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Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Steuerung wenigstens zweier selbstgeführter Stromrichter einer netzseitigen Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters und auf diese netzseitige Stromrichteranordnung.
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Bei Großantrieben, beispielsweise bei Hauptantrieben von Walzwerken, werden Spannungszwischenkreis-Umrichter zur Speisung von Hochspannungsmotoren eingesetzt. Damit die Netzrückwirkungen gering sind, weist ein derartiger Spannungszwischenkreis-Umrichter eine netzseitige Stromrichteranordnung auf, die zwei Stromrichter aufweist. Diese beiden Stromrichter der netzseitigen Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters, insbesondere eines Mittelspannungs-Umrichters, sind mittels eines Transformators, insbesondere eines Dreiwicklungstransformators, mit vorbestimmter Schaltgruppe mit einem speisenden Netz, insbesondere einem Mittelspannungsnetz, elektrisch leitend verbunden. Die Wicklungen der beiden Sekundärwicklungen dieses Dreiwicklungskondensators sind einerseits im Dreieck und andererseits in Stern geschaltet, wobei die Wicklungen der Primärwicklung dieses Transformators in Dreieck geschaltet sind. Diese beiden Stromrichter der netzseitigen Stromrichteranordnung in Verbindung mit diesen Dreiwicklungstransformators bilden eine 12-pulsige Einspeisung des Spannungszwischenkreis-Umrichters. Dadurch werden Oberschwingungsströme der 5., 7., 11. und 13. Harmonischen auf der Netzseite ausgelöscht.
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Der
DE 199 26 979 A1 sind mehrere Einspeiseschaltungen eines Spannungszwischenkreis-Umrichters entnehmbar. Die Standardausführung einer 12-pulsigen Einspeisung weist zwei Diodengleichrichter auf, die wechselspannungsseitig mit einem bereits erwähnten Dreiwicklungstransformator mit einem speisenden Netz verknüpft sind. Eine derartige netzseitige Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters wird auch als Dioden-Front-End (DFE) bezeichnet. Ein derartiges Dioden-Front-End erfüllt in den meisten Fällen die Anforderung bezüglich Netzleistungsfaktor und Oberschwingungsgehalt.
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Aus der
EP 0 913 918 A2 ist eine netzseitige Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters bekannt, die drei Stromrichter, insbesondere Diodengleichrichter, aufweist, die mittels dreier Transformatoren mit einem speisenden Netz verknüpft sind. Diese drei Transformatoren weisen unterschiedliche Schwenk- bzw. Verschiebungswinkel auf. Zwei von diesen drei Transformatoren weisen einen Schwenkwinkel von 20° auf, wobei einer voreilend und der andere nacheilend zum dritten Transformator ist, der eine 0°-Schwenkung aufweist. Somit bilden diese drei Diodengleichrichter in Verbindung mit diesen drei Transformatoren eine 18-pulsige Einspeiseschaltung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters. Mit dieser 18-pulsigen Einspeiseschaltung werden die Oberschwingungsströme bis zur 19. Harmonischen auf der Netzseite ausgelöscht.
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Werden höhere Anforderungen bezüglich Netzrückwirkung gestellt, so wird als netzseitige Stromrichteranordnung ein 24-pulsiger Dioden-Front-End vorgesehen. Mit einer derartigen Stromrichteranordnung werden Oberschwingungsströme der 5., 7., 11., 13., 23. und 25. Harmonischen auf der Netzseite ausgelöscht. Für diese netzseitige Stromrichteranordnung werden Dreiwicklungstransformatoren benötigt, deren Sekundärwicklungen derart verschaltet sind, dass vorbestimmte Schwenkwinkel auftreten.
