DE102005044641A1

DE102005044641A1 - Blindleistungskompensationseinrichtung

Info

Publication number: DE102005044641A1
Application number: DE102005044641A
Authority: DE
Inventors: Peter Barbosa; Peter Steimer
Original assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Current assignee: ABB Research Ltd Switzerland; ABB Research Ltd Sweden
Priority date: 2005-09-19
Filing date: 2005-09-19
Publication date: 2007-03-22

Abstract

Es wird eine Blindleistungskompensationseinrichtung, insbesondere zur Schaltung einer Vielzahl von Schaltspannungsniveaus, angegeben mit n für jede Phase (R, S, T) vorgesehenen ersten Schaltgruppen (1.1, ..., 1.n), wobei n >= 1 ist. Zur Verringerung der gespeicherten Energie der Blindleistungskompensationseinrichtung sind p zweite Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p), p dritte Schaltgruppen (9.1, ..., 9.p) und p vierte Schaltgruppen (10.1, ..., 10.p) vorgesehen, welche jeweils einen ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (11, 13, 15), einen zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (12, 14, 16) und einen Kondensator (17, 18, 19) aufweisen, wobei p >= 1 ist und jede der p zweiten Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p) verkettet mit der jeweils benachbarten zweiten Schaltgruppe (8.1, ..., 8.p) verbunden ist, jede der p dritten Schaltgruppen (9.1, ..., 9.p) verkettet mit der jeweils benachbarten dritten Schaltgruppe (9.1, ..., 9.p) verbunden ist und jede der p vierten Schaltgruppen (10.1, ..., 10.p) verkettet mit der jeweils benachbarten vierten Schaltgruppe (10.1, ..., 10.p) verbunden ist. Die erste zweite, die erste dritte und die erste vierte Schaltgruppe (8.1, 9.1, 10.1) weisen jeweils einen zu dem jeweiligen zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (12, 14, 16) antiseriell geschalteten dritten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (22, 24, 25) auf und die erste dritte Schaltgruppe (91.) weist ...

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Leistungselektronik. Sie geht aus von einer Blindleistungskompensationseinrichtung, insbesondere zur Schaltung einer Vielzahl von Schaltspannungsniveaus gemäss dem Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.

Blindleistungskompensationseinrichtungen werden heute in einer Fülle von leistungselektronischen Anwendungen eingesetzt. Die Anforderungen an eine solche Blindleistungskompensationseinrichtung sind dabei zum einen, möglichst wenig Oberschwingungen an Phasen eines an die Blindleistungskompensationseinrichtung gängigerweise angeschlossenen elektrischen Wechselspannungsnetzes zu erzeugen und zum anderen mit einer möglichst geringen Anzahl an elektronischen Bauelementen möglichst grosse Leistungen zu übertragen. Solche Blindleistungskompensationseinrichtungen sind häufig als Blindleistungskompensationseinrichtungen ausgebildet und an ein elektrisches Wechselspannungsnetz angeschlossen. Eine geeignete Blindleistungskompensationseinrichtung, insbesondere zur Schaltung einer Vielzahl von Schaltspannungsniveaus, ist in der WO 01/93412 A2 angegeben. Darin sind für je de Phase n ersten Schaltgruppen vorgesehen, wobei n ≥ 1 ist und die n-te erste Schaltgruppe einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen zu dem dritten antiseriell geschalteten vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter aufweist und die erste erste Schaltgruppe bis zur (n-1)-ten ersten Schaltgruppe jeweils einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen zu dem dritten antiseriell geschalteten vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter und eine Serienschaltung eines ersten mit einem zweiten Kondensator aufweist. Der erste Kondensator ist ferner mit dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter verbunden, der zweite Kondensator ist mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter verbunden und der Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator ist mit dem vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter verbunden. Jede der n ersten Schaltgruppen ist verkettet mit der jeweils benachbarten ersten Schaltgruppe verbunden und der erste, zweite und dritte ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter der ersten ersten Schaltgruppe sind miteinander verbunden.

Problematisch bei einer Blindleistungskompensationseinrichtung nach der WO 01/93412 A2 ist, dass die in der Einrichtung während des Betriebs gespeicherte elektrische Energie sehr hoch ist. Da die elektrische Energie in den Kondensatoren der n ersten Schaltgruppen der Blindleistungskompensationseinrichtung gespeichert ist, müssen die Kondensatoren für diese elektrische Energie, d.h. bezüglich ihre Spannungsfestigkeit und/oder ihrer Kapazität, ausgelegt werden. Dies bedingt aber Kondensatoren mit grosser Baugrösse, die entsprechend teuer sind. Zudem benötigt die Blindleistungskompensationseinrichtung aufgrund der bezüglich der Baugrösse grossen Kondensatoren viel Platz, so dass ein platzsparender Aufbau, wie er für viele Anwendungen, beispielsweise für Traktionsanwendungen, gefordert ist, nicht möglich ist. Weiterhin bewirkt der Einsatz der bezüglich der Baugrösse grossen Kondensatoren einen hohen Montage- und Wartungsaufwand.

Eine weitere Blindleistungskompensationseinrichtung nach dem Stand der Technik, insbesondere zur Schaltung einer Vielzahl von Schaltspannungsniveaus, ist in der WO 2005/008874 A1 angegeben.

Darstellung der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Blindleistungskompensationseinrichtung, insbesondere zur Schaltung einer Vielzahl von Schaltspannungsniveaus, anzugeben, die möglichst wenig elektrische Energie während ihres Betriebes speichert und platzsparend realisiert werden kann. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 beziehungsweise des Anspruchs 2 gelöst. In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angegeben.

