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Stromrichterschaltung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Stromrichterschaltung mit einem
über eine Steuerschaltung steuerbaren Stromrichter, der eine oder mehrere asynchron
laufende Drehfeldmaschinen, insbesondere Hysteresemaschinen, mit einstellbarer Maschinenspannung
speist und an dessen lastseitigen Ausgang ein Kondensator zur Blindleistungskompensation
angeschlossen ist, wobei der Steuerschaltung ein Zusatzsignal aufgeschaltet ist,
das aus der Maschinenspannung abgeleitet und eine gewichtete Linearkombination aus
der abgehobenen Wirkspannungskomponente und der abgehobenen Blindspannungskomponente
des Maschinenspannungsvektors ist, nach Hauptpatent .. .. ... (Patentanmeldung P
27 30 984.8 -VPA 77 P 3154 BRD).
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Im Hauptpatent .. .. ... (Patentanmeldung P 27 30 984.8 -VPA 77 P
3154 BRD) ist dargelegt, daß bei einer kompensierten stromrichtergespeisten Drehfeldmaschine
das System asynchron laufende Drehfeldmaschine-Verbindungsleitung-Kompensationskondensator
ein elektrisches schwingungsfähiges System darstellt, in dem im Wege der Selbsterregung
eine sogenannte "Asynchrongeneratorschwingung" auftritt. Die Aufschaltung des Zusatzsignals
auf die Steuerschaltung dient dazu, die besagte Selbsterregung im asynchronen Betrieb
der Drehfeldmaschinen zu vermeiden und dadurch einen stabilen stationären Stromrichterbetrieb
zu gewährleisten. Es hat sich nun herausgestellt, daß die Bildung des Zusatzsignals
aus
einer gewichteten Linearkombination aus der abgehobenen Wirkspannungskomponente
und der abgehobenen Blindspannungskomponente des Maschinenspannungsvektors einigen
Meß- und Rechenaufwand bedeutet. Wirkspannungskomponente und Blindspannungskomponente
lassen sich nur mit einem relativ aufwendigen Leistungsmeßglied ermitteln.
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Aufgabe der Erfindung ist es, die eingangs genannte Stromrichterschaltung
so abzuändern, daß für den Fall, daß der Stromrichter der lastseitige Stromrichter
eines Strom-Zwischenkreisumrichters (vergl. z. B. DT-OS 1 513 518 oder Siemens-Zeitschrift
45 (1971), Seiten 177 bis 182) ist, die Bildung des Zusatzsignals aus der gewichteten
Linearkombination mit wesentlich weniger Meß- und Schaltungsaufwand verbunden ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe wird nicht von der Wirk- und der Blindspannungskomponente,
sondern von zwei anderen Größen ausgegangen. Dabei wird die eingangs genannte Schaltungsanordnung
erfindungsgemäß dahingehend abgeändert, daß der Stromrichter der lastseitige Stromrichter
eines Strom-Zwischenkreisumrichters und somit über einen Zwischenkreis mit eingeprägtem
Strom an einen von einem Wechselspannungsnetz gespeisten, steuerbaren Stromrichter
angeschlossen ist, und daß das Zusatzsignal die gewichtete Linearkombination von
zwei um 900 el gegeneinander phasenverschobenen Größen ist, wovon mindestens die
eine Größe eine abgehobene elektrische Größe des Zwischenkreises ist.
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Zur Bildung der Linearkombination ist hierbei nur die Messung von
maximal zwei Größen im Zwischenkreis erforderlich. Diese Größen können - wie später
noch deutlich werden wird - Spannung und Strom sein; es ist aber auch möglich -
wie später gleichfalls noch deutlich werden wird -, nur die Spannung oder den Strom
als die eine Größe zu messen und die andere Größe aus der Spannung bzw. dem Strom
durch Schaltungsmaßnahmen mit Hilfe der Integration herzuleiten. Die für die Bildung
der Linearkombination erforderlichen Istwerte Spannung und/oder Strom werden also
auf wesentlich einfachere Weise gewonnen als beim Gegenstand des Hauptpatents ..