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Diesen zur vorgenannten netzseitigen Stromrichteranordnungen ist gemeinsam, dass als Stromrichter der netzseitigen Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters Diodengleichrichter mit verschiedenen Transformatoren vorgesehen sind. Diese unterschiedlichen Transformatoren mit vorbestimmten Schwenkgruppen weisen zum einen höhere Kosten bei der Beschaffung auf und verursachen auch höhere Kosten bei der Ersatzteilhaltung. Mit einer derartigen Stromrichteranordnung ist nicht ohne weiteren Aufwand ein Vierquadrantenbetrieb möglich. Der Mehraufwand besteht darin, dass für den generatorischen Betrieb ein Brems-Chopper notwendig ist, mit dem die generatorische Energie in einem Bremswiderstand in Wärme umgesetzt wird. Eine mehrpulsige Einspeiseschaltung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters mit einem Brems-Chopper ist aus der bereits genannten
EP 0 913 918 A2 , insbesondere der
6, bekannt.
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Aus der bereits erwähnten
DE 199 26 979 A1 ist ebenfalls ein Spannungszwischenkreis-Umrichter bekannt, der als netzseitige Stromrichteranordnung einen selbstgeführten Pulsstromrichter, insbesondere einen Drei-Punkt-Pulsstromrichter, aufweist. Diese Topologie der netzseitigen Stromrichteranordnung wird auch als Active-Front-End (AFE) bezeichnet. Mittels dieses Active-Front-End lässt sich nicht nur ein Leistungsfaktor von cosφ = 1 realisieren, sondern man kann zusätzlich im Rahmen der Leistungsreserven auch noch die Blindleistung anderer am speisenden Netz angeschlossener Verbraucher kompensieren. Bei einem Active-Front-End in der Ausführungsform als Drei-Punkt-Pulsstromrichter treten netzseitig Oberschwingungsströme der 5., 7., 11. und 13. Harmonischen auf, deren Amplituden mittels eines optimierten Pulsmusters minimiert werden. Ein Spannungszwischenkreis-Umrichter mit einem Active-Front-End in der Drei-Punkt-Topologie beansprucht einen größeren Platz als ein Spannungszwischenkreis-Umrichter mit einem 12-pulsigen Dioden-Front-End.
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Aus dieser
DE 199 26 979 A1 ist ebenfalls ein Spannungszwischenkreis-Umrichter bekannt, dessen netzseitige Stromrichteranordnung zwei selbstgeführte Stromrichter aufweist, die wechselspannungsseitig mittels eines Dreiwicklungstransformators mit vorbestimmter Schaltgruppe primärseitig mit einem speisenden Netz verknüpft sind. Die Wicklungen der beiden Sekundärwicklungen des Dreiwicklungstransformators sind einerseits in Dreieck und andererseits in Stern verschaltet. Mittels dieser netzseitigen Stromrichteranordnung werden die Vorteile eines Dioden-Front-End mit denen eines Active-Front-End kombiniert. D. h., auf der Netzseite des Spannungszwischenkreis-Umrichters werden die Oberschwingungsströme der 5., 7., 17. und 19. Harmonischen ausgelöscht, ohne dass die optimierten Pulsmuster der beiden selbstgeführten Stromrichter auf diese genannten Harmonischen optimiert sind. Da diese beiden selbstgeführten Stromrichter der netzseitigen Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters denselben Betriebszustand haben, sind deren Pulsmuster gleich. Dieses optimierte Pulsmuster kann nun dahingehend optimiert werden, dass die Amplituden der Oberschwingungsströme der 11., 13., 25., ... Harmonischen minimiert werden.
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Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine netzseitige Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters und ein Verfahren zur Steuerung dieser netzseitigen Stromrichteranordnung anzugeben, wodurch zumindest Oberschwingungsströme der 5. und 7. Harmonischen sich netzseitig auslöschen und die gegenüber den bekannten Einspeiseschaltungen kostengünstiger sind.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 (Verfahren) und mit den Merkmalen des Anspruchs 8 (Vorrichtung) erfindungsgemäß gelöst.