Die erfindungsgemässe Blindleistungskompensationseinrichtung, insbesondere zur Schaltung einer Vielzahl von Schaltspannungsniveaus, umfasst n für jede Phase vorgesehene ersten Schaltgruppen, wobei n ≥ 1 und jede der n ersten Schaltgruppe (einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen zu dem dritten antiseriell geschalteten vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter und eine Serienschaltung eines ersten mit einem zweiten Kondensator aufweist. Der erste Kondensator ist ferner mit dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter verbunden, der zweite Kondensator ist mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter verbunden und der Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator ist mit dem vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter verbunden. Jede der n ersten Schaltgruppen ist zudem verkettet mit der jeweils benachbarten ersten Schaltgruppe verbunden und der erste, zweite und dritte ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter der ersten ersten Schaltgruppe sind miteinander verbunden. Alternativ weist die erste erste Schaltgruppe eine Serienschaltung des ersten mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter, eine Serienschaltung des dritten mit dem vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter, eine Serienschaltung eines fünften mit einem sechsten Leistungshalbleiterschalter und die Serienschaltung des ersten mit dem zweiten Kondensator auf. Die Serienschaltung des fünften mit dem sechsten Leistungshalbleiterschalter ist dann mit dem Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter und mit dem Verbindungspunkt des dritten mit dem vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter verbunden, der erste Kondensator ist mit dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter verbunden und der zweite Kondensator ist mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter verbunden. Weiterhin ist bei der Alternative der Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator mit dem Verbindungspunkt des fünften mit dem sechsten Leistungshalbleiterschalter verbunden und der erste und zweite ansteuerbare bidirektionale Leis tungshalbleiterschalter sind am Verbindungspunkt des fünften mit dem sechsten Leistungshalbleiterschalter miteinander verbunden. In jedem Fall ist jede der n ersten Schaltgruppen bei mehreren vorgesehenen ersten Schaltgruppen verkettet mit der jeweils benachbarten ersten Schaltgruppe verbunden. Erfindungsgemäss sind p zweite Schaltgruppen, p dritte Schaltgruppen und p vierte Schaltgruppen vorgesehen, welche jeweils einen ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter, einen zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter und einen Kondensator aufweisen, wobei p ≥ 1 ist. Bei mehreren vorgesehenen zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen ist jede der p zweiten Schaltgruppen verkettet mit der jeweils benachbarten zweiten Schaltgruppe verbunden, jede der p dritten Schaltgruppen verkettet mit der jeweils benachbarten dritten Schaltgruppe verbunden und jede der p vierte Schaltgruppen verkettet mit der jeweils benachbarten vierten Schaltgruppe verbunden. Desweiteren weist die erste zweite, die erste dritte und die erste vierte Schaltgruppe jeweils einen zu dem jeweiligen zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter antiseriell geschalteten dritten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter auf und die erste dritte Schaltgruppe weist einen zu dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter antiseriell geschalteten vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter auf. Zudem ist die erste zweite Schaltgruppe mit dem Verbindungspunkt des ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalters mit dem ersten Kondensator der n-ten ersten Schaltgruppe verbunden, die erste dritte Schaltgruppe mit dem Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator der n-ten ersten Schaltgruppe verbunden und die erste vierte Schaltgruppe mit dem Verbindungspunkt des zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalters mit dem zweiten Kondensator der n-ten ersten Schaltgruppe verbunden. Darüber hinaus sind die Kondensatoren der p-ten zweiten, dritten und vierten Schaltgruppe seriell miteinander verbunden.

Durch die vorgesehenen p zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen und deren Verschaltung dienen die n ersten Schaltgruppen nur zur Balancierung der Phasenausgangswechselspannung, so dass bei mehreren vorhandenen ersten Schaltgruppen die Kondensatoren der n ersten Schaltgruppen im balancierten Zustand im wesentlichen keinen Strom führen und somit auch im wesentlichen keine elektrische Energie speichern. Somit kann die gespeicherte elektrische Energie der Blindleistungskompensationseinrichtung insgesamt klein gehalten werden, wodurch die Kondensatoren der Blindleistungskompensationseinrichtung nur für eine kleine zu speichernde elektrische Energie, d.h. bezüglich ihrer Spannungsfestigkeit und/oder ihrer Kapazität, ausgelegt werden müssen. Aufgrund der geringen Baugrösse der Kondensatoren benötigt die Blindleistungskompensationseinrichtung sehr wenig Platz, so dass vorteilhaft ein platzsparender Aufbau, wie er für viele Anwendungen, beispielsweise für Traktionsanwendungen, gefordert ist, möglich ist. Zudem kann durch die geringe Baugrösse der Kondensatoren auch der Montage- und Wartungsaufwand vorteilhaft gering gehalten werden. Weiterhin teilt sich die Gesamtgleichspannung auf die Kondensatoren der p-ten zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen auf, so dass die Spannungsbelastung der einzelnen ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter der einzelnen Schaltgruppen gegenüber Blindleistungskompensationseinrichtungen nach dem Stand der Technik deutlich geringer ist. Dadurch müssen die ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter mit Vorteil lediglich für eine kleine Spannungsfestigkeit ausgelegt werden. Darüber hinaus ergibt sich eine qualitative Verbesserung des zeitlichen Verlaufs der jeweiligen Phasenausgangsspannung der Blindleistungskompensationseinrichtung durch die geringe Kapazität der Kondensatoren, wodurch sich auch der zeitliche Verlauf der Leistung verbessert und weniger Filtermassnahmen auf der Phasenseite notwendig sind.

