningen av strömledningen i de olika styrbara halv- ledarventilerna och triggningen av deras styrelektroder i-en frekvens- omvandlare genomförs vid ett antal isolerade potentialnivåer är det önskvärt att de logiska_besluten verkställs vid en gemensam potential.

För det ändamålet förs alla resultat av strömavkänning till jordre- ferensnivå med hjälp av optiska isolatorer och är triggningssignalerna först genererade på jordpotentialnivå och därefter överförda till de potentialnivåer, vid vilka de skall-användas, med hjälp av optiska isolatorer.

De optiska isolatorer som används för detta ändamål är väl kän- da för fackmannen. Dylika isolatorer består i huvudsak av en ljusemit- terande diod, vilken är styrd av en signal på den nivå, där den alstras och av en fototransistor, som arbetar vid den potentialnivå, till vil- ken signalen skall överföras. Dessa komponenter är kommersiellt till- gängliga i en enda förpackning med erforderliga förstärkarkretsar i samma förpackning. Någon försiktighet måste utövas vid utvalet av des- sa komponenter för att säkerställa att reaktionstider_och känsligheter i I å 10 15 20 25 30 35 H0 770375541 25 är tillräckliga även om signalnivâerna är låga.

I den föredragna utföringsformen matar en enfasig ingångs- spänning frekvensomvandlaren och utförs övergångarna mellan de tre möjliga strömgrenarna i närheten av nollgenomgångarna för denna in- gångsspänning. En fackman inser att digital information kan kodas in i ett sådant system på ett stort antal sätt - man kan i princip även använda denna utrustning för att representera digital information i ternär form, eftersom det íinns tre skilda strömvägar.

Det kanske enklaste kodningsschemat innefattar kommutering mel- lan den övre och den undre armen i frekvensomvandlaren på ett förut- bestämt sätt för att påtrycka en ren fasmodulering på A-fasens spän- ning. Kodning kan sedan företas genom framåtförskjutning av fasen för "1" och bakätförskjutning av den för "O". Uppenbarligen kan även mera komplicerade kommuteringsmönster uppfyllas om så önskas.

Pig. 4 visar ett blockschema över de väsentliga elementen i den logiska kontrollkrets, som möjliggör digitala data att representeras som framåtförskjutna eller bakâtförskjutna vågor på A-fasledaren. Va- let av en sådan något mera komplicerad kodningsteknik i en praktisk utföringsform av uppfinningen uppstod från de kombinerade övervägan- dena beträffande enkelhet hos mottagaren och önskan att göra signa- leringen lika effektiv på alla tre faserna. Eftersom dock en mera in- vecklad kodningsteknik inte infïr något nytt i vad avser beskriv- ningen av denna uppfinning behöver man endast betrakta den enklaste tekniken för att illustrera de väsentliga dragen.

För förklaring av fig. H är det lämpligt att dela upp den i två delar, av vilka en del åt vänster innehåller olika logiska storheter som erfordras som ingångsvärden för den beslutsfattande kretsen och varvid en del åt höger utgör själva beslutsfattande kretsen. Den op- tiska isolation, som överför data från en potentialnivå till en annan är endast visad som onumrerade block.

I den övre vänstra delen av fig. H alstras de logiska storheter- I I 21= 31, 21+ °°h Ian' marna i dioderna 21, 3j, 24 och 34, genom mätning av spänningsfallet na I Detta verkställs genom avkänning av ström- över diodeñ (eller över ett parallellkopplat motstånd) och överföring av informationen till skilda logiska potentialer i beroende av om ström flyter eller inte, via optiska isolatorer. Signalerna I21, I31,I2“ och I3u utgör sålunda logiska nivåer. _ En polaritetslåsande vippa 1000 anger den riktning i vilken strömmen senast flöt. Om strömmen flyter i positiv riktning ställs vippan in på tillståndet P. Om strömmen upphör att flyta förblir lO 15 20 25 30 35 '40 77037554: 26 vippan inställd på sitt senaste tillstånd och detta tillstånd om- kastas inte förrän strömmen börjar att flyta igenom en halvledar- ventil i motsatt riktning. Ändamålet med denna vippa är att bevara en information över den senast rådande strömriktningen. När ström- men upphör att flyta behöver inte en styrbar halvledarventil trig- gas under den tid shuntkondensatorerna H6 och 56 (fig. 2) ger kon- tinuerligt strömflöde, men trots detta kommer den riktning i vilken halvledarventilen därefter måste triggas att bevaras genom det till- stånd som denna vippa intar.

