AT524638A1

AT524638A1 - Dreiphasen-Hoch-Tiefsetz-Gleichrichtersystem mit sinusförmigem Eingangsstrom und geregelter gleichtaktfreier Ausgangsspannung

Info

Publication number: AT524638A1
Application number: ATA5/2017A
Authority: AT
Inventors: Miniböck Dipl Ing Dr Techn Johann
Original assignee: Int Power Electronics Consulting Ipec Gmbh
Priority date: 2017-01-05
Filing date: 2017-01-05
Publication date: 2022-07-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) zur Konversion eines dreiphasigen Spannungssystems (2) in eine über Ausgangskondensatoren (53,55) auftretende Gleichspannung, welche eingangsseitig ein dreiphasiges Tiefpassfilter (10), dessen Ausgang an den Eingang einer wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung (17) geführt wird, die ermöglicht die Wechselspannungsphasen eingänge (22,23,24) einer Dreiphasendiodenbrücke (25) bzw. die mit diesen verbundene Stern schaltung (45) von Induktivitäten (46,47,48) mit dem Ausgang des Tiefpassfilters (10) zu verbinden, aufweist, Die positive wie auch die negative Ausgangsklemme (37) und (41) der Dreiphasen diodenbrücke (25) kann durch eine gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung (62) mit dem kapazitivem Mittelpunkt (58) der Ausgangsspannung verbunden werden, Um unabhängig vom Schaltzustand der gleichspannungsseitigen Schaltvorrichtung (62) ein definiertes Potential des Ausgangsspannungsmittelpunktes (58) gegenüber Erde sicherzustellen, wird der Ausgangs spannungsmittelpunkt (58) über ein Widerstand (65) und eine Kapazität (66) mit dem virtuellen Netzsternpunkt (21) verbunden. Am Beginn der über die Netzperiode konstanten Taktperiode (68) werden die Induktivitäten (46,47,48) mit dem Ausgang des Tiefpassfilters (10) verbunden und so den Netzphasenspannungen (7,8,9) proportionale Stromspitzenwerte (73,74,75) erreicht. Unmittelbar darauffolgend wird die gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung (62) durchgeschaltet und die in der Sternschaltung (45) gespeicherte magnetische Energie vollständig in die Ausgangs kondensatoren (53,55) transferiert. Die sich an der Last (61) einstellende Gleichspannung kann somit durch die Länge des Aufmagnetisierungsintervalls (69) gesteuert werden. Die Stromaufnahme der Vorrichtung (1) aus dem Dreiphasennetz (2) zeigt dabei einen den zugeordneten Netzphasen spannungen (7,8,9) proportionalen netzrückwirkungsarmen Verlauf.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur direkten netzrückwirkungsarmen Konversion eines dreiphasigen Spannungssystems in eine hinsichtlich des Spannungswertes frei vorgebbare, gleichtaktfreie Gleichspannung wie im Oberbegriff des Patentanspruches 1 beschrieben ist.

Stand der Technik

Zur Gleichrichtung der Spannung des Dreiphasennetzes werden derzeit bei Forderung nach geringen Netzrückwirkungen, d.h. netzspannungsproportionalem bzw. sinusförmigem Eingangsstrom vorwiegend aktive Gleichrichterschaltungen mit Hochsetz- oder Tiefsetzstellercharakteristik, d.h. einer über dem Spitzenwert der Netzaussenleiterspannung (dem näherungsweise 1.732-fachen Spitzenwert der Netzphasenspannung) oder unterhalb des 1.5-fachen Spitzenwertes der Netzphasenspannung (dem kleinsten Momentanwert der Einhüllenden der positiven Momentanwerte der Netzaussenleiterspannungen) liegender Ausgangsspannung eingesetzt. Wird ein weiter Ausgangsspannungsbereich gefordert, welcher Ausgangs-spannungswerte im Bereich des 1.5- bis 1.732-fachen Spitzenwertes der Netzphasenspannung einschliesst, sind daher nachgeschaltete Gleichspannungs-Gleichspannungswandler erforderlich, womit ein insgesamt relativ komplexes System resultiert. Bei Leistungen im kW-Bereich finden daher vorteilhaft auch aktive Gleichrichtersysteme mit Hoch-Tiefsetzsteller-Charakteristik Einsatz, welche zwar eingangsseitig einen höheren Aufwand zur Vermeidung schaltfrequenter Oberschwingungen des Netzstromes bedingen um an den Netzklemmen die Vorschriften bzgl. leitungsgebundener elektromagnetischer Störaussendung zu erfüllen, andererseits jedoch keine prinzipbedingte Einschränkung des Ausgangsspannungsbereiches aufweisen.

Derartige Systeme werden gemäss der Fachliteratur (siehe Pan, C.T., und Chen, T.C.: „Stepup/down three-phase AC to DC converter with sinusoidal input current and unity power factor“, IEE Proc. B, 1994, 141, (2), S. 77-84) durch eine eingangsseitige, d.h. wechselspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung, eine Dreiphasendiodenbrücke, eine Sternschaltung von drei gleichen Induktivitäten, eine gleichspannungsseitige, d.h. ausgangsseitige elektronische Schaltvorrichtung und eine Ausgangskapazität zur Stützung der erzeugten Gleichspannung gebildet. Die elektronische Schaltvorrichtung wird hierbei in jeder Phase gleich durch einen von der jeweiligen Netzphasenklemme in Stromflussrichtung abzweigenden abschaltbaren unidirektionalen unipolaren elektronischen Schalter mit antiparalleler Freilaufdiode gebildet, wobei die zweite Seite des Schalters an die zugehörige — Wechselspannungsphasenklemme der Dreiphasendiodenbrücke gelegt ist. Weiters sind die Phasenklemmen der Sternschaltung der Induktivitäten mit den Phasenklemmen der Dreiphasendiodenbrücke verbunden. Die gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung wird durch einen von der positiven Ausgangsklemme der Dreiphasendiodenbrücke in Stromflussrichtung abzweigenden unidirektionalen elektronischen Schalter gebildet, dessen zweite Seite an die positive Klemme der Ausgangskapazität gelegt ist, welche gleichzeitig auch die positive Lastanschlusskiemme bildet. Der negative Ausgang der Dreiphasendiodenbrücke ist direkt mit der negativen Klemme des Ausgangskondensators, welche unmittelbar auch die negative Lastanschlusskliemme bildet, verbunden.

Die wechselspannungsseitige und die gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung arbeiten mit einer gleichen, konstanten, wesentlich über der Netzfrequenz liegenden Schaltfrequenz, d.h. mit einer gegenüber der Netzperiode kurzen Taktperiode, wobei in jeder Taktperiode in einem ersten Abschnitt (Aufmagnetisierungsintervall) alle drei Schalter der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung durchgeschaltet werden und so die Netzphasenspannungen an den Phasenklemmen der Dreiphasendiodenbrücke bzw. an den Phasenklemmen der Sternschaltung der drei Induktivitäten zu liegen kommen und damit in jeder Induktivität ein, der zugehörigen Netzphasenspannung proportionaler Stromanstieg resultiert, sodass am Ende des Aufmagnetisierungsintervalls den Netzphasenspannungen proportionale Stromspitzenwerte in den Induktivitäten der Sternschaltung erreicht werden. Innerhalb des Aufmagnetisierungsintervalls wird ein Stromfluss an die Gleichspannungsseite durch Sperren der gleichspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung in jedem Fall, d.h. unabhängig vom Pegel der Ausgangsgleichspannung unterbunden. Das Aufmagnetisierungsintervall endet durch das Sperren sämtlicher Schalter der

wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung. Darauffolgend wird die gleichspannungsseitige elektronische Schaitvorrichtung bzw. der gleichspannungsseitige elektronische Schalter durchgeschaltet und es beginnt ein zweiter Abschnittes der Taktperiode (erstes Entmagnetisierungsintervall) in dem die in den Induktivitäten der Sternschaltung fliessenden Ströme über die Brückenzweige der Dreiphasendiodenbrücke und den gleichspannungsseitigen Schalter in den Ausgangskondensator geführt, bzw. die Magnetisierungsenergie der Induktivitäten der Sternschaltung in die Ausgangskapazität gespeist wird. Anzumerken ist, dass der oben beschriebene Einsatz von unidirektionalen unipolaren Schaltern zur Realisierung der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung zum Unterbinden eines weiteren Stromflusses aus dem Dreiphasennetz ausreichend ist, da aufgrund der zu Null erzwungenen Stromsumme in Dreileitersystemen in jedem Zeitaugenblick stets positive wie auch negative Phasenstromwerte auftreten müssen, womit die Blockierung eines positiven Stromflusses einen Stromfluss in allen Phasen verunmöglicht, wobei die unidirektionalen Schalter durch die antiparallelen Dioden vor dem Auftreten unzulässiger negativer Spannungen geschützt sind. Am Ende des ersten Entmagnetisierungsintervalls ist der Strom in jener Induktivität der Sternschaltung, welche zu Beginn des Intervalls den betragsmässig kleinsten Strom führt auf Null abgebaut, d.h. es verbleiben am Beginn eines dritten Abschnittes der Taktperiode nur zwei Induktivitäten der Sternschaltung stromführend. Am Ende dieses zweiten Entmagnetisierungsintervalls ist der Strom auch in diesen beiden Induktivitäten vollständig abgebaut und es folgt ein letzter, vierter Abschnitt der Taktperiode (Sperrintervall) innerhalb dessen alle Induktivitäten der Sternschaltung stromlos verbleiben, da zufolge der Ventilwirkung der Dioden der Dreiphasendiodenbrücke kein Stromfluss aus der Ausgangsgleichspannung zurück in die Induktivitäten auftreten kann. Die gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung wird innerhalb des Sperrintervalls oder spätestens am Ende des Sperrintervalls, d.h. am Beginn einer neuen Taktperiode bzw. vor dem erneuten Durchschalten der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung, das zu einem erneuten Aufbau von Strömen in den Induktivitäten der Sternschaltung führt, gesperrt.

