Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum elektronischen Regeln von Wechselspannungen. Bei den in Betracht kommenden Wechselspannungen handelt es sich um solche, die in öffentlichen Stromversorgungsnetzen gebräuchlich sind. Die typische Frequenz in Europa beträgt 50 Hz, in den U.S.A. und anderen Ländern zum Beispiel 60 Hz. Für bestimmte Sonderstromnetze werden Frequenzen um 400 Hz benützt. Grundsätzlich aber bezieht sich die Erfindung auf eine Wechselspannungsregelung, die je nach Auslegung zwischen einer Spannungsfrequenz von Null bis hinauf auf 10 kHz anwendbar ist. Die Grössenordnung der Netzspannung bewegt sich dabei in den öffentlichen Netzwerken stets auf einem Nennspannungs-Wert zwischen Null und 500 Veff.
Herkömmlich wird die Wechselspannung für Stromverbraucher hauptsächlich durch Phasenanschnittsteuerungen, durch Wechselrichterschaltungen oder mittels Schwingungspaket-Steuerungen geregelt. Bei der weitaus am häufigsten angewendeten Phasenanschnittsteuerung wird die Spannung reguliert, indem ein gewisser Teil der Phase weggeschnitten wird, was eine Unstetigkeitsstelle im Spannungsverlauf bewirkt. Dadurch werden viele Oberwellen oder Oberschwingungen induziert, die sich aus den Fourier-Transformationen herleiten lassen. Beim Anschluss von derart geregelten elektrischen Stormverbrauchern an das Netz treten deshalb unerwünschte Netzrückwirkungen auf, die sich negativ auf die Qualität des Stromversorgungsnetzes auswirken. Die Wechselspannungs-Sinuskurve des Stormversorgungsnetzes wird von diesen zum Teil hochfrequenten Oberwellen bzw.
Oberschwingungen überlagert und gewissermassen verschmutzt. Die Elektrizitätswerke benützen aber für Rundsteuerungen überlagerte Wechselspannungssignale höherer Frequenz, zum Beispiel im Bereich von 100 Hz bis 2 kHz. Werden jedoch der Sinus-Kurve der Nenn-Wechselspannung durch solchermassen geregelte Geräte zuviele Oberwellen in diesem Frequenzbereich überlagert, so können solche Steuerungssignale nicht mehr richtig detektiert werden, wodurch die Steuerung versagt. Herkömmlich werden die Oberwellen mittels Saugkreisen weitgehend unterdrückt. Es handelt sich dabei um kostspielige Serieresonanzkreise aus seriell geschalteten Kapazitäten und Induktivitäten, die in jede Phase einem Gerät vorgeschaltet werden. Die Oberwellen und Unstetigkeitsstellen im Spannungsverlauf bilden aber auch Störquellen für Funkübertragungen.
Zur Eliminierung dieser störenden Einflüsse werden Störfilter eingesetzt. Ein weiterer Nebeneffekt der Phasenanschnittsteuerung ist der Blindstrom, welcher je nach Phasenwinkel zwischen Storm und Spannung dem Netz entzogen wird. Dieser Strom belastet das Energie-Verteilnetz unnötig und er muss deshalb in Grenzen gehalten werden. Ab gewissen Grenzen werden deshalb aufwendige Blindstromkompensationsanlagen mit Tonfrequenzsperren eingesetzt. Dabei handelt es sich im wesentlichen um parallel geschaltete Kapazitäten und Entkopplungs-Induktivitäten, mittels denen die Blindleistung annähernd auf Null gebracht wird. Zudem werden auch eigens Blindleistungszähler installiert, damit die bezogene Blindleistung verrechnet werden kann.
Eine zweite bekannte Art der Wechselspannungsregelung erfolgt mittels eines sogenannten Variacs mit optionalem Stellmotor. Dieses ist eine elektromechanische Vorrichtung. Sie erlaubt nur eine geringe Einstellgeschwindigkeit und ist heute überdies aus Preis- und Platzgründen verdrängt worden. Einzig zu Laborzwecken findet sie noch Anwendung.
