WO1998028095A1 - Antriebseinrichtung für walzgerüste - Google Patents

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WO1998028095A1
WO1998028095A1 PCT/DE1997/002865 DE9702865W WO9828095A1 WO 1998028095 A1 WO1998028095 A1 WO 1998028095A1 DE 9702865 W DE9702865 W DE 9702865W WO 9828095 A1 WO9828095 A1 WO 9828095A1
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drive device
converter
power
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reactive power
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PCT/DE1997/002865
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Inventor
Rolf-Dieter Klug
Original Assignee
Siemens Aktiengesellschaft
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/483—Converters with outputs that each can have more than two voltages levels
    • H02M7/487—Neutral point clamped inverters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/46—Roll speed or drive motor control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1892—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks the arrangements being an integral part of the load, e.g. a motor, or of its control circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2207/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the type of motor
    • H02P2207/07—Doubly fed machines receiving two supplies both on the stator only wherein the power supply is fed to different sets of stator windings or to rotor and stator windings
    • H02P2207/076—Doubly fed machines receiving two supplies both on the stator only wherein the power supply is fed to different sets of stator windings or to rotor and stator windings wherein both supplies are made via converters: especially doubly-fed induction machines; e.g. for starting
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/10—Greenhouse gas [GHG] capture, material saving, heat recovery or other energy efficient measures, e.g. motor control, characterised by manufacturing processes, e.g. for rolling metal or metal working

Definitions

  • the invention relates to a drive device for rolling stands.
  • the object of the invention is to provide a drive device by means of which simple and inexpensive reactive power compensation can be achieved.
  • the object is achieved by a drive device according to claim 1.
  • the drive device has at least one three-phase motor and at least one converter, via which the three-phase motor is connected to an AC voltage supply network, the converter regulating the active power consumption of the three-phase motor from the AC voltage supply network and an adjustable, in particular capacitive, reactive power the AC power supply network is designed to feed. In this way, it is possible to dispense with complex compensation systems for the drive device.
  • the drive device is designed such that it is the inductive and / or capacitive reactive power is compensated for at least one reactive power generating device which is connected to the AC voltage power supply network.
  • This is a particularly advantageous embodiment, since in this way it is possible to dispense with complex reactive power compensation devices for further devices that generate reactive power, in particular drives, which are connected to the AC power supply network. In this way, particularly inexpensive drive devices for industrial plants, in particular for rolling mills, can be designed.
  • the drive device is designed such that it compensates for the reactive power in accordance with the fundamental oscillation of the alternating voltage of the alternating voltage energy supply network.
  • the drive device is designed such that star reactive power is compensated according to one or more harmonics of the AC voltage of the AC power supply network, so that filter banks for compensating harmonics can also be dispensed with.
  • the drive device has an intermediate circuit voltage
  • Calculation unit that calculates the intermediate circuit voltage as a function of the voltage of the AC power supply network.
  • the drive device according to the invention is used particularly advantageously for drives in a power range from 1 to 20 MW, advantageously from 2 to 10 MW, or in relation to impact load for a power range from 2 to 30 MW, advantageously from 4 to 20 MW.
  • the drive device according to the invention has also proven to be particularly advantageous in connection with three-phase motors in tandem connection, ie in circuits in which the three-phase motor has open windings which are fed on both sides by converters.
  • the drive device according to the invention is also used particularly advantageously for driving rolling stands of a rolling mill.
  • the drive device according to the invention is used particularly advantageously to support the voltage of the energy supply network by feeding in reactive power.
  • the converter of the drive device according to the invention can also be designed as an air-cooled converter.
  • FIG. 3 shows a converter arrangement for supplying a three-phase motor with a partial inverter in a three-point circuit on the network and machine side
  • FIG. 4 shows a converter arrangement for supplying a three-phase motor with open winding on both sides with a partial inverter in a three-point circuit
  • FIG. 5 shows the use of a converter according to the invention in a rolling mill.
  • 1 shows a drive device according to the invention with a three-phase motor 6, which is connected to an energy supply network 1 via a converter and via a transformer 2 or a choke.
  • the converter has a self-controlled rectifier 3, a DC voltage intermediate circuit 4 and a self-controlled inverter 5.