Wird über die gesamte Netzperiode eine konstante Länge des Aufmagnetisierungsintervalls und der gesamten Taktperiode (Summe aus Aufmagnetisierungsintervall, erstem und zweitem Entmagnetisierungsintervall und Sperrzeit) beibehalten, weisen einerseits die am Ende des Aufmagnetisierungsintervalls in den Induktivitäten erreichten Phasenstromspitzenwerte sinusförmige, den Netzphasenspannungen proportionale Hüllkurven auf bzw. zeigen die lokalen (auf eine Taktperiode erstreckten) Mittelwerte der aus dem Netz bezogenen Ströme einen netzspannungsproportionalen Verlauf. Wird zur schaltungstechnischen Implementierung dieser Mittelung bzw. zur Unterdrückung schaltfrequenter Spektralkomponenten zwischen den Netzphasenklemmen und der wechselspannungsseitigen Schaltvorrichtung ein LC-Tiefpassfilter eingefügt, resultiert somit ein sinusförmiger Verlauf der Netzphasenströme, womit ein netzrückwirkungsarmer Betrieb des Systems sichergestellt ist. Die Amplitude des dreiphasigen Stromsystems bzw. die letztlich an die Gleichspannungsseite gelieferte Leistung kann durch die Dauer des Aufmagnetisierungsintervalls eingestellt werden; die Dauer dieses Intervalls stellt damit direkt die Stellgrösse eines Reglers zur Sicherstellung eines definierten Ausgangsspannungswertes dar.

Der relativ geringen Komplexität des Leistungsteiles und der einfachen Steuerung des Systems steht allerdings eine hohe Sperrspannungsbelastung der wechselspannungsseitigen Schalter gegenüber; unter Vernachlässigung von Schaltüberspannungen tritt die Summe aus dem 1.732fachem Phasenspannungsspitzenwert und der Ausgangsgleichspannung als maximale Sperrspannung auf, wodurch die Auswahl der für eine Realisierung des Systems einsetzbaren schnell schaltenden Leistungshalbleiter wesentlich eingeschränkt wird bzw. relativ hohe Realisierungskosten resultieren. Weiters tritt eine schaltfrequente Gleichtaktkomponente der Ausgangsgleichspannung (gemessen vom gedachten Mittelpunkt der Ausgangsgleichspannung gegen Erde bzw. Netzsternpunkt) auf, da während des Aufmagnetisierungsintervalls die negativste Netzphasenspannung über die von der negativen Ausgangsspannungsschiene zur zugehörigen Brückenzweigphasenklemme führende (stromlose, aber keine Sperrspannung aufweisende) untere Brückenzweigdiode das Potential der negativen Ausgangsspannungsklemme definiert und innerhalb des darauffolgenden ersten Entmagnetisierungsintervalls zufolge der Flussrichtungen der Ströme in der Sternschaitung der Induktivitäten die obere Diode des Brückenzweiges stromführend wird und somit die positivste Ausgangsspannungsklemme mit der Brückenzweigphasenklemme verbunden ist. Da sich das Potential der Brückenzweigphasenklemme trotz des Sperrens der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung nicht ändert, da der von der negativsten Netzspannungsklemme zur Brückenzweigphasenklemme liegende elektronische Schalter keine Sperrspannung übernimmt (dies wird durch die antiparallele Diode verhindert) - tritt somit eine sprungförmige Änderung der Gleichtaktspannung in Höhe der Ausgangsgleichspannung auf, was zur Aussendung von Störströmen

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über parasitäre Koppelkapazitäten und damit potentiell zu einer Störung umliegender Schaltungsteile oder Systeme führt.

Detaillierte Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es daher eine Vorrichtung zu schaffen, weiche die Grundfunktion eines netzrückwirkungsarmen Dreiphasen-Hoch-Tiefsetz-Gleichrichtersystems mit geregelter Ausgangsspannung realisiert, jedoch eine deutlich geringer Sperrspannungsbelastung der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung und keine schaltfrequente Änderung der Gleichtaktkomponente der Ausgangsgleichspannung aufweist.

Erfindungsgemäss wird dies durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 erreicht. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.

Grundgedanke der Erfindung ist, die gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung durch zwei elektronische Schalter zu realisieren, wobei der obere Schalter (wie für Ausführung gemäss dem Stand der Technik) in Stromflussrichtung von positiven Ausgangsklemme der Dreiphasendiodenbrücke gegen den positiven Pol des Ausgangskondensators gelegt wird und erfindungsgemäss zusätzlich ein weiterer unterer elektronischer Schalter in Stromflussrichtung zwischen negativer Ausgangsspannungskiemme und negativer Klemme der Dreiphasendiodenbrücke angeordnet wird. Weiters wird durch Aufteilung des Ausgangskondensators in zwei Kondensatoren gleicher Kapazität ein kapazitiver Mittelpunkt der Ausgangsgleichspannung gebildet; alternativ kann auch parallel zur einem zwischen positiver und negativer Ausgangsspannungskiemme liegenden Kondensator einen Serienschaltung von 2 Kondensatoren gleicher Kapazität gelegt werden um den kapazitiven Mittelpunkt zu bilden. Der kapazitive Mittelpunkt wird über einen Widerstand und eine dazu in Serie liegenden Kondensator (Serien-RC-Glied) mit dem Sternpunkt des, auf der Netzseite der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung liegenden Sternschaltung von Filterkondensatoren verbunden, welche Teil des zwischen dem Netz und der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung liegenden Tiefpassfilters zur Vermeidung schaltfrequenter Anteile des aus dem Netz bezogenen Stromes sind. Schliesslich werden die elektronischen Schalter der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung in jeder Phase durch Vierquadrantenschalter (Schalter welche Sperrspannungen beiderlei Polarität sperren und beide Stromflussrichtungen unterbrechen können), d.h. z.B. durch eine Gegenserienschaltung zweier elektronischer Schalter mit antiparalleler Diode realisiert, wobei die Anordnung dann vorteilhaft so gewählt wird, dass beide Schalter dasselbe Bezugspotential des Ansteuersignals aufweisen. Bei Ausführung der elektronischen Schalter durch Leistungs-MOSFETs - hier kann die parasitäre interne Diode im einfachsten Fall als antiparallele Diode dienen - wird diese Verschaltung als Common-Souce-Anordnung bezeichnet; alternativ ist auch eine Realisierung des Vierquadrantenschalters durch Common-Drain-Kombination von 2 Leistungs-MOSFETs möglich. Weiters wird zwischen der positiven und der negativen Ausgangsklemme der Dreiphasendiodenbrücke je ein Überspannungsbegrenzungskreis gegen den kapazitiven Mittelpunkt der Ausgangsspannung gelegt um die zwischen dem Sperren der wechselspannungsseitigen und dem Durchschalten der gleichspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung auftretende Sperrspannung der Schalter beider Schaltvorrichtungen zu limitieren. Sämtliche Schalter der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung werden vorteilhaft simultan durchgeschaltet und gesperrt, weiters werden der obere und der untere gleichspannungsseitige Schalter simultan durchgeschaltet und gesperrt, wobei der Durchschaltbefehl gegenüber dem Abschalten der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung um eine Sicherheitszeit verzögert wird um bei unterschiedlichen Verzögerungszeiten der Ansteuerschaltungen eine Trennung vom Dreiphasennetz sicherzustellen bzw. insbesondere im Fall tiefer Ausgang einen unkontrollierten Stromfluss aus dem Netz in die Ausgangskapazität zu vermeiden.

