DE102006032476A1 - Leakage current limiter for DC voltage intermediate circuit has Ohm's resistance to generate voltage drop for current supply to output when DC voltage intermediate circuit is switched ON - Google Patents

Leakage current limiter for DC voltage intermediate circuit has Ohm's resistance to generate voltage drop for current supply to output when DC voltage intermediate circuit is switched ON Download PDF

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    • H02P2201/00Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
    • H02P2201/03AC-DC converter stage controlled to provide a defined DC link voltage

Abstract

A DC voltage intermediate circuit (16) is connected at the input (19) to an AC voltage source (1) through a rectifier (7) and at the output (18) to an electrical consumer. The DC voltage intermediate circuit has an Ohm's resistance (4) such that switching ON the DC voltage intermediate circuit generates a voltage drop (Uz). Current from the input is thus sent to the output. An independent claim is also included for a method for controlling a switching arrangement.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektronische Schaltungsanordnung zur Bildung eines Gleichspannungszwischenkreises, welcher eingangsseitig über einen Gleichrichter an eine Wechselspannungsquelle anschließbar ist und welche ausgangsseitig zum Anschluss an elektrische Verbraucher vorgesehen ist, wobei der Gleichspannungszwischenkreis wenigstens einen ohmschen Widerstand aufweist.The The present invention relates to electronic circuitry for forming a DC intermediate circuit, which input side via a Rectifier can be connected to an AC voltage source and which output side for connection to electrical consumers is provided, wherein the DC voltage intermediate circuit at least has an ohmic resistance.
  • Elektronische Schaltungsanordnungen der eingangs genannten Art dienen dazu, eine Wechselspannung aus dem Stromnetz in eine Gleichspannung zur Versorgung von elektrischen Verbrauchern umzusetzen. Dazu wird die Wechselspannung aus dem Netz mittels eines Gleichrichters gleich gerichtet und in einem Gleichspannungszwischenkreis geglättet. Die so geglättete Gleichspannung kann dann zur Versorgung von Gleichspannungsverbrauchern wie z. B. Elektromotoren verwendet werden. Es ist auch möglich, einen Gleichspannungszwischenkreis ausgangsseitig an einen Wechselrichter anzuschließen, welcher die Gleichspannung des Zwischenkreises wiederum in eine Wechselspannung umsetzt. Mittels des Wechselrichters können dann elektrische Antriebsmotoren problemlos elektronisch gesteuert werden, so dass z.B. ihre Drehzahl variiert werden kann. Eine derartige Stromversorgung ist inzwischen bei vielen elektrischen Industriemaschinen üblich und findet auch bei der Stromversorgung von Druckmaschinen Anwendung. Beim Betrieb von Druckmaschinen sind an den Gleichspannungszwischenkreis über Stromsammelschienen meist mehrere Antriebsmotoren angeschlossen, welche dann jeweils über einen eigenen Wechselrichter angesteuert werden können. Beim Einsatz in Druckmaschinen ist zu beachten, dass die Antriebsmotoren in Druckmaschinen nicht nur motorisch arbeiten, d. h. elektrische Energie verbrauchen, sondern dass in bestimmten Betriebssituationen, z. B. beim Abbremsen einer Druckmaschine oder beim Einsatz von Bremsantrieben, die Elektromotoren zumindest teilweise auch generatorisch laufen. In diesem Fall ist es entweder erforderlich, die generatorisch erzeugte elektrische Energie in das Wechselspannungsnetz zurückzuspeisen oder die elektrische Energie in einem so genannten Chopper-Widerstand in Wärme umzuwandeln. Bei der Rückspeisung in das Wechselspannungsnetz muss der eingangsseitige Gleichrichter bidirektional ausgelegt sein, d. h. er muss sowohl in der Lage sein, die Wechselspannung des Netzes in Gleichspannung des Zwischenkreises umzuwandeln, als auch umgekehrt Gleichspannung in Netzwechselspannung. Dies erfordert eine konstruktiv aufwendigere Ausgestaltung des Gleichrichters und soll daher nach Möglichkeit vermieden werden. Bei Inbetriebnahme des Gleichspannungszwischenkreises besteht weiterhin das Problem, dass der Ladestrom der so genannten Zwischenkreiskondensatoren begrenzt werden muss. Aus diesem Grund ist im Gleichspannungszwischenkreis ein ohmscher Widerstand vorhanden, welcher im Verbund mit einem Kondensator den Einschaltstrom auf ein zulässiges Maß begrenzt.electronic Circuit arrangements of the