  • the power consumption of the three-phase motor 6 from the energy supply network 1 is regulated by means of a control device 7.
  • the control device is given a voltage intermediate circuit target voltage U * z , which the inverter 5 needs to set the torque, speed and / or power of the three-phase motor 6.
  • the regulating device 7 regulates the self-commutated rectifier in such a way that an intermediate circuit voltage U Z ⁇ results at its output which corresponds to the desired intermediate circuit voltage U * z ⁇ . Furthermore, the control device 7 is supplied with a reactive power setpoint Q *. The control device 7 controls the self-commutated rectifier 3 in such a way that it delivers a reactive power to the energy supply network 1 which corresponds to the desired target reactive power Q *.
  • the drive device according to the invention has a device 9 for specifying the reactive power setpoint Q *.
  • the drive device according to the invention can compensate for both reactive power according to the fundamental oscillation of the AC voltage of the energy supply network 1 and its higher-frequency harmonic components.
  • the control device 7 has an intermediate circuit voltage voltage regulator 10, an active current regulator 11, a reactive current specification 12, a reactive current regulator 13, a control device 14 and a measurement value preparation 15.
  • the intermediate circuit voltage controller 10 determines a target value I * w for the active current from the intermediate circuit target voltage U * z ⁇ and the intermediate circuit voltage U Z ⁇ .
  • the reactive current specification 12 determines a reactive current setpoint I * B from the reactive power setpoint Q *.
  • the active current controller 11 generates from the active current command value I * w and the active current I w setpoints for the voltage between the transformer 2 and the self-commutated rectifier 3.
  • the reactive current controller 13 generates from the reactive current setpoint I * B and the Blindstromistwert I B is also set values for the voltage between the transformer 2 and the self-rectifier 3.
  • the outputs of the active current regulator 11 and the reactive current regulator 13 are fed to a control device 14 which generates control signals for the power semiconductors of the self-rectifier 3 in such a way that the desired voltages arise on the AC side of the self-rectifier 3.
  • the outputs of the active current controller 11 and the reactive current controller 13 are added by the control device 14.
  • the reactive current actual value I B and the intermediate circuit voltage U z ⁇ are measured or advantageously determined by means of a measured value preparation 15. This determines the active current I w and the reactive current IB from measured values of the current between the transformer 2 and the self-commutated rectifier 3 by means of the orientation of the phase position of the current and voltage of the energy supply network 1.
  • the device 9 for specifying the reactive power setpoint Q * determines this, for example, by measuring the current and voltage of the AC power supply network 1.
  • the device 9 for specifying the Reactive power setpoint Q * the reactive power requirement or an equivalent quantity is determined from knowledge of the facilities connected to the energy supply network.
  • the device 9 for specifying the reactive power setpoint Q * has a higher-level one
  • Control system connected, or part of such a control system, and determines the reactive power requirement from knowledge of the devices connected to the AC power supply network 1 and their operating states.
  • several drive devices according to the invention also have a single device 9 for specifying their reactive power setpoints Q *.
  • FIG. 3 shows a converter arrangement for supplying a three-phase machine, the line-side partial converter 33 and the motor-side partial converter 34 with GTOs in a three-point circuit, in each case being designed identically.
  • the main circuit of a phase module with its wiring network 40 or 41 is shown in each case.
  • the partial converters 33 and 34 each have three such phase modules.
  • the P-side snubber resistor 36 and the N-side snubber resistor 38 are connected to the respective side of the snubber networks 40 and 41, respectively.
  • the line-side partial converter 33 is connected on the output side to the line 30 via the transformer 31 and the circuit breaker 32.
  • the machine-side partial converter 34 is connected on the output side to the three-phase motor 35.
  • a first converter 74 and a second converter 75 are each provided on the output side with one side 71 and 72 of the open three-phase winding of the rotary Current motor 73 connected.
  • this arrangement achieves a particularly advantageous operating behavior since, provided the pulse method is appropriately coordinated, a largely sinusoidal current profile in the motor with a low harmonic content is achieved even at a low switching frequency of the GTO thyristors.
  • the first converter 74 is connected via an optional line-side additional inductance 63 and a first transformer 61, e.g. connected in a star / delta connection to the power supply network 60.
