DE1918576A1 - Gleichstromsteueranordnung - Google Patents

Gleichstromsteueranordnung

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DE1918576A1 DE19691918576 DE1918576A DE1918576A1 DE 1918576 A1 DE1918576 A1 DE 1918576A1 DE 19691918576 DE19691918576 DE 19691918576 DE 1918576 A DE1918576 A DE 1918576A DE 1918576 A1 DE1918576 A1 DE 1918576A1
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    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/125Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M3/135Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only

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Description

  • Gleichstromsteueranordnung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Gleichstromsteueranordnung, bestehend aus wenigstens zwei Zerhackereinrichtungen, die mit einer gemeinsamen Gleichstromquelle verbunden sind und deren Leitfähigkeitszustand zu vorgegebenen Zeitintervallen gesteuert ist, und Induktanzen, die in Serie mit den Zerhackereinrichtungen angeordnet sind.
  • Derartige Gleichstromsteueranordnungen werden in sehr starkem Maße zur Steuerung von elektrischen Motoren und Leistungsabnehmern verwendet. Sie haben jedoch den Nachteil, daß der Eingangsstrom eine relativ hohe Wechselstromkomponente aufweist, wodurch induktive Interferenzen und Störungen hervorgerufen werden können. Um derartige Wechselstromkomponenten zu vermindern, ist bereits vorgeschlagen worden, besondere Filter und/oder induktive Elemente vorzusehen. Eine derartige mehrphasige Zerhackeranordnung mit einer Mehrzahl von mit einer entsprechenden Belastung verbundenen Zerhackern ist im allgemeinen derart ausgelegte daß zu vorgegebenen Zeitintervallen unter Verwendung einer Synchronisierfrequenz diese Zerhacker betätigt werden. Eine derartige Zerhackeranordnung ist Jedoch nicht wirksam, um derartige Wechselstromkomponenten des Belastungsstromes zu vermindern. Um diese Welligkeiten in bestimmten Grenzen halten zu-können, müssen somit im allgemeinen bestimmte Filter vorgesehen werden, wodurch qas Gesamtgewicht derartiger Steueranordnungen erhöht wird.
  • Demzufolge ist es Ziel der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Gleichstromsteueranordnung zu schaffen, die bei geringerem Gewicht und ohne Verwendung von Filtern am Ausgang sehr kleine Wechselstromkomponenten aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß eine einzige Belastung vorgesehen ist, durch welche die einzelnen, durch die Induktanzen fließenden Ströme fließen.
  • Eine vorteilhafte Ausfahrungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß Strommesser vorgesehen sind, welche die durch die Induktanzen fließenden Ströme bzw. Teile dieser Ströme einzeln messen, und daß Einrichtungen vorgesehen sind, um in Abhängigkeit der von den Strommessern abgegebenen Signale die Leitfähigkeit der Zerhacker zu steuern.
  • Im allgemeinen erscheint es als zweckmäßig, wenn ein erster Impulsverteiler vorgesehen ist, der durch das Ausgangsimpuls eines Impulsgenerators getriggert ist, wodurch die Zerhackereinrichtungen in ihren leitenden Zustand gelangen, und daß zweite Impulsverteiler vorgesehen sind, die in Abhängigkeit des von dem Impulsgenerator abgegebenen Impulses und einem durch einen Zeitverzögerungskreis vorgegebenen Zeitintervall Zerhackereinrichtungen in ihren nicht-leitenden Zustand bringen.
  • Im folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben werden, wobei auf die beigefügte Zeichnung Bezug genommen ist. Es zeigen: Fig. 1 ein schematisches Schaltdiagramm der Gleichstromsteueranordnung entsprechend dem bisherigen Stand der Technik; Fig. 2 ein schematisches Schaltdiagramm einer Gleichstromsteueranordnung gemäß der Erfindung; Fig. 3A und 3B an verschiedenen Punkten des in Fig. 2 dargestellten Stromkreises auftretende Wellenformen; Fig. 4 eine schematische Darstellung der Funktionseigenschaften der erfindungsgemäßen Gleichstromsteueranordnung im Vergleich zu der bekannten Anordnung; Fig. 5 und 6 schematische Schaltdiagramme von abgewandelten Ausführungsbeispielen gemäß der Erfindung; Fig. 7A-D schematische Ansichten zur Erläuterung der Funktionsweise der in den Fig. 6 und 7 dargestellten Gleichstromsteueranordnung und Fig. 8A-C an verschiedenen Punkten der Stromkreise von Fig. 5 und 6 auftretende Wellenformen.
