CH617542A5

CH617542A5 - Device for balancing an unbalanced consumer fed from a three-phase voltage mains

Info

Publication number: CH617542A5
Application number: CH1017777A
Authority: CH
Inventors: Helmut Sauer; Eberhard Schmid
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 1976-09-24
Filing date: 1977-08-19
Publication date: 1980-05-30
Also published as: BE858940A; DE2643048B1; SE7710295L; DE2643048C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Symmetrierung eines unsymmetrischen Verbrauchers, der aus einem Drehspannungsnetz gespeist ist, mit einem wechselspannungsseitig mit vertauschter Phasenfolge an das Drehspannungsnetz angeschlossenen selbstgeführten Stromrichter, dessen steuerbare Ventile in Drehstrom-Brückenschaltung angeordnet, zwangsweise löschbar und so gesteuert sind, dass ein Ausgangsstrom mit netzfrequenter Grundschwingung erzeugt wird, wobei die Phasenlage der Grundschwingung, bezüglich der Netzwechselspannung in Abhängigkeit von der Phasenlage und die Amplitude der Grundschwingung in Abhängigkeit von der Amplitude eines zur Symmetrierung erforderlichen Strom-Gegensystems geführt ist, und mit einer an den Stromrichter angeschlossenen Gleichstromquelle. Eine solche Einrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 247 819 bekannt. The invention relates to a device for balancing an asymmetrical consumer, which is fed from a three-phase voltage network, with a self-commutated converter connected to the three-phase voltage network on the alternating voltage side with an interchanged phase sequence, the controllable valves of which are arranged in a three-phase bridge circuit, can be forcibly erased and controlled in such a way that An output current with a line frequency fundamental oscillation is generated, the phase position of the fundamental oscillation, with respect to the mains alternating voltage depending on the phase position and the amplitude of the fundamental oscillation depending on the amplitude of a counter current system required for symmetry, and with a direct current source connected to the converter . Such a device is known from German Offenlegungsschrift 2 247 819.

Um Rückwirkungen auf das Drehspannungsnetz durch einen unsymmetrischen Verbraucher, z. B. einen Lichtbogen-Schmelzofen, zu vermeiden oder gering zu halten, muss die Blindleistung des Verbrauchers kompensiert und die unsymmetrische Verteilung der Wirklast auf die einzelnen Netzphasen symmetriert werden. Da sich Blindleistung und Unsymmetrie des Verbrauchers fast sprungartig ändern können, müssen zur Kompensation und zur Symmetrierung Einrichtungen verwendet werden, die Stellzeiten im Bereich von Millisekunden besitzen, die also Blindleistungs-und Unsymmetrieänderungen sehr schnell ausregeln können. To repercussions on the three-phase network by an asymmetrical consumer, for. B. to avoid an arc melting furnace, or to keep it low, the reactive power of the consumer must be compensated and the asymmetrical distribution of the active load must be balanced on the individual network phases. Since reactive power and unbalance of the consumer can change almost abruptly, devices must be used for compensation and for balancing, which have positioning times in the range of milliseconds, which can therefore quickly compensate for changes in reactive power and unbalance.

Das von einem unsymmetrischen dreiphasigen Verbraucher in einem Drehspannungsnetz hervorgerufene Stromsystem lässt sich bekanntlich in ein symmetrisches mitläufiges und in ein symmetrisches gegenläufiges Stromsystem zerlegen. Wird ein entsprechendes Strom-Mitsystem in das Drehspannungsnetz eingespeist, so lässt sich die durch den Verbraucher bedingte Blindleistung kompensieren; durch Einspeisung eines entsprechenden Strom-Gegensystems lässt sich dagegen die Unsymmetrieleistung kompensieren. Auf dieser Tatsache beruht die aus der DT-OS 2 247 819 bekannte Einrichtung zur Symmetrierung und Blindleistungskompensation eines Verbrauchers. As is known, the current system caused by an asymmetrical three-phase consumer in a three-phase voltage network can be broken down into a symmetrical co-current system and a symmetrical counter-current system. If a corresponding current co-system is fed into the three-phase network, the reactive power caused by the consumer can be compensated; In contrast, by feeding an appropriate counter current system, the unbalance power can be compensated. The device for balancing and reactive power compensation of a consumer known from DT-OS 2 247 819 is based on this fact.

Bei der aus der deutschen Offenlegungsschrift 2 247 819 bekannten Einrichtung zur Symmetrierung eines unsymmetrischen Verbrauchers ist ein selbstgeführter Stromrichter über einen Transformator mit vertauschter Phasenfolge an ein Drehspannungsnetz angeschlossen. Der Stromrichter wird über eine Glättungsdrossel von einem netzgeführten Stromrichter mit eingeprägtem Gleichstrom gespeist. Netzgeführter und selbstgeführter Stromrichter werden mit Netzfrequenz getaktet. Daher kann für den netzgeführten und für den selbstgeführten Stromrichter eine gemeinsame Messeinrichtung für das erforderliche Strom-Gegensystem vorgesehen sein. Mit dieser Messeinrichtung lässt sich über die Steuerung des netzgeführten Stromrichters die Höhe (der Betrag) und über die Steuerung des selbstgeführten Stromrichters die Phasenlage des symmetrierenden Strom-Gegensystems beeinflussen. In the device for symmetrizing an unbalanced consumer known from German Offenlegungsschrift 2 247 819, a self-commutated converter is connected to a three-phase voltage network via a transformer with an interchanged phase sequence. The converter is fed via a smoothing choke from a line-guided converter with impressed direct current. Mains-controlled and self-commutated converters are clocked at the mains frequency. Therefore, a common measuring device for the required negative current system can be provided for the mains-operated and for the self-commutated converter. With this measuring device, the height (the amount) can be influenced via the control of the mains-operated converter and the phase position of the symmetrical current counter system can be influenced via the control of the self-guided converter.

Soll bei dieser bekannten Einrichtung der Betrag des Strom-Gegensystems verändert werden, so muss über die Steuerimpulse des netzgeführten Stromrichters dessen Ausgangsstrom verändert werden. Die Glättungsdrossel im Zwischenkreis zwischen den beiden Stromrichtern setzt jedoch wegen ihrer beträchtlichen Induktivität einer schnellen Stromänderung einen ansehnlichen Widerstand entgegen, so dass eine Änderung des Ausgangsstroms bei vorgegebener Bauleistung des netzgeführten Stromrichters nur relativ langsam erzielt werden kann. Soll dagegen die bekannte Einrichtung auch für die Bewältigung schneller Änderungen der Unsymmetrieleistung geeignet sein, so muss der netzgeführte Stromrichter für grosse Spannungen und gleichzeitig auch für grosse If the amount of the counter current system is to be changed in this known device, the output current must be changed via the control pulses of the line-guided converter. The smoothing choke in the intermediate circuit between the two converters, however, because of its considerable inductance, opposes a rapid change in current with a considerable resistance, so that a change in the output current can only be achieved relatively slowly given the construction power of the line-guided converter. If, on the other hand, the known device is also to be suitable for coping with rapid changes in the asymmetry power, the line-guided converter must handle large voltages and, at the same time, also large ones

2 2nd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

3 617542 3 617542

Ströme bemessen sein, d. h. die hierfür aufgewendete Baulei- umfassen. Currents must be measured, d. H. include the construction work used for this.

stung ist sehr gross. Die vom netzgeführten Stromrichter auf- Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung, die vorteilhaf- Stung is very big. A further embodiment of the invention, which advantageously

genommene Blindleistung ist in diesem Fall beträchtlich. terweise mit einem besonders geringen Aufwand an Bauele- In this case, the reactive power taken is considerable. usually with a particularly low expenditure on construction