  • the second converter 75 is advantageously connected to the power supply network 60 via an optional additional inductor 64 on the network side and a second transformer 62 by an electrical offset of 30 ° with respect to the first transformer 61 (e.g. star / star connection).
  • This arrangement leads to particularly favorable network perturbations, particularly if, as in the present example, the converters consist of partial converters in three-point connection. This results in a sinusoidal current curve with very low harmonic content, even when the self-commutated power converter is pulsed in fundamental mode.
  • the two converters 74 and 75 each have line-side partial converters 66 and 65 and sub-converters 69 and 70 on the machine side, which are each connected via a DC voltage intermediate circuit 67 and 68, respectively.
  • the two DC voltage intermediate circuits 67 and 68 are electrically separated from one another. All partial converters 66, 65, 69, 70 are designed in a three-point circuit, preferably with RC GTOs.
  • FIG. 5 shows the use of a working device according to the invention in a rolling mill.
  • the rolling stock 103 is rolled in the roll stands 104, 105, 106, 107, which are driven by electric motors 99, 100, 101, 102.
  • the motors 99, 100, 101, 102 are fed via a transformer 91, 92, 93, 94 and an inverter 95, 96, 97, 98 through a power supply network 90.
  • the transformer 91, the converter 95 and the three-phase motor 99 are part of a drive device according to the invention, which compensates for the reactive power generated by the drive devices of the other roll stands 105, 106, 107.
  • the proportion of drive devices according to the invention for reactive power compensation and known drive devices essentially depends on the need for capacitive reactive power in order to compensate for the inductive reactive power of conventional drive devices.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für Industrieanlagen, insbesondere für Anlagen der Grundstoffindustrie, mit zumindest einem Elektromotor und zumindest einem Umrichter, über den der Elektromotor mit einem Wechselspannungs-Energieversorgungsnetz verbunden ist, wobei der Umrichter die Wirkleistungsaufnahme sowie Drehzahl und Drehmoment des Elektromotors regelt, wobei der Umrichter eine einstellbare Blindleistung in das Wechselspannungs-Energieversorgungsnetz einspeisend ausgebildet ist.

Description

Beschreibung
Antriebseinrichtung für Walzgerüste
Die Erfindung betrifft eine Antriebseinrichtung für Walzgerü- ste .
Industrienetze, die Großantriebe versorgen, z.B. Wechselspan- nungs-Energieversorgungsnetze für Walzwerke, werden stark mit induktiver Blindleistung belastet. Dies hat örtliche Spannungsabsenkungen und hohe Leitungsverluste zur Folge. Insbesondere sind hiervon schwache bzw. generatorferne Netze betroffen. Es ist bekannt, das Problem durch aufwendige Blind- leistungskompensationsanlagen zu lösen, die aus geschalteten Kondensatorbänken und ggf. zusätzlichen geregelten Stabilisatoren (Thyristorsteller und Drosseln) bestehen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Antriebseinrichtung anzugeben, mittels derer eine einfache und kostengünstigere Blindleistungskompensation erreicht werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Antriebseinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Dabei weist die Antriebseinrichtung zumindest einen Drehstrommotor und zumindest einen Umrichter, über den der Drehstrommotor mit einem Wechselspan- nungs-Energieversorgungsnetz verbunden ist, auf, wobei der Umrichter die Wirkleistungsaufnahme des Drehstrommotors aus dem Wechselspannungs-Energieversorgungsnetz regelt und eine einstellbare, insbesondere kapazitive, Blindleistung in das Wechselspannungs-Energieversorgungsnetz einspeisend ausgebildet ist. Auf diese Weise ist es möglich, auf aufwendige Kompensationsanlagen für die Antriebseinrichtung zu verzichten.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die An- triebseinrichtung derart ausgebildet, daß sie die induktive und/oder kapazitive Blindleistung zumindest einer blindlei- stungserzeugenden Einrichtung, die mit dem Wechselspannungs- Energieversorgungsnetz verbunden ist, kompensiert. Dies ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, da auf diese Weise aufwendige Blindleistung-Kompensationseinrichtungen für weitere blindleistungserzeugende Einrichtungen, insbesondere Antriebe, die mit dem Wechselspannungs-Energieversorgungsnetz verbunden sind, verzichtet werden kann. Auf diese Weise können besonders kostengünstige Antriebseinrichtungen für Indu- strieanlagen, insbesondere für Walzstraßen konzipiert werden.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebseinrichtung derart ausgebildet, daß sie die Blindleistung gemäß der Grundschwingung der Wechselspannung des Wech- selspannungs-Energieversorgungsnetzes kompensiert.