type mentioned serve a AC voltage from the mains to a DC voltage supply implement by electrical consumers. This is the AC voltage directed from the network by means of a rectifier equal and in smoothed a DC voltage intermediate circuit. The smoothed DC voltage can then be used to supply DC consumers such. B. electric motors are used. It is also possible to have one DC intermediate circuit on the output side to an inverter to connect, which the DC voltage of the DC link in turn into an AC voltage implements. By means of the inverter can then electric drive motors easily controlled electronically so that e.g. their speed can be varied. Such a power supply is now included Many electrical industrial machines are common and also found in the Power supply of printing machines application. When operating printing presses are mostly connected to the DC voltage intermediate circuit via busbars several drive motors connected, which then each have a own inverter can be controlled. When used in printing presses It should be noted that the drive motors in printing presses are not only motor work, d. H. but consume electrical energy that in certain operating situations, eg. B. when braking a Printing press or when using brake drives, the electric motors at least partially run as a generator. In this case is it either required the regeneratively generated electrical To feed energy back into the AC mains or the electrical power To convert energy into heat in a so-called chopper resistor. When feeding back in the alternating voltage network, the input side rectifier be designed bidirectionally, d. H. he must be able to both AC voltage of the mains in DC voltage of the DC link to convert, as well as vice versa DC voltage in mains AC voltage. This requires a structurally more complex embodiment of the rectifier and should therefore, if possible be avoided. When commissioning the DC voltage intermediate circuit persists the problem that the charging current of the so-called DC link capacitors must be limited. For this reason is in the DC voltage intermediate circuit an ohmic resistance, which in combination with a capacitor on the inrush current a permissible one Limited measure.
  • Aus der DE 198 25 801 A1 ist ein Gleichspannungszwischenkreis mit einem Hochlastwiderstand bekannt, mit welchem es zum einen gelingt, im Bremsbetrieb elektrische Energie in Wärme umzuwandeln und zum anderen beim Einschalten des Gleichspannungszwischenkreises den Einschaltstrom zu begrenzen. Nachteilig bei dem in der DE 198 25 801 A1 offenbarten Schaltkreis ist jedoch, dass der Laststrom ständig über einen Thyristor geführt wird, was zu zusätzlichen elektrischen Verlusten führt.From the DE 198 25 801 A1 is a DC voltage intermediate circuit with a high load resistance known, with which it is possible on the one hand to convert electrical energy into heat during braking operation and on the other to limit the inrush current when switching the DC voltage intermediate circuit. A disadvantage of the in the DE 198 25 801 A1 However, disclosed circuit is that the load current is constantly passed through a thyristor, resulting in additional electrical losses.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Gleichspannungszwischenkreis zu schaffen, welcher es zum einen ermöglicht, mit einem kombinierten Widerstand sowohl elektrische Energie beim generatorischen Betrieb von Elektromotoren zu absorbieren als auch beim Einschalten des Gleichspannungszwischenkreises den Einschaltstrom auf ein zulässiges Maß zu begrenzen. Des Weiteren sollen die elektrischen Verluste beim Betrieb von angeschlossenen Elektromotoren im motorischen Betrieb auf ein Mindestmaß reduziert werden.It Object of the present invention, a DC voltage intermediate circuit to create, which on the one hand makes it possible with a combined Resistor both electrical energy during generator operation to absorb from electric motors as well as when turning on the DC intermediate circuit to limit the inrush current to a permissible level. Furthermore, the electrical losses during operation of connected Electric motors are kept to a minimum during engine operation become.
  • Erfindungsgemäß wird die vorliegende Aufgabe gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und der Zeichnung zu entnehmen.According to the invention present task according to claim 1 solved. Advantageous embodiments of the invention are the dependent claims and to take the drawing.