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Eine erste grundlegende Weiterbildung zeichnet sich demgemäß dadurch
aus, daß die eine Größe die abgehobene, am Gleichspannungseingang des lastseitigen
Stromrichters vorhandene Eingangsgleichspannung und die andere Größe der abgehobene
lastseitige Zwischenkreisstrom ist. Die Phasenverschiebung von 900 el des lastseitigen
abgehobenen Zwischenkreisstroms gegenüber der abgehobenen Eingangsgleichspannung
ist hierbei durch die Eigenschaft des Zwischenkreises mit StromeinprSgung gegeben.
Bei dieser Weiterbildung sind zwei Meßglieder, nämlich je eins für Spannung und
Strom, erforderlich.
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Eine zweite grundlegende Weiterbildung zeichnet sich dadurch aus,
daß die eine Größe eine der abgehobenen, am Gleichspannungseingang des lastseitigen
Stromrichters vorhandenen Eingangsgleichspannung proportionale Spannung und die
andere Größe eine dem zeitlichen Integral der abgehobenen Eingangsgleichspannung
proportionale Spannung ist. Alternativ kann sich die zweite grundlegende Weiterbildung
auch dadurch auszeichnen, daß die eine Größe eine dem abgehobenen lastseitigen Zwischenkreisstrom
proportionale Spannung und die andere Größe eine dem zeitlichen Integral des abgehobenen
lastseitigen Zwischenkreisstroms proportionale Spannung ist. Das besagte zeitliche
Integral weist ebenfalls gegenüber der abgehobenen Eingangsgleichspannung bzw.
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dem abgehobenen Zwischenkreisstrom eine Phasenverschiebung von 900
auf. Bei dieser Weiterbildung wird nur ein Meßglied, nämlich eins für Spannung bzw.
Strom, benötigt.
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Bei beiden grundlegenden Ausführungsformen kann die Aufschaltung des
Zusatzsignals entweder auf den Winkel oder auf die Frequenz des von dem Stromrichter
erzeugten Drehsystems vorgenommen werden. Bei der Aufschaltung ist darauf zu achten,
daß eine Frequenzaufschaltung um 900 el voreilend gegenüber einer Phasenaufschaltung
vorgenommen werden muß.
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Weitere Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Die Erfindung wird im folgenden anhand von vier Figuren näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 zwei Ausführungsbeispiele nach der ersten grundlegenden
Weiterbildung mit gleichzeitiger Strom- und Spannungsmessung, wobei zum einen eine
Phasenaufschaltung und zum anderen eine Frequenzaufschaltung vorgenommen wird, Figur
2 zwei weitere Ausführungsbeispiele nach der zweiten grundlegenden Weiterbildung,
wobei zum einen eine Spannungsmessung vorgenommen und eine Phasenaufschaltung durchgeführt
wird, und wobei zum anderen eine Strommessung vorgenommen und eine Frequenzaufschaltung
durchgeführt wird, Figur 3 ein Diagramm, in dem in logarithmischer Form der Amplituden-
und Phasengang von Größen im Strom-Zwischenkreis in T-Anordnung nach den Figuren
1 und 2 dargestellt ist, und Figur 4 im Vergleich dazu in einem weiteren Diagramm
den Amplituden- und Phasengang derselben Größen bei einem reinen L-Glied.
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Nach Figur 1 sind drei dreiphasige Drehfeldmaschinen 2, 4, 6, vorliegend
insbesondere Hysteresemaschinen, die im Normalbetrieb synchron laufen, jeweils an
eine gemeinsame dreiphasige Sammelschiene 8 angeschlossen. Jede Drehfeldmaschine
2, 4, 6 repräsentiert eine Gruppe mit einer größeren Anzahl von Hysteresemaschinen,
die jeweils mit einer (nicht dargestellten) Zentrifuge gekoppelt sind. Es können
auch mehr oder weniger als drei Gruppen vorgesehen sein. Die Sammelschiene 8 wird
von einem Umrichter 10, der als Strom-Zwischenkreisumrichter ausgebildet ist, mit
einer Spannung U, deren Frequenz f im Mittelfrequenzbereich liegt, gespeist. Zur
Blindleistungskompensation liegt zwischen dem Ausgang des Umrichters 10 und der
Sammelschiene 8 noch eine Kondensatorbatterie 12 mit drei Kondensatoren in Dreieckschaltung.