Eine weitere Möglichkeit, Wechselspannungen zu regulieren, bietet der Wechselrichter. Dieses ist ein Gerät, das zuerst eine Gleichspannung erzeugt, also die Wechselspannung mittels einer Gleichrichter-Kondensatorschaltung bearbeitet, und dann mit einem Wechselrichter eine regelbare ein- oder dreiphasige Wechselspannung mit regelbarer Frequenz erzeugt. Solche Wechselrichter erzeugen aber vorallem wegen ihrer GleichrichterKondensator-Schaltung Oberwellen, die dann wiederum ab gewissen Grenzen mittels speziell angelegter Saugkreise eliminiert werden müssen. Wechselrichter sind ausserdem relativ teuer in bezug auf den Materialpreis.
Schliesslich sind noch elektronische Wechselspannungs-Schalter zu erwähnen. Es existieren einige Schaltungen, die mit Hilfe eines Grätzgleichrichters und eines Transistors ermöglichen, eine Wechselspannung zu schalten. Ein solcher Wechselspannungs-Schalter wird jedoch bisher bloss als Relaisschalter-Ersatz verwendet.
In den letzten Jahren ist die Auslastung des elektrischen Stromversorgungsnetzes allgemein immer grösser geworden. Es wurde dadurch unerlässlich, die gesetzlichen Zulässigkeits-Grenzen für Oberwellen, die insbesondere infolge von Wechselspannungsregulierungen induziert und ins Netz übertragen werden, zunehmend zu verschärfen. In verschiedenen Ländern existieren eigens Kommissionen, welchen die Festlegung solcher Grenzwerte obliegt. In Europa kennt man diesbezüglich etwa die in Fachkreisen bekannte europäische Norm EN 60 555 1-3. Fachleute von verschiedenen Elektrizitätswerken sehen allgemein mit Besorgnis auf die wachsende Anzahl elektronisch geregelter Geräte, deren Spannungsregelung auf dem Phasenanschnitt-Prinzip beruhen. Gegenwärtig arbeiten verschiedene einschlägige Kommissionen der Elektrizitätswirtschaft an der gesetzlichen Festlegung weiter verschärfter Grenzwerte.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln von Wechselspannungen ab dem öffentlichen Verteilernetz zu schaffen, welche die eingangs erwähnten Probleme löst. Im besonderen soll das erfindungsgemässe Verfahren und die Vorrichtung zu dessen Ausübung eine Wechselspannungs-Regelung ermöglichen, die den Bezug von Blindleistung aus dem Netz eliminiert und das Auftreten von Oberwellen vermeidet.
Diese Aufgabe wird gelöst von einem Verfahren zum Regeln von Wechselspannungen ab dem öffentlichen Verteilernetz, bei dem die Eingangsspannung mittels einer Pulsweitenmodulation und anschliessender Filtrierung direkt in eine Ausgangswechselspannung geregelt wird, die innerhalb der Hüllkurve der Eingangswechselspannung liegt.
Die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass zwischen den Klemmen der Eingangsspannung wenigstens zwei Wechselspannungs-Schaltelemente vorhanden sind, zwischen denen die Ausgangsspannung abgegriffen wird, wobei diese Schaltelemente zur Pulsweitenmodulation wechselweise aktivierbar sind.
Die Vorrichtung und das Verfahren arbeiten verlustarm. Es werden dabei keine harmonischen Netzoberwellen erzeugt und es wird keine zusätzliche Blindleistung bezogen. Für spezifische Lasten (z.B. Leuchtstoffröhren Anlagen) ist durch eine spezielle Wahl der Ausgangskurvenform (mittels Modulation) sogar eine teilweise Oberwellenkompensation der Last möglich.
Die erfindungsgemässe Spannungsregulierung kann ganz allgemein zur Regelung von Wechselspannung verwendet werden, so auch insbesondere etwa als Spannungskonstanthalter und als Dreiphasenspannungsregler. Sie eignet sich zum Beispiel für die Lichtregelung, zur Regelung von Motoren, sowie als Sanftanlaufregelung. Ihre Vorteile liegen für den Anwender in einer Einsparung von Energiekosten durch eine zum Beispiel im Fall von Leuchtstoffröhren kaum spürbare Reduzierung der Lichtintensität. Weiter kann mit einer verlängerten Lebensdauer der Startgeräte und Leuchtstoffröhren infolge Reduktion der Betriebsspannung gerechnet werden. Ausserdem werden keine Saugkreise mehr für die Unterdrückung von Oberwellen benötigt.