Diese und weitere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung offensichtlich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Es zeigen:
1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemässen Blindleistungskompensationseinrichtung,
2 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemässen Blindleistungskompensationseinrichtung und
3 eine dritte Ausführungsform der erfindungsgemässen Blindleistungskompensationseinrichtung.
Die in der Zeichnung verwendeten Bezugszeichen und deren Bedeutung sind in der Bezugszeichenliste zusammengefasst aufgelistet. Grundsätzlich sind in den Figuren gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die beschriebenen Ausführungsformen stehen beispielhaft für den Erfindungsgegenstand und haben keine beschränkende Wirkung.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In 1 ist eine, insbesondere einphasige, Ausführungsform einer erfindungsgemässen Blindleistungskompensationseinrichtung, insbesondere zur Schaltung einer Vielzahl von Schaltspannungsniveaus, gezeigt. Darin umfasst die Blindleistungskompensationseinrichtung n für jede Phase R, S, T vorgesehene erste Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n, wobei n ≥ 1 und jede der n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen zu dem dritten antiseriell geschalteten vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 2, 3, 4, 5 und eine Serienschaltung eines ersten mit einem zweiten Kondensator 6, 7 aufweist, wobei der erste Kondensator 6 mit dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 2 verbunden ist, der zweite Kondensator 7 mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 3 verbunden ist und der Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator 6, 7 mit dem vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 5 verbunden ist. In alternativen, insbesondere einphasigen, Ausführungsformen der erfindungsgemässen Blindleistungskompensationseinrichtung, insbesondere zur Schaltung einer Vielzahl von Schaltspannungsniveaus, gemäss 2 und 3 weist die erste erste Schaltgruppe 1.1 dann eine Serienschaltung des ersten mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 2, 3, eine Serienschaltung des dritten mit dem vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 4, 5, eine Serienschaltung eines fünften mit einem sechsten Leistungshalbleiterschalter 20, 21 und eine Serienschaltung des ersten mit dem zweiten Kondensator 6, 7 auf. Gemäss 2 und 3 ist die Serienschaltung des fünften mit dem sechsten Leistungshalbleiterschalter 20, 21 mit dem Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 2, 3 und mit dem Verbindungspunkt des dritten mit dem vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 4, 5 verbunden. Ferner ist gemäss 2 und 3 der erste Kondensator 6 mit dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 2 verbunden, der zweite Kondensator 7 mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 3 verbunden, der Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator 6, 7 mit dem Verbindungspunkt des fünften mit dem sechsten Leistungshalbleiterschalter 20, 21 verbunden und der erste und zweite ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 2, 3 sind am Verbindungspunkt des fünften mit dem sechsten Leistungshalbleiterschalter 20, 21 miteinander verbunden, wodurch gemäss 2 und 3 ein Phasenanschluss, insbesondere für die Phase R, gebildet ist. Weiterhin weist die zweite erste Schaltgruppe 1.2 bis zur n-ten ersten Schaltgruppe 1.n jeweils den ersten, den zweiten, den dritten und den zu dem dritten antiseriell geschalteten vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 2, 3, 4, 5 und die Serienschaltung des ersten mit dem zweiten Kondensator 6, 7 auf. Gemäss 2 und 3 ist der erste Kondensator 6 mit dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 2 verbunden, der zweite Kondensator 7 mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 3 verbunden und der Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator 6, 7 mit dem vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 5 verbunden. Da es sich gemäss 1, 2 und 3 bei den n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n um als Sechspole ausgebildete Mehrpole handelt, ist in analoger Weise zur Vierpoltheorie jede der n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n verkettet mit der jeweils benachbarten ersten Schaltgruppe 1.1, ..., 1.n verbunden, wobei gemäss 1 der erste, zweite und dritte ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 2, 3, 4 der ersten ersten Schaltgruppe 1.1 miteinander verbunden sind, wodurch gemäss 1 ein Phasenanschluss, insbesondere für die Phase R, gebildet ist.
Erfindungsgemäss sind nach 1, 2 und 3 p zweite Schaltgruppen 8.1, ..., 8.p, p dritte Schaltgruppen 9.1, ..., 9.p und p vierte Schaltgruppen 10.1, ..., 10.p vorgesehen sind, welche jeweils einen ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 11, 13, 15, einen zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (12, 14, 16) und einen Kondensator 17, 18, 19 aufweisen, wobei p ≥ 1 ist. Da es sich gemäss 1, 2 und 3 sowohl bei jeder der p zweiten Schaltgruppen 8.1, ..., 8.p als auch bei jeder der p dritten Schaltgruppen 9.1, ..., 9.p und p vierten Schaltgruppen 10.1, ..., 10.p um einen Vierpol handelt, ist jede der p zweiten Schaltgruppen 8.1, ..., 8.p verkettet mit der jeweils benachbarten zweiten Schaltgruppe 8.1, ..., 8.p verbunden, jede der p dritten Schaltgruppen 9.1, ..., 9.p verkettet mit der jeweils benachbarten dritten Schaltgruppe 9.1, ..., 9.p verbunden und jede der p vierte Schaltgruppen 10.1, ..., 10.p verkettet mit der jeweils benachbarten vierten Schaltgruppe 10.1, ..., 10.p verbunden. Gemäss 1, 2 und 3 weist die erste zweite, die erste dritte und die erste vierte Schaltgruppe 8.1, 9.1, 10.1 jeweils einen zu dem jeweiligen zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 12, 14, 16 antiseriell geschalteten dritten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 22, 24, 25 auf. Zudem weist die erste dritte Schaltgruppe 9.1 einen zu dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 13 antiseriell geschalteten vierten ansteuerbaren bidirektio nalen Leistungshalbleiterschalter 23 auf. Die erste zweite Schaltgruppe 8.1 ist ferner mit dem Verbindungspunkt des ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalters 2 mit dem ersten Kondensator 6 der n-ten ersten Schaltgruppe 1.n verbunden, die erste dritte Schaltgruppe 9.1 ist mit dem Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator 6, 7 der n-ten ersten Schaltgruppe 1.n verbunden und die erste vierte Schaltgruppe 10.1 ist mit dem Verbindungspunkt des zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalters 3 mit dem zweiten Kondensator 7 der n-ten ersten Schaltgruppe 1.n verbunden. Darüber hinaus sind die Kondensatoren 17, 18, 19 der p-ten zweiten, dritten und vierten Schaltgruppe 8.p, 9.p, 10.p seriell miteinander verbunden.