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Dadurch, dass die beiden selbstgeführten Stromrichter der netzseitigen Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters nicht mehr mit ein und demselben Steuersignal mit einem Pulsmuster, sondern mit unterschiedlichen Steuersignalen gesteuert werden, deren Pulsmuster derart optimiert sind, dass deren Harmonische zueinander phasenverschoben sind, löschen sich vorbestimmte Harmonische auf der Seite eines speisenden Netzes gegenseitig aus. Aus diesem Grunde werden keine Transformatoren mit vorbestimmten Schaltgruppen mehr benötigt. Da die Auslöschung von Harmonischen mittels der Steuersignale mit unterschiedlichen Pulsmustern erreicht werden, können nun netzseitig Transformatoren ohne Schwenkwinkel verwendet werden. Derartige Transformatoren sind gegenüber dem Transformator mit einer vorbestimmten Schaltgruppe wesentlich preiswerter. Auch die Ersatzteilhaltung vereinfacht sich dadurch wesentlich.
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Bei einer netzseitigen Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters mit zwei selbstgeführten Stromrichtern müssen die Pulsmustern der beiden unterschiedlichen Steuersignale der beiden selbstgeführten Stromrichter derart optimiert sein, dass jeweils zwischen deren Harmonischen eine Phasenverschiebung von 180° auftreten. Diese Phasenverschiebung wird dadurch erreicht, dass entweder die Harmonischen des zweiten Steuersignals zu entsprechenden Harmonischen des ersten Steuersignals derart optimiert sind, dass diese jeweils um 180° phasenverschoben sind. Diese 180° Phasenverschiebung wird auch dadurch erzeugt, dass die Harmonischen des ersten Steuersignals um 90° nach- bzw. voreilend und die Harmonischen des zweiten Steuersignals um 90° voreilend bzw. nacheilend phasenverschoben sind.
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Weist die netzseitige Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters drei selbstgeführte Stromrichter auf, so sind die Pulsmuster der drei Steuersignale derart optimiert, dass deren Harmonische zueinander um 120° phasenverschoben sind. Dadurch ist die Summenamplitude der Amplituden einer jeden Harmonischen der drei Steuersignale Null. Bei einer netzseitigen Stromrichteranordnung, die vier selbstgeführte Stromrichter aufweist, sind die Pulsmuster der vier Steuersignale derart optimiert, dass deren Harmonische untereinander um 90° phasenverschoben sind. D. h., die Anzahl der vorhandenen selbstgeführten Stromrichter einer Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters bestimmt die Phasenverschiebung jeweils zwischen korrespondierenden Harmonischen der Steuersignale der selbstgeführten Stromrichter.
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Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der zwei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen netzseitigen Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters schematisch veranschaulicht sind.
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1 zeigt eine bekannte netzseitige Stromrichteranordnung mit zwei selbstgeführten Stromrichtern, in der
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2 ist ein Ersatzschaltbild eines selbstgeführten Stromrichters der netzseitigen Stromrichteranordnung nach 1 dargestellt, in den
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3 bis 6 sind jeweils in einem Diagramm die in der 2 eingetragenen Spannungen über der Zeit veranschaulicht, die
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7 zeigt eine erste Ausführungsform einer netzseitigen Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters nach der Erfindung, in den
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8 bis 11 sind jeweils in einem Diagramm die in der 2 eingetragenen Spannungen der netzseitigen Stromrichteranordnung nach 2 für die netzseitige Stromrichteranordnung nach 7 über der Zeit dargestellt, und die
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12 zeigt eine weitere Ausführungsform einer netzseitigen Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters nach der Erfindung.