Die Funktion dieser erfindungsgemässen Schaltungsstruktur ist bzgl. Steuerung mit konstanter Schaltfrequenz, sinusförmiger Netzstromformung, Gleichrichtung und Regelung des an den Ausgang geführten Leistungsflusses grundsätzlich gleich wie für ein System gemäss dem Stand der Technik, allerdings ist es nun möglich durch das Sperren des oberen und unteren elektronischen Schalters die Ausgangskapazität während des Aufmagnetisierungsintervalls vollständig von der Wechselspannungsseite bzw. der Dreiphasendiodenbrücke zu trennen bzw. das Auftreten einer Gleichtaktspannung zu vermieden, da die Verbindung des kapazitiven Ausgangsspannungsmittelpunktes und Tiefpassfilterkondensatorsternpunktes letztlich eine Verbindung mit einem künstlichen Netzsternpunkt darstellt; das die Verbindung realisierende Serien-RC-Glied kann dabei im

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einfachsten Fall durch einen Kurzschluss ersetzt werden, falls keine Dämpfung parasitärer Schwingungen bei Schaltzustandsänderungen des Systems erforderlich ist. Durch den Potentialbezug der Ausgangsspannungsmitte auf einen künstlichen Netzsternpunkt wird weiters die Sperrspannungsbelastung des oberen und unteren Schalters auf relativ tiefe Werte reduziert; als max. Sperrspannung tritt der Spitzenwert der Netzphasenspannung verringert um die halbe Ausgangsgleichspannung auf. Dies macht auch anschaulich deutlich, dass der oberen und untere elektronische Schalter für Ausgangsspannungen grösser als der zweifache Spitzenwert der Netzphasenspannungen entfallen können, da dann die Dioden der Dreiphasendiodenbrücke innerhalb des Einschaltintervalls der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung die Trennung von Wechsel- und Gleichspannungsseite sicherstellen. Auch bei Durchschalten des oberen und unteren Schalters tritt nun keine Gleichtaktspannung auf, da vorgehend durch Sperren der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung eine Trennung der Dreiphasendiodenbrücke von der Netzseite vorgenommen wird, womit das Serien-RC-Glied als einzige, den Potentialbezug herstellende Verbindung zwischen Gleichspannungs- und Wechselspannungsseite verbleibt. Durch diese Verbindung werden allerdings die drei Phasen des Systems entkoppelt, es kann also ein Stromfluss in allen drei Phasen nicht mehr wie für den Stand der Technik durch unidirektionale elektronische Schalter der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung unterbunden werden, andererseits wird die Sperrspannungsbelastung der elektronischen Schalter der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung nun nicht mehr durch die Netzaussenleiterspannungen sondern durch die Netzphasenspannungen definiert; als max. Sperrspannung tritt die Summe aus Spitzenwert der Netzphasenspannung und halber Ausgangsgleichspannung auf, womit für die üblichen Netzspannungsniveaus eine relativ breite Wahlmöglichkeit kostengünstiger Halbleiterelemente für eine Realisierung sichergestelit ist.

Hinsichtlich der Ausführung des Leistungsteiles ist darauf hinzuweisen, dass die Vierquadrantenschalter der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung anstelle einer Gegen-Serienschaltung elektronischer Schalter mit antiparallelen Dioden in bekannter Weise auch durch eine Einphasen-Diodenbrücke mit zwischen der positiven und negativen Ausgangsklemme angeordnetem unipolaren unidirektionalen elektronischen Schalter realisiert werden kann, wobei die Wechselspannungsklemmen der Diodenbrücke die Schalterklemmen bilden. Vorteilhaft sind so nur drei abschaltbare elektronische Schalter zu Realisierung der gesamten wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung erforderlich, allerdings treten aufgrund der zusätzlichen im Leitpfad liegenden Dioden höhere Leitverluste auf.

Weiters ist darauf hinzuweisen, dass die erfindungsgemässe Vorrichtung sinngemäss erweitert gleichartig auch an Netzen mit gegenüber dem Dreiphasennetz höherer Phasenzahl und auch für Zweiphasensysteme eingesetzt werden kann. In jedem Fall ist für jede Phase ein eigener Phasenzweig der Diodenbrücke und ein mit der Wechselspannungsklemme dieses Phasenzweiges verbundener zugehöriger elektronischer Vierquadrantenschalter als Teil der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung und eine einseitig ebenfalls an der Wechselspannungsphasenklemme liegende Induktivität als Teil der Sternschaltung von Induktivitäten vorzusehen. Insbesondere ist damit der Vorteil verbunden, dass z.B. bei Ausfall bzw. Unterbrechung einer Phase des speisenden Netzes, d.h. z.B. bei Zweiphasenbetrieb für Speisung aus dem Dreiphasennetz ein Weiterbetrieb mit sinusförmiger Stromaufnahme in den verbleibenden Phasen und geregelter Ausgangsspannung möglich ist.

Darüber hinaus ist anzumerken, dass für Ausgangsgleichspannungen höher als der zweifache Spitzenwert der Netzphasenspannung die gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung entfallen kann, da dann die innerhalb des Aufmagnetisierungsintervalls an den Wechselspannungsphasenklemmen der Diodenbrücke liegende Spannung nicht ausreicht um einen Stromfluss in den Ausgangskondensator zu bewirken und damit die Dioden der Diodenbrücke die sonst durch die gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung realisierte Trennung von Wechsel- und Gleichspannungsseite bewerkstelligen.

Schliesslich sei darauf hingewiesen, dass anstelle eines über die Netzperiode konstanten Aufmagnetisierungsintervalis jeder Taktperiode, welches letztlich zu einer netzspannungsproportionalen Stromaufnahme des Systems und somit bei verzerrter, d.h. z.B. oberschwingungsbehafteter oder unsymmetrischer Netzspannung auch zu verzerrten Netzphasenströmen führt, vorteilhaft auch eine Variation der Aufmagnetisierungsdauer über die Netzperiode vorgenommen werden kann um eine Verzerrung des Netzstromes zu minimieren. Die optimale Variation der Aufmagnetisierungsdauer ist hier einfach durch eine Optimierungsrechnung zu erhalten weiche das zeitliche Profil der Aufmagnetisierungsdauer so ermittelt, dass die lokalen Mittelwerte der Phasenströme in der

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wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung, d.h. die nach Tiefpassfilterung erhaltenen Netzphasenströme einen definierten, z.B. rein sinusförmigen Sollverlauf innerhalb jeder Taktperiode bestmöglich approximieren.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung nach Anspruch 1 beschreibt der Patentanspruch 2.

Hierbei wird die wechselspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung in die Dreiphasendiodenbrücke integriert, womit integrierte Brückenzweige mit, von unidirektionalen Dreiphasen-Dreipunkt-Hochsetz-Pulsgleichrichtersystemen bekannter Struktur resultieren, was eine einfache Implementierung mittels kommerziell verfügbarer Leistungsmodule erlaubt.

Vorteilhaft erfolgt die Integration derart, dass für jede Phase ein integrierter Brückenzweig mit einem an die zugehörige Ausgangsphasenklemme des netzseitigen Tiefpassfilters gelegten Wechselspannungseingang, einem an die zugehörige Phasenklemme der Sternschaltung von Induktivitäten gelegten Wechselspannungsausgang und einem positiven und einem negativen Ausgang vorgesehen wird, wobei die positiven Ausgänge der Brückenzweige aller drei Phasen verbunden und mit der Eingangsklemme des gleichspannungsseitigen oberen elektronischen Schalters verbunden werden und analog die negativen Ausgänge der Brückenzweige verbunden und an den Ausgang des gleichspannungsseitigen unteren elektronischen Schalters gelegt werden.

Der Brückenzweig wird dann durch eine Einphasendiodenbrücke und eine zwischen deren Gleichspannungsklemmen in Stromflussrichtung angeordneten abschaltbaren unidirektionalen unipolaren elektronischen Schalter gebildet, wobei die eine Wechselspannungseingangsklemme der Einphasendiodenbrücke den Wechselspannungseingang und die zweite Wechselspannungskiemme der Einphasendiodenbrücke den Wechselspannungsausgang des Brückenzweiges bildet und von der positiven Ausgangsklemme der Einphasendiodenbrücke eine Diode in Stromflussrichtung gegen den positiven Ausgang des Brückenzweiges geschaltet wird und eine weitere Diode vom negativen Ausgang des Brückenzweiges gegen die negative Ausgangsklemme der Einphasendiodenbrücke gelegt wird.

Eine vorteilhafte Realisierung der Vorrichtung nach Anspruch 1 beschreibt der Patentanspruch 3.

Hierbei wird die wechselspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung so mit der Dreiphasendiodenbrücke integriert, dass für jede Phase ein integrierter Brückenzweig mit einem an die zugehörige an die zugehörige Ausgangsphasenklemme des netzseitigen Tiefpassfilters gelegten Wechselspannungsausgang, einem an die zugehörige Phasenklemme der Sternschaltung von Induktivitäten gelegten Wechselspannungsausgang und einem positiven und einem negativen Ausgang resultiert, wobei die positiven Ausgänge der Brückenzweige aller drei Phasen verbunden und mit der Eingangsklemme des gleichspannungsseitigen oberen elektronischen Schalters verbunden werden und analog die negativen Ausgänge der Brückenzweige verbunden und an den Ausgang des gleichspannungsseitigen unteren elektronischen Schalters gelegt werden.

Der Brückenzweig wird dann durch eine obere Serienschaltung von zwei Dioden welche vom Wechselspannungsausgang In Stromflussrichtung gegen die positive Ausgangsklemme des Brückenzweiges gelegt wird und eine untere Serienschaltung von zwei Dioden welche von der negativen Ausgangsklemme des Brückenzweiges in Stromflussrichtung gegen den Wechselspannungsausgang gelegt wird, und weiters vom Schaltungspunkt zwischen den beiden oberen Dioden abzweigend ein oberer elektronsicher Schalter in Stromflussrichtung gegen den Wechselspannungseingang des Brückenzweiges geschaltet wird und schliesslich ein weiterer unterer elektronischer Schalter in Stromflussrichtung vom Wechselspannungseingang gegen den Schaltungspunkt zwischen den beiden unteren Dioden angeordnet wird.