  • Die erfindungsgemäße elektronische Schaltungsanordnung besteht aus einem Gleichspannungszwischenkreis, welcher eingangsseitig über einen Gleichrichter an ein Wechselspannungsnetz angeschlossen ist. Dabei kann es sich sowohl um ein 230 Volt Haushaltsspannungsnetz als auch um ein 400 Volt Dreiphasendrehstromnetz handeln. Ausgangsseitig können an den Gleichspannungszwischenkreis entweder direkt elektrische Gleichspannungsverbraucher angeschlossen sein, es kann aber auch ein Wechselrichter an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossen sein, mit dessen Hilfe daran angeschlossene Elektromotoren elektronisch gesteuert werden können. Der erfindungsgemäße Gleichspannungszwischenkreis ist so ausgelegt, dass beim Einschalten des Gleichspannungszwischenkreises ein ohmscher Widerstand so verschaltet ist, dass die Zwischenkreisspannung zumindest teilweise über dem ohmschen Widerstand abfällt. Auf diese Art und Weise wird der Einschaltstrom im Gleichspannungszwischenkreis durch den ohmschen Widerstand begrenzt. Falls die elektrischen Antriebe im generatorischen Betrieb arbeiten, stellt sich ein Energiefluss in umgekehrter Richtung von Ausgangsseite zur Eingangsseite an. Da der mit dem Wechselspannungsnetz verbundene Gleichrichter nicht notwendigerweise bidirektional ausgelegt sein muss, ist für den generatorischen Betrieb ein elektrisches Bauteil vorzusehen, welches die elektrische Energie absorbiert. Zu diesem Zweck wird der bereits erwähnte ohmsche Widerstand so verschaltet, dass der von Ausgangsseite zur Eingangsseite fließende Strom durch den ohmschen Widerstand fließt. Somit wird die elektrische Energie im generatorischen Betrieb von dem ohmschen Widerstand in Wärme umgewandelt. Da in diesem Fall kein Strom ins Wechselspannungsnetz zurückfließt, muss der Gleichrichter eingangsseitig nicht bidirektional ausgelegt sein. Weiterhin zeichnet sich der erfindungsgemäße Gleichspannungszwischenkreis dadurch aus, dass beim motorischen Betrieb der Laststrom im Gleichspannungszwischenkreis nicht wie im Stand der Technik von einem Leistungsbauteil geführt wird. Bei dem erfindungsgemäßen Gleichspannungszwischenkreis wird konsequent darauf geachtet, dass neben den Gleichrichterdioden keine weiteren elektrischen Schalter irgendwelcher Art beim motorischen Betrieb durchflossen werden müssen. Da elektronische Leistungsbauteile grundsätzlich mit elektrischen Verlusten behaftet sind, kann auf diese Art und Weise die Verlustleistung im Gleichspannungszwischenkreis auf ein Minimum verringert werden. Der erfindungsgemäße Gleichspannungszwischenkreis bietet also zum einen den Vorteil, dass ein ohmscher Widerstand genügt, um den Anlaufstrom zu begrenzen und im generatorischen Betrieb elektrische Energie zu absorbieren, und zum anderen wird beim motorischen Betrieb mit geringstmöglicher elektrischer Verlustleistung gearbeitet, da der Laststrom nicht über zusätzliche elektronische Bauteile wie Transistoren, Dioden oder Thyristoren geführt werden muss.The electronic circuit arrangement according to the invention consists of a DC voltage intermediate circuit, which is connected on the input side via a rectifier to an AC voltage network. It can be both a 230 volt household voltage network and a 400 volt three-phase AC network. On the output side, direct DC electrical consumers can either be connected to the DC voltage intermediate circuit, but an inverter can also be connected to the DC intermediate circuit with the aid of which electric motors connected thereto can be electronically controlled. The DC voltage intermediate circuit according to the invention is designed so that when switching the DC voltage intermediate circuit, an ohmic resistance is connected so that the intermediate circuit voltage drops at least partially above the ohmic resistance. In this way, the inrush current in the DC voltage intermediate circuit through the ohm limited resistance. If the electric drives operate in regenerative mode, an energy flow in the opposite direction from the output side to the input side is established. Since the rectifier connected to the AC voltage network does not necessarily have to be bidirectionally designed, an electrical component which absorbs the electrical energy must be provided for the generator operation. For this purpose, the above-mentioned ohmic resistance is connected so that the current flowing from the output side to the input side current flows through the ohmic resistance. Thus, the electrical energy is converted in regenerative operation of the ohmic resistance into heat. Since in this case no current flows back into the alternating voltage network, the rectifier on the input side must not be bidirectional. Furthermore, the DC voltage intermediate circuit according to the invention is distinguished by the fact that, during motor operation, the load current in the DC voltage intermediate circuit is not conducted by a power component as in the prior art. In the DC intermediate circuit according to the invention, care is taken to ensure that, in addition to the rectifier diodes, no further electrical switches of any kind need to be flowed through during motor operation. Since electronic power components are fundamentally subject to electrical losses, the power loss in the DC intermediate circuit can be reduced to a minimum in this way. The DC voltage intermediate circuit according to the invention thus offers, on the one hand, the advantage that an ohmic resistance is sufficient to limit the starting current and to absorb electrical energy in regenerative operation, and, secondly, in the case of motor operation, the lowest possible electrical power loss is used since the load current does not have additional electronic power Components such as transistors, diodes or thyristors must be performed.