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Die bekannte netzseitige Stromrichteranordnung
2 gemäß
1 weist zwei selbstgeführte Stromrichter
4 und
6 auf, die jeweils mittels eines Transformators
8 und
10 mit einem speisenden Netz
12, insbesondere einem Mittelspannungsnetz, verknüpft sind. Dieses speisende Netz
12 ist mittels eines weiteren Transformators
14 mit einem Hochspannungsnetz
16 verknüpft. Beide selbstgeführten Stromrichter
4 und
6 sind steuerungsseitig mit einem Ausgang einer Pulsmuster-Einrichtung
18 verbunden. Diese Pulsmuster-Einrichtung
18 auch als Modulator bezeichnet, generiert in Abhängigkeit einer Spannungs-Stellgröße u
y, beispielsweise einem Spannungs-Raumzeiger, ein Steuersignal S
ν, dass ein optimiertes Pulsmuster P
M aufweist, das dieser Einrichtung
18 zugeführt ist. Dieses Steuersignal S
ν wird beiden selbstgeführten Stromrichtern
4 und
6 der netzseitigen Stromrichteranordnung
2 eines Spannungszwischenkreis-Umrichters zugeführt. Von den beiden Transformatoren
8 und
10 weist nur der Transformator
10 einen Schwenkwinkel von 30° auf. Realisiert sind diese beiden Transformatoren
8 und
10 durch einen Dreiwicklungstransformator, deren Wicklungen der beiden Sekundärwicklungen einerseits in Dreieck und andererseits in Stern geschaltet sind. Diese bekannte Stromrichteranordnung
2 ist in der
DE 199 26 979 A1 , insbesondere in der dortigen
2, näher beschrieben.
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Durch diese Ausführungsform der netzseitigen Stromrichterschaltung 2 eines Spannungszwischenkreis-Umrichters und der Steuerung der beiden selbstgeführten Stromrichter 4 und 6 dieser Stromrichteranordnung 2 werden auf Seiten des speisenden Netzes 12 die Oberschwingungsströme der 5., 7., 17. und 19. Harmonischen ausgelöscht, wobei das optimierte Pulsmuster PM des Steuersignals Sν nicht auf diese genannten Harmonischen optimiert ist.
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In der 2 ist ein Ersatzschaltbild des selbstgeführten Stromrichters 4 mit zugehörigem Transformator 8 am speisenden Netz 12 der bekannten Stromrichteranordnung 2 nach 1 näher dargestellt. In diesem Ersatzschaltbild sind die Spannungen uR0, uRs, uRp und uR eingetragen. Der selbstgeführte Stromrichter 4 weist pro Brückenzweig R, S bzw. T zwei abschaltbare Leistungshalbleiterschalter T1, T2 bzw. T3, T4 bzw. T5, T6, insbesondere HV-IGBTs, auf. Elektrisch parallel zu diesen parallel geschalteten Brückenzweigen R, S und T ist ein Spannungszwischenkreis 20 geschaltet, der aus einer Reihenschaltung zweier Kondensatoren 22 und 24 aufgebaut ist. Ein Verbindungspunkt 24 dieser beiden Kondensatoren 22 und 24 bilden einen fiktiven Mittelpunkt des Spannungszwischenkreises 20. Die Spannung uR0 ist eine Spannung des Brückenzweiges R gegen diesen fiktiven Mittelpunkt 26 des Spannungszwischenkreises 20. Diese Spannung uR0 ist im Diagramm der 3 über der Zeit dargestellt. An der Sekundärwicklung 28 des Transformators 8 fällt dann die Spannung uRs ab, die im Diagramm der 4 über der Zeit dargestellt ist. Die zugehörige Spannung an der Primärwicklung 30 des Transformators 8 ist als uRp1 bezeichnet und im Diagramm der 5 über der Zeit veranschaulicht. In diesem Diagramm ist ebenfalls die Spannung uRp2 der Primärwicklung 32 des Transformators 10 über der Zeit dargestellt. Aus diesen beiden Phasen-Primär-Spannungen uRp1 und uRp2 wird eine Phasenspannung uR des speisenden Netzes 12 gebildet. Diese Phasenspannungen uR ist im Diagramm der 6 über der Zeit dargestellt. Die 5. und 7. Harmonische, die noch in den Phasen-Primär-Spannungen uRp1 und uRp2 auftreten, haben sich in der netzseitigen Phasenspannung uR gegenseitig ausgelöscht.