Abweichend davon könnte auch eine Sternschaltung gewählt werden.
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Die einzelnen Drehfeldmaschinen 2, 4, 6 werden im Normalbetrieb überkompensiert
betrieben.
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Der Umrichter 10 besteht aus einem lastseitigen Stromrichter (Wechselrichter)
14 und einem netzseitigen Stromrichter (Gleichrichter) 16, die beide durch einen
Strom-Zwischenkreis miteinander verbunden sind. Der Zwischenkreis umfaßt zwei miteinander
in
Reihe geschaltete Drosselspulen 18 und 20 sowie einen Kondensator
22. Die Drosseispulen 18, 20 und der Kondensator 22 sind in symmetrischer T-Schaltung
angeordnet. Der Kondensator 22 kann auch fehlen; er ist daher gestrichelt eingezeichnet.
Dann sind die beiden Drosselspulen 18, 20 in einer einzigen Spule vereinigt.
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Der netzgeführte Stromrichter 16 wird von einem dreiphasigen Wechselspannungsnetz
24 gespeist. Er umfaßt als steuerbare Ventile insbesondere Thyristoren, die in Drehstrom-Brückenschaltung
angeordnet sind. Die Steuerung der steuerbaren Ventile des Stromrichters 16 wird
durch einen Steuersatz 26 bewirkt. Diesem Steuersatz 26 wird eingangsseitig eine
Steuerspannung zugeführt, mit der dia Zwischenkreisspannung udl am Gleichspannungsausgang
des Stromrichters 16 eingestellt werden kann.
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Bei dem lastseitigen Stromrichter 14 handelt es sich um einen selbstgeführten
Stromrichter, der als steuerbare Ventile insbesondere Thyristoren, beispielsweise
in Drehstrom-Brückenschaltung, umfassen kann. Bevorzugt wird ein Parallel-Schwingkreiswechselrichter
verwendet. Der Stromrichter 14 wird von einem Frequenzsteuerglied gesteuert, das
in bekannter Weise durch die.
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Hintereinanderschaltung eines Spannungs-Frequenz-Umsetzers 28 mit
einem Wechselrichter-Steuersatz 30 gebildet ist. Der Steuersatz 30 nimmt hierbei
die Verteilung der vom Spannungs-Frequenz-Umsetzer 28 gelieferten Zündimpulse q
auf die einzelnen steuerbaren Ventile des Stromrichters 14 vor. Dem Spannungs-Frequenz-Umsetzer
28 wird von einem Sollwertgeber 31, der als Potentiometer dargestellt ist, ein Eingangssignal
Uf vorgegeben. Das Frequenzsteuerglied 28, 30 liefert nach Maßgabe dieses Eingangssignals
Uf Zündimpulse an die steuerbaren Ventile des Stromrichters 14. Das Eingangssignal
Uf legt dabei die Ausgangsfrequenz f des Umrichters 10 fest. Diese liegt im Mittelfrequenzbereich
und kann z. B, 1 kHz betragen.