Weiter werden keine zusätzlichen Blindstrom-Kompensationsanlagen benötigt, das heisst es können im Vergleich zu phasenanschnitt-geregelten Geräten kleinere Blindstrom-Kompensationsanlagen eingesetzt werden.
Für die Elektrizitätswirtschaft hilft die erfindungsgemässe Spannungsregulierung, wenn sie in grösserem Umfang eingesetzt wird, Energie zu sparen, die Netzauslastung zu optimieren und bezüglich der Oberwellen ein ströungsfreieres Netz zu erhalten.
Nachfolgend wird der Aufbau einer bespielsweisen erfindungsgemässen Vorrichtung anhand von schematischen Darstellungen beschrieben und die Funktion des erfindungsgemässen Verfahrens wird daran erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1: Ein Prinzipschema der erfindungsgemässen Vorrichtung;
Fig. 2: Den Wechselspannungs-Umschalter aus Fig. 1 in seinem inneren Aufbau;
Fig. 3: eine anderer Aufbau eines Wechselspannungs-Umschalters mit Grätz-Gleichrichtern.
Der grundsätzliche Aufbau der erfindungsgemässen Vorrichtung zeigt Fig. 1. Die eingangsseitige Wechselspannung Uin wird vorerst im Eingangsfilter 1, das hier beispielsweise aus zwei parallel geschalteten Kapazitäten C und einer zwischen sie geschalteten Induktivität L besteht, gefiltert. Anschliessend an das Eingangsfilter 1 ist ein bidirektionales Umschaltelement 2 zwischen den Klemmen der Eingangsspannung angeordnet. Die Operationsgrundlage des Gerätes ist eine direkte Pulsweitenmodulation der Wechselspannung mit speziell beschalteten schnellen Wechselspannungs-Schaltelementen im Innern des Umschaltelementes 2. Damit ist ein Leistungsumschalter gebildet, der für die Regelung beliebiger Lasten von Null bis ca. 50 kW/kVA geeignet ist.
Die eingangsseitige Wechselspannung Uin wird also gefiltert und dann auf den schnellen Leistungsumschalter 2 geführt, der eine Pulsweitenmodulation durchführt. Dieses pulsweitenmodulierte Signal wird mit Hilfe eines weiteren, nachgeschalteten Filters 3 wieder in eine praktisch rippelfreie Sinusschwingung der Ausgangsspannung Uout zurückverwandelt, deren Wert somit zwischen 0. . . < 100% der Eingangspannung Uin liegen kann. Der Kern der Vorrichtung besteht aus dem Umschaltelement 2, welches sowohl positive, wie auch negative Eingangsspannungen Uin verarbeiten kann, also Wechselspannungen wie auch Gleichspannungen beliebiger Polarität.
Fig. 2 zeigt die Grundschaltung des Umschaltelementes 2 beziehungsweise des Leistungsumschalters 2 anhand einer im Vergleich zu Fig. 1 vergrösserten und detaillierten Ansicht. Es schliesst zwei Wechselspannungs-Schaltelemente 4, 5 ein, zwischen denen die Klemmen für die Ausgangsspannung Uout angeschlossen sind, wobei diese Schaltelemente 4, 5 zur Pulsweitenmodulation wechselweise aktivierbar sind. Die Wechselspannungs-Schaltelemente 4, 5 bestehen hier aus je einer antiseriellen Beschaltung von zwei Leistungshalbleitern T1, T2 und T3, T4 mit je einer zu ihnen antiparallel geschalteten Diode D1, D2 und D3, D4.
Betrachtet man eine Hälfte des Umschaltelementes 2, beziehungsweise das obere Schaltelement 4, und ist der erste Leistungshalbleiter T1 eingeschaltet, so fliesst der Strom bei positiver Eingangsspannung Uin durch diesen ersten Leistungshalbleiter T1, während die Diode D1 parallel zu diesem Leistungshalbleiter T1 sperrt, und weiter bei Überschreitung der Schwellenspannung der Diode D2 durch diese parallel zum Leistungshalbleiter T2 angeordneten Diode D2. Bei negativer Eingangsspannung Uin sind die Funktionen der Leistungshalbleiter T1 und T2 vertauscht. Ist der Leistungshalbleiter T1 ausgeschaltet, so sperrt er bei posi tiver Eingangsspannung und die Diode D2 ist wegen dem sperrenden Leistungshalbleiter T1 ohne Funktion. Bei negativer Eingangsspannung Uin sind die Funktionen der Leistungshalbleiter T1 und T2 wiederum vertauscht.