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannte menten auskommt und überhaupt keine Blindleistung aufEinrichtung zur Symmetrierung eines unsymmetrischen Ver- 5 nimmt, ist dadurch gekennzeichnet, dass als Gleichstromquelle brauchers so auszugestalten, dass mit vertretbarem Aufwand eine Drosselspule vorgesehen ist, die über den selbstgeführten grosse Stellgeschwindigkeiten beim Ausgleich von Unsymme- Stromrichter aus dem Drehspannungsnetz gespeist ist, und trieänderungen erzielt werden können, ohne dass die Einrich- dass die Phasenlage der Ausgangsströme des selbstgeführten tung zu grosse Blindströme aufnimmt. Stromrichters bezüglich der Netzwechselspannung gering It is an object of the present invention to make use of the known elements and to take up no reactive power at all to set up a device for symmetrizing an asymmetrical 5, is characterized in that users as a direct current source are to be designed in such a way that a choke coil is provided with reasonable effort, which is larger than the self-guided large one Actuating speeds when balancing Unsymme converters is fed from the three-phase network, and drive changes can be achieved without the device that the phase position of the output currents of the self-guided device absorbs excessive reactive currents. Converter with regard to the AC line voltage low

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass io abweichend von dem Wert, der durch das zur Symmetrierung die Gleichstromquelle zum Einspeisen eines konstanten, der erforderliche Strom-Gegensystem vorgegeben ist, so gesteuert maximal zu symmetrierenden Unsymmetrieleistung entspre- ist, dass sich in der Drosselspule der konstante Gleichstrom ein-chenden Gleichstroms vorgesehen ist, und dass die gleich- stellt. Diese Ausführungsform beruht auf der Erkenntnis, dass stromseitigen Anschlussklemmen des selbstgeführten Strom- es letztlich gleichgültig ist, auf welche Weise am Eingang des richters durch einen parallel zu den Ventilen des Stromrichters 15 selbstgeführten Stromrichters der konstante Gleichstrom liegenden Gleichstromsteller miteinander verbunden sind, der erzeugt wird. Bei dieser Ausgestaltung wird also der selbstge-mit einer Taktfrequenz gesteuert ist, die ein ganzzahliges Viel- führte Stromrichter gleichfalls auch zur Erzeugung des Gleichfaches der Netzfrequenz der Netzwechselspannung ist. stroms herangezogen. Hierbei ist ein geringer, dem ohmschen According to the invention, this object is achieved in that, deviating from the value which is given by the direct current source for feeding in a constant, the required current negative sequence system for the balancing, the asymmetry power which is maximally symmetrized in a controlled manner corresponds to the fact that in the choke coil the constant direct current is provided and that equates. This embodiment is based on the knowledge that the current-side connection terminals of the self-commutated current are ultimately indifferent to the manner in which at the input of the rectifier the constant direct current controller, which is generated, is connected to one another by a self-commutated converter which is parallel to the valves of the converter 15. In this embodiment, the self-controlled with a clock frequency, which is an integral multiple converter, is also used to generate the same frequency as the line frequency of the line AC voltage. electricity. Here is a small, the ohmic

Bei dieser Einrichtung ist der Gleichstromsteller in seinem Widerstand der Drosselspule entsprechender Wirkleistungs-Takt mit der Taktung des selbstgeführten Stromrichters ver- 20 verbrauch des selbstgeführten Stromrichters zu verzeichnen, knüpft. Durch Veränderung der Einschaltdauer des Gleich- Zwischen dem selbstgeführten Stromrichter und dem Dreh stromstellers zusammen mit der des selbstgeführten Stromrich- spannungsnetz kann zur Spannungsanpassung ein Transforma-ters lässt sich die Amplitude der Grundschwingung des Aus- tor angeordnet sein. Zur Unterdrückung bestimmter Obergangsstroms des selbstgeführten Stromrichters und damit die Schwingungen lassen sich dabei höherpulsige Transformatorin das Wechselspannungsnetz eingespeiste, zur Symmetrierung 25 und Stromrichterschaltungen verwenden. In this device, the DC chopper is linked in its resistance of the choke coil to the active power cycle corresponding to the timing of the self-commutated converter consumption of the self-commutated converter. By changing the duty cycle of the DC- between the self-commutated converter and the three-phase controller together with that of the self-commutated converter voltage network, a transformer can be arranged to adapt the voltage to the amplitude of the basic vibration of the output device. To suppress certain transition currents of the self-commutated converter and thus the vibrations, higher-pulse transformers fed into the AC voltage network can be used for balancing and converter circuits.

verwendete Unsymmetrieleistung beeinflussen. Ausserdem Bei der erfindungsgemässen Einrichtung muss - im Gegen- influence asymmetry power used. In addition, in the device according to the invention,

lässt sich durch die zeitliche Lage eines Zündprogramms für satz zur Einrichtung nach der DT-OS 2 247 819 - nicht der ein-das Zünden und Löschen der steuerbaren Ventile des Gleich- geprägte Gleichstrom selbst in Abhängigkeit von der erforder-stromstellers und des selbstgeführten Stromrichters die Pha- liehen Unsymmetrieleistung gesteuert werden. Mit Hilfe des senlage des Ausgangsstroms hinsichtlich der Netzwechselspan- 30 Gleichstromstellers wird vielmehr, angepasst an den Bedarf, nung verändern. Die Phasenlage kann - sofern die Kommutie- pro Periode der Netzwechselspannung jeweils nur ein mehr rungsschaltung des selbstgeführten Stromrichters entspre- oder weniger grosser Bruchteil des eingeprägten und also chend ausgelegt ist - praktisch jeden beliebigen Winkel im unverändert gelassenen Gleichstroms gleichsam «ausgeblen- can be determined by the timing of an ignition program for the set-up according to DT-OS 2 247 819 - not the one-the ignition and extinguishing of the controllable valves of the direct current even depending on the required power controller and the self-commutated converter Pha- le unbalance power can be controlled. With the help of the position of the output current with respect to the mains AC voltage, the DC chopper is rather adapted to the needs. The phase position can - as long as the commutation per period of the mains alternating voltage corresponds to only one more circuit of the self-commutated converter, or a smaller fraction of the impressed and therefore appropriately designed - practically "fade out" any angle in the unchanged direct current.

Bereich von 00 bis 3600 el annehmen. det» und für die Kompensation der vom Verbraucher erzeug- Accept the range from 00 to 3600 el. det »and for the compensation of the

Hierzu kann ergänzend gesagt werden, dass über Pulsbrei- 35 ten Unsymmetrieleistung herangezogen. Dabei muss der even-tensteuerung in einem vorgegebenen Pulsprogramm des tuell vorhandene netzgeführte Stromrichter lediglich zur In addition, it can be said that asymmetry power is used across pulse widths. The even control in a given pulse program of the currently available line-guided converter only has to