  • In einer ersten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Gleichrichter eine halb- oder vollgesteuerte Brücke umfasst. Mit einer halbgesteuerten Brücke ist zwar kein Energiefluss vom Zwischenkreis ins Stromnetz zurück möglich, dafür ist diese Lösung kostengünstiger. Wegen des Chopperwiderstands ist die Netzrückspeisung auch nicht erforderlich, da überschüssige Energie anstatt ins Netz zurückzuspeisen im Chopperwiderstand in Wärme umgesetzt wird. Bei einer vollgesteuerten Brücke ist dagegen eine Netzrückspeisung möglich.In A first embodiment of the invention provides that the Rectifier includes a semi or fully controlled bridge. With a semi-controlled bridge Although no energy flow from the DC link back to the power grid is possible, this is it solution cost-effective. Because of the chopper resistance, the mains feedback is not required, there excess energy instead of feeding back to the net converted into heat in the chopper resistor becomes. On a fully controlled bridge, on the other hand, there is a regenerative power supply possible.
  • Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Wechselspannungsquelle ein Dreiphasendrehstromnetz ist. Aufgrund des hohen Leistungsbedarfs bei größeren Druckmaschinen im Bereich von 100 kW und mehr ist ein 230 Volt Haushaltsnetz nicht ausreichend, so dass stattdessen ein 400 Volt Drehstromnetzanschluss mit entsprechend höherer Leistung angezeigt ist. Über ein ausgangsseitig an den Gleichspannungszwischenkreis angeschlossenen Wechselrichter können dann auch größere Elektromotoren im genannten Leistungsspektrum problemlos mit elektrischer Energie versorgt werden.It is further provided that the AC voltage source is a three-phase AC network. Due to the high power requirement in larger printing machines in the area of 100 kW and more, a 230 volt household network is not sufficient so instead a 400 volt three-phase power supply with accordingly higher Performance is displayed. about an output side connected to the DC voltage intermediate circuit Inverters can then larger electric motors in the mentioned range of services without problems with electrical energy be supplied.
  • Vorteilhafter Weise ist außerdem vorgesehen, dass parallel zu dem wenigstens einen ohmschen Widerstand wenigstens ein weiterer ohmscher Widerstand zuschaltbar ist. Durch den zusätzlichen parallelen Widerstand wird im Bremsbetrieb der Chopper-Widerstand geringer, welches zu einem schnelleren Choppen führt, wodurch eine größere Rückspeiseleistung in Wärme umgewandelt werden kann.Favorable Way is as well provided that in parallel to the at least one ohmic resistance at least one additional ohmic resistance can be connected. By the additional parallel Resistance decreases during braking operation of the chopper resistor, which leads to a faster chopping, resulting in a greater recovery power in heat can be converted.
  • Es ist des Weiteren vorgesehen, dass der wenigstens eine ohmsche Widerstand bei Energiefluss von Eingangsseite zur Ausgangsseite mittels wenigstens einer Diode von der Wechselspannungsquelle getrennt ist. Diese Netzdiode sorgt dafür, dass nur die positiven Halbwellen der Netzwechselspannung zum Gleichspannungszwischenkreis durchgeleitet werden und die negativen Halbwellen der Netzwechselspannungsquelle gesperrt werden.It is further provided that the at least one ohmic resistance at energy flow from the input side to the output side by means of at least a diode is disconnected from the AC voltage source. This network diode makes sure that only the positive half-waves of the mains AC voltage to DC voltage intermediate circuit be passed through and the negative half-waves of the mains AC voltage source be locked.
  • Vorteilhafter Weise ist außerdem vorgesehen, dass eine gemeinsame Steuerungseinheit zur Schaltung eines Choppertransistors und zur Schaltung des wenigstens einen ohmschen Widerstands vorgesehen ist. Der Choppertransistor, welcher im generatorischen Betrieb den ohmschen Widerstand zur Führung des erzeugten Stromes durchschaltet, sowie der Schalter zur Schaltung der Inbetriebnahme des Zwischenkreises werden in diesem Fall von einer gemeinsamen Steuerungseinheit aus angesteuert, was die Anzahl der verwendeten Steuerungsbauteile reduziert. Falls erforderlich können noch weitere Leistungsbauteile von der gemeinsamen Steuerungseinheit mit gesteuert werden.Favorable Way is as well provided that a common control unit for switching a chopper transistor and the circuit of the at least one ohmic resistance is provided. The chopper transistor, which in regenerative operation, the ohmic resistance to the leadership of generated current switches, as well as the switch to the circuit commissioning of the DC link are in this case of a common control unit controlled from what the number the control components used reduced. If necessary can even more power components from the common control unit to be controlled with.