Logikkretsen enligt fig. H åstadkommer övergång från en arm till en annan i närheten av den negativt lutande nollgenomgången av ingångsspänningen till frekvensomvandlaren. För det ändamålet anord- nas en detektor 102 för positivt lutande nollgenomgång, vilken an- vänds att trigga tre fördröjda räknare 104, 106 och 108. En räknare 10% åstadkommer en fördröjning som är mindre än 1/120 s så att en tidigarelagd övergång kan triggas vid en tidpunkt E något före den negativt lutande, påföljande nollgenomgången. Ett relä 106 åstadkom- mer en fördröjning av något mer än 1/120 s, så att senarelagda över- gångar kan triggas något efter den negativt lutande, påföljande noll- genomgången. Valet mellan dessa fördröjningar bestäms av önskan att åstadkomma en övergång som är tillräckligt nära den ideala över- gången. Vid tidigarelagd övergång måste man försäkra sig om att triggningen föregår nollgenomgången med en tillräckligt lång tid för att garantera att övergången kommer att verkställas och att bär- vågorna i de styrbara halvledarventiler som slutar att leda kommer att försvinna före det att ogynnsamma potentialförhållanden har upp- stått. En skifträknare 108 matas även från utgången på detektorn 102.

Fördröjningen i detta fall säkerställer att övergången verkställs i - beroende av en senarelagd triggning måste verkställas innan data skiftas till ett dataregister 110 för förberedelse för nästa bit som skall kodas.

Ett NOR-element 112 mottar som ingångsstorheter signalerna I21* Im* Izu °°h Ian slutar flyta i frekvensomvandlaren. Detta åstadkommer en fördröjning av cirka 50 ps (funktionellt visat genom blocket 11U) innan någon styrbar halvledarventil tillåts att triggas. Under denna fördröj- ningstid upprätthålls kontinuerligt strömflöde i nolledaren i kraft- överföringslinjen med hjälp av shuntkondensatorerna 46 och H7.

Den återstående delen av logikkretsen är avsedd för triggningen och alstrar en positiv puls, när strömmen av de ifrågakommande styrbara halvledarventilerna, vilket visas i den högra delen av fig. '+. Om den övre eller den undre armenskall 10 15 20 25 30 35 HO 770375541 27 ledande bestäms av utgången från dataregístret 110. Beslutet om övergång skall ske från den övre till den undre armen eller vice- versa bestäms av lutningen av övergången. Om triggningen skall genomföras tidigare eller senare bestäms av lutningen av övergången och av riktningen på strömmen.

Den visade logikkretsen kommer att trigga ifrågavarande halv- ledarventil vid korrekt tidpunkt för att åstadkomma övergång i en- lighet med kodade data och för att åstadkomma strömomkastningar. Det är inte särskilt väsentligt att triggningspulser även kommer att tillföras till de styrbara halvledarventiler som för tillfället leder, vid tillfällen då ingen ändring av tillståndet skall åstadkommas.

Den visade logikkretsen kan även åstadkomma triggningspulser till ifrågakommande styrbara halvledarventiler efter en fördröjning av approximativt 50 ps efter omkastning av riktningen av nollpunkts- strömmen.

En fackman inser att fig. H endast innehåller väsentliga ele- ment, som bidrar till förståelsen av föreliggande uppfinning. Sådana kännetecknande drag som en inhiberingskrets vilken bryter all trigg- ning till de styrbara halvledarventilerna i frekvensomvandlaren i händelse av ett linjefel visas inte i fig. H. Dylika element är vä- sentliga för detpraktiska genomförandet av ett sådant system men är så konventionella att de utelämnats ur figuren.

Man kan genomföra en logisk behandling som bevarar kontinuiteten i strömflödet genom frekvensomvandlaren utan att kräva användning av shuntkondensatorer för att svara för det korta intervallet nära den tidpunkt när strömmen byter riktning. Problem uppträder när strömmen: nollgenomgång och spänningens nollgenomgång i det närmaste sammanfal- ler. De logiska beslut som därvid erfordras är dock av väsentligt större komplikationsgrad, varför denna procedur inte rekommenderas.

En situation kan uppträda, vid vilken strömmens nollgenomgång och spänningens nollgenomgång exakt sammanfaller och har motsatta rikt- ningar, i vilket fall det är omöjligt att åstadkomma tillförlitliga övergångar. I andra situationer kan det vara svårt att ästadkomma den önskade övergången vid varje tillfälle, men det uppnådda till- ståndet kan vara förutsägbart. * _ I huvudsak allt som erfordras är att skapa säkerhet för att Varje kOPïSlUtning inte kan upprätthållas mer än några få grader, under Vilken tid den påtryckta spänningen är faIlande.Detta problem UPPKOWMBP när man måste skapa en strömväg för ström med motsatt riktning vid en tidpunkt när spänningsövergâng ännu inte fullbordats. 10 15 20 25 30 770375541 28 Lösningen på detta problem är att trigga en styrbar halvledarventil i en av de båda armar som leder ström i motsatt riktning. Det rätta valet av arm är den för vilken ingångsspänningens kurva har en rikt- ning som är sådan att den påtryckta spänningen för kortslutningen är fallande.

Vid en frekvensömvandlare som inmatar ström i nolledaren i *kraftöverföringslinjen skulle det vara mycket svårt att bemästra strömomkastningar nära spänningens nollgenomgång genom någon teknik som undviker shuntkondensatorer, eftersom man skulle vara tvungen att antingen anordna en alternativ ingångsspänning till frekvensom- vandlaren eller att anordna en lokal kondensator i en av fasledarna och att använda denna för att kringgå sådana situationer, där modu- leringen skulle vara i hög grad oförutsebar.

