SE447614B - Sleckvinkelstyrning av en vexelriktare som forbinder en likstromsledning med ett vexelspenningsnet - Google Patents

Description

447 614 Användningen av en släckvinkelstyrning däremot erbjuder fördelar såtillvida att styrningen kan snabbare reagera på ändringar av påverkningsstorheterna likström och växel- spänning. Detta fordrar inställning av dessa storheter utan större åtgärder.

Enligt boken "Thyristoren" av Heumann/Stumpe, Förlag B.G.

Teubner, Stuttgart, 1969, sid 93, gäller för släckvinkeln fi,som måste tillföras som styrstorhet för styrningen: cos ß = cos YN - kl Siv*- varvid IN är märksläckvinkeln, i likströmmens till märkvärdet relaterade värde och u växelspänningens till märkvärdet relaterade värde med hänsynstagande till omsättningsförhål- landet mellan spänningen vid spänningsmätorganet och spänningen vid växelriktarventilen, medan kl tar hänsyn till kommuterings~ reaktansen. Styrvinkeln_ß betecknas även som förilnings- vinkel och erhålles ur summan av släckvinkeln Y och kommuterings- vinkeln w (13 = Y + w). Den det induktiva likspänningsfallet åstadkommande kommuteringsreaktansen antages här vara känd och konstant. Ifall den ändrar sig måste motsvarande hänsyn tagas till vid bildning av kl.

Uppfinningen har till uppgift att för en styrning av det inledningsvis angivna slaget möjliggöra inställning av styrvärdet för styrvinkelnfi5 för strömriktaranläggningar med stationär växelriktardrift med erforderlig noggrannhet, dvs. utan cos-funktionsbildare.

Denna uppgift löses genom uppfinningen i enlighet med patent- kravets l kännetecknande del.

Uppfinningen begagnar sig av insikten att kosinus-relationen i ovan angivna kända ekvation för styrvinkelnfß är stora jämförda med den egentliga påverkningsstorheten kl i_ och att inom området för små vinklar vinkelberoendef helt försvinner så att kosinus-funktionerna äntligen kan ersättas genom trigonometriska serier. Därmed blir det möjligt att på båda sidorna av ovannämnda ekvation subtrahera talet l och på sådant sätt minska ekvationens siffervärde och därmed felet till en bråkdel. Således gäller: 2 _ 447 614 1 jgg +fiš% _ ..' = 1 _ šÉ_ ___ - kl ä- resp. omformat i _ ßz _ lå + ___ = 2 (l - cos Y N) + K -E- , med K - 2 kl.

Cos-serien skulle kunna fortsättas godtyckligt men med hänsyn till komponenttoleranserna är det meningslöst att fortsätta utöver ß 4=termen. Således erhålles som en för- delaktig och utan större tekniska åtgärder för inställning av styrstorheten realiserbar relation 4 - p2l%- '2(l-cos)/N)-K-1J-'l- =0, varvid cos IN för märksläckvinkeln YN inställes såsom en konstant.

En ytterligare förenkling består i att styrningen inte är bunden till en brygga eller en grupp av växelriktarsidan av en HLÖ, så att den behövs endast en gång för varje stations- hälft av växelriktarsidan. Spänningsmätvärdesbildaren för växelspänningen u erfordras till och med endast en gång per station. Släckvinkelstyrningen ingriper snabbt vid alla spännings- och strömändringar utan vid spänningsändringar under kommuteringen, vars följder emellertid inte heller kan uppfångas genom släckvinkelregleringen.

Styrningen förutsätter att växelspänningarna föreligger övertonsfria, storlekslika och fasriktiga samt att ström- ändringar samt ändringar i växelspänningsnätet icke upp- kommer. För att dessutom eliminera dessa möjliga felkällor anges i underkraven 2-4 fördelaktiga vidareutvecklingar av uppfinningen. Därvid utgås från grundsatsen att en över- gående för stor släckvinkel nog kan accepteras så att vid begränsning resp. eliminering av nämnda felkällor en värde- ring av släckvinkelfelets förtecken sker.

En fördelaktig utformning av styrningen enligt uppfinningen med endast ett fåtal kopplingselement framgår av krav 5.

Uppfinningen skall nu närmare förklaras i anslutning till ett på bifogade ritning återgivet utföringsexempel. 447 614 Ritningsfiguren visar principkopplingsschemat för en koppling för alstring av styrvinkeln 13 såsom styrstorhet för släckvinkel styrningen för en (ej återgiven) växel- riktare. Växelriktaren skall förbinda en likströmsledning, som leder den till märkvärdet relaterade strömmen i, med ett trefasnät, som uppvisar till märkvärdet relaterade fas- spänningar UR, US, UT. För växelriktardrift inställes en märksläckvinkel YN (börvärde). Med K har betecknats en ingångsspänning för den visade kopplingen som svarar mot fyra gånger den relativa induktiva likspänningsändringen till följd av kommuteringsförlopp vid växelriktaren. Ingångs- spänningen K tar således hänsyn till (de eventuellt förän- derliga) kommuteringsreaktanserna.