  • In den einzelnen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Elemente.
  • Im folgenden soll auf die Zeichnung - insbesondere Fig. 1 -Bezug genommen werden, in welcher eine bekannte Art einer Gleichstromsteueranordnung dargestellt ist, die aus einer Gleichstromquelle 1 und einer Mehrzahl paralleler Einheiten besteht, die auf einer Seite mit der Gleichstromquelle 1 verbundene Zerhacker 2a - n der Thyristorart aufweisen.
  • Ferner sind Dioden 3a - n vorgesehen, deren Kathodenelektroden mit den Kathodenelektroden der entsprechenden Thyristoren verbunden sind. Schließlich ist eine an den Dioden 3a - n angeschlossene Serienschaltung vorgesehen, die aus einer Reaktanz 4a - n und einer Belastung 5a - n besteht. Der Verbindungspunkt der Belastung 5 und der Dioden 3a - n ist mit der Erde verbunden. Ein Steuerimpulsgenerator 7 leitet aufeinanderfolgend mit vorgegebenem zunehmenden Phasenwinkel an die Gatterelektroden der Thyristoren 2a - n Zündimpulse G a -GnX wodurch die Leitfähigkeit dieser Thyristoren 2a - n gesteuert ist. So wie dies bereits beschrieben worden ist, ist diese Anordnung Jedoch nachteilig, da der Eingangsstrom eine relativ hohe Wechselstromkomponente aufweist, die zu induktiven Störungen führt. Ferner weist der Belastungsstrom ebenfalls eine relativ hohe Wechselstromkomponente auf.
  • Die vorliegende Erfindung bezweckt, diesen Nachteil zu eliminieren, indem eine Gleichstromsteueranordnung gemäß Fig. 2 vorgesehen ist. Ähnlich wie in Fig. 1 ist eine Mehrzahl von parallelen Einheiten vorgesehen, die Je aus einem Zerhacker 2a - n der Thyristorart und einer dazu in Serie geschalteten Diode 3a - n besteht, wobei diese Anordnungen mit der Gleichstromquelle 1 verbunden sind. An den Verbindungspunkten der Zerhacker 2a - n und der Dioden 3a - n sind Induktivitäten 4a - n angeschlossen, die auf der anderen Seite mit einer gemeinsamen Belastung 5 verbunden sind. Diese ist wiederum über Schalter 8 einerseits mit Erde, andererseits während der Leistungsrückführung mit dem gemeinsamen Verbindungspunkt der Zerhacker 2a - n und der Gleichstromquelle 1 verbunden.
  • Während die Anordnung gemäß Fig. 2 - ähnlich wie die Anordnung in Fig.l- der Steuerung der Motoren von elektrischen Fahrzeugen dient, so soll es doch verstanden sein, daß die .vorliegende Erfindung für beliebige Gleichstrombelastungen verwendbar ist.
  • Aus Einfachheitsgründen sei angenommen, daß nur zwei Zerhacker 2a und b verwendet sind und demzufolge nur zwei - wie oben beschriebene - Zerhackereinheiten vorgesehen sind. Die Funktionsweise einer derartigen Anordnung soll im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 3 erörtert werden. Bei Verwendung von nur zwei Zerhackern 2a - b wird einer derselben - beispielsweise der Zerhacker 2b - nach einem vorgegebenen, im wesentlichen der halben Systemperiode T entsprechenden Zeitintervall nach dem Unterbrecher 2a an- und ausgeschaltet, so wie dies durch die Wellenformen (a) und (b) in Fig. 3 dargestellt ist. Der Impulssteuergenerator 7 erzeugt demzufolge aufeinanderfolgend Zündimpulse Ga und Gnv die zu den oben beschriebenen Zeitpunkten an die Gatterelektroden der Thyristoren 2a und 2b auftreten.