Vorteilhaft wird dabei jeweils nur der elektronische Schalter durchgeschaltet, der bei den aktuellen Netzphasenspannungsmomentanwerten auch einen Strom führen kann.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung nach Anspruch 1 beschreibt der Patentanspruch 4. Hierbei wird die wechseispannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung so mit der Dreiphasendiodenbrücke integriert, dass für jede Phase ein integrierter Brückenzweig mit einem an die zugehörige an die zugehörige Ausgangsphasenklemme des netzseitigen Tiefpassfilters gelegten Wechselspannungsausgang, einem an die zugehörige Phasenklemme der Sternschaltung von Induktivitäten gelegten Wechselspannungsausgang und einem positiven und einem negativen Ausgang resultiert, wobei die positiven Ausgänge der Brückenzweige aller drei Phasen verbunden und mit der

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Eingangsklemme des gleichspannungsseitigen oberen elektronischen Schalters verbunden werden und analog die negativen Ausgänge der Brückenzweige verbunden und an den Ausgang des gleichspannungsseitigen unteren elektronischen Schalters gelegt werden.

Der Brückenzweig wird dann durch eine obere Serienschaltung von zwei Dioden welche vom Wechselspannungseingang in Stromflussrichtung gegen die positive Ausgangsklemme des Brückenzweiges gelegt wird und eine untere Serienschaltung von zwei Dioden welche von der negativen Ausgangskilemme des _Brückenzweiges in Stromflussrichtung gegen den Wechselspannungseingang gelegt wird gebildet, wobei weiters vom Schaltungspunkt zwischen den beiden oberen Dioden abzweigend ein oberer elektronsicher Schalter in Stromflussrichtung gegen den Wechselspannungsausgang des Brückenzweiges geschaltet wird und schliesslich ein weiterer unterer elektronischer Schalter vom Wechselspannungsausgang in Stromflussrichtung gegen den Schaltungspunkt zwischen den beiden unteren Dioden angeordnet ist, wobei über beiden elektronischen Schaltern antiparallele Dioden gelegt werden um nach dem Abschalten der Schalter am Ende des Aufmagnetisierungsintervalls eine Lieferung des in der Sternschaltung von Induktivitäten fliessenden Stromes in den Ausgangskondensator zu ermöglichen.

Eine hinsichtlich Funktionalität erweiterte Realisierung der Vorrichtung nach Anspruch 1 beschreibt der Patentanspruch 5.

Bei Speisung aktiver Lasten kann neben dem Leistungsbezug durch die Last auch eine Rückspeisung von Leistung aus der Last in den Ausgangskondensator auftreten. Um ein unzulässiges Ansteigen der Ausgangs- bzw. Lastspannung zu vermeiden sind dann gemäss dem Stand der Technik Überspannungsbegrenzungskreise, z.B. in Form gepulster Widerstände (bei Antrieben auch als Bremswiderstände bezeichnet) anzuordnen. Vorteilhaft kann hier alternativ die erfindungsgemässe Vorrichtung auch auf bidirektionalen Leistungsfluss erweitert werden.

Hiefür werden antiparallel zu den oberen und unteren Dioden der Dreiphasendiodenbrücke elektronische Rückspeiseschalter angeordnet und diese Schalter bei Forderung nach Rücklieferung einer definierten Leistung in das Dreiphasennetz gleich dem Leitmuster der Dioden der Dreiphasendiodenbrücke, welches für Bezug einer Leistung gleichen Betrages aus dem Netz auftreten würde, gesteuert. Anschaulich gesprochen wird dann eine Taktperiode in umgekehrter Richtung durchlaufen.

Nach Ablauf eines anfänglichen Sperrintervalls werden also der obere und der untere gleichspannungsseitige elektronische Schalter und der untere Rückspeiseschalter der Netzphase mit dem höchsten Phasenspannungsmomentanwert und der obere Rückspeiseschalter (antiparallel zur unteren Diode des Brückenzweiges liegend) der Phase mit dem kleinsten Phasenspannungsmomentanwert durchgeschaltet und in den beiden, an den Wechselspannungsklemmen der Brückenzweige angeschlossenen Induktivitäten für die Dauer des bei Leistungsbezug zweiten Abmagnetisierungsintervalls (hier entsprechend einem ersten Aufmagnetisierungsintervall) Strom aufgebaut. Anschliessend wird auch ein Schalter des bisher stromlosen Brückenzweiges geschlossen; weist die diesem Brückenzweig zugehörige Netzphasenspannung einen positiven Momentanwert auf, wird der untere Rückspeiseschalter und im Falle eines negativen Phasenspannungsmomentanwertes der obere Rückspeiseschalter geschlossen. So verbleiben für die Dauer des ersten Entmagnetisierungsintervalls (hier zweiten Aufmagnetisierungsintervalls) drei Rückspeiseschalter geschlossen und werden am Ende des zweiten Aufmagnetisierungsintervalls gleichzeitig ausgeschaltet; zu diesem Zeitpunkt werden auch der obere und der untere gleichspannungsseitige elektronische Schalter gesperrt. Unmittelbar darauf, d.h. nach einer kurzen Sicherheitszeit werden jene drei Schalter der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung geschlossen, welche eine Rückspeisung der in der Sternschaltung von Induktivitäten fliessenden Ströme in das Netz erlauben. Diese Phasenströme werden dann gegen die jeweiligen Phasenspannungen abgebaut und nach Nullwerden aller Ströme, d.h. nach Verstreichen der bei Leistungsbezug aus dem Netz als Aufmagnetisierungsintervall bezeichneten Zeitdauer (hier sinngemäss als Abmagnetisierungsintervall zu bezeichnen), also am Ende der Taktperiode die drei Schalter wieder geöffnet.

Anzumerken ist, dass neben den für die Stromrückspeisung benötigten Rückspeiseschaltern innerhalb des Abmagnetisierungsintervalls im Sinne eines leitverlustminimierenden Synchrongleichrichterbetriebes vorteilhaft auch die übrigen drei, zu den dann stromführenden Dioden der wechselspannungsseitigen Schaltvorrichtung parallel liegenden Schalter geschlossen werden können

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Allerdings setzt der Synchrongleichrichterbetrieb eine Ausführung der Schalter durch LeistungsMOSFETs voraus, welche im durchgeschalteten Zustand auch in inverser Richtung eine ohmsche Charakteristik aufweisen. Diese Synchrongleichrichterschalter sind jedoch mit Nullwerden der Ströme jedenfalls zu sperren, da sonst aufgrund der bidirektionalen Verbindung mit dem Tiefpassfilterausgang ein Stromaufbau im Sinne eines Leistungsbezuges aus dem Netz erfolgen würde.

Weiters ist darauf hinzuweisen, dass bei Leistungsbezug aus dem Netz die Rückspeiseschalter im Sinne eines Synchrongleichrichterbetriebs eingesetzt werden können, wobei innerhalb der Leitdauer einer Diode der Dreiphasendiodenbrücke immer der antiparallele Rückspeiseschalter geschlossen und unmittelbar vor, oder spätestens mit dem Nullwerden des Diodenstromes wieder geöffnet wird.

Eine für die Realisierung mehrere Gleichspannungsausgänge vorteilhafte Erweiterung der Vorrichtungen nach Anspruch 1 oder 5 beschreibt der Patentanspruch 6.

Hierbei werden zwischen der positiven und negativen Klemme der Dreiphasendiodenbrücke mehrere Ausgangskreise, jeweils bestehend aus gleichspannungsseitiger elektronischer Schaltvorrichtung und Serienschaltung von zwei Ausgangskondensatoren, parallel angeschlossen. Es wird dann innerhalb des ersten und/oder zweiten Abmagnetisierungsintervalls immer der obere und der untere gleichspannungsseitige elektronische Schalter eines Ausgangskreises geschlossen und so die zugehörige Serienschaltung von zwei Ausgangskondensatoren nachgeladen. Die Schalter aller übrigen Ausgangskreise bleiben dabei gesperrt. Insgesamt wird dann eine Aufmagnetisierungsdauer derart eingestellt, dass die am Ende des Aufmagnetisierungsintervalls in der Sternschaltung von Induktivitäten gespeicherte Energie ausreicht, alle Ausgangskreise mit der seitens der jeweiligen Last bezogenen Energie bzw. Leistung (im Mittel über eine Taktperiode) zu versorgen.

Eine weitere für die Realisierung mehrere Gleichspannungsausgänge vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtungen nach Anspruch 1 oder 5 beschreibt der Patentanspruch 7.