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Eine weitere bekannte netzseitige Stromrichteranordnung
2 ist in der
7 näher dargestellt. Diese bekannte netzseitige Stromrichteranordnung
2 weist anstelle von zwei selbstgeführten Stromrichtern
4 und
6 drei selbstgeführte Stromrichter
4,
6 und
34 auf. Diese selbstgeführten Stromrichter
4,
6 und
34 sind wechselspannungsseitig jeweils mittels einem Transformator
36,
38 und
40 mit dem speisenden Netz
12, insbesondere einem Mittelspannungsnetz, verknüpft. Dieses speisende Netz
12 ist wie in der Darstellung gemäß
1 mittels des Transformators
14 mit einem Hochspannungsnetz
16 verbunden. Diese selbstgeführten Stromrichter
4,
6 und
34 sind ebenfalls steuerungsseitig mit der Pulsmuster-Einrichtung
18 elektrisch leitend verbunden. Dieser Modulator
18 berechnet in Abhängigkeit einer bereitgestellten Spannungs-Stellgröße u
y, beispielsweise einem Spannungs-Raumzeiger, ein Steuersignal S
ν, das ein optimiertes Pulsmuster P
M aufweist. Dieses Steuersignal S
ν wird diesen drei selbstgeführten Stromrichtern
4,
6 und
34 der netzseitigen Stromrichteranordnung
2 zugeführt. Diese drei Transformatoren
36,
38 und
40 weisen Schwenkwinkel von 20° und 0° auf, wobei der Schwenkwinkel 20° bei den Transformatoren
36 und
40 entgegen gesetzt sind. Eine derartige Transformator-Konfiguration ist bei der netzseitigen Einspeisung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters der
EP 0 913 918 A2 vorgesehen. Die netzseitige Stromrichteranordnung dieser
EP 0 913 918 A2 weist anstelle von drei selbstgeführten Stromrichtern drei Diodengleichrichter auf. Dadurch entfällt auch die Pulsmuster-Einrichtung
18. Die Einspeiseeinrichtung nach
EP 0 913 918 A2 und die Einspeiseschaltung gemäß
7 bilden jeweils eine 18-pulsige Einspeisung eines Spannaungszwischenkreis-Umrichters, mit der Oberschwindungsströme bis zur 19. Harmonischen auf der Netzseite ausgelöscht werden. Da die selbstgeführten Stromrichter
4,
6 und
34 ein und dasselbe Steuersignal S
ν erhalten, sind diese selbstgeführten Stromrichter
4,
6 und
34 im selben Betriebszustand. Das optimierte Pulsmuster P
M dieses Steuersignals S
ν kann nun dahingehend optimiert werden, dass weitere Harmonische amplitudenmäßig minimiert werden. Diese Möglichkeit ist aus der eingangs genannten
DE 199 26 979 A2 bekannt.