In weiterer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Antriebseinrichtung derart ausgebildet, daß Stern-Blindleistung gemäß einer oder mehrerer harmonischer der Wechselspan- nung des Wechselspannungs-Energieversorgungsnetzes kompensiert wird, so daß auch auf Filterbänke zur Kompensation von Oberschwingungen verzichtet werden kann.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Antriebseinrichtung eine Zwischenkreisspannungs-
Berechnungseinheit auf, die die ZwischenkreisSpannung in Abhängigkeit der Spannung des Wechselspannungs-Energieversorgungsnetzes berechnet.
Besonders vorteilhaft kommt die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung für Antriebe in einem Leistungsbereich von 1 bis 20 MW, vorteilhafterweise von 2 bis 10 MW, bzw. in bezug auf Stoßlast für einen Leistungsbereich von 2 bis 30 MW, vorteilhafterweise von 4 bis 20 MW, zum Einsatz. Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung hat sich weiterhin als besonders vorteilhaft in Verbindung mit Drehstrommotoren in Tandemschaltung erwiesen, d.h. bei Schaltungen, bei der der Drehstrommotor offene Wicklungen aufweist, die beidseitig von Umrichtern gespeist werden.
Die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung kommt ferner besonders vorteilhaft zum Antrieb von Walzgerüsten einer Walzstraße zur Anwendung .
Besonders vorteilhaft wird die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung zur Spannungsstützung des Energieversorgungsnetzes durch Blindleistungseinspeisung eingesetzt.
Der Umrichter der erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung kann im übrigen als luftgekühlter Umrichter ausgeführt sein.
Weitere Vorteile und erfinderische Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, anhand der Zeichnungen und in Verbindung mit den Unteransprüchen. Im einzelnen zeigen:
FIG 1 eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung,
FIG 2 eine Regeleinrichtung für eine erfindungsgemäße An- triebseinrichtung,
FIG 3 eine Umrichteranordnung zur Speisung eines Drehstrommotors mit Teilwechselrichter in Dreipunktschaltung auf der Netz- und Maschinenseite,
FIG 4 eine Umrichteranordnung zur beidseitigen Speisung ei- nes Drehstrommotors mit offener Wicklung mit Teilwechselrichter in Dreipunktschaltung,
FIG 5 den Einsatz eines erfindungsgemäßen Umrichters in einem Walzwerk. FIG 1 zeigt eine erfindungsgemäße Antriebseinrichtung mit einem Drehstrommotor 6, der über einen Umrichter und über einen Transformator 2 bzw. eine Drossel mit einem Energieversorgungsnetz 1 verbunden ist. Der Umrichter weist einen selbst- geführten Gleichrichter 3, einen Gleichspannungszwischenkreis 4 und einen selbstgeführten Wechselrichter 5 auf. Die Leistungsaufnahme des Drehstrommotors 6 aus dem Energieversorgungsnetz 1 wird mittels einer Regeleinrichtung 7 geregelt. Dazu wird der Regeleinrichtung eine Spannungszwischenkreis- Sollspannung U*z vorgegeben, die der Wechselrichter 5 benötigt, um Drehmoment, Drehzahl und/oder Leistung des Drehstrommotors 6 einzustellen. Die Regeleinrichtung 7 regelt den selbstgeführten Gleichrichter dahingehend, daß sich an dessen Ausgang eine Zwischenkreisspannung UZκ ergibt, die der ge- wünschten Zwischenkreissollspannung U*zκ entspricht. Weiterhin wird der Regeleinrichtung 7 ein Blindleistungssollwert Q* zugeführt. Die Regeleinrichtung 7 regelt den selbstgeführten Gleichrichter 3 derart, daß er an das Energieversorgungsnetz 1 eine Blindleistung abgibt, die der gewünschten Sollblind- leistung Q* entspricht. In der beispielhaften Ausgestaltung gemäß FIG 1 weist die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung eine Einrichtung 9 zur Vorgabe des Blindleistungssollwertes Q* auf. Diese gibt vorteilhafterweise einen Blindleistungssollwert Q* vor, der zu einer Blindleistungsabgabe der erfin- dungsgemäßen Antriebseinrichtung führt, die die Blindleistungsabgabe von blindleistungserzeugenden Einrichtungen 8 an das Energieversorgungsnetz 1 kompensiert. Dabei kann die erfindungsgemäße Antriebseinrichtung sowohl Blindleistung gemäß der Grundschwingung der Wechselspannung des Energieversor- gungsnetzes 1 als auch deren höherfrequente harmonische Anteile kompensieren.
