Kommutierung

    INHALT: Übergabe des Stromes von Kreis 1 zum Kreis 2 Genauer Vorgang Spannungs- und Stromkennlinie (IK) Überlappungswinkel     Allgemein versteht man in der Elektrotechnik unter Kommutierung die Übergabe eines Stromes von einem Stromzweig auf einen anderen, wobei während der Kommutierungszeit beide Zweige Strom führen.     Übergabe des Stromes von Kreis 1 zum Kreis 2:     Der Strom I fließt zunächst im Stromkreis 1 über den geschlossenen Ersatzschalter S1. Die Kommutierung wird durch das Schließen des Schalters S2 eingeleitet. Unter dem Einfluß der Kommutierungsspannung  uk(t) = u2(t) – u1(t)  beginnt zwischen den Stromkreisen 1 und 2 ein Kommutierungsstrom ik(t) zu fließen, der den Strom I im Stromzweig 1 ab- und im Stromzweig 2 aufbaut. Nach erfolgter Stromübergabe, d.h.

wenn der Strom i2 den Wert I erreicht hat und damit der Strom i1 Null geworden ist, wird der Kommutierungsvorgang durch Öffnen des Schalters S1 abgeschlossen. Voraussetzung für den richtigen Ablauf der Kommutierung ist das Vorhandensein einer geeigneten Kommutierungsspannung uk(t) im Kommutierungskreis.   Nutzt man als Kommutierungsspannung die im Wechsel- oder Dreiphasennetz     Genauer Vorgang der Kommutierung:               Bild (Seite 2/2 unten) Ersatzschaltung des dreipulsigen Stromrichters mit Kommutierungsinduktivität und ohmschen Widerstände in den Ventilzweigen.   LK..Streuinduktivitäten des Trafos und << Iduktivitäten des speisenden Netzes und der Verbindungsleitungen zusammengefaßt.

RK..ohmsche Widerstände der Ventilzweige zusammengefaßt.   Zur Zeit x=0 soll der Thyristor 2 gezündet werden. Wegen der Induktivitäten in den Ventilzweigen kann der Strom im T1 nicht plötzlich abklingen und der Strom im T2 nicht schlagartig auf den Wert des Gleichstromes, der ja infolge der großen Glättungsdrossel konstant bleibt, ansteigen. Während einer gewissen Zeit – der Kommutierungs- oder Überlappungszeit – führen daher beide Zweige gleichzeitig Strom.

Es gilt daher folgende DGl.:     Bei größeren Leistungen ist RK vernachlässigbar klein, daher erhält man:     Mit iS1+iS2=Id also und uS2-uS1=uK ergibt sich:   Während der Kommutierungszeit ist der Strom iS2 gleich iK     Für x=0 ist iK=0 mit           Die Überlappungswinkel u ändert sich mit dem Aussteuerwinkel a. Id wird so gewählt, daß u0 gerade 30° ist. Für größere a wird u kleiner. Der Überlappungswinkel u wächst erst wieder im Wechselrichterbetrieb an. Für a=150° wäre u wieder 30° und somit a+u =180°; keine Schonzeit g =0.

Es kommt zum Kippen des WR. Eine Netzspgsabsenkung im WR-Betrieb führt dazu, daß die Gegenspg., die den Stromfluß gegen die treibende Spg. begrenzt, absinkt. Damit die WR-Gegenspg. wieder stimmt, muss a vergrößert werden.

(ungünstige Aussteuerung näher zur Trittgrenze) Eine Absenkung der Spannung führt weiters dazu, daß IK verkleinert wird und somit u wieder verlängert. Daraus folgt: der Löschwinkel(Freiwerdezeit) g wird wieder verlängert.     Überlappungswinkel:   Überlappungswinkel u entspricht der Zeit, während sich zwei ablösende Ventile gleichzeitig an der Stromführung beteiligen.     Für a = 0 ergibt sich der Anfangsüberlappungswinkel u0:  

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