Gleichstromstellers und des selbstgeführten Stromrichters die Erzeugung des eingeprägten Gleichstroms, nicht jedoch für Amplitude und durch zeitliches Verschieben dieses Pulspro- schnelle Änderungen bemessen sein. Ausserdem muss der netz-gramms gegenüber den Nulldurchgängen der Netzwechsel- geführte Stromrichter vorliegend zwar für hohe Ströme, Spannung die Phasenlage des eingespeisten symmetrierenden 40 jedoch nur für kleine Spannungen ausgelegt sein. Bei der VerStrom-Gegensystems eingestellt werden kann. Die Steuerung wendung einer Drosselspule als Gleichstromquelle entfällt der sollte daher insbesondere so vorgenommen werden, dass der gesamte Aufwand hinsichtlich des netzgeführten Stromrich-Gleichstromsteller beidseitig symmetrisch zu äquidistanten ters. Weiterhin ist gegenüber der bekannten Einrichtung der Zeitpunkten eingeschaltet und der Stromrichter im Gegentakt Blindleistungsbedarf wesentlich reduziert. Bei Verwendung hierzu stromleitend gesteuert ist, wobei die Einschaltdauer des 45 einer Drosselspule als Gleichstromquelle ist der Blindleistungs-Gleichstromstellers und der einzelnen Ventile des Stromrich- bedarf sogar Null. Dies wird als besonders vorteilhaft angese-ters in Abhängigkeit von der Höhe der zu symmetrierenden hen. DC controller and the self-commutated converter, the generation of the impressed direct current, but not for amplitude and by temporally shifting this pulse, rapid changes can be dimensioned. In addition, the network diagram in relation to the zero crossings of the converters guided in the case of a change in network must in this case be designed for high currents, but the phase position of the symmetrizing 40 fed in must only be designed for low voltages. With the VerStrom counter system can be set. The control using a choke coil as a direct current source does not apply and should therefore be carried out in such a way that the total effort with regard to the line-guided direct current direct current regulator is symmetrical to equidistant on both sides. Furthermore, compared to the known device, the times are switched on and the converter, in push-pull mode, significantly reduces reactive power requirements. When used for this purpose it is controlled to conduct current, the duty cycle of a choke coil as a direct current source being the reactive power direct current controller and the individual valves of the converter requirement even zero. This is considered to be particularly advantageous depending on the height of the hen to be symmetrized.

Unsymmetrieleistung geführt ist und wobei die äquidistanten Unter dem Begriff «Drehspannungsnetz» wird allgemein Asymmetry is performed and the equidistant under the term "three-phase network" is general

Zeitpunkte bezüglich der Nulldurchgänge der Netzwechsel- ein n-phasiges Netz verstanden, wobei n = 2,3,..., also eine Spannung in Abhängigkeit von der Phasenlage des zur Symme- 50 ganze Zahl grösser als 2 ist. Points of time with regard to the zero crossings of the network change - an n-phase network understood, where n = 2.3, ..., that is to say a voltage depending on the phase position of the integer 50 is greater than 2.

trierung benötigten Strom-Gegensystems einstellbar ist. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden The required counter current system is adjustable. Embodiments of the invention are as follows

Hierbei können bei dreiphasiger Ausbildung bevorzugt pro anhand von 14 Figuren näher erläutert. Es zeigen: Here, in the case of a three-phase configuration, each can be explained in more detail with reference to 14 figures. Show it:

Periode der Netzwechselspannung insgesamt sechs Einschalt- Fig. 1 eine erste Ausführungsform einer Einrichtung zur zeiten vorgesehen sein. Zur Reduktion von Oberschwingungen Symmetrierung eines unsymmetrischen Verbrauchers, bei der im Ausgangsstrom des selbstgeführten Stromrichters könnte 55 als Gleichstromquelle ein netzgeführter Stromrichter vorgese-die Anzahl der Einschaltzeiten prinzipiell auch ein Mehrfaches hen ist, Period of the mains alternating voltage a total of six switch-on. Fig. 1 a first embodiment of a device can be provided at times. To reduce harmonics, symmetry of an asymmetrical consumer, in which a line-guided converter could be provided as the direct current source in the output current of the self-commutated converter. The number of switch-on times is in principle also a multiple.

der Anzahl der Brückenzweige des selbstgeführten Stromrich- Fig. 2 eine zweite Ausführungsform zur Symmetrierung ters sein, doch steigen mit wachsender Anzahl die Schaltverlu- eines unsymmetrischen Verbrauchers, bei der als Gleichstrom-ste des Gleichstromstellers und des selbstgeführten Stromrich- quelle eine Drosselspule vorgesehen ist, 2 be a second embodiment for the balancing, but the switching loss of an asymmetrical consumer increases with increasing number, in which a choke coil is provided as the DC branch of the DC chopper and the self-commutated converter source.

ters. 60 Fig. 3 den von der Gleichstromquelle abgegebenen Gleich- ters. 60 FIG. 3 the direct current emitted by the direct current source

Gemäss der weiteren Ausbildung der Erfindung ist als ström in Abhängigkeit von der Zeit, According to the further embodiment of the invention, as a flow depending on the time,

Gleichstromquelle ein netzgeführter Stromrichter vorgesehen, Fig. 4 den unter Wirkung des Gleichstromstellers in den der wechselspannungsseitig an das Drehspannungsnetz und selbstgeführten Stromrichter fliessenden pulsierenden Gleich-gleichstromseitig über eine Glättungsdrossel an die gleich- ström in Abhängigkeit von der Zeit, 4 a line-guided power converter is provided, FIG. 4 shows, under the action of the DC power controller, in the pulsating DC-DC side flowing through the AC voltage side to the three-phase network and self-commutated power converter via a smoothing choke to the DC current as a function of time,

stromseitigen Anschlussklemmen des selbstgeführten Strom- 65 Fig. 5 den durch den Gleichstromsteller fliessenden pulsie-richters angeschlossen und der auf konstanten Ausgangsstrom renden Gleichstrom in Abhängigkeit von der Zeit, current-side connection terminals of the self-commutating current 65 Fig. 5 connected to the pulsie-rectifier flowing through the direct current controller and the direct current flowing to constant output current as a function of time,

geregelt ist. Der netzgeführte Stromrichter kann hierbei insbe- Fig. 6 bis 11 Zeitdiagramme, die die Zündverteilung und sondere steuerbare Ventile in Drehstrom-Brückenschaltung Stromführungsdauer der einzelnen Ventile des selbstgeführten is regulated. 6 to 11 are time diagrams showing the ignition distribution and special controllable valves in a three-phase bridge circuit. Current carrying time of the individual valves of the self-commutated

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Stromrichters veranschaulichen, und Illustrate converter, and

Fig. 12 bis 14 den zeitlichen Verlauf der drei Ausgangsströme des selbstgeführten Stromrichters. 12 to 14 the time course of the three output currents of the self-commutated converter.

Nach Fig. 1 speist ein Drehstrom-Generator 2 über ein Drehspannungsnetz 3 mit den Phasenleitern R, S, T einen unsymmetrischen Verbraucher 4 mit einer Netzwechselspan-nung der Netzfrequenz fn = 1/Tn. Als Verbraucher 4 ist hier speziell eine induktive dreiphasige Last vorgesehen. Das kann aber auch beispielsweise ein Lichtbogen-Schmelzofen sein, der nur zwischen zwei der Phasenleiter R, S, T angeschlossen ist. According to FIG. 1, a three-phase generator 2 feeds an asymmetrical consumer 4 with an AC voltage of the network frequency fn = 1 / Tn via a three-phase network 3 with the phase conductors R, S, T. An inductive three-phase load is specifically provided here as consumer 4. However, this can also be an arc melting furnace, for example, which is only connected between two of the phase conductors R, S, T.