  • Es sei ferner angenommen, daß die Dauer tan der Leitfähigketit Jedes Zerhackers 2a - b gleich oder kürzer als die Hälfte der Systemperiode T ist. Bei geschlossenem Schalter 8 sind beide'Zerhacker 2a - b abwechslungsweise leitend, so wie dies durch die Wellenformen (a) und (b) von Fig. 3A gezeigt ist. Innerhalb der Induktivitäten fließen dann Ströme i4a und i4b entsprechend der Wellenform (c) und (d) von Fig.
  • 3A. Diese Ströme werden dann in der Belastung 5 zusammengeführt, wobei sich ein Strom i5 gemäß der Wellenform (e) von Fig. 3A ergibt.
  • Aus dem Vergleich der Wellenformen (e) und (c) und (d) ergibt sich5 daß der Ausgangsstrom i5 eine Wechselstromkomponente aufweist, die um einen Faktor 2 oder mehr im Vergleich zu getrennt entsprechende Belastungen speisenden Zerhackern verringert ist. Auf der anderen Seite wird aus der Gleichstromquelle 1 zur Speisung der Zerhacker 2a und b ein Eingangsstrom il gezogen, der gleich der Summe Jener Ströme ist, die durch die in ihrem leitenden Zustand befindlichen Zerhacker fließen, so wie dies durch die Wilenform (f) von Fig.
  • 3A dargestellt ist.
  • Es sei nun angenommen, daß die Zerhacker 2a und b über eine Zeitdauer tein größer als die halbe Systemperiode T in ihrem leitenden Zustand sich befinden Unter diesen Umständen überlappen sich die Zeiten beider Zerhacker, so wie dies durch die Wellenformen (a) und (b) von Fig. 3B dargestellt ist. Die Wellenformen (c), (d), (e) und (f) von Fig. 3B entsprechen den vonFig. 3A. Anhand dieser Wellenformen ergibt sich, daß der resultierende Ausgangsstrom i5 eine Welligkeitskomponente aufweist, die um einen Faktor 2 oder mehr gegenüber konventionellen Systemen verringert ist.
  • Um die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung zu demonstrieren, sind mit einer Gleichstromsteueranordnung gemäß Fig. 2 einer in Fig. 1 dargestellten bekannten Gleichstromsteueranordnung und einer einen einzigen Zerhacker und den entsprechenden Komponenten einer in Fig. 1 dargestellten Einheit Versuche durchgeführt worden. Bei diesen Versuchen wurde die Spannung der Gleichstromquelle 1 und die übertragende Leistung konstant gehalten, während Glättungsinduktivitäten so gewählt wurden, daß die ausgangsseitigen Wechselstromkomponenten der einzelnen Zerhacker im wesentlichen gleich waren. Unter der Annahme, daß die auftretende Welligkeit als Bezug genommen wurde bzw. als Einheit angenommen gesehen war, kann die relative Welligkeit der Belastung in Abhängigkeit der Ausgangsspannung gebracht werden. In Fig. 4 stellt die Ordinate die relative Welligkeit und die Abszisse die relative Ausgangsspannung bzw. das Verhältnis der Ausgangsspannung Eaus im Vergleich zur Eingangsspannung Ean dar. Die römischen Zahlen I, II und III bezeichnen das die Anordnung gemäß der Erfindung, des bekannten Standes der Technik und des einphasigen Systems. Anhand von Fig. 4 ergibt sich, daß die erfindungsgemäße Gleichstromsteueranordnung eine Welligkeit aufweist, die um einen Faktor von ungefähr 4 gegenüber der Anordnung des Standes der Technik bzw. des einphasigen Systems 2 und 3 geringer ist.
  • Die folgende Tabelle I zeigt einen Vergleich der oben erwähnten drei Anordnungen, bei welchem die Welligkeiten gleich gehalten worden sind.
  • Tabelle I
    System I II III
    Induktanz 2/3 2 1
    Strom 1/2 1/2 1
    Zahl 2 2 1
    Gesamtes Gewicht 0,44 1,2 1
    Aus der obigen Tabelle I ergibt sich, daß bei dem erfindungsgemäßen System I das gesamte Gewicht der Induktanzen auf etwa 1/4 gegenüber dem einphasigen System verringert worden ist, während bei der Gleichstromsteueranordnung II gemäß dem bekannten Stand der Technik das gesamte Gewicht der Reaktanzen noch weiter erhöht war, obwohl bei letzteren die Welligkeit des Eingangsstromes ebenfalls vermindert werden konnte.