I det visade kopplingsschemat tillföres tre första multi- plicerares ll, 12, l3 båda ingångar 3 mot de till märkvärdet relaterade fasspänningarna UR, US, UT svarande ingångs- spänningar, vilka var och en dessutom är multiplicerade med relationstalet mellan spänningen vid spänningsmätorganet för fasspänningarna UR, Us, UT och spänningen vid växelriktar- _ventilen. De första multiplicerares ll, 12, 13 utgångar är via resistanser 7,8,9 anslutna till en första förstärkares 22 ingång, i vars motkopplingskrets ligger en andra multi- plicerare 16 med en resistans 6. Den andra multiplicerarens l6 båda ingångar tillföres den första förstärkarens 22 utgângsspänning.

En tredje multiplicerare 14 tillföres en mot strömmen i och en mot storheten K svarande spänning. Den tredje multipli- ceraren 14 är via en resistans 3 ansluten till en andra förstärkares 2l ingång. I den andra förstärkarens 21 åter- kopplingsgren är tillsammans med en resistans 4 anordnad en fjärde mnltiplicerare 15, vars ena ingång tillföres den första förstärkarens 22 utgångsspänning u och vars andra ingång tillföres den andra förstärkarens 21 utgångsspänning.

Via en resistans 5 avger den andra förstärkaren 21 en spänning K . å- till en differensförstärkares 23 positiva ingång. 447 614 UI Vid denna differensförstärkares 23 utgång kan det sökta värdet I3 uttagas. Differensförstärkarens 23 utgång är även ansluten till en femte multiplicerares 17 båda ingångar, vars utgång via en envärd resistans l är ansluten till differensförstärkarens 23 negativa ingång och dessutom är förbunden med en sjätte multiplicerares l8 båda ingångar, var utgång via en relativt resistansen l 12-värdig resistans 2 är ansluten till differensförstärkarens 23 positiva ingång.

Till denna differensförstärkares 23 nämnda anslutning är förutom spänningen K . -%- även ansluten en ytterligare spänning motsvarande storheten 2 ( 1 - cos IN).

Den beskrivna kretsen är enkelt och prisbilligt uppbyggd och avger vid differensförstärkarens 23 utgång den sökta stor- heten för styrvinkeln P enligt den i kretsen realiserade relationen ß2-å--2(1-cosYN)-Kå=0

Claims (5)

447 614 PATENTKRAV

1. Släckvinkelstyrning av en växelriktare som förbinder en likströmsledning med ett växelspänningsnät, k ä n n e - t e c k n a d d ä r a v, att en styrvinkelfl3,som svarar mot växelriktarventilernas tändtidpunkt och räknas bakåt från nollgenomgången av kommuteringsspänningens halvsvängning, enligt formeln 2 . /3 - !%š - 2(l - cos r N) - K å = 0 användes såsom styrstorhet, varvid YN = släckvinkelns börvärde, i = likströmmens till märkvärdet relaterade värde, u = växelspänningens till märkvärdet relaterade värde med hänsyn till förhållandet mellan spänningen vid spänningsmätorganet och spänningen vid växelriktar- ventilen och I K = den relativa likspänningsändringens fyrdubbla värde.

2. Styrning enligt krav 1 k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att deñ densamma tillförda växelspänningen dämpas så att spänningssänkningar uppfattas utan dröjsmål, spännings- ökningar däremot med stark fördröjning.

3. Styrning enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att enbart positiva ändringar av den densamma tillförda strömmen kopplas på sådant sätt att dessa strömr ändringars inverkan kompenseras.

4. Styrning enligt krav 1, 2 eller 3, k ä n n e t e c k - n a d d ä r a v, att fasändringar i växelspänningen detekteras via en fasdetektor och adderas till styrstorheten.

5. Styrning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d d ä r a v, att - för varje växelspänningsfas är anordnad en första multiplicerare (ll, 12, l3), vilken på ingångssidan via båda anslutningar tillföres den aktuella till 7 447 614 märkvärdet relaterade fasspänningen (UR, US, UT) och vilken utgångssidigt är förbunden med en första förstärkares (22) ingång, som i motkopplings- grenen uppvisar en andra multiplicerare (16), vars båda ingångar tillföres den första förstärkarens (22) utgångsspänning, en tredje multiplicerare (14) är anordnad, vars ena ingång tillföres en spänning som svarar mot den till märkvärdet relaterade likströmmen (i) och vars andra ingång tillföres en spänning som svarar mot konstanten (K), en andra förstärkare (2l) är anordnad, som är ansluten till den tredje multiplicerarens (14) utgång och i vars återkopplingsgren är anordnad en fjärde multiplicerare (15), vars ena ingång är ansluten till den första förstärkarens (22) utgång och vars andra utgång är ansluten till den andra förstärkarens (21) utgång, en differensförstärkare (23) är anordnad, vid vars utgång uttages styrvinkeln fiaoch där dessutom de båda ingångarna av en femte multiplicerare (l7) är anslutna, vars utgång via en envärd resistans (l) är ansluten till differensförstärkarens (23) negativa ingång, en sjätte multiplicerare (18) är anordnad, vars båda ingångar är förbundna med den femte multipli- cerarens (l7) utgång och vars utgång via en tolv- värd resistans (2) är ansluten till differens~ förstärkarens (23) positiva ingång, differensförstärkarens (23) positiva ingång dessutom tillföres den andra förstärkarens (2l) utgångs- spänning och en spänning som svarar mot storheten 2(l-cos YN).