Die vom Verbraucher 4 aufgenommene Unsymmetrieleistung wird durch eine Einrichtung zur Symmetrierung geliefert. Diese Einrichtung ist zwischen dem Drehstrom-Generator 2 und dem Verbraucher 4 angeordnet. Sie ist so aufgebaut, dass sie die auftretende Unsymmetrieleistung im Drehspannungsnetz 3 möglichst weitgehend kompensiert, bei Unsymmetrieän-derungen sehr schnell anspricht und diese ausregelt. Sie speist dazu ein Strom-Gegensystem in das Drehspannungsnetz 3 ein. The asymmetry power absorbed by the consumer 4 is supplied by a device for balancing. This device is arranged between the three-phase generator 2 and the consumer 4. It is constructed in such a way that it largely compensates for the asymmetry power that occurs in the three-phase voltage network 3, responds very quickly to changes in asymmetry and compensates for it. For this purpose, it feeds a negative current system into the three-phase network 3.

Die Einrichtung zur Symmetrierung umfasst einen selbstgeführten Stromrichter 5 mit p = 6 steuerbaren Ventilen A bis F in Drehstrom-Brückenschaltung. Die Ventile A, B und C, D und E, F sind jeweils in gegenüberliegenden Brückenzweigen angeordnet. Sämtliche Ventile A bis F sind jeweils einzeln einschaltbar und zwangsweise löschbar. Jedes dieser Ventile A bis F kann dabei aus einem Hauptthyristor bestehen, dem die Reihenschaltung eines Löschkondensators und eines Löschthyristors parallel geschaltet ist (vergleiche DT-OS 2 247 819, Fig. 2). Auch andere Kommutierungsschaltungen sind einsetzbar. The device for balancing comprises a self-commutated converter 5 with p = 6 controllable valves A to F in a three-phase bridge circuit. The valves A, B and C, D and E, F are each arranged in opposite bridge branches. All valves A to F can be switched on individually and can be forcibly deleted. Each of these valves A to F can consist of a main thyristor to which the series connection of an extinguishing capacitor and an extinguishing thyristor is connected in parallel (compare DT-OS 2 247 819, FIG. 2). Other commutation circuits can also be used.

Die wechselstromseitigen Ausgangsklemmen u, v, w des Stromrichters 5 sind an die Anschlussklemmen r, s, t eines zur Spannungsanpassung vorgesehenen Transformators 6 in Stern-Stern-Schaltung angeschlossen. Der Anschluss ist so vorgenommen, dass die Phasenfolge vertauscht ist. Dazu ist hier speziell die Ausgangsklemme u mit der Anschlussklemme s und die Ausgangsklemme v mit der Anschlussklemme r verbunden. Weiterhin sind die beiden Klemmen w und t miteinander verbunden. Durch diese Vertauschung der Phasenfolge ist der Stromrichter 5 in der Lage, je nach Amplitude der Grundschwingungen der Ausgangsströme ii, Ì2, iä und der zeitlichen Lage seiner Steuerimpulse ein beliebig einstellbares symmetrisches Gegen-Stromsystem mit einem zur Phasenfolge des Drehspannungsnetzes 3 umgekehrten Drehsinn zu liefern, also ein in der Phasenlage zwischen 0° und 360° el einstellbares Strom-Gegensystem abzugeben, wie es zur Symmetrierung des Verbrauchers 4 gefordert wird. The AC-side output terminals u, v, w of the converter 5 are connected to the connection terminals r, s, t of a transformer 6 provided for voltage adaptation in a star-star connection. The connection is made so that the phase sequence is reversed. For this purpose, the output terminal u is specifically connected to the connection terminal s and the output terminal v to the connection terminal r. Furthermore, the two terminals w and t are connected to each other. As a result of this reversal of the phase sequence, the converter 5 is able, depending on the amplitude of the fundamental oscillations of the output currents ii, Ì2, iä and the timing of its control pulses, to provide a symmetrical countercurrent system which can be set as desired, with a direction of rotation reversed from the phase sequence of the three-phase voltage network 3, to deliver a current counter system adjustable in the phase position between 0 ° and 360 ° el, as is required for the symmetrization of the consumer 4.

Zur Unterdrückung von bestimmten Oberschwingungen kann der Transformator 6 abweichend von der Darstellung auch in mehrpulsiger Schaltung ausgeführt sein. In order to suppress certain harmonics, the transformer 6 can also be designed in a multi-pulse circuit, in deviation from the illustration.

An die beiden gleichstromseitigen Anschlussklemmen 7 und 8 des selbstgeführten Stromrichters 5 ist eine Gleichstromquelle 10 angeschlossen. Diese liefert einen eingeprägten, der maximal zu kompensierenden Unsymmetrieleistung entsprechenden Gleichstrom Id, der in einem Regelkreis konstant gehalten wird. Als Gleichstromquelle 10 ist nach Fig. 1 ein netzgeführter Stromrichter 11 mit steuerbaren Ventilen in Drehstrom-Brückenschaltung vorgesehen, der wechselspannungsseitig über einen Eingangstransformator 12 in Stern-Stern-Schaltung an das Drehspannungsnetz 3 und gleichstromseitig über eine Glättungsdrossel 13 an die Anschlussklemmen 7,8 angeschlossen ist. Die Zündimpulse für die steuerbaren Ventile des netzgeführten Stromrichters 11 werden von einem Steuergerät 15 geliefert, das aus dem Drehspannungsnetz 3 gespeist und mit diesem synchronisiert ist. Zur Messung des Stroms ist eine Messeinrichtung 14 vorgesehen, die Bestandteil des (nicht näher gezeigten) Stromregelkreises ist. A DC source 10 is connected to the two DC terminals 7 and 8 of the self-commutated converter 5. This provides an impressed direct current Id corresponding to the maximum asymmetry power to be compensated, which is kept constant in a control loop. 1, a network-guided converter 11 with controllable valves in a three-phase bridge circuit is provided, which is connected on the AC side via an input transformer 12 in a star-star circuit to the three-phase network 3 and on the DC side via a smoothing choke 13 to the connecting terminals 7, 8 is. The ignition pulses for the controllable valves of the line-guided converter 11 are supplied by a control unit 15 which is fed from the three-phase voltage network 3 and is synchronized with it. To measure the current, a measuring device 14 is provided, which is part of the current control circuit (not shown in more detail).

Die beiden gleichstromseitigen Anschlussklemmen 7 und 8 des selbstgeführten Stromrichters 5 sind durch einen Gleichstromsteller 18 miteinander verbunden. Der Gleichstromsteller The two DC terminals 7 and 8 of the self-commutated converter 5 are connected to one another by a DC controller 18. The DC chopper

18, der im Prinzip ein beliebig zünd- und löschbares Ventil ist, ist dabei so gerichtet, dass er den Gleichstrom Id am Stromrichter 5 vorbeiführen kann. 18, which is in principle an arbitrarily ignitable and erasable valve, is directed so that it can lead the direct current Id past the converter 5.

Der selbstgeführte Stromrichter 5 wird von einer Steuereinrichtung 20 gesteuert. Dieser Steuereinrichtung 20, die eine Messeinrichtung für das erforderliche Strom-Gegensystem besitzt, sind als Messgrössen die Netzwechselspannung und der Netzwechselstrom zugeführt. Aus beiden Messgrössen kann die Steuereinrichtung 20 die benötigte Amplitude und Phasenlage für die Ausgangsströme ii, 12, Ì3 ermitteln. Die Steuereinrichtung 20 ist gleichzeitig auch für die Steuerung des Gleichstromstellers 18 vorgesehen. The self-commutated converter 5 is controlled by a control device 20. This control device 20, which has a measuring device for the required negative current system, is supplied with the AC mains voltage and the AC mains current as measured variables. The control device 20 can determine the required amplitude and phase position for the output currents ii, 12, Ì3 from both measurement variables. The control device 20 is also provided for the control of the DC chopper 18.