Durch die vorgesehenen p zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen 8.1, ..., 8.p; 9.1, ..., 9.p; 10.1, ..., 10.p und deren Verschaltung jeweils untereinander, zueinander und zu der n-ten ersten Schaltgruppe 1.n dienen die n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n nur zur Balancierung der Phasenausgangswechselspannung, so dass bei mehreren vorhandenen ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n die Kondensatoren 6, 7 der n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n im balancierten, d.h. im ausgeglichenen Zustand im wesentlichen keinen Strom führen und somit auch im wesentlichen keine elektrische Energie speichern. Dadurch kann die gespeicherte elektrische Energie der Blindleistungskompensationseinrichtung insgesamt klein gehalten werden, wodurch die Kondensatoren 6, 7 der Blindleistungskompensationseinrichtung lediglich für eine kleine zu speichernde elektrische Energie, d.h. bezüglich ihrer Spannungsfestigkeit und/oder ihrer Kapazität, ausgelegt werden müssen. Aufgrund der geringen Baugrösse der Kondensatoren 6, 7 benötigt die Blindleistungskompensationseinrichtung sehr wenig Platz, so dass vorteilhaft ein platzsparender Aufbau, wie er für viele Anwendungen, beispielsweise für Traktionsanwendungen, gefordert ist, möglich ist. Desweiteren kann durch die geringe Baugrösse der Kondensatoren 6, 7 auch der Montage- und Wartungsaufwand vorteilhaft klein gehalten werden.
Vorzugsweise ist bei der zweiten Ausführungsform gemäss 2 der fünfte und sechste Leistungshalbleiterschalter 20, 21 jeweils als nicht ansteuerbarer unidirektionaler Leistungshalbleiterschalter, insbesondere als Diode ausgeführt. Im Unterschied dazu ist bei der dritten Ausführungsform nach 3 der fünfte und sechste Leistungshalbleiterschalter 20, 21 als ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter ausgeführt, wobei der ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter durch ein ansteuerbares Leistungshalbleiterbauelement mit unidirektionaler Stromführungsrichtung und durch ein dazu antiparallel geschal tetes passives nicht-ansteuerbares Leistungshalbleiterbauelement mit unidirektionaler Stromführungsrichtung gebildet ist.
Gemäss 1, 2 und 3 sind der erste und zweite Leistungshalbleiterschalter 11, 12 der ersten zweiten Schaltgruppe 8.1 miteinander verbunden, wobei der Verbindungspunkt des ersten und zweiten Leistungshalbleiterschalters 11, 12 der ersten zweiten Schaltgruppe 8.1 mit dem Verbindungspunkt des ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalters 2 mit dem ersten Kondensator 6 der n-ten ersten Schaltgruppe 1.n verbunden ist. Zudem sind der zweite und vierte Leistungshalbleiterschalter 14, 23 der ersten dritten Schaltgruppe 9.1 miteinander verbunden, wobei der Verbindungspunkt des zweiten und vierten Leistungshalbleiterschalters 14, 23 der ersten dritten Schaltgruppe 9.1 mit dem Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator 6, 7 der n-ten ersten Schaltgruppe 1.n verbunden ist. Darüber hinaus sind der erste und zweite Leistungshalbleiterschalter 15, 16 der ersten vierten Schaltgruppe 10.1 miteinander verbunden, wobei der Verbindungspunkt des ersten und zweiten Leistungshalbleiterschalters 15, 16 der ersten vierten Schaltgruppe 10.1 mit dem Verbindungspunkt des zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalters 3 mit dem zweiten Kondensator 7 der n-ten ersten Schaltgruppe 1.n verbunden ist.
Es ist denkbar, dass die Anzahl der n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n der Anzahl der p zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen 8.1, ..., 8.p; 9.1, ..., 9.p; 10.1, ..., 10.p entspricht. Durch n=1 erste Schaltgruppen 1.1 und p=1 zweite, dritte und vierte Schaltgruppen 8.1, 9.1, 10.1 liesse sich beispielsweise sehr einfach eine erfindungsgemässen Blindleistungskompensationseinrichtung zur Schaltung von sieben Schaltspannungsniveaus realisieren. Vorteilhaft können dadurch allgemein 3·2ⁿ+1 Schaltspannungsniveaus der erfindungsgemässen Blindleistungskompensationseinrichtung geschalten werden.
Alternativ ist es auch denkbar, dass die Anzahl der n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n kleiner als die Anzahl der p zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen 8.1, ..., 8.p; 9.1, ..., 9.p; 10.1, ..., 10.p ist. Daraus resultiert vorteilhaft, dass weniger erste Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n und damit weniger Leistungshalbleiterschalter 2, 3, 4, 5, 20, 21 und weniger Kondensatoren 6, 7 benötigt werden und die erfindungsgemässe Blindleistungskompensationseinrichtung somit insgesamt weiter bezüglich ihres Platzbedarfes reduziert werden kann.
Weiterhin ist es auch denkbar, dass die Anzahl der n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n grösser als die Anzahl der p zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen 8.1, ..., 8.p; 9.1, ..., 9.p; 10.1, ..., 10.p ist.
Allgemein ist der jeweilige erste, zweite, dritte und vierte ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 2, 3, 4, 5, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 22, 23, 24, 25 durch ein ansteuerbares Leistungshalbleiterbauelement mit unidirektionaler Stromführungsrichtung, beispielsweise durch einen Bipolartransistor mit isoliert angeordneter Ansteuerelektrode (IGBT – Insulated Gate Bipolartransistor), und durch ein dazu antiparallel geschaltetes passives nicht-ansteuerbares Leistungshalbleiterbauelement mit unidirektionaler Stromführungsrichtung, beispielsweise durch eine Diode, gebildet. Gemäss 1 sind die ersten und zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 2, 3, 11, 12, 13, 14, 15, 16 innerhalb der jeweiligen Schaltgruppe 1.1, ..., 1.n; 8.1, ..., 8.p; 9.1, ..., 9.p; 10.1, ..., 10.p derart verschaltet, dass sie eine entgegengesetzte gesteuerte Hauptstromrichtung aufweisen, d.h. die ansteuerbaren Leistungshalbleiterbauelemente mit unidirektionaler Stromführungsrichtung jeweils eine zueinander entgegengesetzte gesteuerte Hauptstromrichtung aufweisen.