FIG 2 zeigt eine beispielhafte detaillierte Ausgestaltung der Regeleinrichtung 7 aus FIG 1. Die Regeleinrichtung 7 weist in der beispielhaften Ausgestaltung einen Zwischenkreisspan- nungsregler 10, einen Wirkstromregler 11, eine Blindstromvorgabe 12, einen Blindstromregler 13, eine Steuereinrichtung 14 sowie eine Meßwertaufbereitung 15 auf. Der Zwischenkreisspan- nungsregler 10 ermittelt aus der Zwischenkreissollspannung U*zκ sowie der Zwischenkreisspannung UZκ einen Sollwert I*w für den Wirkstrom. Die Blindstromvorgabe 12 ermittelt aus dem Blindleistungssollwert Q* einen Blindstromsollwert I*B. Der Wirkstromregler 11 erzeugt aus dem Wirkstromsollwert I*w und dem Wirkstromistwert Iw Sollwerte für die Spannung zwischen dem Transformator 2 und dem selbstgeführten Gleichrichter 3. Der Blindstromregler 13 erzeugt aus dem Blindstromsollwert I*B und dem Blindstromistwert IB ebenfalls Sollwerte für die Spannung zwischen dem Transformator 2 und dem selbstgeführten Gleichrichter 3. Die Ausgänge des Wirkstromreglers 11 und des Blindstromreglers 13 werden einer Steuereinrichtung 14 zugeführt, die Steuersignale für die Leistungshalbleiter des selbstgeführten Gleichrichters 3 derart erzeugt, daß die gewünschten Spannungen an der Wechselstromseite des selbstgeführten Gleichrichters 3 entstehen.
In vorteilhafter Ausgestaltung werden die Ausgänge des Wirkstromreglers 11 und des Blindstromreglers 13 durch die Steuereinrichtung 14 addiert. Der Wirkstromistwert Iw. der Blindstromistwert IB sowie die Zwischenkreisspannung Uzκ werden ge- messen oder vorteilhafterweise mittels einer Meßwertaufbereitung 15 bestimmt. Diese ermittelt den Wirkstrom Iw und den Blindstrom I B aus Meßwerten des Stromes zwischen dem Trans- formator 2 und dem selbstgeführten Gleichricher 3 mittels der Orientierung der Phasenlage von Strom und Spannung des Ener- gieversorgungsnetzes 1.
Die Einrichtung 9 zur Vorgabe des Blindleistungssollwertes Q* ermittelt diesem z.B. durch Messung von Strom und Spannung des Wechselspannungs-Energieversorgungsnetzes 1. In alterna- tiver Ausgestaltung wird in der Einrichtung 9 zur Vorgabe des Blindleistungssollwertes Q* der Blindleistungsbedarf oder eine äquivalente Größe aus Kenntnis der mit dem Energieversor- gungsnetz verbundenen Einrichtungen ermittelt. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist die Einrichtung 9 zur Vorgabe des Blindleistungssollwertes Q* mit einem übergeordneten
Leitsystem verbunden, oder Teil eines derartigen Leitsystems, und ermittelt aus Kenntnis der an das Wechselspannungs- Energieversorgungsnetz 1 angeschlossene Einrichtungen und ihren Betriebszuständen den Blindleistungsbedarf. So können z.B. auch mehrere erfindungsgemäße Antriebseinrichtungen eine einzige Einrichtung 9 zur Vorgabe ihrer Blindleistungssollwerte Q* aufweisen.