Über die Steuerung der Pulsbreiten in vorgegebenen, miteinander korrelierten Pulsprogrammen für den selbstgeführten Stromrichter 5 und den Gleichstromsteller 18 lässt sich die Höhe und über die Verschiebung dieser Pulsprogramme gegenüber den Nulldurchgängen der Netzwechselspannung lässt sich die Phasenlage des in das Drehspannungsnetz 3 eingespeisten Strom-Gegensystems einstellen. Das wird später anhand der Fig. 3 bis 14 verdeutlicht. By controlling the pulse widths in predetermined, correlated pulse programs for the self-commutated converter 5 and the DC chopper 18, the height and the shift of these pulse programs with respect to the zero crossings of the AC mains voltage can be used to set the phase position of the opposing current system fed into the three-phase network 3. This will be illustrated later with reference to FIGS. 3 to 14.

Die Einrichtung zur Symmetrierung nach Fig. 2 zeigt weitgehend denselben Aufbau wie diejenige nach Fig. 1. Es ist jedoch eine andere Gleichstromquelle 10 vorgesehen, die wesentlich einfacher aufgebaut ist. Als Gleichstromquelle 10 wird hier - in Verbindung mit dem selbstgeführten Stromrichter 5 - eine Drosselspule 23 herangezogen. Diese Drosselspule 23 verbindet, parallel zum Gleichstromsteller 18, die beiden Anschlussklemmen 7,8 des Stromrichters 5. Damit sich in der Drosselspule 23 ein konstanter, eingeprägter Gleichstrom Id einstellt, wird die Phasenlage der Pulsprogramme für den selbstgeführten Stromrichter 5 und den Gleichstromsteller 18 entsprechend beeinflusst. Dabei wird die Phasenlage der Ausgangsströme ii, 12, Ì3 des selbstgeführten Stromrichters 5 bezüglich der Netzwechselspannung gegenüber dem Wert, der durch das zur Symmetrierung erforderliche, von der Steuereinrichtung 20 gemessene Strom-Gegensystem eigentlich vorgegeben ist, verstellt. Die Verstellung ist nur geringfügig und beträgt nur wenige Grad el. Die Verstellung wird vorgenommen durch einen Stromregelkreis, dessen Istwert durch das Strommessglied 14 erfasst wird. The device for balancing according to FIG. 2 shows largely the same structure as that according to FIG. 1. However, a different direct current source 10 is provided, which is constructed much more simply. A choke coil 23 is used here as a direct current source 10 in connection with the self-commutated converter 5. This choke coil 23 connects, parallel to the DC chopper 18, the two connecting terminals 7, 8 of the converter 5. So that a constant, impressed DC current Id is set in the choke coil 23, the phase position of the pulse programs for the self-commutated converter 5 and the DC chopper 18 is influenced accordingly . The phase position of the output currents ii, 12, Ì3 of the self-commutated converter 5 is adjusted with respect to the AC line voltage with respect to the value which is actually predetermined by the counter-current system required for symmetry and measured by the control device 20. The adjustment is only slight and is only a few degrees el. The adjustment is carried out by a current control circuit, the actual value of which is detected by the current measuring element 14.

Der netzgeführte Stromrichter 11 in Fig. 1 wird mit Hilfe des Stromregelkreises vom Steuersatz 15 so gesteuert, dass die Stromquelle 10 einen eingeprägten, der maximal zu stellenden Unsymmetrieleistung entsprechenden Gleichstrom Id erzeugt. Der zeitliche Verlauf des Gleichstroms Id ist über eine Periodendauer Tn der Netzwechselspannung in Fig. 3 dargestellt. Der Stromrichter 11 muss hierzu zwar für den vollen Strom, braucht aber nur für eine kleine Leistung ausgelegt zu sein. The line-guided converter 11 in FIG. 1 is controlled by the control unit 15 with the aid of the current control loop in such a way that the current source 10 generates an impressed direct current Id corresponding to the maximum asymmetry power to be set. The time profile of the direct current Id is shown in FIG. 3 over a period Tn of the mains AC voltage. For this purpose, the converter 11 has to be designed for the full current, but only needs to be designed for a small output.

Im folgenden wird anhand der Fig. 3 bis 14 die Steuerung der Einrichtung zur Symmetrierung nach Fig. 1 näher erläutert: The control of the device for balancing according to FIG. 1 is explained in more detail below with reference to FIGS. 3 to 14:

a) Es sei zunächst angenommen, dass der Gleichstromsteller 18 dauernd gesperrt ist. Dann besitzt der Gleichstrom Id hinter dem Gleichstromsteller 18 (= Eingangsstrom des Stromrichters 5) denselben Zeitverlauf wie der Gleichstrom Id vor dem Gleichstromsteller 18 (= Ausgangsstrom der Stromquelle). Es gilt: If = Id. In Fig. 4 wäre hierfür ein völlig waagrechter Zeitverlauf anzugeben. Bei Fig. 5 wäre der Strom Ie im Gleichstromsteller 18 stets Null. a) It is initially assumed that the DC chopper 18 is permanently blocked. Then the direct current Id behind the direct current controller 18 (= input current of the converter 5) has the same time profile as the direct current Id before the direct current controller 18 (= output current of the current source). The following applies: If = Id. In FIG. 4, a completely horizontal time course would have to be specified for this. In Fig. 5, the current Ie in the DC chopper 18 would always be zero.

Die einzelnen zünd- und löschbaren Ventile A bis F des selbstgeführten Stromrichters 5 werden von der Steuereinrichtung 20 nach einem bestimmten Pulsprogramm gesteuert. Dadurch wird der Gleichstrom If zyklisch auf alle drei Phasenausgänge des selbstgeführten Stromrichters 5 verteilt. In jeder Periode Tn erhält jedes Ventil A bis F einen Zündimpuls. Der selbstgeführte Stromrichter 5 wird also mit Netzfrequenz fn gesteuert. Jedes Ventil A bis F ist dabei eine Einschaltdauer Tn/3 lang eingeschaltet. Nach Ablauf dieser Einschaltdauer Tn/3 wird es zwangsgelöscht. The individual ignitable and erasable valves A to F of the self-commutated converter 5 are controlled by the control device 20 according to a specific pulse program. As a result, the direct current If is distributed cyclically to all three phase outputs of the self-commutated converter 5. In each period Tn, each valve A to F receives an ignition pulse. The self-commutated converter 5 is therefore controlled with the mains frequency fn. Each valve A to F is switched on for a duty cycle Tn / 3. After this operating time Tn / 3 has expired, it is forcibly deleted.