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass bei den n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n die zwei ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 2 jeweils benachbarter erster Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n in einem Modul integriert sind, d.h. dass bei mehreren vorhandenen ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n der erste ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 2 der n-ten ersten Schaltgruppe 1.n und der erste ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 2 der (n-1)-ten ersten Schaltgruppe 1.(n-1) in einem Modul integriert sind und der erste ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 2 der (n-1)-ten ersten Schaltgruppe 1.(n-1) und der erste ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 2 der (n-2)-ten ersten Schaltgruppe 1.(n-2) in einem Modul integriert sind usw.. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass die zwei zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 3 jeweils benachbarter erster Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n in einem Modul integriert sind, d.h. bei mehreren vorhandenen ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n der zweite ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 3 der n-ten ersten Schaltgruppe 1.n und der zweite ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 3 der (n-1)-ten ersten Schaltgruppe 1.(n-1) in einem Modul integriert sind und der zweite ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 3 der (n-1)-ten ersten Schaltgruppe 1.(n-1) und der zweite ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 3 der (n-2)-ten ersten Schaltgruppe 1.(n-2) in einem Modul integriert sind usw.. Die vorstehend genannten Module sind gängigerweise Standard-Halbbrücken-Module und dementsprechend einfach aufgebaut, wenig störanfällig und zudem kostengünstig.
Es ist auch denkbar, dass im Falle mehrerer vorhandener erster Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n bei den n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n jeweils der erste ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 2 und der zweite ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 3 in einem Modul integriert ist. Wie bereits erwähnt sind solche Module üblicherweise Standard-Halbbrücken-Module und dementsprechend einfach aufgebaut, wenig störanfällig und zudem kostengünstig.
Ferner hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass im Falle mehrerer vorhandener zweiter Schaltgruppen 5.1, ..., 5.p bei den p zweiten Schaltgruppen 8.1, ..., 8.p die zwei ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 11 jeweils benachbarter zweiter Schaltgruppen 8.1, ..., 8.p in einem Modul, d.h. in der vorstehend für die n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n detailliert beschriebenen Weise, integriert sind und die zwei zweiten Leistungshalbleiterschalter 12 jeweils benachbarter zweiter Schaltgruppen 8.1, ..., 8.p in einem Modul, d.h. in der vorstehend für die n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n detailliert beschriebenen Weise, integriert sind. Ferner sind dann bei mehreren vorhandenen dritten Schaltgruppen 9.1, ..., 9.p bei den p dritten Schaltgruppen 9.1, ..., 9.p die zwei ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 13 jeweils benachbarter dritter Schaltgruppen 9.1, ..., 9.p in einem Modul, d.h. in der vorstehend für die n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n detailliert beschriebenen Weise, integriert und die zwei zweiten Leistungshalbleiterschalter 14 jeweils benachbarter dritter Schaltgruppen 9.1, ..., 9.p in einem Modul, d.h. in der vorstehend für die n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n detailliert beschriebenen Weise, integriert. Zudem sind dann bei mehreren vorhandenen vierten Schaltgruppen 10.1, ..., 10.p bei den p vierten Schaltgruppen 10.1, ..., 10.p die zwei ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter 15 jeweils benachbarter vierter Schaltgruppen 10.1, ..., 10.p in einem Modul, d.h. in der vorstehend für die n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n detailliert beschriebenen Weise, integriert und die zwei zweiten Leistungshalbleiterschalter 16 jeweils benachbarter vierter Schaltgruppen 10.1, ..., 10.p in einem Modul, d.h. in der vorstehend für die n ersten Schaltgruppen 1.1, ..., 1.n detailliert beschriebenen Weise, integriert.
Alternativ dazu ist es auch möglich, dass bei mehreren vorhandenen zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen 8.1, ..., 8.p; 9.1, ..., 9.p; 10.1, ..., 10.p bei den p zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen 8.1, ..., 8.p; 9.1, ..., 9.p; 10.1, ..., 10.p jeweils der erste ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 11, 13, 15 und der zweite ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter 12, 14, 16 in einem Modul integriert ist. Die vorstehend genannten Module sind gängigerweise Standard-Module und dementsprechend einfach aufgebaut, wenig störanfällig und zudem kostengünstig.
Bei einer mehrphasig zu realisierenden erfindungsgemässen Blindleistungskompensationseinrichtung sind die p-ten zweiten Schaltgruppen 8.p der Phasen R, S, T vorzugsweise parallel miteinander verbunden, die p-ten dritten Schaltgruppen 9.p der Phasen R, S, T ebenfalls parallel miteinander verbunden und die p-ten vierten Schaltgruppen 10.p der Phasen R, S, T auch parallel miteinander verbunden. Die jeweiligen Verbindungen erfolgen an den Kondensatoren 17 der jeweiligen p-ten zweiten Schaltgruppen 8.p beziehungsweise an den Kondensatoren 18 der jeweiligen p-ten dritten Schaltgruppen 9.p beziehungsweise an den Kondensatoren 19 der jeweiligen p-ten vierten Schaltgruppen 10.p.
Um vorteilhaft bei einer mehrphasig realisierten Blindleistungskompensationseinrichtung Platz einsparen zu können, sind die Kondensatoren 17 der p-ten zweiten Schaltgruppen 8.p der Phasen R, S, T zu einem Kondensator zusammengefasst, die Kondensatoren 18 der p-ten dritten Schaltgruppen 9.p der Phasen R, S, T zu einem Kondensator zusammengefasst und die Kondensatoren 19 der p-ten vierten Schaltgruppen 10.p der Phasen R, S, T ebenfalls zu einem Kondensator zusammengefasst.
Insgesamt stellt die erfindungsgemässe Blindleistungskompensationseinrichtung somit eine durch eine geringe gespeicherte elektrische Energie während ihres Betriebes und durch einen platzsparenden Aufbau gekennzeichnete und damit unkomplizierte, robuste und wenig störungsanfällige Lösung dar.