Trots att uppfinningen har beskrivits i samband med en speciell utföringsform är det lätt att inse att den kan användas även i andra situationer. Enligt den beskrivna utföringsformen används frekvensom- vandlaren för att tillföra samma signal till var och en av de tre fas- spänningarna i en kraftöverföringslinje. För en fackman är det uppen- bart att tre frekvensomvandlare kan användas för att pâtrycka separa- ta signaler på individuella fasledare i ett kraftöverföringssystem.

På motsvarande sätt kan en frekvensomformare användas för att över- lagra en signal på ett enfassystem.

Det är även möjligt att använda frekvensomvandlaren som ett organ för att åstadkomma en elektroniskt styrbar fasförskjutnings- transformator. En sådan anordning skulle möjligen kunna finna an- vändning vid balansering av belastníngar mellan ett flertal genera- torer, drívna från en gemensam axel.

Tillämpningar kan förekomma i vilka frekvensomvandlaren kan mata en betydande del av den totala effekten till en belastning och att en yttre källa ger en sådan del, att strömmen som flyter genom frekvensomvandlaren inte kan förutsägas genom>frekvensomvand- larens kurvform och impedansen hos belastningen.

Claims (4)

77037554: 29 Patentkrav

1. Anordning vid frekvensomvandlare för syntetisering av en atgångsspänningsväg med användning av en yttre växelströmskälla, som matar minst en impedans, varvid frekvensomvandlaren innefat- tar: (A) ett flertal selektivt styrda envägiga strömgrenar som är parvis anordnade, varvid varje par har enkelriktade ström- vägselement (11,1Z,14,1S; 21,Z2,24,25; 31,32,34,3S) och är an- ordnat för dubbelriktat strömflöde, och varvid samtliga par av strömgrenar är parallellkopplade med varandra och är anslutna till en yttre energikälla (8) och till en belastning (LA,LB,LC), och varvid kopplingen är sådan, att strömmen genom strömgrenarna är bestämd av spänningen hos den yttre energikällan och av impe- dansen eller impedanserna; (B) organ för avgívande av en modu- leringsvåg till de enkelriktade strömvägselementen i varje par av strömgrenar; och (C) organ för att styra ledningstillståndet i de enkelriktade strömvägselementen i varje par av strömgrenar, k ä n n e t e c k n a d av att omvandlarens syntetiserade ut- gängsspänningsvåg är överlagrad på spänningarna i de tre faserna i en elektrisk kraftöverföringslinje, vilken är matad av en sekundärt Y-kopplad transformator (8) i en understation, vilken transformator dessutom tjänar såsom yttre energikälla för frekvensomvandlaren, varvid de parallellkopplade, selektivt styrda, envägiga strömgrenarna är inkopplade mellan den gemensamma för- bindningspunkten (1) för sekundärlíndningarna i den Y-kopplade transformatorn (8) och en jordad nollpunkt (10), som är förbunden med samtliga faser i överföringslinjen, varjämte åtgärder är vid- tagna för att tillföra en modulerande våg till var och en av de parallellkopplade strömgrenarna och för att styra ledningstill~ ståndet för varje sådan strömgren.

Z. Frekvensomvandlare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att nämnda organ (9) för att känna den totalt flytande ström- men i de envägiga strömgrenarna är anordnat att alstra en fel- signal, när nämnda totala ström uppnår ett förutbestämt värde, och att i beroende av denna felsignal upprätta en felströmväg mellan den jordade nollpunkten (10) och den gemensamma förbind- ningspunkten (1) i den Y~kopplade transformatorn (8).

3. Frekvensomvandlare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att den vidare innefattar: (a) organ för att vid en förutbe- stämd spänningsnivå mellan den gemensamma förbindningspunkten (1) i den Y-kopplade transformatorn (8) och den jordade nollpunkten (10) alstra en felsignal; och (b) organ för att i beroende av 77037554: 20 nämnda felsignal upprätta en dubbelriktad strömväg mellan nämnda gemensamma punkt (1) och nämnda nollpunkt (10).

4. Frekvensomvandlare enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att dess envägiga strömgrenar är uppdelade i: (a) ett första par fasstryda enkelríktade strömvägselement, anordnade i anti- parallella strömgrenar; (b) ett andra par fasstyrda enkelriktade strömvägselement, anordnade i antíparallella strömgrenar; (c) ett tredje par fasstyrda enkelriktade strömvägselement, anordnade i antiparallella strömgrenar; varvid det första, det andra och det tredje av dessa par är kopplade för att åstadkomma tre strömvägar mellan den gemensamma förbiddníngspunkten (1) i den Y-kopplade transformatorn (8) i understatíonen och den jordade nollpunkt (10), som är förbunden med samtliga faser i överföringslínjen, varjämte en mittuttagsförsedd moduleringstransformator är anord- nad för att mata en ingångsspänningsvâg till vart och ett av nämnda par av strömvägselement och denna transformator är matad av en spänning, vars fasläge överensstämmer med en spänníngs mellan två faser í den elektriska kraftöverföríngslinjen, samt att frekvensomvandlaren är försedd med organ för att styra led- níngstíllståndet för strömvägselementen i varje par.