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Bei der gezeigten Umrichterschaltung wird durch zwei alternative spezielle
Aufschaltungen ein stabiler Lastbetrieb im Asynchronismus gewährleistet. Ein solcher
asynchroner Lastbetrieb kann insbesondere beim Hochfahren von Hysteresemaschinen
vorliegen. Die
Aufschaltung ermöglicht es, die sogenannte selbsterregte
"Asynchrongeneratorschwingung besonders wirksam zu dämpfen. Die Aufschaltung erfolgt
durch Eingabe eines speziell erzeugten Zusatzsignals ud oder Udf auf einen neugeschaffenen
Stelleingang. Dieser Stelleingang ist entweder der Phasenstelleingang eines zwischen
dem Spannungs-Frequenz-Umsetzer 28 und dem Steuersatz 30 angeordneten Phasenschiebers
32 oder der durch ein Additionsglied 82 gebildete Frequenzsteuereingang am Frequenzsteuerglied
28, 30. Beide Aufschaltungsmöglichkeiten sind in Figur 1 eingezeichnet. Die Bauglieder
für die Phasenaufschaltung sind dabei in durchgezogener Strichstärke, diejenigen
für die Frequenzaufschaltung in gestrichelter Weise eingezeichnet. Als Zusatzsignal
Ud bzw. Udf wird in beiden Fällen die gewichtete Linearkombination von zwei um 900
el gegeneinander phasenverschobenen, abgehobenen elektrischen Größen des Zwischenkreises
verwendet. In beiden Fällen wird als die eine Größe die abgehobene, am Gleichspannungseingang
des lastseitigen Stromrichters 14 vorhandene Eingangsgleichspannung AUd3 und als
andere Größe der abgehobene lastseitige Zwischenkreisstrom hid2 verwendet.
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Bei der Phasenaufschaltung wird nach der Beziehung Ud = Vd ( aUd3
+ k1 . azid2) (1) und bei der Frequenzaufschaltung wird nach der Beziehung udf =
Vdf (- k2 . bund3 -d azid2) (2) vorgegangen. Vd und Vdf sind hierbei einstellbare
Verstärkungsfaktoren, hUd3 ist die abgehobene Eingangsgleichspannung, k1 und k2
sind weitere einstellbare Verstärkungsfaktoren, und hid2 ist der abgehobene lastseitige
Zwischenkreisstrom. Unter "Abhebung" wird hierbei die Abtrennung des Wechselanteils
vom Gleichanteil der betreffenden Größe verstanden. Mit dem Verstärkungsfaktor k1,
k2 läßt sich jeweils die Wichtung und mit dem Verstärkungsfaktor Vd bzw. Vdf die
Stärke der Aufschaltung einstellen.
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Die abgehobene Eingangsgleichspannung bUd3, die gleich der abgehobenen
Wirkspannung ist, ist gegenüber dem abgehobenen lastsei-
tigen
Zwischenkreisstrom hid2 um 900 el phasenverschoben. Das aus diesen beiden Größen
gebildete Zusatzsignal ud oder udf ist gegenüber der abgehobenen Eingangsgleichspannung
hUd3 um einen gewissen Winkel phasenverschoben. Im Falle der Beziehung (1) eilt
das Zusatzsignal ud der abgehobenen Eingangsgleichspannung bUd3 zwischen 180 und
2700 el nach, und zwar je nach Größe des eingestellten Verstärkungsfaktors k1. Mit
den beiden um 900 el phasenverschobenen Signalen dUd3 und Aid2 kann jede gewünschte
Phasenverschiebung des Zusatzsignals ud gegenüber der abgehobenen Eingangsgleichspannung
dUd3 erreicht werden. Entsprechendes gilt für das Zusatzsignal Udf. Das Zusatzsignal
udf für die Frequenzufschaltung eilt dem Zusatzsignal ud für die Phasenaufschaltung
um +90° el vor.
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Zunächst wird in Figur 1 die schaltungstechnische Realisierung der
Beziehung (1) bei der (durchgezogen eingezeichneten) Phasenaufschaltung betrachtet.
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Ein Spannungsmeßglied 102 am Gleichspannungseingang des lastseitigen
Stromrichters 14 mißt die Eingangsgleichspannung Ud3, und ein Stromwandler 104 direkt
am Gleichspannungseingang dieses Stromrichters 14 mißt den lastseitigen Zwischenkreisstrom
id2.