4 4th

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

55 55

60 60

65 65

5 ' 617542 5 '617542

Aus den Fig. 6 bis 11 (gestrichelter Verlauf) ist die zeitliche haben. Sie können bei maximaler Ansteuerung maximal zusam-Verteilung der stromleitenden Zustände der einzelnen Ventile men die Dauer Tn/3 besitzen. Jede Einschaltflanke eines der A bis F ersichtlich. Danach ist die Zündfolge durch die aufein- Ventile A bis F fällt mit einer Abschaltflanke des Gleichstromander folgende Zündung der Ventile A-F-C-B-E-D gegeben. stellers 18 zeitlich zusammen. Entsprechend fällt jede Abschalt-Der zeitliche Abstand zwischen zwei aufeinanderfolgenden 5 flanke eines der Ventile A bis F mit einer Einschaltflanke des Zündungen beträgt jeweils Tn/6. Ventile benachbarter Brök- Gleichstromstellers 18 zusammen. Insofern werden Gleichkenzweige, beispielsweise die Ventile A und B, werden im zeitli- stromsteller 18 und Stromrichter 5 im Gegentakt zueinander chen Abstand Tn/2 gezündet. gesteuert. Jeder stromleitende Zustand eines der Ventile A bis 6 to 11 (dashed curve) has the temporal. With maximum control, they can have a maximum total distribution of the current-carrying states of the individual valves with the duration Tn / 3. Each switch-on edge of one of the A to F can be seen. Thereafter the firing sequence is given by the valves A to F falling on one shut-off edge of the direct current and the subsequent firing of the valves A-F-C-B-E-D. stellers 18 together. The time interval between two successive flanks of one of the valves A to F with a switch-on flank of the ignitions is Tn / 6. Valves of adjacent Brök DC controller 18 together. In this respect, common-mode branches, for example valves A and B, are ignited in time-lapse controller 18 and converter 5 in counter-clockwise distance Tn / 2. controlled. Each current-carrying state of one of the valves A to

Die dargestellte Stromverteilung der Ventile A bis F hat zur F liegt beidseitig symmetrisch zu den Zeitpunkten (tj + Tg/2). The current distribution of the valves A to F shown is symmetrical to the F on both sides at the times (tj + Tg / 2).

Folge, dass sich drei gegeneinander um 120° el phasenverscho- io Die Zündfolge der Ventile A bis F ist nunmehr durch die Ven- Consequence that three are mutually phase-shifted by 120 ° el. The firing sequence of valves A to F is now determined by the valve

bene Ausgangsströme ii, i2, is einstellen. Ihr Zeitverlauf ist in tile (D und A), (A und F), (F und C), (C und B), (B und E), (E und den Fig. 12 bis 14 gezeigt. Für die hier zunächst durchgeführte D), (D und A) usw. gegeben, wobei die angegebenen Ventil- Set level output currents ii, i2, is. Their time course is shown in tile (D and A), (A and F), (F and C), (C and B), (B and E), (E and FIGS. 12 to 14. For the first here performed D), (D and A) etc. given the specified valve

Betrachtung (Bedingung If = Id) gilt jeweils der gestrichelt ein- paare stets gleichzeitig gezündet und gelöscht werden, Consideration (condition If = Id) applies that the dashed pairs are always ignited and deleted at the same time,

gezeichnete Zeitverlauf. Pro Periode Tn ergeben sich danach Zur Veränderung der Phasenlage der Ausgangsströme ii, Ì2, drawn time course. For each period Tn, the following results for changing the phase position of the output currents ii, Ì2,

jeweils eine positive und eine negative Strom-Zeit-Fläche der is }3 werden die Zeitpunkt ti in Fig. 5 einerseits und in Fig. 6 bis 11 In each case a positive and a negative current-time area of is} 3, the time ti in FIG. 5 on the one hand and in FIGS. 6 to 11

Dauer Tn/3. Diese beiden Strom-Zeit-Flächen sind durch eine andererseits gemeinsam gegenüber den Nulldurchgängen der stromlose Pause der Dauer Tn/6 voneinander getrennt. Netzwechselspannung verschoben. Durch Variation der Dauer Duration Tn / 3. These two current-time areas are, on the other hand, separated from one another by a common opposite to the zero crossings of the currentless pause of the duration Tn / 6. Mains AC voltage shifted. By varying the duration

Das in den Fig. 12 bis 14 gezeigte Drehstromsystem wird Te wird die Grundschwingungsamplitude der Ströme ii, i2, is ein- The three-phase system shown in FIGS. 12 to 14 becomes Te the fundamental oscillation amplitude of the currents ii, i2, is a

mit vertauschter Phasenfolge in das Drehspannungsnetz 3 ein- gestellt. set in the three-phase network 3 with the phase sequence reversed.

gespeist. 2o Aus den Fig. 12 bis 14 geht weiter hervor, dass durch die fed. 2o From FIGS. 12 to 14 it can further be seen that the

Durch geeignetes Zünden und Löschen der Ventile A bis F Wirkung des Gleichstromstellers 18 und der getakteten Ventile können die drei Ausgangsströme ii, i2, is bezüglich der dreipha- A bis F jede der gestrichelt eingezeichneten positiven und sigen Netzwechselspannung prinzipiell jeden beliebigen Pha- negativen Strom-Zeit-Flächen in zwei Teilflächen veränderba- By suitably firing and extinguishing the valves A to F, the effect of the DC chopper 18 and the clocked valves, the three output currents ii, i2, is, in relation to the three-phase A to F, each of the positive and alternating mains voltage shown in dashed lines can in principle be any pha-negative current. Time areas can be changed in two partial areas.

senwinkel einnehmen. Das zur Symmetrierung des Verbrau- rer Gesamtbreite unterteilt wird. Bei Wahl einer höheren Takt- Take the angle. That is subdivided to symmetrize the overall consumer width. When choosing a higher clock

chers 4 in das Drehspannungsnetz 3 eingespeiste Drehstromsy- 25 frbquenz fg erhält man mehr als zwei solcher Teilflächen. Die stem kann daher den durch die Steuereinrichtung 20 ermittel- beiden eingezeichneten Teilflächen liegen jeweils symmetrisch ten richtigen Phasenwinkel annehmen. Der Stellbereich für den zur Mitte der gestrichelt dargestellten Strom-Zeit-Flächen und After three-phase current fg fed into the three-phase voltage network 3, more than two such partial areas are obtained. The stem can therefore assume the two partial areas determined by the control device 20, which are each symmetrically correct phase angles. The setting range for the middle of the current-time areas and shown in dashed lines

Phasenwinkel reicht dabei von 00 el bis 3600 el. symmetrisch zu den Zeitpunkten (ti + Tg/2). The phase angle ranges from 00 el to 3600 el. Symmetrically at the times (ti + Tg / 2).

b) Im folgenden wird die Voraussetzung aufgegeben, dass Aus den Fig. 4 bis 14 ist weiter ersichtlich, dass sich durch stets Id = If gelten soll, d. h. der Gleichstromsteller 18 soll nun- 30 Variation der Einschaltdauer Te des Gleichstromstellers 18 und mehr ebenfalls betrieben werden. der Ventile A bis F die Amplitude der Grundschwingung der Durch Variation der Einschaltdauer dieses Gleichstrom- einzelnen Ausgangsströme ii, Ì2, Ì3 und damit das zur Symme-stellers 18 und gleichzeitig der Ventile A bis F des Stromrich- trierung eingespeiste Strom-Gegensystem dem Betrage nach ters 5 wird die Grundschwingungsamplitude der drei Aus- beeinflussen und einstellen lässt. Wird im übrigen diese Variagangsströme ii, Ì2, Ì3 beeinflusst. 35 tion symmetrisch zu den erwähnten äquidistanten Zeitpunkten Nach Fig. 4 wird durch den Betrieb des Gleichstromstellers tj (vergleiche Pfeile in Fig. 4) vorgenommen, so bleiben bei der 18 der in den selbstgeführten Stromrichter 5 fliessende Gleich- Variation auch die Ausgangsströme ii, i2, is symmetrisch. b) In the following, the prerequisite is given that from FIGS. 4 to 14 it can further be seen that Id = If should always apply, ie. H. the DC chopper 18 should now also be operated by varying the duty cycle Te of the DC chopper 18 and more. of valves A to F the amplitude of the basic oscillation of the counter current system by varying the duty cycle of this direct current individual output currents ii, Ì2, Ì3 and thus the counter current system fed to balun 18 and at the same time to valves A to F of the current direction ters 5 will influence and adjust the fundamental vibration amplitude of the three effects. Otherwise, these variator currents ii, Ì2, Ì3 are influenced. 35 symmetrically at the mentioned equidistant points in time. According to FIG. 4, the operation of the direct current controller tj (compare arrows in FIG. 4) is carried out, so the output currents ii, i2 remain with the 18 of the direct variations flowing in the self-commutated converter 5 , is symmetrical.