  • Während die vorliegende Erfindung in Verbindung mit zwei Zerhackern beschrieben worden ist, so soll es doch verstanden sein, daß bei einer höheren Anzahl n von Zerhackern noch weitere Verbesserungen erzielbar sind.
  • Fig. 5 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung mit einem dreiphasigen Zerhackersystem, bei welchem die phasenabhängigen Ströme ausgeglichen sind, um Ungleichmäßigkeiten des Ausgangs stromes zu vermeiden. Im folgenden sollen nur die Unterschiede der in Fig. 5 beschriebenen Anordnung gegenüber der in Fig. 2 dargestellten Anordnung beschrieben sein.
  • So wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, ist Je ein Strommesser 9a - c mit den Verbindungspunkten der Zerhacker 2a - c der entsprechenden Glättungsinduktanzen verbunden. Der Ausgang dieser Strommesser 9a - c ist mit Stromvergleichern lOa - c verbunden, die wiederum mit entsprechenden Steuereinrichtungen lla - c zum Steuern der relativen Leitzeiten der Zerhakker 2a - c verbunden ind. Zur Erzielung vorgegebener Phasenwinkel sind die Steuereinrichtungen lla - c mit Hilfe einer Mehrphasensynchroniæiereinrichtung 12 miteinander synchronisiert. Die Stromvergleicher lOa - c werden von einem einzigen Referenzimpulsgenerator 13 gesteuert, der den Ausgangsstrom auf einer gewünschten Größe aufrechterhält. Da die Gleichstromsteueranordnung gemäß Fig. 5 drei Zerhacker 2a -c aufweist, werden dieselben aufeinanderfolgend mit einer vorgegebenen Phasendifferenz entsprechend 1/3 der Systemperiode in ihren 'An"- und "AuiLZustand gebracht.
  • Unter der Annahme, daß alle Zerhacker sich in ihrem "Aus-" Zustand befinden, leiten die Glättungsinduktanzen 4 - so wie dies schematisch in Fig. 7A dargestellt ist - elektrische Energie über die entsprechenden Dioden 3 zur Belastung 5, die beispielsweise ein elektrischer Motor sein kann. Der Betriebszustand soll im folgenden "Betriebszustand A" genannt sein.
  • Wenn einer der Zerhacker in seinem "An"-Zustand sich befindet, dann fließt nur innerhalb des Zweiges mit diesem Zerhakker ein Strom von der Gleichstromquelle 1 zu der Belastung 5, während die übrigen Äste die gespeicherte elektrische Energie über die entsprechenden Dioden 3 zu der Belastung 5 leiten, so wie dies schematisch in Fig. 7B dargestellt ist. Dieser Betriebs zustand soll im folgenden Betriebszustand B" genannt werden.
  • Fig. 7C stellt hingegen Jenen Betriebszustand dar, bei welchem zwei Zerhacker 2 in ihrem "An"-Zustand sich befinden.
  • Dieser Betriebszustand soll im folgenden 11Betriebszustand C" genannt werden.
  • Wenn hingegen alle drei Zerhacker 2 in ihrem "An"-Zustand sich befinden, dann leiten alle drei Äste elektrische Energie von der Gleichstromquelle 1 zu der Belastung 5. Dieser Betriebszustand soll im folgenden "Betriebszustand D" genannt sein.
  • Die Funktionsweise der in Fig. 5 dargestellten Gleichstromsteueranordnung mit Ausnahme der Elemente 9 bis 13 soll im folgenden beschrieben sein, und zwar für verschiedene Verhältnisse der Leitzeiten tan der Zerhacker im Vergleich zu der Systemperiode T. Da drei Zerhacker vorgesehen sind, kann dieses Verhältnis in einem der folgenden drei Bereiche, nämlich gleich oder kleiner als.1/3, größer als 1/3 und gleich oder kleiner als 2/3 und größer als 2/3 sein.
  • Wenn das Verhältnis tan zu T gleich oder kleiner als 1/3 ist, dann kann sich zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nur ein Zerhacker in seinem "An"-Zustand befinden. Der Betriebs zustand B tritt somit abwechselnd mit dem Betriebszustand A auf, so wie dies in Fig. 8A(e) dargestellt ist. Ist hingegen t tan zu T größer als 1/3 und gleich oder kleiner als 2/3, dann wechselt der Betriebszustand C abwechslungsweise mit dem Betriebszustand B, so wie dies in Fig. 8B(e) dargestellt ist.