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Die beiden Meßgrößen Ud3 und id2 werden einem Umkehrverstärker 106
bzw. einem Proportionalverstärker 108 zugeführt. Am Widerstand in der Rückführung
des Proportionalverstärkers 108 läßt sich der Verstärkungsfaktor k1 einstellen.
Die Ausgangssignale beider Verstärker 106, 108 werden mit der eingezeichneten Polarität
einer Summierstufe 110 zugeleitet. Hier wird eine additive Mischung entsprechend
dem Klammerausdruck von Beziehung (1) vorgenommen. Der Ausgang der Summierstufe
110 ist mit dem Eingang eines Bandpasses 112 verbunden. Dieser Bandpaß 112 sorgt
dafür, daß die zugeführte Größe "abgehoben" wird. Beim "Abheben" wird der statische
Wert herausgefiltert, so daß nur der zeitlich veränderte Teil als "abgehobene" Größe
weitergeleitet wird. Am Bandpaß 112 ist noch ein Einstellorgan vorhanden, mit dem
die abgehobene Größe mit einem einstellbaren Faktor Vd gemäß Beziehung (1) versehen
wird. Die Einstellorgane am Proportionalverstärker 108 und am Bandpaß 112 dienen
zur optimalen Abstimmung der Dämpfungsaufschaltung. Das Ausgangssignal des Bandpasses
112
ist bereits das Zusatzsignal ud; es ist dem Phasenstelleingang
des Phasenschiebers 32 aufgeschaltet.
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Als nächstes wird in Figur 1 die schaltungstechnische Realisierung
der Beziehung (2) bei der (gestrichelt eingezeichneten) Frequenzaufschaltung betrachtet.
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Hier wird die vom Spannungsmeßgeber 102 ermittelte Eingangsgleichspannung
Ud3 einem Proportionalverstärker 114 und der vom Strommeßglied 104 abgegebene lastseitige
Zwischenkreisstrom id2 einem Umkehrverstärker 116 zugeführt. An einem Einstellorgan
des Proportionalverstärkers 114 läßt sich der Verstärkungsfaktor k2 einstellen.
Die Ausgangssignale beider Verstärker 114, 116 werden mit der eingezeichneten Polarität
einer Summierstufe 118 zugeleitet, die insbesondere auch als Summierverstärker ausgebildet
sein kann. In dieser Summierstufe 118 erfolgt eine additive Mischung gemäß dem Klammerausdruck
von Beziehung (2). Das Ausgangssignal der Summierstufe 118 ist einem Bandpaß 120
zugeführt. Dieser Bandpaß 120 sorgt wiederum dafür, daß die zugeführte Größe "abgehoben"
wird. Auch an diesem Bandpaß 120 ist ein Einstellorgan vorhanden, mit dem die abgehobene
Größe mit einem einstellbaren Faktor Vdf versehen werden kann. Dieses Einstellorgan
dient neben dem Einstellorgan am Proportionalverstärker 114 zur optimalen Abstimmung.
Am Ausgang des Bandpasses 120 wird das Zusatzsignal udf abgegriffen. Es wird dem
Additionsglied 82 zugeführt, wo eine Aufschaltung auf das Frequenzsteuersignal Uf
im Sinne einer Kompensation der "Asynchrongeneratorschwingung" stattfindet. Der
Ausgang des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 28 ist hier auf dem gestrichelt eingezeichneten
Wege direkt mit dem Eingang des Steuersatzes 30 verbunden.
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Die beiden in Figur 1 eingezeichneten Aufschaltmöglichkeiten sind
in ihrer Wirkung gleichwertig.
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In Figur 2 sind zwei weitere Aufschaltungen dargestellt. Der Starkstromteil
der dargestellten Umrichterschaltung entspricht demjenigen von Figur 1 und braucht
daher nicht noch einmal erläutert zu werden. Auch hier wird ein Zusatzsignal ud
bzw. Udf erzeugt, welches eine gewichtete Linearkombination von zwei be-
stimmten,
um 900 el gegeneinander phasenverschobenen Größen ist.