Die beiden identisch aufgebauten Grundelemente 4 und 5 werden nun wechselseitig, mit einer kleinen Totzeit dazwischen, eingeschaltet. Die Regelung erfolgt dabei mittels der über den Leistungshalbleitern T1, T2 und T3, T4 angelegten Regelspannung Ucon beziehungsweise Ucon<*>. Somit ergibt sich die Funktion eines Umschalters. Die Dioden D1-D4 können sowohl Bestandteile der Leistungshalbleiter T1-T4 (Power Mos Fet oder IGBT) sein, können aber auch wie gezeigt extern, also diskret vorliegen. Der Verlauf der modulierten Wechselspannung Umod ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Je nach Wahl des Puls-Pausen-Verhältnisses kann eine bestimmte proportionale Ausgangsspannung Uout der gleichen Kurvenform erzeugt werden wobei der Wert der Spannung natürlich immer im Innern der Hüllkurve der Eingangsspannung Uin verläuft.
Wird nur über eine halbe Periodendauer moduliert und werden dabei noch die Pulsweiten variiert, so kann die Ausgangsspannung Uout eine beliebig vorgegebene Kurvenform aufweisen. Diese Anwendung ist vorallem zur Kompensation allfällig auftretender Oberwellen von Interesse, also wenn eine Last ein nichtlineares Verhalten aufweist.
Fig. 3 zeigt eine alternative Vorrichtung, die ebenfalls für den gleichen Zweck benutzt werden kann. Für positive sowie negative Eingangsspannungen Uin werden durch die Grätzgleich richter D5 und D6 den Leistungshalbleitern T5 und T6 jeweils immer Gleichspannungen zum Verarbeiten zugeführt. Die Wechselspannungs-Schaltelemente 4, 5 schliessen daher je eine Grätz-Gleichrichter-Schaltung D5 und D6 ein, deren Wechselspannungseingänge die Anschlüsse der Wechselspannungs-Schaltelemente 4, 5 bilden und zwischen deren Gleichspannungs-Ausgängen je ein Leistungshalbleiter-Element T5 beziehungsweise T6 angeschlossen ist.
Besonders vorteilhaft werden die zwei Wechselspannungs-Schaltelemente 4, 5 sei es für eine Beschaltung nach Fig. 2 oder nach Fig. 3, durch industriell gefertigte Hybrid-Module gebildet.
Die Erfindung ermöglicht es, eine weitgehend sinusförmige Leistungs-Stromkurve zu erreichen, indem die Wechselspannung entsprechend durch Pulsweitenmodulation reguliert wird. Grundsätzlich ist das Betreiben des Verfahrens und der Vorrichtung im Bereich zwischen Null bis hinauf auf 10 kHz möglich. Die Spannung kann dabei innerhalb der Hüllkurve der Eingangsspannung Uin einen beliebigen Verlauf nehmen, je nach Variation der Pulsweiten und Pulspausen.
The present invention relates to a method and a device for the electronic regulation of AC voltages. The AC voltages in question are those that are common in public power supply networks. The typical frequency in Europe is 50 Hz, in the U.S.A. and other countries, for example, 60 Hz. For certain special power networks, frequencies around 400 Hz are used. Basically, however, the invention relates to an AC voltage control which, depending on the design, can be used between a voltage frequency of zero and up to 10 kHz. The order of magnitude of the mains voltage in public networks is always at a nominal voltage value between zero and 500 Veff.