1.1, ..., 1.n: erste Schaltgruppen
2: erster ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der ersten Schaltgruppen
3: zweiter ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der ersten Schaltgruppen
4: dritter ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der ersten Schaltgruppen
5: vierter ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der ersten Schaltgruppen
6: erster Kondensator der ersten Schaltgruppen
7: zweiter Kondensator der ersten Schaltgruppen
8.1, ..., 8.p: zweite Schaltgruppen
9.1, ..., 9.p: dritte Schaltgruppen
10.1, ..., 10.p: vierte Schaltgruppen
11: erster ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der zweiten Schaltgruppen
12: zweiter ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der zweiten Schaltgruppen
13: erster ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der dritten Schaltgruppen
14: zweiter ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der dritten Schaltgruppen
15: erster ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der vierten Schaltgruppen
16: zweiter ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der vierten Schaltgruppen
17: Kondensator der zweiten Schaltgruppen
18: Kondensator der dritten Schaltgruppen
19: Kondensator der vierten Schaltgruppen
20: fünfter ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der ersten ersten Schaltgruppe
21: sechster ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der ersten ersten Schaltgruppe
22: dritter ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der ersten zweiten Schaltgruppe
23: vierter ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der ersten dritten Schaltgruppe
24: dritter ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der ersten dritten Schaltgruppe
25: dritter ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter der ersten vierten Schaltgruppe

