DE904914C - Arrangement for compounding, in particular of controlled power converters - Google Patents

Description

Anordnung zum Kompoundieren, insbesondere von gesteuerten Stromrichtern Zur Speisung schwerer Regel- und Umkehrantriebe werden in vielen Fällen gesteuerte Stromrichter verwendet. Dabei bieten die meisten Steuerverfahren die Möglichkeit, die Stromrichterspannung in einfacher Weise lastabhängig zu beeinflussen, insbesondere übermäßigen Stromanstieg selbsttätig einzudämmen, also die Antriebe bei Verwendung von Stromrichtern mittels der Gittersteuereng zu kompoundieren. In vielen Fällen ist es dabei unerwünscht, daß der Strom schon bei kleinen Werten am Anwachsen gehindert wird. Ganz besonders bei Umkehrantrieben möchte man den Arbeitsstrom nicht eindämmen, wohl aber unzulässige Stromspitzen beim Reversieren verhindern. Es ist demnach besonders vorteilhaft, die Kompoundierung erst --oberhalb einer gewissen Stromschwelle wirksam werden zu lassen, deren Höhe sich nach den Antriebsmotoren und Betriebsbedingungen richtet. Die Fig. s zeigt, wie die Durchflutung 0 in einer Kompoundierungswicklung in Abhängigkeit vom Belastungsstrom I aussehen soll.Arrangement for compounding, especially of controlled power converters In many cases, controlled drives are used to feed heavy variable speed drives and reversing drives Power converter used. Most tax procedures offer the possibility of to influence the converter voltage in a simple manner depending on the load, in particular curb excessive current increase automatically, i.e. the drives when in use of converters by means of the grid control narrow. In many cases it is undesirable that the current is prevented from increasing even at small values will. Especially with reversing drives, you don't want to contain the working current, but prevent impermissible current peaks when reversing. So it's special advantageous, the compounding only becomes effective above a certain current threshold to be let, the amount of which depends on the drive motors and operating conditions directs. The Fig. S shows how the flux 0 in a compounding winding should look like depending on the load current I.

Die Fig.2 zeigt eine bekannte Anordnung zur Lösung dieser Aufgabe. Die Ströme der zu kompounditerenden Anlage, z. B. der Stromrichteranlage, sind im allgemeinen so groß, daß sie nicht unmittelbar zur Kompoundierung etwa des Steuergerätes verwendet werden können. Daher wird zweckmäßig ein Gleichstromwandler benutzt; der in bekannter Weise aus zwei vom Gleichstrom der zu beeinflussenden Anlage durchflossenen Drosseln i, einer konstanten Wechselspannungsquelle 2 und einem Hilfsgleichrichter 3 besteht. An den Sekundärklemmen 4 und 5 dieses Gleichrichters liegt ein Widerstand 6, an dem eine dem Anlagenstrom proportionale Spannung entsteht. Parallel zu diesem Widerstand -6 liegt nun die Kompoundierungswicklung 7 der weiter nicht dargestellten Steuereinrichtung für den Stromrichter in Reihe mit einem Ventil 8 und einer Gleichspannungsquelle g. Die: Durchlaßrichtung des Ventils 8 ist so gewählt, daß die Spannungsquelle 9 keinen Strom in der Wicklung 7 hervorbringen kann, wohl aber der am Widerstand 6 auftretende Spannungsabfall. Ein solcher Strom kann aber erst dann fließen, wenn der Spanungsabfall des Wandlersekundärstromes am Widerstand 6 größer geworden ist als die Spannung g. Hier dient also die Spannung 9 zur Festlegung des Schwellenwertes, unterhalb dessen durch die Wicklung 7 kein kompoundierender Strom fließt. Die Höhe des Grenzwertes ist außer durch die Höhe der Spannung 9 auch durch die Übersetzung des Wandlers und die Größe des Widerstandes 6 bestimmt.2 shows a known arrangement for solving this problem. The streams of the plant to be compounded, e.g. B. the converter system are in generally so large that they are not directly used for compounding the control unit can be used. Hence will expediently a DC converter used; in a known manner from two of the direct current to be influenced Plant flowed through chokes i, a constant alternating voltage source 2 and an auxiliary rectifier 3 consists. At the secondary terminals 4 and 5 of this rectifier there is a resistor 6 across which a voltage proportional to the system current is generated. The compounding winding 7 of the next is now parallel to this resistor -6 control device, not shown, for the converter in series with a valve 8 and a DC voltage source g. The: flow direction of the valve 8 is like this chosen so that the voltage source 9 do not produce any current in the winding 7 can, but the voltage drop occurring at resistor 6. Such a stream but can only flow when the voltage drop of the transformer secondary current at the resistor 6 has become greater than the voltage g. So this is where the tension is used 9 to determine the threshold value, below which by the winding 7 none compounding current flows. The height of the limit value is except by the height the voltage 9 also by the translation of the converter and the size of the resistor 6 determined.