  • Vorteilhafter Weise ist zu dem vorgesehen, dass der wenigstens eine ohmsche Widerstand wenigstens in zeitlichen Abständen von einer Steuerungseinrichtung überprüft wird. Eine ähnliche Einrichtung kann vorgesehen sein, um die Kapazität der Zwischenkreiskondensatoren wenigstens in zeitlichen Abständen von einer Steuerungseinrichtung überprüfen zu lassen. Falls die Steuerungseinrichtung feststellt, dass der ohmsche Widerstand seinen elektrischen Widerstand verändert oder die Zwischenkreiskondensatoren ihre Kapazität verändern, so deutet dies auf einen bevorstehenden Ausfall hin. In diesem Fall kann der Gleichspannungszwischenkreis aus Sicherheitsgründen durch die Steuerungseinrichtung abgeschaltet werden bzw. es folgt ein Warnhinweis an das Bedienpersonal der Maschine, dass demnächst mit einem Ausfall des Gleichspannungszwischenkreises zu rechnen ist und eine entsprechende Wartung vorzunehmen ist. Zur Kapazitätsanalyse der Zwischenkreiskondensatoren und zur Überprüfung des wenigstens einen ohmschen Widerstands kann auch eine gemeinsame Steuerungseinrichtung vorgesehen sein.Advantageously, it is provided that the at least one ohmic resistance is checked by a control device at least at intervals. A similar device may be provided to have the capacitance of the DC link capacitors checked at least at intervals by a controller. If the controller determines that the ohmic resistance is changing its electrical resistance or the DC link capacitors are changing capacitance, this indicates an impending failure. In this case, the DC voltage intermediate circuit can be switched off for safety reasons by the controller or it follows a warning to the operator of the machine that is expected soon with a failure of the DC link and an ent talking maintenance. For capacitance analysis of the DC link capacitors and for checking the at least one ohmic resistance, a common control device can also be provided.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher beschrieben und erläutert. Die Figur zeigt:
    einen Gleichspannungszwischenkreis mit kombiniertem Anlauf- und Bremswiderstand mit reduzierten Leistungsverlusten im motorischen Betrieb.
    The present invention will be described and explained with reference to a drawing. The figure shows:
    a DC link with combined start-up and braking resistor with reduced power losses in motor operation.
  • Die Schaltungsanordnung in der Figur ist an ihrer Eingangsseite 19 an ein Drehstromnetz 1 angeschlossen. Prinzipiell ist aber auch ein Anschluss an ein Zweiphasenwechselspanungsnetz möglich. Über den Anschluss an das Drehstromnetz 1 ist sichergestellt, dass die Schaltungsanordnung auch Elektromotoren in einer Leistungsklasse von 100 kW und mehr z. B. in Druckmaschinen ausreichend mit elektrischer Energie versorgen kann. Die Wechselspannung des Drehstromnetzes 1 wird an der Eingangsseite 19 mittels einer halbgesteuerten oder vollgesteuerten Gleichrichterbrücke 7 in eine pulsierende Gleichspannung umgewandelt. Die Gleichrichterbrücke 7 ist in der Figur unidirektional ausgestaltet, d. h. es ist nur ein Energiefluss vom Drehstromnetz 1 in Richtung des Gleichspannungszwischenkreises 16 möglich aber nicht umgekehrt. Sonst müsste die Gleichrichterbrücke 7 bidirektional ausgeführt sein, was jedoch mit entsprechend höheren Kosten verbunden ist. Die gleich- gerichtete Wechselspannung wird im Gleichspannungszwischenkreis 16 mittels einer Glättungsinduktivität 8 und eines Filterkondensators 9 geglättet. Die Diode 20 führt während der Aufladephase der Zwischenkreiskondensatoren 9, 12, 13 den Ladestrom. Nach Beendigung dieses Vorgangs ist die Diode 20 ohne weitere Funktion. Der Chopper, gebildet aus der Diode 11 und dem Choppertransistor 17, ermöglicht es, im generatorischen Betrieb von an der Ausgangsseite 18 geschlossene Elektromotoren M den Bremsstrom über einen kombinierten Brems- und Anlaufwiderstand 4 zu führen. Mittels eines elektrischen Schalters 6 kann der kombinierte Brems- und Anlaufwiderstand 4 zum einen über eine Netzdiode 20 mit dem Drehstromnetz 1 verbunden werden als auch im anderen Schaltzustand mit dem Bremstransistor 17. Beim Einschalten des Gleichspannungszwischenkreises 16 ist der kombinierte Brems- und Anlaufwiderstand 4 über den elektrischen Schalter 6 mit dem Drehstromnetz 1 verbunden, so dass sich im Gleichspannungszwischenkreis 16 die