ström If in Strom-Zeit-Blöcke veränderbarer Breite unterteilt. Die Variation der Einschaltdauer Te wird folglich in Abhän- ström If divided into current-time blocks of variable width. The variation of the duty cycle Te is consequently dependent on

Die Möglichkeit zur Breitenänderung ist durch die horizonta- gigkeit von der Amplitude und die Variation der Zeitpunkte tj in len Pfeile angedeutet. Die stromlose Pause zwischen den ein- 40 Abhängigkeit der Phasenlage des einzuspeisenden Strom- The possibility of changing the width is indicated by the horizontality of the amplitude and the variation of the times tj in the arrows. The currentless pause between the dependency of the phase position of the current

zelnen Strom-Zeit-Blöcken ist durch die jeweilige Einschalt- Gegensystems vorgenommen, wobei nach Fig. 1 das einzuspei- Individual current-time blocks are carried out by the respective switch-on counter system, which is to be fed in according to FIG.

dauer Te des Gleichstromstellers 18 gegeben. Das ist aus Fig. 5 sende Strom-Gegensystem nach Betrag und Phase durch ersichtlich. Strom- und Spannungsmessung ermittelt wird. Die Steuerein- duration Te of the DC chopper 18 given. This can be seen in FIG. 5 by the amount and phase of the negative current system. Current and voltage measurement is determined. The tax

Der Gleichstromsteller 18 ist im stationären Betrieb jeweils richtung 20 wird daher im allgemeinen zwei (nicht gezeigte) The DC chopper 18 is in the direction of stationary operation 20 is therefore generally two (not shown)

beidseitig symmetrisch zu äquidistanten Zeitpunkten ti einge- 45 Regler enthalten, die in Abhängigkeit von der Abweichung des schaltet (mit i = 1,2,3...). Diese Zeitpunkte ti sind durch die Pha- Betrags bzw. der Phase des ermittelten Strom-Gegensystems senlage des Strom-Gegensystems gegenüber der Netzspan- von vorgegebenen Sollwerten die genannten Variationen vor- on both sides symmetrical at equidistant times ti 45 controllers are included, which switch depending on the deviation of the (with i = 1,2,3 ...). These times ti are given the specified variations due to the pha amount or the phase of the determined counter current system position of the counter current system with respect to the mains voltage of predetermined target values.

nung gegeben und werden durch die Regelung vorgegeben. nimmt. given and are specified by the regulation. takes.

Der gegenseitige Abstand Tg der äquidistanten Zeitpunkte t; ist Die Steuereinrichtung 22 gemäss Fig. 2 weicht von der nach der Beziehung fg = 1/Tg durch die Taktfrequenz fg des 50 Steuereinrichtung 20 gemäss Fig. 1 dahingehend ab, dass die Gleichstromstellers 18 gegeben. Die Taktfrequenz fg ist dabei Regelung der Phasenlage der Ausgangsströme auch vom Istein ganzzahliges Vielfaches der Netzfrequenz fn, wobei der wert des Gleichstroms Id beeinflusst wird. Diese zusätzliche Vervielfachungsfaktor ein ganzzahliges Vielfaches der Anzahl Beeinflussung macht sich in einer geringfügigen Verstellung p der Brückenzweige des selbstgeführten Stromrichters 5 ist. der Phasenlage gegenüber dem eigentlich für seine Symmetrie-Bei Verwendung einer Drehstrom-Brückenschaltung kann also 55 rung erforderlichen Wert bemerkbar. Die Verstellung richtet die Taktfrequenz fg gleich der 6-, oder 12-, oder 18-fachen Netz- sich nach dem ohmschen Widerstand der Drosselspule 23. frequenz fn sein. Im einfachsten Falle wird man die niedrigst mögliche Taktfrequenz fg, im vorliegenden Fall also fg = 6fn Als besonders vorteilhaft wird die Eigenschaft der Einrich- The mutual distance Tg of the equidistant times t; The control device 22 according to FIG. 2 differs from that according to the relationship fg = 1 / Tg by the clock frequency fg of the control device 20 according to FIG. 1 in that the direct current controller 18 is given. The clock frequency fg is regulation of the phase position of the output currents even from the Istein integer multiple of the mains frequency fn, the value of the direct current Id being influenced. This additional multiplication factor is an integer multiple of the number of influences, which results in a slight adjustment p of the bridge branches of the self-commutated converter 5. the phase position compared to the value actually required for its symmetry. If a three-phase bridge circuit is used, the value required can be noticed. The adjustment directs the clock frequency fg to be 6, or 12, or 18 times the network frequency according to the ohmic resistance of the choke coil 23 frequency fn. In the simplest case, the lowest possible clock frequency fg, in the present case fg = 6fn, becomes particularly advantageous.

wählen, um die Schaltverluste im Gleichstromsteller 18 und im tung nach Fig. 1 und 2 angesehen, dass die einzelnen Ausgangs- select the switching losses in the DC chopper 18 and in the device according to FIGS. 1 and 2 viewed that the individual output

Stromrichter 5 gering zu halten. Pro Periode T„ = l/fn der Netz- 60 ströme ii, Ì2, Ì3 in ihrer Grundschwingungsamplitude sehr Keep converter 5 low. Per period T „= l / fn of the mains currents ii, Ì2, Ì3 in their fundamental oscillation amplitude very much

Wechselspannung sind dann p = 6 Einschaltzeiten des Gleich- schnell über die Einschaltdauer Te des Gleichstromstellers 18 AC voltage is then p = 6 switch-on times of the DC quickly over the switch-on time Te of the DC chopper 18

stromstellers 18 und 2 Einschaltzeiten je Ventil des Stromrich- und der Ventile A bis F verändert werden können. Das liegt ters 5 zu verzeichnen. daran, dass nicht der eingeprägte Gleichstrom Id selbst in current controller 18 and 2 switch-on times per valve of the converter and valves A to F can be changed. This is ters 5. that not the impressed direct current Id itself in

Nach Fig. 6 bis 11 werden durch den Gleichstromsteller 18 Abhängigkeit von der Unsymmetrieleistung gesteuert werden und durch Ein- und Abschalten der Ventile A bis F aus jedem 65 muss. Mit Hilfe des Gleichstromstellers 18 wird vielmehr, ange- 6 to 11, the DC controller 18 controls the dependence on the asymmetry power and by switching the valves A to F on and off every 65 must. Rather, with the help of the DC chopper 18,

Block der Dauer Tn/3 Teilstücke «ausgeblendet». Jedes Ventil passt an den Bedarf an Unsymmetrieleistung, nur ein mehr Block of duration Tn / 3 sections «hidden». Each valve fits the need for unbalance, just one more

A bis F hat nunmehr pro Periodendauer Tn zwei stromleitende oder weniger grosser Bruchteil dieses Gleichstroms Id gleich- A to F now has two current-conducting or less large fractions of this direct current Id per period Tn

Zustände, die symmetrisch innerhalb des gestrichelt gezeichne- . sam «herausgeblendet» und für die Unsymmetriekompensation ten Blockes der Dauer Tn/3 liegen und eine steuerbare Breite herangezogen. Da zwischen dem Eingang des selbstgeführten States that are drawn symmetrically within the dashed line. sam “faded out” and for the asymmetry compensation ten blocks of duration Tn / 3 lie and a controllable width is used. Because between the entrance of the self-guided

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Stromrichters 5 und der Einspeisestelle am Drehspannungs- kann sich eine Änderung des Gleichstroms Id unverzögert als netz 3 keine nennenswerten Energiespeicher vorhanden sind, Änderung der eingespeisten Unsymmetrieleistung auswirken. Converter 5 and the feed-in point at the three-phase voltage, a change in the direct current Id can be delayed when the network 3 has no noteworthy energy stores, a change in the asymmetry power fed in can have an effect.