  • Wenn hingegen das Verhältnis größer als 2/3 ist, dann æchselt der Betriebs zustand D abwechselnd mit dem Betriebszustand C, so wie dies in Fig. 8C(e) dargestellt ist. Unabhängig davon ist die Wiederholperiode dieser Übergänge gleich 1/3 der Systemperiode T.
  • Jedesmal wenn ein Zerhacker in seinen "An!'-Zustand gebracht ist, wird ein Strom il aus der Geichstromquelle 1 gezogen, der dann durch Jeden Ast mit dem leitenden Zerhacker fließt.
  • Demzufolge leitet Jeder Zerhacker 8 zu der entsprechenden Induktanz einen Strom i4a) i4b, i4c gleich 1/3 des durch die Belastung 5 fließenden Stromes. Dies bedeutet, daß im Betriebszustand A kein Strom, im Betriebszustand B ungefähr 1/3 des Belastungsstromes, der Betriebszustand C ungefähr 2/3 des Belastungsstromes und der Betriebszustand D der volle Belastungsstrom fließt. Demzufolge wird der aus der Gleichstromquelle 1 gezogene Strom il entsprechend den Wellenformen D der Fig. 8A, B und C abhängig von dem Verhältnis tan zu T gezogen.
  • Auf diese Weise enthält der von der Gleichstromquelle 1 gezogene Strom il eine Welligkeitskomponente, die in bezug auf den Belastungsstrom um eine Größenordnung vermindert ist. Dies hat zur Folge, daß induktive Störungen und das gesamte Gewicht der Filter auf der Speiseseite abnehmen.
  • Die innerhalb der einzelnen Zerhackeräste entsprechend der Wellenformen b fließenden Ströme i4as ilib, i4C werden zu einem Belastungsstrom i5 summiert, wobei sich die Wellenformen c von Fig. 8A, B und C ergeben. Da die Fluktuationen der Ausgangsströme der einzelnen Zerhackeräste in zeitlicher Hinsicht verschieden sind, weist der aus diesen Strömen sich zusammensetzende Belastungsstrom eine Welligkeit auf, die kleiner ist als Jeder der Ausgangsströme der Zerhackeräste.
  • Der Belastungsstrom weist ferner eine mittlere Größe auf, die ungefähr dreimal so groß wie die Ausgangsströme der einzelnen Zerhackeräste ist. Bei einer gegebenen Welligkeit des Belastungsstromes führt dies zu einer Zunahme der Welligkeit Jedes Astes. Demzufolge wird das Gewicht den Glättungsinduktanz vermindert.
  • Während die oben beschriebene Funktionsweise sich auf ein Dreiphasensystem bezieht, so soll es doch verstanden sein, daß die vorliegende Erfindung ebenfalls für mehrphasige Systeme mit einer beliebigen Anzahl von ZerhackeSsten anwendbar ist.
  • Die oben beschriebene Gleichstromsteueranordnung liefert im allgemeinen zufriedenstellende Resultate, wie sie oben beschrieben sind. Trotzdem können doch folgende Schwierigkeiten auftreten. Die verschiedenen Zerhacker können verschiedene effektive Leitfähigkeitsdauern tan und verschiedene Spannungsabfälle aufwe8rn. Ebenfalls können die verschiedenen, Lichtbogen löschenden Kreise für die Zerhacker verschiedene elektrische Parameter aufweisen, die wiederum zu Ungleichheften und Unterschieden der effektiven Leitfähigkeitsdauer tan der Zerhacker führen können. Diese Faktoren bewirken, daß die mittleren Ausgangsspannungen und -ströme der einzelnen Zerhackeräste unterschiedlich sind. Unterschiede der Leitfähigkeitsdauern t tan der Zerhacker beeinflussen ihre Steuerung. Es soll bemerkt sein, daß selbst wenn ausgezeichnete Phasenschieber zur Steuerung des Leit-zustandes der Zerhacker verwendet werden, es schwierig ist, derartige Unterschiede und Ungleichheiten unter 2 % zu drücken. Fernerhin ist die für diesen Zweck verwendbare Vorrichtung sehr kompliziert hinsichtlich ihrer Konstruktion. Auf der anderen Seite bewirken die inneren Spannungsabfälle der Zerhackeräste Einflüsse in der Größenordnung von 2 bis 3 %. Demzufolge können die Ungleichheiten der Ströme 100 % überschreiten, solange keine geeigneten Mittel vorgesehen sind.