Claims

Blindleistungskompensationseinrichtung, insbesondere zur Schaltung einer Vielzahl von Schaltspannungsniveaus, mit n für jede Phase (R, S, T) vorgesehenen ersten Schaltgruppen (1.1, ..., 1.n), wobei jede der n ersten Schaltgruppe (1.1, ...1.n) einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen zu dem dritten antiseriell geschalteten vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (2, 3, 4, 5) und eine Serienschaltung eines ersten mit einem zweiten Kondensator (6, 7) aufweist, wobei der erste Kondensator (6) mit dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (2) verbunden ist, der zweite Kondensator (7) mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (3) verbunden ist und der Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator (6, 7) mit dem vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (5) verbunden ist, und wobei jede der n ersten Schaltgruppen (1.1, ..., 1.n) verkettet mit der jeweils benachbarten ersten Schaltgruppe (1.1, ..., 1.n) verbunden ist und der erste, zweite und dritte ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter (2, 3, 4) der ersten ersten Schaltgruppe (1.1) miteinander verbunden sind und n ≥ 1 ist, dadurch gekennzeichnet, dass p zweite Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p), p dritte Schaltgruppen (9.1, ..., 9.p) und p vierte Schaltgruppen (10.1, ..., 10.p) vorgesehen sind, welche jeweils einen ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (11, 13, 15), einen zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (12, 14, 16) und einen Kondensator (17, 18, 19) aufweisen, wobei p ≥ 1 ist und jede der p zweiten Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p) verkettet mit der jeweils benachbarten zweiten Schaltgruppe (8.1, ..., 8.p) verbunden ist, jede der p dritten Schaltgruppen (9.1, ..., 9.p) verkettet mit der jeweils benachbarten dritten Schaltgruppe (9.1, ..., 9.p) verbunden ist und jede der p vierte Schaltgruppen (10.1, ..., 10.p) verkettet mit der jeweils benachbarten vierten Schaltgruppe (10.1, ..., 10.p) verbunden ist, dass die erste zweite, die erste dritte und die erste vierte Schaltgruppe (8.1, 9.1, 10.1) jeweils einen zu dem jeweiligen zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (12, 14, 16) antiseriell geschalteten dritten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (22, 24, 25) aufweist und die erste dritte Schaltgruppe (9.1) einen zu dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (13) anti seriell geschalteten vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (23) aufweist, dass die erste zweite Schaltgruppe (8.1) mit dem Verbindungspunkt des ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalters (2) mit dem ersten Kondensator (6) der n-ten ersten Schaltgruppe (1.n) verbunden ist, die erste dritte Schaltgruppe (9.1) mit dem Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator (6, 7) der n-ten ersten Schaltgruppe (1.n) verbunden ist und die erste vierte Schaltgruppe (10.1) mit dem Verbindungspunkt des zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalters (3) mit dem zweiten Kondensator (7) der n-ten ersten Schaltgruppe (1.n) verbunden ist, und dass die Kondensatoren (17, 18, 19) der p-ten zweiten, dritten und vierten Schaltgruppe (8.p, 9.p, 10.p) seriell miteinander verbunden sind.
Blindleistungskompensationseinrichtung, insbesondere zur Schaltung einer Vielzahl von Schaltspannungsniveaus, mit n für jede Phase (R, S, T) vorgesehenen ersten Schaltgruppen (1.1, ..., 1.n), wobei die erste erste Schaltgruppe (1.1) eine Serienschaltung eines ersten mit einem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (2, 3), eine Serienschaltung eines dritten mit einem vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (4, 5), eine Serienschaltung eines fünften mit einem sechsten Leistungshalbleiterschalter (20, 21) und eine Serienschaltung eines ersten mit einem zweiten Kondensator (6, 7) aufweist, die Serienschaltung des fünften mit dem sechsten Leistungshalbleiterschalter (20, 21) mit dem Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (2, 3) und mit dem Verbindungspunkt des dritten mit dem vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (4, 5) verbunden ist, der erste Kondensator (6) mit dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (2) verbunden ist, der zweite Kondensator (7) mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (3) verbunden ist, der Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator (6, 7) mit dem Verbindungspunkt des fünften mit dem sechsten Leistungshalbleiterschalter (20, 21) verbunden ist und der erste und zweite ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter (2, 3) am Verbindungspunkt des fünften mit dem sechsten Leistungshalbleiterschalter (20, 21) miteinander verbunden sind, wobei die zweite erste Schaltgruppe (1.2) bis zur n-ten ersten Schaltgruppe (1.n) jeweils einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen zu dem dritten antiseriell geschalteten vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (2, 3, 4, 5) und eine Serienschaltung eines ersten mit einem zweiten Kondensator (6, 7) aufweist, der erste Kondensator (6) mit dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (2) verbunden ist, der zweite Kondensator (7) mit dem zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (3) verbunden ist und der Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator (6, 7) mit dem vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (5) verbunden ist, und wobei jede der n ersten Schaltgruppen (1.1, ..., 1.n) verkettet mit der jeweils benachbarten ersten Schaltgruppe (1.1, ..., 1.n) verbunden ist und n ≥ 1 ist, dadurch gekennzeichnet, dass p zweite Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p), p dritte Schaltgruppen (9.1, ..., 9.p) und p vierte Schaltgruppen (10.1, ..., 10.p) vorgesehen sind, welche jeweils einen ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (11, 13, 15), einen zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (12, 14, 16) und einen Kondensator (17, 18, 19) aufweisen, wobei p ≥ 1 ist und jede der p zweiten Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p) verkettet mit der jeweils benachbarten zweiten Schaltgruppe (8.1, ..., 8.p) verbunden ist, jede der p dritten Schaltgruppen (9.1, ..., 9.p) verkettet mit der jeweils benachbarten dritten Schaltgruppe (9.1, ..., 9.p) verbunden ist und jede der p vierte Schaltgruppen (10.1, ..., 10.p) verkettet mit der jeweils benachbarten vierten Schaltgruppe (10.1, ..., 10.p) verbunden ist, dass die erste zweite, die erste dritte und die erste vierte Schaltgruppe (8.1, 9.1, 10.1) jeweils einen zu dem jeweiligen zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (12, 14, 16) antiseriell geschalteten dritten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (22, 24, 25) aufweist und die erste dritte Schaltgruppe (9.1) einen zu dem ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (13) antiseriell geschalteten vierten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (23) aufweist, dass die erste zweite Schaltgruppe (8.1) mit dem Verbindungspunkt des ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalters (2) mit dem ersten Kondensator (6) der n-ten ersten Schaltgruppe (1.n) verbunden ist, die erste dritte Schaltgruppe (9.1) mit dem Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator (6, 7) der n-ten ersten Schaltgruppe (1.n) verbunden ist und die erste vierte Schaltgruppe (10.1) mit dem Verbindungspunkt des zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalters (3) mit dem zweiten Kondensator (7) der n-ten ersten Schaltgruppe (1.n) verbunden ist, und dass die Kondensatoren (17, 18, 19) der p-ten zweiten, dritten und vierten Schaltgruppe (8.p, 9.p, 10.p) seriell miteinander verbunden sind.