Hierbei werden die Induktivitäten der Sternschaltung in allen Phasen mit gleichen Wicklungsanzapfungen versehen und für jeden dreiphasigen Satz von Wicklungsanzapfungen (gekennzeichnete durch eine ausgehend vom Sternpunkt der Induktivitäten gezählter gleicher Windungszahl) eine eigene Dreiphasendiodenbrücke und ein eigener Ausgangskreis angeordnet. Verbleiben die elektronischen Schalter aller Ausgangskreise während der ersten und zweiten Entmagnetisierungsphase geschlossen, ergeben sich so Ausgangsspannungen entsprechend dem Windungszahlverhältnis der von den Ausgangskreisen abgegriffenen Teilwindungszahlen. Darüber hinaus ist eine Regelung der in einen Ausgangskreis gelieferten Leistung durch vorzeitiges Sperren der zugehörigen gleichspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung möglich, wobei jedoch innerhalb des ersten und zweiten Entmagnetisierungsintervalls jedenfalls immer die elektronische Schaltvorrichtung zumindest eines Ausgangskreises geschlossen sein muss und die Aufmagnetisierungsdauer derart eingestellt wird, dass die am Ende des Aufmagnetisierungsintervalls in der Sternschaltung gespeicherte Energie ausreicht, alle Ausgangskreise mit der seitens der jeweiligen Last bezogenen Energie bzw. Leistung (im Mittel über eine Taktperiode) zu versorgen.

Eine hinsichtlich Realisierung vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6 beschreibt der Patentanspruch 8.

Da der Sternpunkt der symmetrischen Sternschaltung von Induktivitäten nicht in die Systemfunktion einbezogen ist, kann erfindungsgemäss auch eine symmetrische Dreieckschaltung mit gleicher Ersatzinduktivität, d.h. um einen Faktor 1.732 (Wurzel aus 3) höherer Stranginduktivität Einsatz finden, wobei die Stranginduktivitäten magnetisch unabhängig, d.h. als Einzelinduktivitäten oder in magnetisch integrierter Form, d.h. mit Dreiphasenmagnetkern ausgeführt werden können. Hinsichtlich der Realisierung weist die Dreieckschaltung bei hohen Netzströmen ggf. Vorteile auf, da zwar höhere Induktivitätswerte, aber Wicklungen mit um einen Faktor 1.732 tieferer Strombelastbarkeit zu realisieren sind.

Aufzählung der Zeichnungen

Die Erfindung wird im Weiteren anhand von Zeichnungen näher erläutert.

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In Fig.2 ist der bei erfindungsgemässer Steuerung der Vorrichtung nach Fig.1 vorliegende Zeitverlauf charakteristischer Spannungen und Ströme sowie der Ansteuersignale der wechselspannungsseitigen und der gleichspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung für mehrere Taktperioden dargestellt.

Fig.3 zeigt den zeitlichen Verlauf der charakteristischen Spannungen und Ströme nach Fig.2 über eine volle Netzperiode, womit insbesondere der netzspannungsproportionale Verlauf der Einhüllenden der Phasenströme der Sternschaltung von Induktivitäten anschaulich deutlich wird.

Ausführung der Erfindung

Das in Fig.1 gezeigte unidirektionale Dreiphasen-Hoch-Tiefsetz-Gleichrichtersystem 1 wird aus einem Dreiphasennetz 2, dargestellt durch eine Sternschaltung von Sinusspannungsquellen 3,4,5 mit Sternpunkt 6 und Netzphasenklemmen 7,8,9 gespeist und weist eingangsseitig ein dreiphasiges Tiefpassfilter 10 auf, dessen Serieninduktivitäten 11,12,13 einseitig an den Netzphasenklemmen 7,8,9 liegen und mit ihren jeweils zweiten Enden an die Phaseneingänge 14,15,16 einer wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung 17 geführt sind, von welchen auch die Filterkondensatoren 18,19,20 des Tiefpassfilters 10 abzweigen, wobei die zweiten Enden der Filterkondensatoren 18,19,20 in einem Sternpunkt 21 verbunden sind, welcher einen künstlichen Netzsternpunkt bildet. Die wechselspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung 17 weist in jeder Phase einen Vierquadrantenschalter auf der erlaubt die Schaltvorrichtungsphaseneingänge 14,15,16 mit den zugehörigen Wechselspannungsphaseneingängen 22,23,24 einer Dreiphasendiodenbrücke 25 zu verbinden oder von diesen zu trennen, wobei der erste Vierquadrantenschalter 26 die Verbindung zwischen dem ersten Schaltvorrichtungsphaseneingang 14 und dem ersten Wechselspannungsphaseneingang 22, der zweite Vierquadrantenschalter 27 die Verbindung zwischen dem zweiten Schaltvorrichtungsphaseneingang 15 und dem zweiten Wechselspannungsphaseneingang 23 und schliesslich der dritte Vierquadrantenschalter 28 die Verbindung zwischen dem dritten Schaltvorrichtungsphaseneingang 16 und dem dritten Wechselspannungsphaseneingang 24 der Dreiphasendiodenbrücke 25 herstellt. Jeder Vierquadrantenschalter 26,27,28 wird in an sich bekannter Weise durch Gegenserienschaltung von zwei unipolaren elektronischen Schalter 29 und 30 mit antiparallelen Dioden 31 und 32 realisiert, wobei vorteilhaft eine Common-Source-Verbindung der elektronischen Schalter 29 und 30 gewählt wird, sodass der Verbindungspunkt 33 der Gegenserienschaltung ein gemeinsames Bezugspotential für die an die Steuereingänge 34,35 der elektronischen Schalter 29,30 gelegen Steuersignale bildet und somit beide Schalter durch dasselbe Ansteuersignal 36 angesteuert werden können. Die Dreiphasendiodenbrücke 25 wird durch, von den Wechselspannungsphaseneingängen 22,23,24 in Stromflussrichtung gegen eine positive Ausgangsklemme 37 der Dreiphasendiodenbrücke 25 gelegte obere Dioden 38,39,40 und durch von der negativen Ausgangsklemme 41 der Dreiphasendioden 25 in Stromflussrichtung gegen die Wechselspannungsphaseneingänge 22,23,24 geschalitete untere Dioden 42,43,44 gebildet. An die Wechselspannungsphaseneingänge 22,23,24 ist weiters eine Sternschaltung 45 von Induktivitäten 46,47,48 mit Sternpunkt 49 gelegt. Von der positiven Ausgangskiemme 37 der Dreiphasendiodenbrücke 25 wird ein oberer elektronischer Schalter 50 mit Steuereingang 51 in Stromflussrichtung gegen die positive Klemme 52 eines oberen Ausgangskondensators 53 und an der negativen Klemme 54 eines unteren Ausgangskondensators 55 ein unterer elektronischer Schalter 56 mit Steuereingang 57 in Stromflussrichtung gegen die negative Ausgangsklemme 41 der Dreiphasendiodenbrücke 25 gelegt, wobei der obere und der untere Ausgangskondensator 53 und 55 in Serie verschaltet sind und der Verbindungspunkt 58 beider Kapazitäten den kapazitiven Mittelpunkt der Ausgangsspannung der Vorrichtung 1 bildet, wobei die Ausgangsspannung zwischen einer, mit der positiven Klemme 52 des oberen Ausgangskondensators 53 verbundenen positiven Lastspannungsklemme 59 und einer, mit der negativen Klemme 54 des unteren Ausgangskondensators 55 verbundenen negativen Lastspannungsklemme 60 abgegriffen wird, und die Last 61 zwischen den Klemmen 59 und 60 angeordnet ist. Der obere und der untere elektronische Schalter 50 und 56 bilden eine gleichspannungsseitige Schaltvorrichtung 62, welche durch Anlegen gleicher Ansteuersignale an die Steuereingänge 51 und 57 der elektronischen Schalter 50 und 56 erlaubt, die Serienschaltung 63 des oberen und unteren Ausgangskondensators 53 und 55 zwischen die positive und negative Ausgangsklemme 37 und 41 der Dreiphasendiodenbrücke 25 zu schalten oder von der Dreiphasendiodenbrücke 25 zu trennen. Um unabhängig vom Schaltzustand der

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gleichspannungsseitigen Schaltvorrichtung 62 ein definiertes Potential des Mittelpunktes 58 der Ausgangsspannung gegenüber Erde, bzw. dem Netzsternpunkt 6 sicherzustellen und das Auftreten einer Gileichtaktspannung zu vermeiden, wird Ausgangsspannungsmittelpunkt 58 über eine Serienschaltung 64 eines Widerstandes 65 und eines Kondensators 66 mit dem Sternpunkt 21 der Filterkondensatoren 18,19,20 bzw. dem virtuellen Netzsternpunkt verbunden.

Ein, vorteilhaft zur Begrenzung der Sperrspannungsbelastung der elektronischen Schalter der gleichspannungsseitigen und wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung 17 und 62 zwischen der positiven Ausgangsklemme 37 der Dreiphasendiodenbrücke und dem kapazitiven Ausgangsspannungsmittelpunkt 58 angeordneter oberer Überspannungsbegrenzungskreis und ein zwischen dem kapazitiven Ausgangsspannungsmittelpunkt 58 und der der negativen Ausgangsklemme 41 der Dreiphasendiodenbrücke 25 angeordneter unterer Überspannungsbegrenzungskreis ist in Fig. 1 aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

In Fig.2 ist der bei erfindungsgemässer Steuerung der Vorrichtung nach Fig.1 auftretende Zeitverlauf charakteristischer Spannungen und Ströme sowie der Ansteuersignale der wechselspannungsseitigen und der gleichspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung 17 und 62 für mehrere Taktperioden über Zeitachsen 67 dargestellt, wobei eine Taktperiode 68, gebildet aus einem Aufmagnetisierungsintervall 69, einem ersten Entmagnetisierungsintervall 70, einem zweiten Entmagnetisierungsintervall 71 und einem Sperrintervall 72 durch Graufärbung des Hintergrundes hervorgehoben ist.