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2 Blatt Zeichnungen 2 sheets of drawings

Claims

617542 PATENTANSPRÜCHE617542 PATENT CLAIMS

1. Einrichtung zur Symmetrierung eines unsymmetrischen Verbrauchers, der aus einem Drehspannungsnetz gespeist ist, mit einem wechselspannungsseitig mit vertauschter Phasenfolge an das Drehspannungsnetz angeschlossenen selbstgeführten Stromrichter, dessen steuerbare Ventile in Drehstrom-Brückenschaltung angeordnet, zwangsweise löschbar und so gesteuert sind, dass ein Ausgangsstrom mit netzfrequenter Grundschwingung erzeugt wird, wobei die Phasenlage der Grundschwingung bezüglich der Netzwechselspannung in Abhängigkeit von der Phasenlage und die Amplitude der Grundschwingung in Abhängigkeit von der Amplitude eines zur Symmetrierung erforderlichen Strom-Gegensystems geführt ist, und mit einer an den Stromrichter angeschlossenen Gleichstromquelle, dadurch gekennzeichnet, dass die Gleichstromquelle (10) zum Einspeisen eines konstanten, der maximal zu symmetrierenden Unsymmetrieleistung entsprechenden Gleichstroms (I<i) vorgesehen ist, und dass die gleichstromseiti-gen Anschlussklemmen (7,8) des selbstgeführten Stromrichters (5) durch einen parallel zu den Ventilen (A bis F) des Stromrichters (5) liegenden Gleichstromsteller (18) miteinander verbunden sind, der mit einer Taktfrequenz (fg) gesteuert ist, die ein ganzzahliges Vielfaches (p) der Netzfrequenz (f„) der Netzwechselspannung ist. 1.Device for balancing an unbalanced consumer, which is fed from a three-phase voltage network, with a self-commutated converter connected to the three-phase voltage network on the alternating voltage side with an interchanged phase sequence, the controllable valves of which are arranged in a three-phase bridge circuit, can be forcibly erased and are controlled in such a way that an output current with a network frequency Basic oscillation is generated, the phase position of the basic oscillation with respect to the mains alternating voltage as a function of the phase position and the amplitude of the basic oscillation as a function of the amplitude of a counter current system required for symmetrization, and with a direct current source connected to the converter, characterized in that the direct current source (10) is provided for feeding in a constant direct current (I <i) corresponding to the maximum asymmetry power to be symmetrized, and that the direct current-side connecting terminals (7, 8) of the self-commutated converter (5) are connected to one another by a DC regulator (18) which is parallel to the valves (A to F) of the converter (5) and which is controlled at a clock frequency (fg) which is an integer multiple (p) of the mains frequency (f „) of the AC mains voltage.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichstromsteller (18) beidseitig symmetrisch zu äquidistanten Zeitpunkten (tj) eingeschaltet und der Stromrichter (5) im Gegentakt hierzu stromleitend gesteuert ist, wobei die Einschaltdauer (Te) des Gleichstromstellers (18) und der einzelnen Ventile (A bis F) des Stromrichters (5) in Abhängigkeit von der Höhe der zu symmetrierenden Unsymmetrieleistung geführt ist und wobei die äquidistanten Zeitpunkte (ti) bezüglich der Nulldurchgänge der Netzwechselspannung in Abhängigkeit von der Phasenlage des zur Symmetrierung benötigten Strom-Gegensystems einstellbar ist (Fig. 4 und 5). 2. Device according to claim 1, characterized in that the DC chopper (18) is switched on both sides symmetrically at equidistant times (tj) and the converter (5) is controlled in a current-carrying manner in counter-clockwise fashion, the duty cycle (Te) of the DC chopper (18) and of the individual valves (A to F) of the converter (5) is guided as a function of the level of asymmetry power to be symmetrized, and the equidistant points in time (ti) with respect to the zero crossings of the AC line voltage can be set as a function of the phase position of the counter current system required for symmetrization is (Figs. 4 and 5).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, wobei der Verbraucher aus einem dreiphasigen Drehspannungsnetz gespeist ist, dadurch gekennzeichnet, dass pro Periode (Tn) der Netzwechselspannung sechs Einschaltzeiten (Te) des Gleichstromstellers (18) vorgesehen sind (Fig. 4). 3. Device according to claim 2, wherein the consumer is fed from a three-phase three-phase network, characterized in that six switch-on times (Te) of the DC chopper (18) are provided per period (Tn) of the AC mains voltage (Fig. 4).

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei als Gleichstromquelle ein netzgeführter Stromrichter vorgesehen ist, der wechselspannungsseitig an das Drehspannungsnetz und gleichstromseitig über eine Glättungsdrossel an die gleich-stromseitigen Anschlussklemmen des selbstgeführten Stromrichters angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der netzgeführte Stromrichter (11) auf konstanten Ausgangsstrom (Id) geregelt ist (Fig. 1). 4.The device according to one of claims 1 to 3, wherein a mains-guided converter is provided as the direct current source, which is connected on the alternating voltage side to the three-phase voltage network and on the direct current side via a smoothing choke to the direct current-side connection terminals of the self-commutated converter, characterized in that the mains-guided converter ( 11) is regulated to constant output current (Id) (Fig. 1).

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der netzgeführte Stromrichter (11) steuerbare Ventile in Drehstrom-Brückenschaltung umfasst (Fig. 1). 5. Device according to claim 4, characterized in that the network-controlled converter (11) comprises controllable valves in a three-phase bridge circuit (Fig. 1).

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Gleichstromquelle (10) eine Drosselspule (23) vorgesehen ist, die über den selbstgeführten Stromrichter (5) aus dem Drehspannungsnetz (3) gespeist ist, und dass die Phasenlage der Ausgangsströme (ii, Ì2, Ì3) des selbstgeführten Stromrichters (5) bezüglich der Netzwechselspannung gering abweichend von dem Wert, der durch das zur Symmetrierung erforderliche Strom-Gegensystem vorgegeben ist, so gesteuert ist, dass sich in der Drosselspule (23) der konstante Gleichstrom (Id) einstellt (Fig. 2). 6. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that a choke coil (23) is provided as a direct current source (10), which is fed via the self-commutated converter (5) from the three-phase voltage network (3), and that the phase position of the Output currents (ii, Ì2, Ì3) of the self-commutated converter (5) with respect to the AC line voltage are slightly different from the value that is specified by the counter current system required for symmetrization, so that the constant DC current is in the choke coil (23) (Id) sets (Fig. 2).

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem wechselspannungsseitigen Ausgang des selbstgeführten Stromrichters (5) und dem Drehspannungsnetz (3) ein Transformator (6) angeordnet ist. 7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that a transformer (6) is arranged between the AC-side output of the self-commutated converter (5) and the three-phase voltage network (3).