Traditionally, the AC voltage for current consumers is mainly regulated by phase angle controls, by inverter circuits or by means of vibration packet controls. In the by far most frequently used phase control, the voltage is regulated by cutting off a certain part of the phase, which causes a point of discontinuity in the voltage curve. This induces many harmonics or harmonics that can be derived from the Fourier transformations. When electrical storm consumers regulated in this way are connected to the network, undesirable network reactions occur which have a negative effect on the quality of the power supply network. The AC voltage sine curve of the power supply network is partly affected by these high-frequency harmonics or
Harmonics superimposed and to a certain extent contaminated. However, the power stations use AC signals of higher frequency superimposed for ripple control, for example in the range from 100 Hz to 2 kHz. However, if too many harmonics are superimposed on the sine curve of the nominal AC voltage by devices controlled in this way in this frequency range, such control signals can no longer be correctly detected, as a result of which the control fails. Conventionally, the harmonics are largely suppressed by means of suction circles. These are costly series resonance circuits consisting of capacitors and inductors connected in series, which are connected upstream of a device in each phase. The harmonics and discontinuities in the voltage curve also form sources of interference for radio transmissions.
Interference filters are used to eliminate these interfering influences. Another side effect of the phase control is the reactive current, which is withdrawn from the network depending on the phase angle between the storm and the voltage. This electricity places an unnecessary strain on the energy distribution network and must therefore be kept within limits. From certain limits, complex reactive current compensation systems with audio frequency locks are used. These are essentially capacitors connected in parallel and decoupling inductors, by means of which the reactive power is brought to almost zero. In addition, reactive power meters are also installed so that the drawn reactive power can be offset.
A second known type of AC voltage regulation takes place by means of a so-called Variacs with an optional servomotor. This is an electromechanical device. It only allows a slow adjustment speed and has also been replaced today for reasons of price and space. It is only used for laboratory purposes.
Another option for regulating AC voltages is the inverter. This is a device that first generates a DC voltage, that is, processes the AC voltage using a rectifier-capacitor circuit, and then uses an inverter to generate a controllable single-phase or three-phase AC voltage with a controllable frequency. However, such inverters mainly generate harmonics due to their rectifier-capacitor circuit, which in turn must be eliminated above certain limits using specially designed suction circuits. Inverters are also relatively expensive in terms of material prices.
Finally, electronic AC switches are also worth mentioning. There are some circuits that enable an AC voltage to be switched with the aid of a Gritt rectifier and a transistor. However, such an AC voltage switch has so far only been used as a replacement for a relay switch.
In general, the utilization of the electrical power supply network has increased in recent years. This made it imperative to tighten the legal admissibility limits for harmonics, which are particularly induced as a result of AC voltage regulations and transmitted to the network. Commissions exist in various countries, which are responsible for setting such limit values. In Europe, the European standard EN 60 555 1-3 known to experts is known. Experts from various power plants are generally concerned about the growing number of electronically controlled devices whose voltage regulation is based on the phase control principle. Various relevant commissions in the electricity industry are currently working on the statutory setting of further tightened limit values.
The object of the present invention is therefore to provide a method and a device for regulating alternating voltages from the public distribution network, which solves the problems mentioned at the beginning. In particular, the method according to the invention and the device for exercising it should enable AC voltage regulation, which eliminates the draw of reactive power from the network and avoids the occurrence of harmonics.
This object is achieved by a method for regulating alternating voltages from the public distribution network, in which the input voltage is regulated directly into an alternating output voltage by means of pulse width modulation and subsequent filtering, which lies within the envelope of the alternating input voltage.
The device for performing the method is characterized in that there are at least two AC switching elements between the terminals of the input voltage, between which the output voltage is tapped, wherein these switching elements can be activated alternately for pulse width modulation.
The device and the method operate with little loss. No harmonic harmonics are generated and no additional reactive power is drawn. For specific loads (e.g. fluorescent tube systems), a special selection of the output curve shape (using modulation) even allows partial harmonic compensation of the load.
The voltage regulation according to the invention can be used very generally to regulate AC voltage, in particular also as a voltage stabilizer and as a three-phase voltage regulator. It is suitable, for example, for light control, for controlling motors, and as a soft start control. The benefits for the user are savings in energy costs due to a hardly noticeable reduction in light intensity, for example in the case of fluorescent tubes. An extended lifespan of the starting devices and fluorescent tubes due to a reduction in the operating voltage can also be expected. In addition, suction circuits are no longer required to suppress harmonics.
Furthermore, no additional reactive current compensation systems are required, which means that smaller reactive current compensation systems can be used compared to devices with phase control.
For the electricity industry, the voltage regulation according to the invention, if used to a greater extent, helps to save energy, optimize the network utilization and maintain a network that is free of current with respect to harmonics.