Umrichterschaltung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der fünfte und sechste Leistungshalbleiterschalter (20, 21) jeweils als nicht ansteuerbarer unidirektionaler Leistungshalbleiterschalter oder als ansteuerbarer bidirektionaler Leistungshalbleiterschalter ausgeführt ist, wobei der ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter durch ein ansteuerbares Leistungshalbleiterbauelement mit unidirektionaler Stromführungsrichtung und durch ein dazu antiparallel geschaltetes passives nicht-ansteuerbares Leistungshalbleiterbauelement mit unidirektionaler Stromführungsrichtung gebildet ist.
Umrichterschaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und zweite Leistungshalbleiterschalter (11, 12) der ersten zweiten Schaltgruppe (8.1) miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungspunkt des ersten und zweiten Leistungshalbleiterschalters (11, 12) der ersten zweiten Schaltgruppe (8.1) mit dem Verbindungspunkt des ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalters (2) mit dem ersten Kondensator (6) der n-ten ersten Schaltgruppe (1.n) verbunden ist, dass der zweite und vierte Leistungshalbleiterschalter (14, 23) der ersten dritten Schaltgruppe (9.1) miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungspunkt des zweiten und vierten Leistungshalbleiterschalters (14, 23) der ersten dritten Schaltgruppe (9.1) mit dem Verbindungspunkt des ersten mit dem zweiten Kondensator (6, 7) der n-ten ersten Schaltgruppe (1.n) verbunden ist, und dass der erste und zweite Leistungshalbleiterschalter (15, 16) der ersten vierten Schaltgruppe (10.1) miteinander verbunden sind, wobei der Verbindungspunkt des ersten und zweiten Leistungshalbleiterschalters (15, 16) der ersten vierten Schaltgruppe (10.1) mit dem Verbindungspunkt des zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalters (3) mit dem zweiten Kondensator (7) der n-ten ersten Schaltgruppe (1.n) verbunden ist.
Blindleistungskompensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der n ersten Schaltgruppen (1.1, ..., 1.n) der Anzahl der p zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p; 9.1, ..., 9.p; 10.1, ..., 10.p) entspricht.
Blindleistungskompensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der n ersten Schaltgruppen (1.1, ..., 1.n) kleiner als die Anzahl der p zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p; 9.1, ..., 9.p; 10.1, ..., 10.p) ist.
Blindleistungskompensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der n ersten Schaltgruppen (1.1, ..., 1.n) grösser als die Anzahl der p zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p; 9.1, ..., 9.p; 10.1, ..., 10.p) ist.
Blindleistungskompensationseinrichtung nach einem vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige erste, zweite, dritte und vierte ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter (2, 3, 4, 5, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 22, 23, 24, 25) durch ein ansteuerbares Leistungshalbleiterbauelement mit unidirektionaler Stromführungsrichtung und durch ein dazu antiparallel geschaltetes passives nicht-ansteuerbares Leistungshalbleiterbauelement mit unidirektionaler Stromführungsrichtung gebildet ist.
Blindleistungskompensationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei den n ersten Schaltgruppen (1.1, ..., 1.n) die zwei ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (2) jeweils benachbarter erster Schaltgruppen (1.1, ..., 1.n) in einem Modul integriert sind und die zwei zweiten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (3) jeweils benachbarter erster Schaltgruppen (1.1, ..., 1.n) in einem Modul integriert sind.
Blindleistungskompensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei den n ersten Schaltgruppen (1.1, ..., 1.n) jeweils der erste ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter (2) und der zweite ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter (3) in einem Modul integriert ist.
Blindleistungskompensationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei den p zweiten Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p) die zwei ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (11) jeweils benachbarter zweiter Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p) in einem Modul integriert sind und die zwei zwei ten Leistungshalbleiterschalter (12) jeweils benachbarter zweiter Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p) in einem Modul integriert sind, dass bei den p dritten Schaltgruppen (9.1, ..., 9.p) die zwei ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (13) jeweils benachbarter dritter Schaltgruppen (9.1, ..., 9.p) in einem Modul integriert sind und die zwei zweiten Leistungshalbleiterschalter (14) jeweils benachbarter dritter Schaltgruppen (9.1, ..., 9.p) in einem Modul integriert sind, und dass bei den p vierten Schaltgruppen (10.1, ..., 10.p) die zwei ersten ansteuerbaren bidirektionalen Leistungshalbleiterschalter (15) jeweils benachbarter vierter Schaltgruppen (10.1, ..., 10.p) in einem Modul integriert sind und die zwei zweiten Leistungshalbleiterschalter (16) jeweils benachbarter vierter Schaltgruppen (10.1, ..., 10.p) in einem Modul integriert sind.
Blindleistungskompensationseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei den p zweiten, dritten und vierten Schaltgruppen (8.1, ..., 8.p; 9.1, ..., 9.p; 10.1, ..., 10.p) jeweils der erste ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter (11, 13, 15) und der zweite ansteuerbare bidirektionale Leistungshalbleiterschalter (12, 14, 16) in einem Modul integriert ist.
Blindleistungskompensationseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren Phasen (R, S, T) die p-ten zweiten Schaltgruppen (8.p) der Phasen (R, S, T) parallel miteinander verbunden sind, die p-ten dritten Schaltgruppen (9.p) der Phasen (R, S, T) parallel miteinander verbunden sind und die p-ten vierten Schaltgruppen (10.p) der Phasen (R, S, T) parallel miteinander verbunden sind.
Blindleistungskompensationseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensatoren (17) der p-ten zweiten Schaltgruppen (8.p) der Phasen (R, S, T) zu einem Kondensator zusammengefasst sind, dass die Kondensatoren (18) der p-ten dritten Schaltgruppen (9.p) der Phasen (R, S, T) zu einem Kondensator zusammengefasst sind, und dass die Kondensatoren (19) der p-ten vierten Schaltgruppen (10.p) der Phasen (R, S, T) zu einem Kondensator zusammengefasst sind.