Im Sinne der Einfachheit werden im Weiteren für die Spannungen dieselben Bezeichnungen wie für die Schaltungspunkte an denen die Spannungen auftreten (bezogen auf den Netzsternpunkt 6) bzw. für die Ströme dieselben Bezeichnungen wie für die Elemente in welchen die Ströme fliessen verwendet.

Für die betrachtete Taktperiode 68 weist die Netzphasenspannungen 7 den positivsten und die Netzphasenspannung 9 den negativsten Momentanwert auf, Netzphase 8 zeigt einen mittleren leicht negativen Momentanwert. Wird nun am Beginn der Taktperiode 68 durch Anlegen eines gleichen positiven Steuersignals 36 an die elektronischen Schalter 26,27,28 der wechselspannungsseitigen Schaltvorrichtung 17 der Ausgang des Tiefpassfilters 10 mit den Wechselspannungseingängen 22,23,24 der Dreiphasendiodenbrücke 25 und somit auch mit der Sternschaltung 45 der Induktivitäten 46,47,48 verbunden, erfolgt in den Induktivitäten 46,47,48 ein der zugeordneten Netzphasenspannung 7,8,9 proportionaler Stromaufbau, womit am Ende des Aufmagnetisierungsintervalls 69 den Netzphasenspannungen 7,8,9 proportionale Stromspitzenwerte 73,74,75 erreicht werden. Werden nun die elektronischen Schalter 26,27,28 der wechselspannungsseitigen Schaltvorrichtung 17 durch Rücksetzen des Ansteuersignals 36 auf Null gesperrt, wird die Sternschaltung 45 der Induktivitäten 46,47,48 vom Tiefpassfilter 10 getrennt und der Stromfluss muss über die Dioden der Dreiphasendiodenbrücke 25 und die gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung 62 in die Serienschaltung 63 des oberen und unteren Ausgangskondensators 53 und 55 erfolgen. Um dies zu ermöglichen, werden unmittelbar nach dem Sperren der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung 17 der obere und der untere elektronische Schalter 50 und 56 durch Anlegen eines gleichen positiven Steuersignals 76 an die zugehörigen Steuereingänge 51 und 57 durchgeschaltet. Somit können sich nun die Ströme in den Induktivitäten 47 und 48 über die beiden oberen Dioden 39 und 40, den gleichspannungsseitigen oberen elektronischen Schalter 50 (siehe Fig.2) und die Serienschaltung 63 des oberen und unteren Ausgangskondensators 53 und 55 schliessen und letztendlich in Form des über den gleichspannungsseitigen unteren elektronischen Schalter 56 und die untere Diode 42 fliessenden Strom der Induktivität 46 zum freien Sternpunkt 49 der Induktivitäten 46,47,48 zurückfliessen. Es erfolgt so einerseits eine Gleichrichtung der Ströme in den Induktivitäten 46,47,48 und andererseits eine Entmagnetisierung der Induktivitäten gegen die Ausgangsspannung bzw. wird die in der Sternschaltung 45 gespeicherte magnetische Energie in die Ausgangskondensatoren 53 und 55 transferiert. Am Ende des ersten Entmagnetisierungsintervalis 70 wird der am Ende des Aufmagnetisierungsintervalls 69 kleinste Induktivitätsstrom, im hier betrachten Fall der Strom in Induktivität 47 zu Null und es folgt ein zweites Entmagnetisierungsintervall 71 innerhalb dessen nur die oberer Diode 40 und die untere Diode 42 der Drehstromdiodenbrücke 25 stromführend verbleiben und an dessen Ende die gesamte magnetische Energie der Sternschaltung 45 in die Ausgangskondensatoren 53 und 55 geliefert wurde. Damit ist unmittelbar einsichtig, dass der Energie- bzw. Leistungstransfer aus dem Dreiphasennetz 2 an den Ausgang der Vorrichtung 1 bzw. letztlich die sich über der Serienschaltung 63 der Kondensatoren 53 und 55 bei angeschlossener Last

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Die Stromaufnahme der Vorrichtung 1 aus dem Dreiphasennetz 2 wird durch die nach Tiefpassfilterung der, innerhalb des Aufmagnetisierungsintervalls 69 über die Vierquadrantenschalter 26,27,28 der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung 17 fliessenden Ströme bestimmt. Da diese Ströme Dreieckform mit gleicher, durch die Aufmagnetisierungsdauer bestimmter Basisbreite 69 und den zugeordneten Netzphasenspannungen 7,8,9 proportionale Spitzenwerte 73,74,75 aufweisen, resultieren nach Tiefpassfilterung, d.h. letztlich nach Bildung der lokalen Mittelwerte der Ströme 28,29,30 über Taktperioden 68 gleicher Breite (konstante Taktfrequenz) ebenfalls den Netzphasenspannungen 7,8,9 proportionale, in den Induktivitäten 11, 12,13 des Tiefpassfilters 10 fliessende Netzphasenströme.

Die Proportionalität der Netzphasenspannungen 7,8,9 und der Stromspitzenwerte 72,73,74 wird durch die in Fig.3 gezeigte Darstellung der Strom- und Spannungsverläufe aus Fig.2 für eine gesamte Netzperiode anschaulich deutlich. Das in Fig.2 betrachtet Taktintervall ist auch in Fig.3 durch Graufärbung des Hintergrundes hervorgehoben. Die Stromspitzenwerte 73,74,75 folgen punktiert dargestellten Einhüllenden wobei der Strom- und Spannungsmassstab zu Veranschaulichung so gewählt wurde, dass die Einhüllenden 73,74,75 dieselbe Amplitude wie die Netzphasenspannungen 7,8,9 aufweisen.

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Claims

1. Vorrichtung zur Konversion eines dreiphasigen Spannungssystems (3,4,5) in eine Gleichspannung welche ein Tiefpassfilter (10), elektronische Vierquadrantenschalter (26,27,28), eine Dreiphasendiodenbrücke (25), eine Sternschaltung von Induktivitäten (45) und elektronische Schalter (50,56) und Ausgangskondensatoren (53,55) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) aus einem Dreiphasennetz (2) mit Netzphasenklemmen (7,8,9) gespeist wird und eingangsseitig ein dreiphasiges Tiefpassfilter (10) aufweist, dessen Serieninduktivitäten (11,12,13) einseitig an den Netzphasenklemmen (7,8,9) liegen und mit ihren jeweils zweiten Enden an die Phaseneingänge (14,15,16) einer wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung (17) geführt sind, von welchen auch die Filterkondensatoren (18,19,20) des Tiefpassfilters (10) abzweigen, wobei die zweiten Enden der Filterkondensatoren (18,19,20) in einem Sternpunkt (21) verbunden sind, welcher einen künstlichen Netzsternpunkt bildet, und die wechselspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung (17) in jeder Phase einen Vierquadrantenschalter aufweist der erlaubt die Schaltvorrichtungsphaseneingänge (14,15,16) mit den zugehörigen Wechselspannungsphaseneingängen (22,23,24) einer Dreiphasendiodenbrücke (25) zu verbinden oder von diesen zu trennen, wobei der erste Vierquadrantenschalter (26) die Verbindung zwischen dem ersten Schaltvorrichtungsphaseneingang (14) und dem ersten Wechselspannungsphaseneingang (22), der zweite Vierquadrantenschalter (27) die Verbindung zwischen dem zweiten Schaltvorrichtungsphaseneingang (15) und dem zweiten Wechselspannungsphaseneingang (23) und schliesslich der dritte Vierquadrantenschalter (28) die Verbindung zwischen dem dritten Schaltvorrichtungsphaseneingang (16) und dem dritten Wechselspannungsphaseneingang (24) der Dreiphasendiodenbrücke (25) herstellt und jeder Vierquadrantenschalter (26,27,28) in an sich bekannter Weise durch eine Gegenserienschaltung von zwei unipolaren elektronischen Schaltern (29) und (30) mit antiparalielen Dioden (31) und (32) realisiert wird, wobei der Verbindungspunkt (33) der Gegenserienschaltung ein gemeinsames Bezugspotential! für die an die Steuereingänge (34,35) der elektronischen Schalter (29,30) gelegten Steuersignale bildet und somit beide Schalter durch dasselbe Ansteuersignal (36) angesteuert werden können und die Dreiphasendiodenbrücke (25) durch, von den Wechselspannungsphaseneingängen (22,23,24) in Stromflussrichtung gegen eine positive Ausgangsklemme (37) der Dreiphasendiodenbrücke (25) gelegte obere Dioden (38,39,40) und durch von der negativen Ausgangsklemme (41) der Dreiphasendioden (25) in Stromflussrichtung gegen die Wechseilspannungsphaseneingänge (22,23,24) geschaltete untere Dioden (42,43,44) gebildet wird und an die Wechselspannungsphaseneingänge (22,23,24) weiters eine Sternschaltung (45) von Induktivitäten (46,47,48) mit Sternpunkt (49) gelegt wird und von der positiven Ausgangsklemme (37) der Dreiphasendiodenbrücke 25 wird ein oberer elektronischer Schalter (50) mit Steuereingang (51) in Stromflussrichtung gegen die positive Klemme (52) eines oberen Ausgangskondensators (53) und von der negativen Klemme (54) eines unteren Ausgangskondensators (55) ein unterer elektronischer Schalter (56) mit Steuereingang (57) in Stromflussrichtung gegen die negative Ausgangsklemme (41) der Dreiphasendiodenbrücke (25) gelegt wird, wobei der obere und der untere Ausgangskondensator (53) und (55) in Serie verschaltet sind und der Verbindungspunkt (58) beider Kondensatoren den kapazitiven Mittelpunkt der Ausgangsspannung bildet, welche zwischen einer, mit der positiven Klemme (52) des oberen Ausgangskondensators (53) verbundenen positiven Lastspannungsklemme (59) und einer, mit der negativen Klemme (54) des unteren Ausgangskondensators (55) verbundenen negativen Lastspannungsklemme (60) auftritt und die Last (61) zwischen den Klemmen (59) und (60) angeordnet ist, wobei der obere und der untere elektronischen Schalter (50) und (56) eine gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung (62) bilden, welche durch Anlegen eines gleichen Ansteuersignals (76) an die Steuereingänge (51) und (57) der elektronischen Schalter (50) und (56) erlaubt, die Serienschaltung (63) des oberen und unteren Ausgangskondensators (53) und (55) zwischen die positive und negativen Ausgangsklemme (37) und (41) der Dreiphasendiodenbrücke (25) zu schalten oder von der Dreiphasendiodenbrücke (25) zu trennen, wobei, um unabhängig vom Schaltzustand der gleichspannungsseitigen Schaltvorrichtung (62) ein definiertes Potential des Mittelpunktes (58) der Ausgangsspannung gegenüber dem geerdeten Netzsternpunkt (6) sicherzustellen der Verbindungspunkt (58) des oberen und unteren Ausgangskondensators (53) und (55) über eine Serienschaltung (64) eines Widerstandes (65) und einer Kapazität (66) mit dem, einen virtuellen Netzsternpunkt bildenden Sternpunkt (21) der Filterkondensatoren (18,19,20) verbunden ist, und zur Begrenzung der Sperrspannungsbelastung der gleichspannungsseitigen und wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung (17) und (62) zwischen der positiven Ausgangsklemme (37) der Dreiphasendiodenbrücke (25) und dem kapazitiven Ausgangsspannungsmittelpunkt (58) ein oberer Überspannungsbegrenzungskreis und ein zwischen dem kapazitiven Ausgangsspannungsmittelpunkt (58) und der negativen Ausgangsklemme (41) der Dreiphasendiodenbrücke (25) ein unterer