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Diese beiden Größen sind hier nach der einen Möglichkeit der abgehobene
Anteil bUd3 der am Gleichspannungseingang des lastseitigen Stromrichters 14 vorhandenen
Eingangsgleichspannung Ud3 und eine dem zeitlichen Integral
dieser abgehobenen Eingangsgleichspannung AUd3 proportionale Spannung und nach der
anderen Möglichkeit der abgehobene lastseitige Zwischenkreisstrorn bid2 und dessen
Integral
Das Integral weist jeweils gegenüber der abgehobenen Eingangsgleichspannung AUd3
bzw. dem abgehobenen lastseitigen Zwischenkreisstrom 13 eine Phasenverschiebung
um 900 el auf. Das Integral
entspricht übrigens bis auf den reziproken Wert der Induktivität L dem abgehobenen
lastseitigen Zwischenkreisstrom azid2, so daß
gilt.
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Die Phasenaufschaltung erfolgt nach der Beziehung
und die Frequenzaufschaltung erfolgt nach der Beziehung
Hierbei ist Vd und Vdf jeweils ein einstellbarer Verstärkungsfaktor, k3 und k4 je
ein weiterer einstellbarer Verstärkungsfaktor,
das zeitliche Integral der abgehobenen Eingangsgleichspannung dUd3 und
das zeitliche Integral des abgehobenen Laststroms id2. Das Signal udf eilt dem Signal
ud um 900 el voraus.
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Zunächst wird in Figur 2 die (mit durchgezogenem Strich eingezeichnete)
schaltungstechnische Realisierung der Beziehung (3) bei der Phasenaufschaltung betrachtet.
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Auch in diesem Fall ist ein Spannungsmeßglied 102 vorhanden, das am
Eingang des Stromrichters 14 die Eingangsgleichspannung Ud3
mißt.
Diese wird einem Bandpaß 120 zugeführt, der für die Abhebung sorgt und die abgehobene
Eingangsgleichspannung bUd3 liefert. Die abgehobene Eingangsgleichspannung bUd3
wird in zwei Kanäle gegeben. Zum einen wird sie auf direktem Wege einem Additionsglied
122 zugeführt. Zum anderen wird sie diesem Additionsglied 122 über zwei weitere
Bauglieder 124, 126 zugeleitet. Das eine Bauglied ist ein Integrationsglied 124;
dessen Ausgang ist mit dem Eingang eines Proportionalgliedes 126 verbunden. An diesem
Proportionalglied 126 läßt sich mittels eines Einstellorgans, das als Potentiometer
in der Rückführung ausgebildet ist, ein Verstärkungsfaktor k3 einstellen. Im zweiten
Kanal wird somit das Integral
gebildet. Bei einer sinusförmigen Größe ist diese bekanntlich gegenüber dem Integral
um 90u el phasenverschoben. Im Additionsglied 122 erfolgt eine additive Mischung
gemäß Beziehung (3). Das Ausgangssignal des Additionsgliedes 122 wird als Zusatzsignal
ud dem Phasenstelleingang des Phasenschiebers 32 aufgeschaltet.
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Als nächstes wird in Figur 2 die (gestrichelt eingezeichnete) schaltungstechnische
Realisierung der Beziehung (4) bei der Frequenzaufschaltung betrachtet.
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Der von einem Stromwandler 104 gemessene lastseitige Zwischenkreisstrom
id2 wird hier einem Bandpaß 130 zugeleitet. Dieser Bandpaß 130 sorgt für die Abhebung
der Wechselgröße und für eine Multiplikation mit einem einstellbaren Verstärkungsfaktor
Vdf.
