DE2517118C2

DE2517118C2 - Speiseschaltung für einen Gleichstromverbraucher

Info

Publication number: DE2517118C2
Application number: DE19752517118
Authority: DE
Inventors: Manfred Prof. Dipl.-Ing. Dr. 4630 Bochum Depenbrock
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1975-04-18
Filing date: 1975-04-18
Publication date: 1982-07-08
Also published as: DE2517118A1; CH585482A5

Description

Netzstrom. Sind je nach Stromrichtung die Thyristoren 3a und 3b oder 3c bzw. 4a und 4b oder 4c im Durchlaßzustand, so ist der Augenblickswert der Lastspannung gleich Null, Sind bei positivem Netzstrom der Thyristorzweig 3a leitend, dagegen die Zweige 3b, 3c, 4b, Ac gesperrt, so tritt für die Reihenschaltung beider Transformatorensekundärwicklungen die volle Gleichspannung in positiver Richtung auf, bezogen auf eine Sekundärwicklung hat die Lastspannung daher den halben Wert. Sind dagegen bei positivem Netzstrom die Zweige 3a, 3b, 3c leitend, so tritt für die Reihenschaltung beider Wicklungen die Gleichspannung in negativer Richtung auf, bezogen auf eine Wicklung also die halbe Gleichspannung. Zur Verdeutlichung sind die leitenden Zweige in Abhängigkeit von Höhe und Polarität von Strom und Spannung nachfolgend tabellarisch dargestellt. LZ^ ist dabei die Gleichspannung am Stützkondensator 6.

^üUst pro
Sekundärwicklung

IL

i — positiv nicht realisierbar 3 a, 3 b, 3 c
/ = negativ 10, 13, 14, 17 4 a, 14, 17

α, 3 b, 15 oder 3 a, 16, 3 c 3 a, 16, 15

a, 14, 4 b oder 4 a. 4 c, 17 4 a, 4 c, 4 b

12, 11, 16, 15

nicht realisierbar

Analog arbeitet die Schaltung nach Fig. 2, bei der die gleichwirkenden Thyristoren die gleichen Bezugszeichen wie die Thyristoren in Fig. 1 haben und in gleicher Weise arbeiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: it; •Λ.ί

1. Speiseschaltung für einen von einer ein- oder mehrphasigen Wechselstromquelle über einen Transformator gespeisten Gleichstromverbraucher mit veränderbarem Strom, welcher folgende Merkmale aufweist:

— es sind wenigstens zwei Teilanordnungen vorgesehen, die jeweils einen VoUwellengleichrichter mit wenigstens zwei ungesteuerten Dioden und einen im Pulsbetrieb getakteten, aus mindestens einem zwangslöschbaren Halbleiterventil bestehenden Halbleitersteller enthalten, der als Kompensationshalbleitersteller vorgesehen ist und dessen Ausgangsgröße aus einem Gleichanteil und einem sinusförmigen Anteil der doppelten Netzfrequenz zusammengesetzt ist,

— es ist ein auf die doppelte Netzfrequenz abgestimmtes Sperrfilter vorgesehen,

— es ist eiii Olättungskondensator vorgesehen,

— es ist je der am Netztransformator liegenden Diode des Vollwellengleichrichters wenigstens ein zwangslöschbares Ventil des Halbleiterstellers antiparallel geschaltet,

— es sind Einrichtungen vorhanden, mittels denen die Zünd- und Löschzeitpunkte der zwangslöschbaren Halbleiterventile in Abhängigkeit von Meßgrößen deren Anordnung verstellbar sind,

nach Patent 22 17 023, dadurch gekennzeichnet, riaß die Zahl der Sekundärwicklungen (la, \b)des Transformators (1) sich nach der Zahl der Teilanordnungen (5a, 50) besti.nmt, daß eine erste Anschlußklemme jeder Stkundärwicklung mit einer ersten Wechselstromanschlußkle. .lme jeder Teilanordnung verbunden ist, während die zweite Anschlußklemme mit der zweiten Wechselstromklemme jeder Teilanordnung unmittelbar und/oder über eine Teildrossel (2a, 2b) einer als Drossel ausgebildeten Glättungseinrichtung verbunden ist (F i g. 1 und

2)·

2. Speiseschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Teilanordnung (5b) als Vierquadrantensteller und eine zweite Teilanordnung (5a) als Zweiquadrantensteller ausgebildet ist (Fig. 1).

3. Speiseschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teilanordnungen (5a, 5b) in der Weise ausgebildet sind, daß die Anode des jeweils ersten zwangslöschbaren Halbleiterventils (4a bzw. 3a), das die Wechselstromanschlüsse jedes Vollwellengleichrichters (10 bis 13 und 14 bis 17) einer Teilanordnung überbrückt, über ein zweites zwangslöschbares Halbleiterventil (3c bzw. 4b) mit dem Pluspol und die Kathode des jeweils ersten zwangslöschbaren Halbleiterventils (4a bzw. 3a,} über ein drittes zwangslöschbares Halbleiterventil (3b bzw. 4c) mit dem Minuspol des Gleichstromkreises verbindbar ist, wobei die Anschlüsse der einen Sekundärwicklung (\a) jeweils mit den Kathoden der ersten zwangslöschbaren Halbleitervcntile (4a bzw. 3a) verbunden sind, während die Anschlüsse der anderen Sekundärwicklung (\b)m\t den Anoden der ersten zwangslöschbaren Halbleiterventile (4a bzw. 3a^verbunden sind (F i g. 2).

Die Erfindung bezieht sich auf eine Speiseschaltung für einen Gleichstromverbraucher gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Aus der DE-OS 21 59 397 ist eine sogenannte Vierquadranten-Steller_:Schaltung bekannt, die dazu verwendet wird, bei der Speisung eines Gleichstrom- oder Gleichspannungsverbrauchers aus einem ein- oder mehrphasigen Wechselstromnetz den Leistungsfaktor cos φ möglichst an 1 anzunähern.
Weiterhin ist es bekannt (DE-OS 23 17 0C7), Teilan-Ordnungen von Zweiquadrantenstellern in Reihe zu schalten, um durch geeignete Steuerung den Oberwellengehalt im geführten Wechselstrom herabzusetzen.

Gegenüber dem genannten Stand der Technik macht es sich die vorliegende Erfindung zur Aufgabe, den Blindleistungsanteil der Grundschwingung noch weiter herabzusetzen und damit den Leistungsfaktor noch mehr gegen den Wert 1 anzunähern.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
Es zeigt

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung, in der ein Vierquadrantensteller mit einem Zweiquadrantensteller zusammengeschaltet ist,

Fig.2 eine Schaltungsanordnung mit zwei gleichen Teilanordnungen.

In den beiden Figuren werden gleiche bzw. gleich wirkende Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Über die Primärseite 1 eines Transformators speist ein (nicht gezeigtes) Wechselstromnetz Wechselstromenergie in die beiden Sekundärwicklungen la, ib. Die Anschlüsse dieser beiden Sekundärwicklungen la, Ιό sind mit den Wechselstromanschlüssen von Teilanordnungen 5a, 5b verbunden, wobei die ersten Anschlüsse der beiden Sekundärwicklungen über Teildrosseln 2a, 2b, jeweils mit einem ersten Wechselstromanschluß der Teilanordnung 5a bzw. 5b verbunden, während der zweite Anschluß der beiden Sekundärwicklungen jeweils an den zweiten WechseUiromanschluß der beiden Teilanordnungen 5a, 5b geführt sind. Die Teilanordnung 5a besteht aus einem Vollwellengleichrichter, der aus vier in Brückenschaltung angeordneten Dioden 10—13 besteht, deren Wechselstromanschlüsse durch zwei zueinander antiparallel geschaltete zwangslöschbare Halbleiterventile 3a, 4a überbrückbar ist. Die Gleichstromausgänge des Vollwellengleichrichters 10—13 sind mit dem Plus- bzw. Minuspol des Gleichstromkreises verbunden, der aus einem Gleichstromverbraucher 9 besteht, dem ein Stützkondensator 6 und ein Oberwellenfilter 7, 8 parallel geschaltet sind. Der als Zweiquadrantensteller ausgebildeten Teilanordnung 5a ist gleichstromseitig die als Vierquadrantensteller ausgebildete Teilanordnung 5b parallel geschaltet, die aus einem Vollwellengleichrichter gebildet wird, der unter Zuhilfenahme der Dioden 14—17 in Brücke geschaltet ist, wobei jeder Diode 14, 15, 16, 17 ein zwangslöschbares Halbleiterventil 3c bzw. 4c bzw. 4b bzw. 3b antiparallel geschaltet ist.

Die Anordnung nach F i g. 1 arbeitet wie folgt:
Sind alle Thyristorzweige gesperrt, so ist jede Sekundärwicklung über die zugehörigen Drosseln und Dioden mit der Gleichspannungsseite verbunden, der 'Augenblickswert der Lastspannung hat von einer Sekundärwicklung her gesehen die gleiche Höhe wie die Gleichspannung und die gleiche Polarität wie der