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In der 8 ist eine netzseitige Stromrichteranordnung 2 nach der Erfindung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters schematisch veranschaulicht. Diese netzseitige Stromrichteranordnung 2 weist zwei selbstgeführte Stromrichter 4 und 6 auf, die jeweils wechselspannungsseitig mittels eines Transformators 42 mit dem speisenden Netz 12 elektrisch leitend verbunden sind. Als Transformator 42 wird ein Transformator ohne Schwenkwinkel verwendet. Ein und derselbe Transformator 42 wird für die Netzanbindung eines jeden selbstgeführten Stromrichters 4 und 6 der netzseitigen Stromrichteranordnung 2 verwendet. Diese beiden selbstgeführten Stromrichter 4 und 6 sind ebenfalls steuerungsseitig mit einer Pulsmuster-Einrichtung 44 verknüpft, die in Abhängigkeit einer bereitgestellten Spannungs-Stellgröße uy zwei Steuersignale S1ν und S2ν mit unterschiedlichen Pulsmustern PM1 und PM2 berechnet. Dieser Pulsmuster-Einrichtung 44 sind diese beiden optimierten offline berechneten Pulsmuster PM1 und PM2 zugeführt. Diese beiden Pulsmuster PM1 und PM2 sind dahingehend optimiert, dass deren Harmonische zueinander derart phasenverschoben sind, dass diese im speisenden Netz 12 sich gegenseitig auslöschen. Da die netzseitige Stromrichteranordnung 2 nur zwei selbstgeführte Stromrichter 4 und 6 aufweist, sind die Harmonischen des ersten optimierten Pulsmusters PM1 und korrespondierende Harmonische des zweiten optimierten Pulsmusters PM2 jeweils zueinander um 180° phasenverschoben. Eine derartige Phasenverschiebung wird erreicht, wenn die Harmonischen des zweiten optimierten Pulsmusters PM2 gegenüber korrespondierenden Harmonischen des ersten optimierten Pulsmusters PM1 jeweils um 180° phasenverschoben sind. D. h., das erste optimierte Pulsmuster PM1 bildet ein sogenanntes Bezugs-Pulsmuster. Eine weitere Möglichkeit zur Erstellung einer 180°-Phasenverschiebung zwischen korrespondierenden Harmonischen zweier Pulsmuster PM1 und PM2 besteht darin, dass zu einem fiktiven Phasenwinkel die Harmonischen des ersten optimierten Pulsmusters PM1 um 90° voreilend bzw. nacheilend und die entsprechend Harmonischen des zweiten optimierten Pulsmusters PM2 90° nacheilend bzw. voreilend phasenverschoben sind. Da besonders die 5. und 7. Harmonische amplitudenmäßig am Größten sind, werden diese beiden Harmonischen des ersten und zweiten Pulsmusters PM1 und PM2 jeweils um 180° zueinander phasenverschoben.
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Durch dieses erfindungsgemäße Steuerverfahren für die selbstgeführten Stromrichter 4 und 6 der netzseitigen Stromrichteranordnung 2 eines Spannungszwischenkreis-Umrichters wird erreicht, dass die sich zumindest die Oberschwingungsströme der 5. und 7. Harmonischen sich im speisenden Netz gegenseitig auslöschen, ohne dass ein Dreiwicklungstransformator mit einer Schaltgruppe Dy5 bzw. Yd5 verwendet werden muss. Die selbstgeführten Stromrichter 4 und 6 der erfindungsgemäßen Stromrichteranordnung 2 sind wechselspannungsseitig mittels eines Transformators mit der Schaltgruppe Dd0 bzw. Yy0 mit dem speisenden Netz 12 verbunden. Dadurch verringert sind nicht nur die Beschaffungskosten, auch die Kosten für die Ersatzteilhaltung. Die höhere Pulsigkeit der netzseitigen Stromrichteranordnung 2 eines Spannungszwischenkreis-Umrichters wird nicht mehr mittels unterschiedlicher Transformatortypen, sondern mittels optimierter Pulsmuster für jeden einzelnen selbstgeführten Stromrichter 4 und 6 der netzseitigen Stromrichteranordnung 2 erreicht.
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Zum Vergleich der erfindungsgemäßen netzseitigen Stromrichteranordnung 2 gemäß der 8 mit der bekannten netzseitigen Stromrichteranordnung 2 gemäß 1 sind in den Diagrammen der 9 bis 11 die Spannungen uR01, uR02, uRp1, uRp2 und die Spannung uR jeweils über der Zeit veranschaulicht. Ein Vergleich der Diagramme der 9 bis 11 mit den Diagrammen der 3 und 5, 6 zeigt, dass durch die stromrichtermäßig erzeugte Mehrpulsigkeit in etwa der gleiche Stromrippel, aber ein etwas schlechterer Spannungsrippel erreicht wird. Die Ausprägung der Rippel hängt von der Optimierung der Pulsmuster ab. Für den Vergleich fallen die Pulsmuster recht einfach, ohne große Optimierung, aus.
