AT409570B

AT409570B - Stromgespeister wechselrichter für insel- und netzbetrieb

Info

Publication number: AT409570B
Application number: AT150397A
Authority: AT
Inventors: Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss; Karl Dipl Ing Dr Tec Edelmoser; Franz Dipl Ing Dr Techn Zach
Original assignee: Franz Dipl Ing Dr Techn Zach
Priority date: 1997-09-09
Filing date: 1997-09-09
Publication date: 2002-09-25
Also published as: ATA150397A

Description


  



   2. Wandlerschaltung gemäss Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass als Last (L) ein 

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 EMI2.1

Claims

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Wandlerschaltung (Fig. 1) zur Umformung von Gleichspannungen In Wechselströme mit Hilfe von einem Transformator mit mittelangezapfter Primärwicklung, einer geteilten Induktivität und zwei bidirektionalen Leistungsschaltern.

Die momentan in der Technik verwendeten Wandlerschaltungen wie sie z. B. in den Patenten US 5 113 334 oder US 5 151 851 offengelegt wurden verwenden im Gegensatz zur hier vorgestellten Lösung einen vollständig mit Schaltfrequenz beaufschlagten Transformator und keine vorgeschaltete Induktivität im Primärkreis. Durch die Aufteilung auf Transformator, welcher mit Netzfrequenz betrieben wird und gekoppelter Induktivität, welche mit Schaltfrequenz beaufschlagt ist, bietet die Lösung nach Fig. 1 einen entscheidenden Vorteil.

Die Eingangsgleichspannung kann je nach Anwendungsfall von einer Batterie, Solarzelle, Brennstoffzellen geliefert werden, oder durch Gleichrichtung aus dem Ein- oder Mehrphasennetz, bzw. durch Gleichrichtung der Ausgangsspannung von Wechsel- oder Drehstromgeneratoren und anschliessender, eventuell auch nur grober Filterung, gewonnen werden.

Besonders vorteilhaft bei der hier besprochenen Schaltung ist die Tatsache, dass aus einer Eingangsgleichspannung Ausgangsströme unterschiedlicher Polarität erzeugt werden können und ebenso durch entsprechende Ansteuerung Wechselströme beliebiger Form (Mittelwert muss null sein) erzeugt werden können. Ein besonders interessantes Anwendungsgebiet der gegenständli- chen Schaltungen ist die Einspeisung von z B mit Solarzelle gewonnener elektrischer Energie In ein Einphasenwechselspannungsnetz. Von praktischer Bedeutung ist weiters die Erzeugung von Sinusströmen mit vorgebbarer Frequenz zur Ansteuerung von z. B. Wechselstrommaschinen Weitere Anwendungen liegt in der Realisierung hochdynamischer Ansteuerungen für Aktuatoren und Leistungsverstärker.

Die Funktionsweise der Schaltung wird nun anhand von Fig.
2 besprochen, wobei beispielhaft selbstsperrende MOSFETs als aktive Schalter (Si. S2) gezeichnet sind Die im MOSFET enthaltene Body-Diode ist aus Anschauungsgrunden extra strichliert dargestellt (Ds1. Ds2). Werden Schalter ohne eingebauter Diode verwendet, so ist diese extern dazuzufugen um den strombidirektionalen Schalter zu realisieren.

Für die positive Halbwelle im Ausgangsstrom (iAC) wird in der Treibphase S1 eingeschaltet. Der Stromfluss auf der Primärseite erfolgt gemäss Fig. 2. a aus der Quelle (Uoc) über den Transformator (Tr), die Teilinduktivität (LA) und dem Schalter (Si). Der Strom steigt. Wird nun der Schalter (S1) ausgeschaltet, so erfolgt ein Freilauf gemäss Fig. 2. b, d. h. der Strom kommutiert in die zweite Teilinduktivität (Le) und die Freilaufdiode (Ds2). Die Flussrichtung im Transformator ändert sich zwischen Fig. 2. a und Fig. 2. b nicht. Während der Erzeugung der positiven Halbwelle des Ausgangsstromes wechseln die beiden Zustände alternierend ab.

Für die negative Halbwelle m Ausgangsstrom (iAc) wird in der Treibphase S2 eingeschaltet. Der Stromfluss auf der Primärseite erfolgt gemäss Fig. 2. c aus der Quelle (Uoc) über den Transformator (Tr), die Teilinduktivität (LB) und dem Schalter (S2). Der Strom nimmt betragsmässig zu. Wird nun der Schalter (S2) ausgeschaltet, so erfolgt ein Freilauf gemäss Fig. 2. d, d. h. der Strom kommutiert In die zweite Teitindukhvität (LA) und die Freilaufdiode (Ds1). Die Flussrichtung im Transformator ändert sich zwischen Fig. 2. c und Fig. 2. d nicht. Während der Erzeugung der negativen Halbwelle des Ausgangsstromes wechseln die beiden Zustände alternierend ab.

PATENTANSPRÜCHE : 1. Wandlerschaltung zur Umformung einer Gleichspannung (Uoc) ! r) Wechsetströme (JAc) mit Hilfe eines Transformators mit Mittelanzapfung der Primärwicklung (Tr), einer geteilten In- duktivität (LA, LB) mit Kopplungsfaktor nahe eins und zwei strombidirektionalen Schaltern (Si, S2), dadurch gekennzeichnet, dass die positive Klemme der Quelle (Uoc) mit der Mittelanzapfung des Transformators (Tr) verbunden ist und weiters die verbleibenden Klemmen der Primärseite des Transformators (Tr) über jeweils eine Teilinduktivität (LA bzw. Le) über den jeweils korrespondierenden Schalter (S, bzw.

S2) mit dem negativen Anschluss der Quelle (Uoc) verbunden Ist und die Last (L) an die sekundäre Transforma- torwicklung angeschlossen ist. **WARNUNG** Ende CLMS Feld Kannt Anfang DESC uberlappen**.