  • Die in Fig. 5 dargestellte Anordnung beseitigt diese Schwierigkeiten, ohne daß die zuvor beschriebenen Vorteile angetastet werden. So wie dies in Fig. 5 dargestellt ist, werden die in Verbindung mit Jedem Zerhacker vorgesehenen Steuereinrichtungen lla - c synchron zueinander betrieben, indem mehrphasige Synchronisiersignale Sa, Sb, Sc zu vorgegebenen Zeitintervallen von der Mehrphasensynchronisationseinrichtung 12 angeben werden, wodurch die entsprechenden Zerhacker 3a - c in ihre "An"- bzw. "Bus-"Zustände gelangen.
  • Um die Steuerung des Belastungsstromes i5 zu erreichen, müssen die einzelnen Strommesser 9a - c anstelle des Belastungsstromes i5 die von den Zerhackerästen gelieferten Ausgangsströme i4a9 i4D und i4c messen. Die Ausgangssignale Ia, Ib und Ic der Strommesser 9a - c werden den entsprechenden Stromvergleichen lOa - c zugeführt, deren Ausgänge hinsichtlich ihrer Größe mit einem von dem Referenzimpulsgenerator 13 erzeugten Referenaignal Is verglichen werden, wobei Fehlersignale ra Bb EC erzeugt werden. Diese Fehlersignale cå c EC werden in Form eines weiteren Eingangs den Steuereinrichtungen lla, llb und llc zugeführt.
  • So wie dies anhand von Fig. 5 ersichtlich ist, bildet Jeder Zerhackerast eine getrennte Stromsteuerschleife. Dies ermöglicht eine Kompensation an Ungleichheiten bzw. Differenzen innerhalb der Zerhackeräste und/oder ihrer Steuereinrichtungen, wobei die Steuerfunktion durch die Steuerschleifen durchgeführt wird. Die Ausgangs ströme der Zerhackeräste werden demzufolge hinsichtlich ihrer Amplituden gleich der Größe des Referenzsiganls Is gemacht, was zur Folgethat, daß Ungleichheiten der Ausgangszerhackerströme umgekehrt proportional zu der Schleifenverstärkung der Steuerschleifen abnehmen. Wenn beispielsweise bei einem Stromkreis die Ungleichheiten 100 % ohne die einzelnen Steuerschleifen erreichen, dann bewirkt ein Verstärkungsfaktor der Schleife von 20 eine Abnahme derselben auf 5 %.
  • Die Stromvergleicher 10a - c können einen hohen Verstärkungsfaktor aufweisen und auf momentane elektrische Amplituden ansprechen. Diese Stromvergleicher lOa - c dienen dazu, wahlweise entweder die Spitzen oder die Talpunktsamplituden der von den entsprechenden Zerhackerästen gtieferten Ausgangsströme in bezugauf eine Referenzgröße Is festzulegen, wodurch der Zeitpunkt des Ausschaltens bzw. Ausschaltens des entsprechenden Zerhackers fixiert wird. Die anderen Zeitpunkte beim "An"- und Aus-Schalten der Zerhacker werden synchron zu dem mehrphasigen Synchronisiersignal Sa, Sb und 5c der Phasensynchronisationseinrlchtung 12 geliefert. Unter diesen Umständen liefern nur die Ungleichheiten der Wechselstromkomponenten der Zerhackeräste Ungleichheiten der Ausgangsströme der Zerhackeräste.
  • Die einzelnen Stromsteuerschleifen messen individuell die Ausgangsströme der entsprechenden Zerhackeräste, wodurch diese Ströme gesteuert werden und die Ausgangsströme im Vergleich zur Größe gehalten werden. Demzufolge werden die einzelnen Zerhackeräste unabhängig von der Steuerung der Belastung 5 gesteuert, wodurch eine indirekte Steuerung des Belastungsstromes sich ergibt, der aus den von den Zerhakkerästen gelieferten Ausgangssixbmen besteht.