FIG 3 zeigt eine Umrichteranordnung zur Speisung einer Dreh- strommaschine, wobei der netzseitige Teilumrichter 33 und der motorseitige Teilumrichter 34 mit GTO ' s in Dreipunktschaltung, jeweils gleich, ausgeführt sind. Es ist jeweils der Hauptstromkreis eines Phasenbausteins mit seinem Beschal- tungsnetzwerk 40 bzw.41 dargestellt. Die Teilumrichter 33 und 34 weisen jeweils drei solcher Phasenbausteine auf. Der P- seitige Zwischenkreiskondensator 37 bildet gemeinsam mit dem N-seitigen Zwischenkreiskondensator 39 den Gleichspannungszwischenkreis, über den die beiden Teilumrichter verbunden sind. Der P-seitige Beschaltungsrückladewiderstand 36 und der N-seitige Beschaltungsrückladewiderstand 38 sind mit der jeweiligen Seite der Beschaltungsnetzwerke 40 bzw.41 verbunden.
Der netzseitige Teilumrichter 33 ist ausgangsseitig über den Transformator 31 und dem Leistungsschalter 32 mit dem Netz 30 verbunden. Der maschinenseitige Teilumrichter 34 ist ausgangsseitig mit dem Drehstrommotor 35 verbunden.
Bei der Anordnung in FIG 4 ist ein erster Umrichter 74 und ein zweiter Umrichter 75 ausgangsseitig jeweils mit einer Seite 71 und 72 der offenen dreiphasigen Wicklung des Dreh- Strommotors 73 verbunden. Durch diese Anordnung wird neben einer Leistungsverdoppelung ein besonders vorteilhaftes Betriebsverhalten erreicht, da, entsprechend abgestimmtes Pulsverfahren vorausgesetzt, selbst bei niedriger Schaltfrequenz der GTO-Thyristoren ein weitgehend sinusförmiger Stromverlauf im Motor mit geringem Oberschwingungsgehalt erreicht wird.
Netzseitig ist der erste Umrichter 74 über eine optionale netzseitige Zusatzinduktivität 63 und einen ersten Transfor- mator 61 z.B. in Stern/Dreieckschaltung mit dem Energieversorgungsnetz 60 verbunden. Der zweite Umrichter 75 ist über eine optionale netzseitige Zusatzinduktivität 64 und einen zweiten Transformator 62 vorteilhafterweise um elektrisch 30° gegenüber dem ersten Transformator 61 versetzt (z.B. in Stern/Sternschaltung) mit dem Energieversorgungsnetz 60 verbunden. Durch diese Anordnung kommt es am Netz zu besonders günstigen Netzrückwirkungen, insbesondere wenn, wie im vorliegenden Beispiel, die Umrichter aus Teilumrichtern in Drei- punktschaltung bestehen. Es kommt dabei selbst bei Grund- schwingungstaktung der selbstgeführten Netzstromrichter zu sinusförmigem Stromverlauf mit sehr geringem Oberschwingungs- gehalt .
Die beiden Umrichter 74 und 75 weisen jeweils netzseitige Teilumrichter 66 bzw.65 und aschinenseitige Teilumrichter 69 bzw.70 auf, die jeweils über einen Gleichspannungszwischenkreis 67 bzw.68 verbunden sind. Die beiden Gleichspannungszwischenkreise 67 bzw.68 sind voneinander elektrisch getrennt. Alle Teilumrichter 66,65,69,70 sind in Dreipunkt- Schaltung, vorzugsweise mit RC-GTO's, ausgeführt.