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In der 12 ist eine netzseitige Stromrichteranordnung 2 nach der Erfindung dargestellt, die drei selbstgeführte Stromrichter 4, 6 und 34 aufweist. Diese selbstgeführten Stromrichter 4, 6 und 34 sind jeweils mittels eines Transformators 42 wechselspannungsseitig mit dem speisenden Netz 12 verknüpft. Steuerungsseitig sind diese selbstgeführten Stromrichter 4, 6 und 34 mit der Pulsmuster-Einrichtung 44 verbunden, an deren Ausgängen für jeden selbstgeführten Stromrichter 4, 6 und 34 ein Steuersignal S1ν, S2ν und S3ν anstehen. Diese Steuersignale S1ν, S2ν und S3ν weisen unterschiedliche Pulsmuster PM1 bzw. PM2 bzw. PM3 auf. Diese Pulsmuster PM1, PM2 und PM3 sind offline berechnet und dieser Pulsmuster-Einrichtung 44 zugeführt. Da nun drei selbstgeführte Stromrichter 4, 6 und 34 vorgesehen sind, müssen die Harmonischen der drei Pulsmuster PM1, PM2 und PM3 derart optimiert sein, dass deren Harmonischen zueinander um 120° phasenverschoben sind, damit sich diese auf der Netzseite gegenseitig auslöschen. Zumindest sollten diese optimierten Pulsmuster PM1, PM2 und PM3 dahingehend optimiert sein, dass deren 5. und 7. Harmonische untereinander jeweils um 120° phasenverschoben sind.
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Gegenüber der Ausführungsform der netzseitigen Stromrichteranordnung 2 gemäß 7 wird die Mehrpulsigkeit nicht mittels eines speziellen Transformators mit einer vorbestimmten Schaltgruppe erreicht, sondern durch die Optimierung der Pulsmuster PM1, PM2 und PM3 jedes selbstgeführten Stromrichters 4, 6 und 34. Dadurch wird nur noch Transformatoren eines Typs benötigt, die gegenüber den Transformatoren mit einer vorbestimmten Schaltgruppe gemäß 7 erheblich kostengünstiger sind. Die Mehrpulsigkeit der netzseitigen Stromrichteranordnung 2 nach der Erfindung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters wird bestimmt durch die Optimierung der verwendeten Pulsmuster PM1, PM2 und PM3, wobei nur der Aufwand für die Berechnung dieser optimierten Pulsmuster PM1, PM2 und PM3 eine Grenze für die Optimierung darstellt. Bei dieser Optimierung der Pulsmuster PM1, PM2 und PM3 können nicht nur Harmonische in Hinsicht auf Auslöschung optimiert werden, sondern auch noch auf Minimierung der Amplituden weiterer Harmonischen. Dadurch erhöht sich die Netzfreundlichkeit der netzseitigen Stromrichteranordnung eines Spannungszwischenkreis-Umrichters noch weiter.
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Das erfindungsgemäße Steuerverfahren kann auch bei einer netzseitigen Stromrichteranordnung angewendet werden, die mehr als drei selbstgeführte Stromrichter aufweist. Je mehr selbstgeführte Stromrichter in der netzseitigen Stromrichteranordnung vorhanden sind, umso kleiner werden die Phasenverschiebungen jeweils einer Harmonischen der mehreren Steuersignalen untereinander. Bei vier selbstgeführten Stromrichtern der netzseitigen Stromrichteranordnung muss die Phasenverschiebung nur noch 90° betragen. Demgegenüber steht der Aufwand für die Optimierung von vier Pulsmustern. Der besondere Vorteil besteht darin, dass die Kosten für die Transformatoren erheblich sinken.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19926979 A1 [0003, 0007, 0008, 0021]
- EP 0913918 A2 [0004, 0006, 0024, 0024, 0024]
- DE 19926979 A2 [0024]