Ist I1 der höchste auftretende Spitzenstrom, a der Bruchteil; der die Schwelle darstellt, ü das Übersetzungsverhältnis des Wandlers, R die Größe des Widerstandes 6 und R", der Wirkwiderstand der Kompoundierungswicklung 7, so wird der kompoundierende Strom Der Parallelwiderstand 6 hat also zur Folge, daß nur ein Bruchteil des von dem Gleichstromwandler abgegebenen Stromes zur Kompoundierung ausgenutzt wird. Ferner hat die bekannte Anordnung den Nachteil, daß die einzelnen Schaltungselemente schlecht ausgenutzt und daß eine besondere Spannungsquelle zur Festlegung des Schwellenwertes erforderlich ist.If I1 is the highest peak current occurring, a is the fraction; which represents the threshold, ü the transformation ratio of the converter, R the size of the resistor 6 and R ″, the effective resistance of the compounding winding 7, then the compounding current The result of the parallel resistor 6 is that only a fraction of the current delivered by the DC converter is used for compounding. Furthermore, the known arrangement has the disadvantage that the individual circuit elements are poorly utilized and that a special voltage source is required to determine the threshold value.

Die Erfindung vermeidet diese Mängel. Sie betrifft eine Anordnung zum Kompoundieren, insbesondere von gesteuerten Stromrichtern, nach Überschreiten einer vorgegebenen Belastungsschwelle: Gemäß der Erfindung wird die Belastungsschwelle durch den Eintritt der Sättigung im Kern einer Drossel festgelegt. Dabei ist es besonders vorteilhaft, den Kern der sättigbaren Drossel aus einem Material mit hoher Anfangspermeäbilität und scharfem Sättigungsknick herzustellen.The invention avoids these shortcomings. It concerns an arrangement for compounding, especially of controlled converters, after exceeding a predetermined load threshold: According to the invention, the load threshold determined by the entry of saturation in the core of a choke. It is there particularly advantageous, the core of the saturable choke made of a material with high Establish initial permeability and a sharp saturation kink.

Die in Fig. i dargestellte Abhängigkeit der kompoundierenden Dürchflutung vom Belastungsstrom ähnelt der Abhängigkeit des Magnetisierungsstromes von der angelegten Spannung bei einer Drosselspule mit einem Kern aus derartigem Material mit hoher Anfangspermeabilität und ausgeprägtem Sättigungsknick. Gemäß der Erfindung wird nun die an eine solche Drossel gelegte Wechselspannung dem Gleichstrom proportional gemacht. Die Drossel nimmt dann unter dem Einfluß der angelegten Wechselspannung zunächst einen kleinen und nach Überschreiten der Sättigungsgrenze einen plötzlich. stark anwachsenden Magnetisierungstrom auf.The dependency of the compounding flooding shown in FIG of the load current is similar to the dependence of the magnetizing current on the applied Voltage in a choke coil with a core made of such material with high Initial permeability and pronounced saturation kink. According to the invention now the alternating voltage applied to such a choke is proportional to the direct current made. The choke then decreases under the influence of the applied alternating voltage at first a small one and suddenly one after the saturation limit has been exceeded. strongly increasing magnetizing current.

Die Fig.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die dem Gleichstrom der zu beeinflussenden Anlage proportionale Wechselspannung wird von einem kleinen Umformer geliefert, dessen Generator io durch den Gleichstrom der Anlage erregt wird. i' ist die vom Gleichstrom durchflossene Erregerwicklung: Die diesem Gleichstrom proportionale Wechselspannung treibt durch die 'Drossel i i, deren Kern die beschriebenen Magnetisierungseigenschaften besitzt, einen Strom;-der, mit Hilfe des Trockengleichrichters r2 gleichgerichtet, die Kompoundierungswicklung 7 -speist. Voraussetzung für das richtige Arbeiten dieser Anondnung ist natürlich, daß der Strom des Generators io überwiegend durch die Drossel ii und nicht durch die Wicklung 7 bestimmt wird.3 shows an embodiment of the invention. The direct current AC voltage proportional to the system to be influenced is supplied by a small Converter supplied, whose generator io excited by the direct current of the system will. i 'is the field winding through which the direct current flows: that of this direct current proportional alternating voltage drives through the 'choke i i, whose core is the one described Has magnetization properties, a current; -which, with the help of the dry rectifier r2 rectified, the compounding winding 7 feeds. Requirement for that Correct work of this conduction is, of course, that the current of the generator is OK is predominantly determined by the choke ii and not by the winding 7.

` Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung .ist in der Fig. 4 dargestellt. Der Eingangskreis i, 2 eines Gleichstromwandlers bewirkt, daß ein dem Strom der zu beeinflussenden Anlage proportionaler Wechselstrom durch den Widerstand 13 fließt. Dieser Strom erzeugt eine Wechselspannung, die an der Reihenschaltung aus dem Gleichrichter i2 und der sättigbaren Drossel iI liegt. Infolgedessen entsteht in der Drossel ii ein Wechselfluß, der dem Belastungsstrom der Anlage annähernd .proportional ist. Erreicht dieser Fluß die Sättigungsgrenze des Kernmaterials, so verliert die Drossel ii ihren induktiven Widerstand und wirkt nahezu als Kurzschluß, so daß also von einem bestimmten Wert des Belastungsstromes ab der ; sekundäre Wandlerström mehr und mehr über ..die Drossel und den mit ihr in Reihe liegenden -Trockengleichrichter fließt. Auf der Gleichstromseite des Trockengleichrichters 12 liegt die Kompoundierungswicklung 7; deren Widerstand wieder gegenüber der Induktivität i i genügend klein sein muß.Another embodiment of the invention is shown in FIG. The input circuit i, 2 of a direct current converter causes an alternating current proportional to the current of the system to be influenced to flow through the resistor 13 . This current generates an alternating voltage which is applied to the series circuit comprising the rectifier i2 and the saturable inductor iI. As a result, an alternating flow arises in the throttle ii, which is approximately .proportional to the load current of the system. If this flow reaches the saturation limit of the core material, the choke ii loses its inductive resistance and acts almost as a short circuit, so that from a certain value of the load current from the; secondary converter flow flows more and more over ..the choke and the dry rectifier lying in series with it. The compounding winding 7 is located on the direct current side of the dry rectifier 12; the resistance of which must again be sufficiently small compared to the inductance ii.

Die gleiche Anordnung, die hier im Zusammenhang mit der Kompoundierung von Stromrichtern .-über deren Steuerung beschrieben wurde, kann in ganz entsprechender Weise auch zur Kompoundierung von elektrischen Maschinen verwendet werden.The same arrangement used here in the context of compounding of converters.-via the control of which has been described, can be quite corresponding Way can also be used for compounding electrical machines.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE: r. Anordnung zum Kompoundieren, insbesondere von gesteuerten Stromrichtern, nach Überschreiten einer vorgegebenen Belastungsschwelle, dadurch .gekennzeichnet, daß die Belastungsschwelle durch den Eintritt der Sättigung im Kerneiner Drossel festgelegt wird. PATENT CLAIMS: r. Arrangement for compounding, in particular of controlled power converters, after a predetermined load threshold has been exceeded, characterized in that the load threshold is determined by the occurrence of saturation in the core of a choke. 2. Anordnung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern der sättigbaren Drossel aus einem Material mit hoher Anfangspermeabilität und scharfem Sättigungsknick besteht: 2. Arrangement according to claim i, characterized in that that the core of the saturable choke is made of a material with high initial permeability and a sharp saturation kink: 3. Anordnung nach Anspruch r oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines abhängig vom Strom der zu kompoundierenden Anlage erregten Hilfsgenerators eine Wechselspannung erzeugt wird, die über die sättigbare Drossel einem Hilfsgleichrichter zugeführt und nach Gleichrichtung zur Speisung der Kompoundierungswicklung verwendet wird (Fig.3). 3. Arrangement according to claim r or 2, characterized in that by means of a dependent on the current of the to be compounded Plant excited auxiliary generator an alternating voltage is generated, which over the saturable choke fed to an auxiliary rectifier and after rectification to Feeding the compounding winding is used (Fig.3). 4. Anordnung nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß mit Hilfe einer konstanten Wechselspannung und einer abhängig von dem Strom der zu kompoundierenden Anlage vormagnetisierten Drossel an einem Widerstand eine Wechselspannung erzeugt wird, die über die sättigbare Drossel einem Hilfsgleichrichter zugeführt und nach Gleichrichtung zur Speisung der Kompoundierungswicklung verwendet wird (Fig. 4). 4. Arrangement according to claim i or 2, characterized in that with the help of a constant alternating voltage and one premagnetized depending on the current of the system to be compounded Choke at a resistor generates an alternating voltage that is above the saturable Choke fed to an auxiliary rectifier and after rectification to the supply the compounding winding is used (Fig. 4). 5. Anordnung nach Anspruch i öder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstand der Kompoundierungswicklung klein ist gegenüber dem Scheinwiderstand der sättigbaren Drossel. 5. Arrangement according to claim i or the following, characterized in that the resistance of the compounding winding is small compared to the impedance of the saturable choke. 6. Anordnung nach Anspruch i oder folgenden zum Kompoundieren von .gesteuerten Stromrichtern, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompoundierungswicklung die Aussteuerung des Stromrichters beeinflußt.6. Arrangement according to Claim i or the following for compounding. Controlled converters, thereby characterized in that the compounding winding controls the modulation of the converter influenced.