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Vom Ausgang des Bandpasses 130 führen zwei Kanäle zu einem Additionsglied
132. Der eine Kanal besteht aus einer direkten Verbindung. Im anderen Kanal liegt
ein Integrationsglied 134 mit nachgeschaltetem Proportionalglied 136. Am Proportionalglied
136 läßt sich ein Verstärkungsfaktor k4 einstellen. Im Additionsglied 132 wird das
Zusatzsignal udf gemäß Beziehung (4) gebildet. Es wird im Additionsglied 82 dem
Frequenzsteuersignal Uf aufgeschaltet. Die Mischung (Uf + udf) beider Signale liegt
am Eingang des Spannungs-Frequenz-Umsetzers 28, der hier direkt mit dem Steuersatz
30 verbunden ist.
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Der schaltungsmäßige Aufbau der beiden Möglichkeiten nach Figur 2
ist weitgehend gleich.
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Aus den Figuren 3 und 4 ist zu entnehmen, daß die in den Linearkombinationen
nach Beziehung (1) bis (4) verwendeten Größen bUa3 und #id2 in einem weiten Bereich
der Frequenz /2t um den Phasenwinkel tf = 900 el gegeneinander verschobene Größen
sind.
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Figur 3 bezieht sich dabei auf einen Umrichter-Zwischenkreis in Form
eines L-CR-L-Gliedes, und Figur 4 bezieht sich im Vergleich dazu auf einen Umrichter-Zwischenkreis
in Form eines reinen L-Gliedes. Das L-CR-L- und das L-Glied ist jeweils im linken
Teil der betreffenden Figur 3 bzw. 4 mit eingezeichnet. Im rechten Teil dieser Figuren
3 und 4 ist jeweils ein Diagramm dargestellt. dessen beide Achsen logarithmisch
geteilt sind. Die Be-
'dWbedeutet dabei "Logarithmus zur Basis 2". Aufgetragen ist jeweils der Amplituden-
und der Phasengang. An der Abszisse ist die dual-logarithmische Frequenz ld(X/2x)
angetragen, so daß sich in äquidistanten Abständen nach jeder Duade (z. B. von 200
Hz bis 400 Hz) die Frequenz /2s verdoppelt hat. An der Ordinate ist nach oben das
dual-logarithmische Verhältnis ld(|Fz(#)|) = ld (#id2(#)/#Ud3(#)) und nach unten
der Phasenwinkel y(X) aufgetragen. Der durchgezogene Kurvenzug ld(iFz()i) stellt
den Amplitudengang, der gestrichelte Kurvenzug tf(w) den Phasengang dar. Der Frequenzbereich
der Duade von 200 bis 400 Hz, in dem beispielsweise bei einer Ausgangsfrequenz f
des Stromrichters 14 von 1 kHz eine selbsterregte Asynchrongeneratorschwingung auftreten
kann, ist gestreift hervorgehoben.
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Man sieht aus Figur 3, daß in einem weiten Bereich der Frequenz #/2#
zwischen dem abgehobenen Zwischenkreisstrom hid2 und der abgehobenen lastseitigen
Zwischenkreisspannung "Ud3 eine Phasenverschiebung # = 90° el (gestrichelter Verlauf)
besteht. In Figur 4 ist dieser Bereich noch weitaus größer.
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Die Aufschaltung ist hinreichend wirksam nur in einem begrenzten Frequenzbereich.
Bei Beschränkung auf eine Frequenz-Duade, z. B.
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von 200 bis 400 Hz, tritt im ungünstigsten Fall eine Abweichung von
der optimalen Phasenlage der Aufschaltung des Zusatzsignals ud, udf von # 14° auf.
Dies ist in vielen Anwendungsfällen ohne
Belang, da der Winkelbereich
der stabilisierenden Aufschaltung ein Vielfaches dieses Wertes sein kann. Will man
dagegen eine hinreichende Wirksamkeit in einem größeren Frequenzbereich erreichen,
dann muß dieser Frequenzbereich in Teilbereiche unterteilt werden, in denen jeweils
eine eigene angepaßte Aufschaltung vorgenommen wird. In diesem Zusammenhang ist
auch an eine nachgeführte, kontinuierlich veränderbare Aufschaltung, also eine selbstadaptierende
Aufschaltung zu denken.
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4 Figuren 8 Patentansprüche