Zwischenkreisspannung UZ aufbaut. Die Netzdiode 20 dient dazu, nur positive Halbwellen der Spannung der Drehstromnetzes 1 durchzulassen. Um den Sanftanlauf zu beschleunigen können auch an allen Phasen L1, L2, L3 des Drehstromnetzes 1 Dioden 20 vorgesehen sein.The circuit arrangement in the figure is at its input side 19 to a three-phase network 1 connected. In principle, however, it is also possible to connect to a two-phase alternating voltage network. About the connection to the three-phase network 1 is ensured that the circuit arrangement and electric motors in a power class of 100 kW and more z. B. in printing presses can provide sufficient electrical energy. The alternating voltage of the three-phase network 1 will be at the entrance side 19 by means of a semi-controlled or fully controlled rectifier bridge 7 converted into a pulsating DC voltage. The rectifier bridge 7 is configured unidirectionally in the figure, ie it is only one energy flow from the three-phase network 1 in the direction of the DC intermediate circuit 16 possible but not vice versa. Otherwise the rectifier bridge would have to be 7 be executed bidirectional, which is associated with correspondingly higher costs. The rectified AC voltage is in the DC voltage intermediate circuit 16 by means of a smoothing inductance 8th and a filter capacitor 9 smoothed. The diode 20 leads during the charging phase of the DC link capacitors 9 . 12 . 13 the charging current. After completion of this process is the diode 20 without further function. The chopper, formed from the diode 11 and the chopper transistor 17 , allows, in generator mode, on the output side 18 closed electric motors M the braking current via a combined braking and starting resistor 4 respectively. By means of an electric switch 6 can the combined braking and starting resistance 4 on the one hand via a mains diode 20 with the three-phase network 1 be connected as well as in the other switching state with the brake transistor 17 , When switching on the DC intermediate circuit 16 is the combined braking and starting resistance 4 over the electrical switch 6 with the three-phase network 1 connected, so that in the DC voltage intermediate circuit 16 the intermediate circuit voltage U Z builds. The power diode 20 serves only positive half-waves of the voltage of the three-phase network 1 pass. In order to accelerate the soft start, L1, L2, L3 of the three-phase system can also be used on all phases 1 diodes 20 be provided.
  • Falls jedoch ein Energiefluss im generatorischen Betrieb von der Ausgangsseite 18 zur Eingangsseite 19 erfolgt, wird der kombinierte Anlauf- und Bremswiderstand 4 mittels des Schalters 6 vom Drehstromnetz 1 getrennt und stattdessen als Bremswiderstand benutzt. Zusätzlich kann ein weiterer Widerstand 5 vorgesehen sein. Im Zwischenkreis 16 ist in der Figur zudem eine Kondensatorenbank mit zwei Zwischenkreiskondensatoren 12, 13 angeordnet. An die Zwischenkreiskondensatoren 12, 13 schließt sich an der Ausgangsseite 18 ein Wechselrichter 14 an, welcher die Gleichspannung des Gleichspannungszwischenkreises 16 zur Steuerung von elektrischen Motoren M umrichtet. Die elektrischen Verbraucher 15 können insbesondere kleinere elektrische Antriebsmotoren z. B. von Druckmaschinen sein. Mittels des Wechselrichters 14 können die elektrischen Antriebsmotoren M z. B. in ihrer Drehzahl variiert werden. Die Steuerung der elektrischen Verbraucher 15 erfolgt über das elektronische Steuergerät 3. Zusätzlich ist in der Figur ein Zwischenkreissteuergerät 2 vorhanden, welches zum einen den Choppertransistor 17 steuert und zum anderen den Schalter 6 des ohmschen Widerstands 4. Zusätzlich ist das Zwischenkreissteuergerät 2 mittels der gestrichelt eingezeichneten Verbindungen in der Lage, den kombinierten Brems- und Anlaufwiderstand 4 zu überwachen und eine Kapazitätsanalyse der Zwischenkreiskondensatoren 12, 13 vorzunehmen. Dadurch nimmt das Zwischenkreissteuergerät 2 auch Kontrollfunktionen war. Der Figur ist zu entnehmen, dass im motorischen Betrieb neben dem Eingangsgleichrichter 7 keine zusätzlichen elektrische Schalter vorhanden sind, welche zu elektrischen Verlusten führen könnten, da der Laststrom nicht von elektronischen Halbleiterbauelementen im motorischen Betrieb geführt werden muss.If, however, an energy flow in regenerative operation from the output side 18 to the entrance page 19 takes place, the combined start-up and braking resistor 4 by means of the switch 6 from the three-phase network 1 separated and used as a braking resistor instead. In addition, another resistance 5 be provided. In the intermediate circuit 16 is in the figure also a capacitor bank with two DC link capacitors 12 . 