  • Fig. 6 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung ähnlich wie die Ausführungsform von Fig. 5. Gemäß Fig. 6 ist ein einziger Strommesser 9 innerhalb des Rückkehrpfades der Belastung angeordnet. Dieser Strommesser 9 ist mit seinem Ausgang mit einem einzigen Stromvergleicher 10 verbunden, der wiederum mit einem Zeitverzögerungskreis 14 verbunden ist. Ein Impulsgenerator 15 liefert einen Impuls P einem ersten Impulsverteiler 12a, der Umschaltimpulse Saa, Sab, 5ac zu vorgegebenen gleichen Zeitintervallen den Zerhackern 2a - c zuführt. Der Impu1sgenerator'l5 leitet ebenfalls einen Impuls P einem zweiten Impulsverteiler 12b, der verzögerte Ausschaltimpulse Sba, Sbb und Sbc zu vorgegebenen gleichen Zeitintervallen zu den Zerhackern 2a - c führt.
  • Demzufolge ist die Leitfähigkeitsdauer Jedes Zerhackers gleich einer Zeitverzögerung, die von einem einzigen Zeitverzögerungskreis 14 geliefert ist, wobei der sehr stark zur Ungleichheit der Zerhackerausgänge führende Faktor eliminiert ist. Die verbleibende Ungleichheit der Ausgangsströme der Zerhackeräste kann dadurch kompensiert werden, indem die inneren Parameter der Zerhacker 2a - c geringfügig eingestellt werden. Versuche haben angedeutet, daß die Ungleichheiten unterhalb von Grenzen von - 3 % gehalten werden konnten. Nach der Abstimmung mißt der Strommesser 9 den durch die Belastung 5 fließenden Strom 15. Dieser Meßwert wird mit dem Ausgang des Referenzimpulsgenerators 13 verglichen, wodurch ein Fehlersignal C erzeugt wird. Dieses Fehlersignal C wird zur Steuerung der Zeitverzögerung des Zeitverzögerungskreises 14 verwertet, wodurch der Belastungsstrom i5 gesteuert wird, während die Ausgangsströme der Zerhackeräste von ihrem ausgewogenen Zustand aufrechterhalten werden.

Claims (3)

  1. P ATENTA N SPRÜCHE
    Gleichstromsteueranordnung, bestehend aus wenigstens zwei Zerhackereinricht ungen, die mit einer gemeinsamen Gleichstromquelle verbunden sind und deren Leitfähigkeitszustand zu vorgegebenen Zeitintervallen gesteuert ist, und Induktanzen, die in Serie mit den Zerhackereinrichtungen angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine einzige Belastung (5) vorgesehen ist, durch welche die einzelnen, durch die Induktanzen (4) fließenden Ströme fließen.
  2. 2. Gleichstromsteueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Strommesser <9) vorgesehen sind, welche die durch die Induktanzen (4) fließenden Ströme bzw. Teile dieser Ströme einzeln messen, und daß Einrichtungen (10, 11, 12) vorgesehen sind, um in Abhängigkeit der von den Strommessern (9) abgegebenen Signale die Leitfähigkeit der Zerhacker (2) zu steuern.
  3. 3. Gleichstromsteueranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster Impulsverteiler 02a) vorgesehen ist, der durch das Ausgangsimpuls eines Impulsgenerators (15) getriggert ist, wodurch die Zerhackereinrichtungen (2) in ihren leitenden Zustand gelangen, und daß zweite Impulsverteiler (12b) vorgesehen sind, die in Abhängigkeit des von dem Impulsgenerator abgegebenen Impulses und einem durch einen Zeitverzögerungskreis 4) vorgegebenen Zeitintervall Zerhackereinrichtungen (2) in ihren nicht-leitenden Zustand bringen.
    Leerseite
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2754846A1 (de) * 1977-12-09 1979-06-13 Dornier System Gmbh Schaltungsanordnung zur definierten stromaufteilung zwischen parallel geschalteten schaltregler-leistungsstufen in gleichspannungsschaltreglern
DE4313169A1 (de) * 1993-04-22 1994-10-27 Abb Management Ag Verfahren zur Umsetzung von Gleichspannungen

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