FIG 5 zeigt den Einsatz einer erfindungsgemäßen Arbeitseinrichtung in einem Walzwerk. Das Walzgut 103 wird in den Walzgerüsten 104,105,106,107, die von elektrischen Motoren 99,100,101,102 angetrieben werden, gewalzt. Die Motoren 99,100,101,102 werden über je einen Transformator 91,92,93,94 und je einen Umrichter 95,96,97,98 durch ein Energieversorgungsnetz 90 gespeist. In einem möglichen Ausführungsbeispiel sind der Transformator 91, der Umrichter 95 und der Dreh- strommotor 99 Teil einer erfindungsgemäßen Antriebseinrichtung, die die von den Antriebseinrichtungen der anderen Walzgerüste 105,106,107 erzeugte Blindleistung kompensiert. Der Anteil von erfindungsgemäßen Antriebseinrichtungen zur Blindleistungskompensation und bekannten Antriebseinrichtungen richtet sich im wesentlichen nach dem Bedarf an kapazitiver Blindleistung, um die induktive Blindleistung herkömmlicher Antriebseinrichtungen zu kompensieren.
Von größerer Bedeutung für die Praxis ist jedoch eine Ausfüh- rung, bei der alle Antriebe einer Walzstraße erfindungsgemäß ausgeführt sind und die Blindleistung der Antriebe anderer Walzstraßen kompensieren.

Claims

Patentansprüche
1. Antriebseinrichtung für Walzgerüste, mit zumindest einem Elektromotor und zumindest einem Umrichter, über den der Elektromotor mit einem Wechselspannungs-
Energieversorgungsnetz verbunden ist, wobei der Umrichter die Wirkleistungsaufnähme bzw. Drehzahl und/oder Drehmoment des Elektromotors regelt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Umrichter eine einstellbare Blindleistung in das Wechselspannungs-Energieversorgungsnetz einspeisend ausgebildet ist.
2. Antriebseinrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie die Blindleistung zumindest einer blindleistungs- erzeugenden Einrichtung (8), die mit dem Wechselspannungs- Energieversorgungsnetz verbunden ist, kompensierend ausgebildet ist.
3. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie die Blindleistung gemäß der Grundschwingung der Wechselspannung des Wechselspannungs-Energieversorgungsnetzes kompensierend ausgebildet ist.
4. Antriebseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie Blindleistung gemäß einer oder mehrerer Harmonischer der Wechselspannung des Wechselspannungs-Energieversorgungs- netzes kompensierend ausgebildet ist.
5. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1,2,3 oder 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Umrichter Leistungshalbleiter aufweist, die mittels einer Regeleinrichtung (7) geregelt bzw. gesteuert werden.
6. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1,2,3,4,5 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie eine Einrichtung (9) zur Vorgabe eines Blind- leistungs-Sollwertes, entsprechend der gewünschten Blind- leistungseinspeisung in das Wechselspannungs-Energieversor- gungsnetz aufweist.
7. Antriebseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Umrichter als Umrichter mit Gleichspannungszwischenkreis in Dreipunktschaltung ausgebildet ist.
8. Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Umrichter als Umrichter mit Gleichspannungszwischenkreis in n-Punkt-Schaltung ausgebildet ist, wobei n größer gleich 2 ist.
9. Antriebseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e , daß die abschaltbaren Leistungshalbleiter als GTO's, d.h. als Gate Turn Off Thyristors, ausgebildet sind.
10. Antriebseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Umrichter abschaltbare Leistungshalbleiter aufweist, die als MCT's, d.h. als MOS Controlled Thyristors, ausgebildet sind.
11. Antriebseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Umrichter abschaltbare Leistungshalbleiter aufweist, die als Leistungstransistoren, insbesondere als IGBT's, d.h. Insulated Gate Bipolar Transistors, ausgebildet sind.
12. Antriebseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die abschaltbaren Leistungshalbleiter rückwärts leitend ausgebildet sind.
13. Walzstraße mit einem oder mehreren Walzgerüsten (104,105, 106,107) zum Walzen von Walzgut (103), insbesondere einem
Walzband, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß zumindest ein Walzgerüst mit einer Antriebseinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche angetrieben wird.
14. Walzstraße nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Mehrzahl der Walzgerüste, insbesondere alle Walzgerüste (104,105,106,107) mit einer Antriebseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12 angetrieben werden.
15. Verfahren zur Walzen von Stahl mittels einer Walzstraße gemäß Anspruch 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Umrichter eine einstellbare Blindleistung in das Wechselspannungs-Energieversorgungsnetz einspeisend ausgebildet ist.
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