The structure of a device according to the invention is described below using schematic representations and the function of the method according to the invention is explained.
It shows:
Fig. 1: A schematic diagram of the device according to the invention;
Fig. 2: The AC voltage switch of Figure 1 in its inner structure.
3: another structure of an AC voltage switch with Grätz rectifiers.
The basic structure of the device according to the invention is shown in FIG. 1. The AC voltage Uin on the input side is initially filtered in the input filter 1, which here consists, for example, of two capacitors C connected in parallel and an inductor L connected between them. Following the input filter 1, a bidirectional switching element 2 is arranged between the terminals of the input voltage. The basis of the operation of the device is a direct pulse width modulation of the alternating voltage with specially connected fast alternating voltage switching elements inside the switching element 2. This creates a power switch that is suitable for the regulation of any loads from zero to approx. 50 kW / kVA.
The AC voltage Uin on the input side is thus filtered and then passed to the fast power switch 2, which carries out pulse width modulation. This pulse-width-modulated signal is converted back into a practically ripple-free sinusoidal oscillation of the output voltage Uout with the aid of a further, downstream filter 3, the value of which is thus between 0. . <100% of the input voltage Uin. The core of the device consists of the switching element 2, which can process both positive and negative input voltages Uin, ie alternating voltages as well as direct voltages of any polarity.
FIG. 2 shows the basic circuit of the switching element 2 or the power switch 2 on the basis of an enlarged and detailed view compared to FIG. 1. It includes two AC voltage switching elements 4, 5, between which the terminals for the output voltage Uout are connected, wherein these switching elements 4, 5 can be activated alternately for pulse width modulation. The AC voltage switching elements 4, 5 consist here of an antiserial connection of two power semiconductors T1, T2 and T3, T4, each with a diode D1, D2 and D3, D4 connected antiparallel to them.
If one considers one half of the switching element 2, or the upper switching element 4, and the first power semiconductor T1 is switched on, the current flows through this first power semiconductor T1 with a positive input voltage Uin, while the diode D1 blocks in parallel with this power semiconductor T1, and on Exceeding the threshold voltage of the diode D2 by this diode D2 arranged parallel to the power semiconductor T2. If the input voltage Uin is negative, the functions of the power semiconductors T1 and T2 are interchanged. If the power semiconductor T1 is switched off, it blocks when the input voltage is positive and the diode D2 has no function because of the blocking power semiconductor T1. If the input voltage Uin is negative, the functions of the power semiconductors T1 and T2 are in turn interchanged.
The two identical basic elements 4 and 5 are now switched on alternately, with a short dead time in between. The regulation takes place by means of the control voltage Ucon or Ucon <*> applied across the power semiconductors T1, T2 and T3, T4. This results in the function of a switch. The diodes D1-D4 can both be components of the power semiconductors T1-T4 (Power Mos Fet or IGBT), but can also be external, that is to say discrete, as shown. The course of the modulated alternating voltage Umod is shown schematically in FIG. 1. Depending on the choice of the pulse-pause ratio, a certain proportional output voltage Uout of the same curve shape can be generated, the value of the voltage of course always running within the envelope of the input voltage Uin.
If modulation takes place over half a period and the pulse widths are varied, the output voltage Uout can have any curve shape. This application is primarily of interest to compensate for any harmonics that may occur, i.e. if a load exhibits non-linear behavior.
Figure 3 shows an alternative device which can also be used for the same purpose. For positive and negative input voltages Uin, the rectifiers D5 and D6 always supply DC voltages to the power semiconductors T5 and T6 for processing. The AC voltage switching elements 4, 5 therefore each include a Grätz rectifier circuit D5 and D6, the AC voltage inputs of which form the connections of the AC voltage switching elements 4, 5 and a power semiconductor element T5 or T6 is connected between their DC voltage outputs.
The two alternating voltage switching elements 4, 5, particularly for a circuit according to FIG. 2 or according to FIG. 3, are particularly advantageously formed by industrially manufactured hybrid modules.
The invention makes it possible to achieve a largely sinusoidal power-current curve by regulating the AC voltage accordingly by pulse width modulation. In principle, the method and the device can be operated in the range between zero and up to 10 kHz. The voltage can take any course within the envelope of the input voltage Uin, depending on the variation of the pulse widths and pulse pauses.