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Überspannungsbegrenzungskreis vorgesehen wird und am Beginn der Taktperiode (68) durch Anlegen eines gleichen positiven Steuersignals (36) an die Vierquadrantenschalter (26,27,28) der wechselspannungsseitigen Schaltvorrichtung (17) der Ausgang des Tiefpassfilters (10) mit der Sternschaltung (45) der Induktivitäten (46,47,48) verbunden wird, womit am Ende des Aufmagnetisierungsintervalls (69) den Netzphasenspannungen (7,8,9) proportionale Stromspitzenwerte (73,74,75) erreicht werden und die Schalter (26,27,28) der wechselspannungsseitigen elektronische Schaltvorrichtung (17) am Ende des Aufmagnetisierungsintervalls (69) gesperrt und unmittelbar darauffolgend der obere und der untere elektronische Schalter (50) und (56) der gleichspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung (62) durch Anlegen eines gleichen positiven Steuersignals (76) durchgeschaltet werden und damit der durch die Induktivitäten (46,47,48) eingeprägte Stromfluss über die Dioden der Dreiphasendiodenbrücke (25) und die gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung (62) in die Serienschaltung (63) des oberen und unteren Ausgangskondensators 53 und (55) fortgesetzt werden kann und damit die in der Sternschaltung 45) gespeicherte magnetische Energie innerhalb eines ersten und zweiten Entmagnetisierungsintervalis (70) und (71) in die Ausgangskondensatoren transferiert wird und so die sich über der Serienschaltung (63) der Kondensatoren (53) und (55) bei angeschlossener Last (61) einstellende Gleichspannung durch die Länge des Aufmagnetisierungsintervalls (69) gesteuert werden kann, wobei nach Ende der zweiten Entmagnetisierungsintervalls (71) die Induktivitäten (46,47,48) für ein Sperrintervall (72) bis zum Beginn der nächsten Taktperiode stromios verbleiben und die gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung (62) nach der vollständigen Entmagnetisierung der Induktivitäten (46,47,48) oder jedenfalls unmittelbar vor dem erneuten Einschalten der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung (17) durch Zurücksetzen des Steuersignals (76) auf Null gesperrt wird, wobei die Stromaufnahme der Vorrichtung (1) aus dem Dreiphasennetz (2), d.h. die in den Induktivitäten (11, 12,13) des Tiefpassfilters (10) fliessende Netzphasenströme durch die lokalen Mittelwerte der innerhalb des Aufmagnetisierungsintervalis (69) über die Vierquadrantenschalter (26,27,28) der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung (17) fliessenden Ströme bestimmt wird, und einen den zugeordneten Netzphasenspannungen (7,8,9) proportionalen Verlauf aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die wechselspannungs-seitige elektronische Schaltvorrichtung (17) derart in die Dreiphasendiodenbrücke (25) integriert wird, dass für jede Phase ein integrierter Brückenzweig mit einem an die zugehörige Ausgangsklemme (14,15,16) des netzseitig vorgeschalteten Tiefpassfilters (10) gelegten Wechselspannungseingang, einem an die zugehörige Phasenklemme der Sternschaltung (45) von Induktivitäten (46,47,48) gelegten Wechselspannungsausgang (22,23,24) und einem positiven und einem negativen Ausgang vorgesehen wird, wobei die positiven Ausgänge der integrierten Brückenzweige aller drei Phasen verbunden und mit der Eingangsklemme (37) des oberen elektronischen Schalters (50) verbunden werden und analog die negativen Ausgänge der integrierten Brückenzweige ebenfalls verbunden und an den Ausgang (41) des unteren elektronischen Schalters (56) gelegt werden und die integrierten Brückenzweige für jede Phase gleich durch eine Einphasendiodenbrücke und eine zwischen deren Gleichspannungsklemmen in Stromflussrichtung angeordneten abschaltbaren elektronischern Schalter gebildet werden, wobei eine Wechselspannungseingangsklemme der Einphasendiodenbrücke den Wechselspannungseingang (14) oder (15) oder (16) und die zweite Wechselspannungsklemme der Einphasendiodenbrücke den Wechselspannungsausgang (22) oder (23) oder (24) des integrierten Brückenzweiges bildet und von der positiven Ausgangsklemme der Einphasendiodenbrücke eine obere Diode (38) oder (39) oder (40) in Stromflussrichtung gegen den positiven Ausgang des Brückenzweiges geschaltet wird und eine weitere untere Diode (42) oder (43) oder (44) vom negativen Ausgang des Brückenzweiges gegen die negative Ausgangsklemme der Einphasendiodenbrücke gelegt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die wechselspannungs-seitige elektronische Schaltvorrichtung (17) derart in die Dreiphasendiodenbrücke (25) integriert wird, dass für jede Phase ein integrierter Brückenzweig mit einem an die zugehörige Ausgangsklemme (14,15,16) des netzseitig vorgeschalteten Tiefpassfilters (10) gelegten Wechselspannungseingang, einem an die zugehörige Phasenklemme der Sternschaltung (45) von Induktivitäten (46,47,48) gelegten Wechselspannungsausgang (22,23,24) und einem positiven und einem negativen Ausgang vorgesehen wird, wobei die positiven Ausgänge der integrierten Brückenzweige aller drei Phasen verbunden und mit der Eingangsklemme (37) des oberen elektronischen Schalters (50) verbunden werden und analog die negativen Ausgänge der integrierten Brückenzweige ebenfalls verbunden und an den Ausgang (41) des unteren elektronischen Schalters (56) gelegt werden und die integrierten