13 arranged. To the DC link capacitors 12 . 13 closes at the exit side 18 an inverter 14 on which the DC voltage of the DC intermediate circuit 16 to control electric motors M. The electrical consumers 15 In particular, smaller electric drive motors z. B. of printing presses. By means of the inverter 14 can the electric drive motors M z. B. be varied in their speed. The control of the electrical consumers 15 via the electronic control unit 3 , In addition, in the figure, a DC link control device 2 present, which on the one hand the chopper transistor 17 controls and on the other hand the switch 6 the ohmic resistance 4 , In addition, the DC link control unit 2 by means of the dashed lines shown capable of combined braking and starting resistance 4 to monitor and a capacity analysis of the DC link capacitors 12 . 13 make. This takes the DC link control unit 2 was also control functions. The figure shows that in motor operation in addition to the input rectifier 7 no additional electrical switches are present, which could lead to electrical losses, since the load current does not need to be performed by electronic semiconductor devices in motor operation.
  • 11
    DrehstromnetzThree-phase system
    22
    Zwischenkreissteuer-/KontrollgerätZwischenkreissteuer- / control device
    33
    Steuergerätcontrol unit
    44
    Kombinierter Brems- und Anlaufwiderstandcombined Braking and starting resistance
    55
    Widerstandresistance
    66
    Schalterswitch
    77
    GleichrichterbrückeRectifier bridge
    88th
    Glättungsinduktivitätsmoothing
    99
    Filterkondensatorfilter capacitor
    10, 1110 11
    Diodendiodes
    12, 1312 13
    ZwischenkreiskondensatorenDC link capacitors
    1414
    Wechselrichterinverter
    1515
    Elektrische Verbraucherelectrical consumer
    1616
    ZwischenkreisDC
    1717
    Bremsschalterbrake switch
    1818
    Ausgangsseiteoutput side
    1919
    Eingangsseiteinput side
    2020
    Netzdiodepower diode
    UZ U Z
    ZwischenkreisspannungIntermediate circuit voltage
    MM
    Motorengine
    L1, L2, L3L1, L2, L3
    Drehstromphasen Rotary current phases

Claims (12)

  1. Elektronische Schaltungsanordnung zur Bildung eines Gleichspannungszwischenkreises (16), welcher eingangsseitig (19) über einen Gleichrichter (7) an eine Wechselspannungsquelle (1) anschließbar ist und welcher ausgangsseitig (18) zum Anschluss an wenigstens einen elektrischen Verbraucher vorgesehen ist, wobei der Gleichspannungszwischenkreis (16) wenigstens einen ohmschen Widerstand (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem wenigstens einen ohmschen Widerstand (4) beim Einschalten des Gleichspannungszwischenkreises (16) zumindest ein Teil der Zwischenkreisspannung (UZ) abfällt, dass bei Energiefluss von der Ausgangsseite (18) zur Eingangsseite (19) des Gleichspannungszwischenkreises (16) der wenigstens eine ohmsche Widerstand (4) zumindest einen Teil des Laststroms führt und dass bei Energiefluss von Eingangsseite (19) zur Ausgangsseite (18) der Laststrom im Gleichspannungszwischenkreis (16) nicht von einem Leistungsbauteil geführt wird.Electronic circuit arrangement for forming a DC voltage intermediate circuit ( 16 ), which input side ( 19 ) via a rectifier ( 7 ) to an AC voltage source ( 1 ) and which output side ( 18 ) is provided for connection to at least one electrical load, wherein the DC voltage intermediate circuit ( 16 ) at least one ohmic resistance ( 4 ), characterized in that on the at least one ohmic resistor ( 4 ) when switching on the DC intermediate circuit ( 16 ) at least a part of the intermediate circuit voltage (U Z ) drops, that at energy flow from the output side ( 18 ) to the input side ( 19 ) of the DC intermediate circuit ( 16 ) the at least one ohmic resistance ( 4 ) carries at least a portion of the load current and that in the case of energy flow from the input side ( 19 ) to the output side ( 18 ) the load current in the DC voltage intermediate circuit ( 16 ) is not led by a power component.