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Brückenzweige für jede Phase gleich durch eine obere Serienschaltung von zwei Dioden weiche vom Wechselspannungsausgang (22) oder (23) oder (24) in Stromflussrichtung gegen die positive Ausgangsklemme des Brückenzweiges gelegt wird und eine untere Serienschaltung von zwei Dioden weiche von der negativen Ausgangsklemme des Brückenzweiges in Stromflussrichtung gegen den Wechselspannungsausgang (22) oder (23) oder (24) gelegt wird, und weiters vom Schaltungspunkt zwischen den beiden oberen Dioden abzweigend ein oberer elektronsicher Schalter in Stromflussrichtung gegen den Wechselspannungseingang (14) oder (15) oder (16) des Brückenzweiges geschaltet wird und schliesslich ein weiterer unterer elektronischer Schalter in Stromflussrichtung vom Wechselspannungseingang (14) oder (15) oder (16) gegen den Schaltungspunkt zwischen den beiden unteren Dioden angeordnet wird, wobei vorteilhaft jeweils nur derjenige elektronische Schalter eines Brückenzweiges durchgeschaltet wird, der bei den aktuellen Netzphasenspannungsmomentanwerten auch einen Strom führen kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die wechselspannungs-seitige elektronische Schaltvorrichtung (17) derart in die Dreiphasendiodenbrücke (25) integriert wird, dass für jede Phase ein integrierter Brückenzweig mit einem an die zugehörige Ausgangsklemme (14,15,16) des netzseitig vorgeschalteten Tiefpassfilters (10) gelegten Wechselspannungseingang, einem an die zugehörige Phasenklemme der Sternschaltung (45) von Induktivitäten (46,47,48) gelegten Wechselspannungsausgang (22,23,24) und einem positiven und einem negativen Ausgang vorgesehen wird, wobei die positiven Ausgänge der integrierten Brückenzweige aller drei Phasen verbunden und mit der Eingangskiemme (37) des oberen elektronischen Schalters (50) verbunden werden und analog die negativen Ausgänge der integrierten Brückenzweige ebenfalls verbunden und an den Ausgang (41) des unteren elektronischen Schaliters (56) gelegt werden und die integrierten Brückenzweige für jede Phase gleich durch eine obere Serienschaltung von zwei Dioden welche vom Wechselspannungseingang (14) oder (15) oder (16) in Stromflussrichtung gegen die positive Ausgangsklemme des Brückenzweiges gelegt wird und eine untere Serienschaltung von zwei Dioden welche von der negativen Ausgangsklemme des Brückenzweiges in Stromflussrichtung gegen den Wechselspannungseingang (14) oder (15) oder (16) gelegt wird, und weiters vom Schaltungspunkt zwischen den beiden oberen Dioden abzweigend ein oberer elektronsicher Schalter in Stromflussrichtung gegen den Wechselspannungsausgang (22) oder (23) oder (24) des Brückenzweiges geschaltet wird und schliesslich ein weiterer unterer elektronischer Schalter vom Wechselspannungsausgang (22) oder (23) oder (24) in Stromflussrichtung gegen den Schaltungspunkt zwischen den beiden unteren Dioden gelegt wird, wobei über beiden elektronischen Schaltern antiparallele Dioden angeordnet sind um nach dem Abschalten der elektronischen Schalter aller integrierten Brückenzweige am Ende des Aufmagnetisierungsintervalls eine Lieferung des Stromes in der Sternschaltung (45) von Induktivitäten in die Serienschaltung (63) der Ausgangskondensatoren (53) und (55) zu ermöglichen, wobei vorteilhaft innerhalb des Aufmagnetisierungsintervalls (69) jeweils nur derjenige elektronische Schalter eines Brückenzweiges durchgeschaltet wird, der bei den aktuellen Netzphasenspannungsmomentanwerten auch einen Strom führen kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass antiparalle! zu den Dioden (38,39,40,42,43,44) der Dreiphasendiodenbrücke (25) elektronische Rückspeiseschalter angeordnet und diese Rückspeiseschalter bei Forderung nach Rücklieferung von Leistung in das Dreiphasennetz (2) gleich dem Leitmuster der Dioden (38,39,40,42,43,44) der Diodenbrücke (25), welches für Bezug einer Leistung gleichen Betrages aus dem Netz auftreten würde gesteuert werden und somit eine Taktperiode verglichen mit dem Bezug von Leistung aus dem Dreiphasennetz (2) in umgekehrter Richtung durchlaufen wird, d.h. nach Ablauf eines anfänglichen Sperrintervalls (72) der obere und der untere gleichspannungsseitige elektronische Schalter und der untere Rückspeiseschalter der Netzphase (7) oder (8) oder (9) mit dem höchsten Phasenspannungsmomentanwert und der obere Rückspeiseschalter der Netzphase (7) oder (8) oder (9) mit dem kleinsten Phasenspannungsmomentanwert durchgeschaltet und somit in den beiden, an den Wechselspannungsklemmen der zugehörigen Brückenzweige angeschlossenen Induktivitäten für die Dauer des bei Leistungsbezug zweiten Abmagnetisierungsintervalls (71) Strom aufgebaut wird und anschliessend auch ein Rückspeiseschalter des bisher stromlosen Brückenzweiges geschlossen wird, wobei, falls die diesem Brückenzweig zugehörige Netzphasenspannung einen positiven Momentanwert aufweist, der untere Rückspeiseschalter und im Falle eines negativen Phasenspannungsmomentanwertes der obere Rückspeiseschalter geschlossen wird, und so für die Dauer des bei Leistungsbezug ersten Entmagnetisierungsintervalls (70) drei Rückspeiseschaiter geschlossen sind und mit dem gleichzeitigen Ausschalten der drei Rückspeiseschalter auch der obere und der untere gleichspannungsseitige elektronische Schalter (50) und (56) gesperrt wird und unmittelbar darauf jene

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drei Schalter der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung (17) geschlossen werden, welche eine Rückspeisung der dann in der Sternschaltung (45) von Induktivitäten (46,47,48) fliessenden Ströme in den Ausgang des Tiefpassfilter (10) und im lokalen Mittel über eine Taktperiode (68) schliesslich in das Dreiphasennetz (2) bewerkstelligen können, wobei die Phasenströme gegen die jeweiligen Phasenspannungen (7,8,9) abgebaut werden und nach Nullwerden aller Ströme, d.h. nach Verstreichen der bei Leistungsbezug aus dem Netz als Aufmagnetisierungsintervall (69) bezeichneten Zeitdauer, also nach Verstreichen einer Taktperiode die drei geschlossenen Schalter der wechselspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung (17) geöffnet werden.

6. Vorrichtungen nach Anspruch 1 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der positiven und negativen Ausgangsklemme (37) und (41) der Dreiphasendiodenbrücke (25) mehrere Ausgangskreise, jeweils bestehend aus einer ausgangsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung (62) und einer Serienschaltung (63) von Ausgangskondensatoren (53) und (55) parallel angeschlossen sind wobei dann innerhalb des ersten und/oder zweiten Entmagnetisierungsintervalis (70) oder (71) immer der obere und der untere gleichspannungsseitige elektronische Schalter (50) und (56) eines Ausgangskreises geschlossen ist und so die zugehörige Serienschaltung (63) von Ausgangskondensatoren (53) und (55) nachgeladen wird und die Schalter aller übrigen Ausgangskreise dabei gesperrt verbleiben und die Dauer des Aufmagnetisierungsintervalls (69) derart eingestellt wird, dass die am Ende des Aufmagnetisierungsintervalls (69) in der Sternschaltung (45) von Induktivitäten (46,47,48) gespeicherte Energie genau ausreicht, alle Ausgangskreise mit der seitens der jeweiligen Last (61) im Mittel über eine konstante Taktperiode (68) benötigten Energie zu versorgen.

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7. Vorrichtungen nach Anspruch 1 oder 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Induktivitäten (46,47,48) der Sternschaltung (45) in allen Phasen mit gleichen Wicklungsanzapfungen versehen und für jeden dreiphasigen Satz von Wicklungsanzapfungen, charakterisiert durch eine ausgehend vom Sternpunkt (49) der Induktivitäten (46,47,48) gezählte gleiche Windungszahl eine eigene Dreiphasendiodenbrücke (25) und eine eigene gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung (62) und eine eigene Serienschaltung (63) von Ausgangskondensatoren (53) und (55) angeordnet wird und die elektronischen Schalter aller Ausgangskreise während des ersten und zweiten Entmagnetisierungsintervalls (70) und (71) durchgeschaltet verbleiben und sich so Ausgangsspannungen der einzelnen Ausgangskreise entsprechend dem Windungszahlverhältnis der von den Ausgangskreisen abgegriffenen Teilwindungszahlen ergeben und darüber hinaus eine Regelung der in einen Ausgangskreis gelieferten Leistung durch vorzeitiges Sperren der zugehörigen gleichspannungsseitigen elektronischen Schaltvorrichtung (62) möglich ist, wobei jedoch innerhalb des ersten und zweiten Entmagnetisierungsintervalls (70) und (71) jedenfalls immer die gleichspannungsseitige elektronische Schaltvorrichtung (62) zumindest eines Ausgangskreises geschlossen bleiben muss und die Länge des Aufmagnetisierungsintervalls (69) derart eingestellt wird, dass die am Ende des Aufmagnetisierungsintervalls (69) in der Sternschaltung (45) gespeicherte Energie genau ausreicht, alle Ausgangskreise mit der seitens der jeweiligen Last (61) im Mittel über eine konstante Taktperiode (68) benötigten Energie zu versorgen.

8. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass anstelle der Sternschaltung (45) von Induktivitäten (46,47,48) eine symmetrische Dreieckschaltung mit Phasenklemmen (22,23,24) und einer der Sternschaltung (45) gleichen Ersatzinduktivität Einsatz findet.

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