  2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gleichrichter (7) eine halb- oder vollgesteuerte Brücke umfasst.Circuit arrangement according to Claim 1, characterized in that the rectifier ( 7 ) comprises a semi or fully controlled bridge.
  3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselspannungsquelle (1) ein Dreiphasen-Drehstromnetz ist.Circuit arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that the alternating voltage source ( 1 ) is a three-phase AC network.
  4. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass parallel zu dem wenigstens einen ohmschen Widerstand (4) wenigstens ein weiterer ohmscher Widerstand (5) zuschaltbar ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that parallel to the at least one ohmic resistance ( 4 ) at least one further ohmic resistance ( 5 ) is switchable.
  5. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine ohmsche Widerstand (4) bei Energiefluss von Eingangsseite (19) zur Ausgangsseite (18) mittels wenigstens einer Diode (20) von der Wechselspannungsquelle (1) getrennt ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one ohmic resistance ( 4 ) at energy flow from input side ( 19 ) to the output side ( 18 ) by means of at least one diode ( 20 ) from the AC voltage source ( 1 ) is disconnected.
  6. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Steuerungseinheit (2) zur Schaltung eines Choppertransistors (17) und zur Schaltung (6) des wenigstens einen ohmschen Widerstandes (4) vorgesehen ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that a common control unit ( 2 ) for switching a chopper transistor ( 17 ) and to the circuit ( 6 ) of the at least one ohmic resistor ( 4 ) is provided.
  7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine ohmsche Widerstand (4) wenigstens in zeitlichen Abständen von einer Steuerungseinrichtung (2) überprüft wird.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one ohmic resistance ( 4 ) at least at intervals from a control device ( 2 ) is checked.
  8. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kapazität der Zwischenkreiskondensatoren (9, 12, 13) wenigstens in zeitlichen Abständen von einer Steuerungseinrichtung (2) überprüft werden.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the capacitance of the DC link capacitors ( 9 . 12 . 13 ) at least at intervals from a control device ( 2 ).
  9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Steuerungseinrichtung (2) zur Kapazitätsanalyse der Zwischenkreiskondensatoren (9, 12, 13) und zur Überprüfung des wenigstens einen ohmschen Widerstands (4) vorgesehen ist.Circuit arrangement according to Claim 7 or 8, characterized in that a common control device ( 2 ) for capacitance analysis of the DC link capacitors ( 9 . 12 . 13 ) and for checking the at least one ohmic resistance ( 4 ) is provided.
  10. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Ausgangsseite (18) des Zwischenkreises (16) wenigstens ein Wechselrichter (14) angeschlossen ist.Circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that on the output side ( 18 ) of the DC link ( 16 ) at least one inverter ( 14 ) connected.
  11. Verfahren zur Steuerung einer Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei Energiefluss von Eingangsseite (19) zur Ausgangsseite (18) der wenigstens eine ohmsche Widerstand (4) mit der Wechselspannungsquelle (1) verbunden ist.Method for controlling a circuit arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of energy flow from the input side ( 19 ) to the output side ( 18 ) the at least one ohmic resistance ( 4 ) with the AC voltage source ( 1 ) connected is.
  12. Verfahren zur Steuerung einer Schaltungsanordnung nach einen der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei Energiefluss von Ausgangsseite (18) zur Eingangsseite (19) der wenigstens eine ohmsche Widerstand (4) von der Wechselspannungsquelle (1) getrennt wird.Method for controlling a circuit arrangement according to one of Claims 1 to 10, characterized in that, in the case of energy flow from the output side ( 18 ) to the input side ( 19 ) the at least one ohmic resistance ( 4 ) from the AC voltage source ( 1 ) is separated.
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