DE102010010782A1 - Rectifier and electric machine i.e. alternator, arrangement for use in switchgear in e.g. industrial plant, has B6-bridge circuits connected in series over direct voltage-side terminals in direct and electrically inductive manner - Google Patents

Rectifier and electric machine i.e. alternator, arrangement for use in switchgear in e.g. industrial plant, has B6-bridge circuits connected in series over direct voltage-side terminals in direct and electrically inductive manner Download PDF

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Abstract

The arrangement has winding sets (3, 4) comprising five three-phase alternating current windings (10-19) that are connected with B6-bridge circuits (7) of semiconductor switches. The B6-bridge circuits are connected in series over direct voltage-side terminals in a direct and electrically inductive manner. Two winding arrangements are located on a three-phase alternating current kernel (1). The windings are formed from disk shaped coils that are axially located next to each other. Three-phase alternating current voltage systems are phase-shifted around equal angles by the windings.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine mit mindestens einer Wicklungsanordnung, die einen Wicklungssatz mit mehreren Drehstromwicklungen aufweist, mit denen gegeneinander um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschobene Drehstrom-Spannungssysteme erzeugbar sind, wobei jede dieser Drehstromwicklungen mit zumindest einer B6-Brückenschaltung aus Halbleiterschaltern verbunden ist.The present invention relates to an arrangement comprising a rectifier and a single electric machine having at least one winding arrangement, which has a winding set with a plurality of three-phase windings, with which three-phase voltage systems phase-shifted by substantially the same angle can be generated, wherein each of these three-phase windings with at least one B6 Bridge circuit is connected to semiconductor switches.

Anordnungen aus einem Gleichrichter und einer elektrischen Maschine mit Drehstromwicklungen, die mit B6-Brückenschaltungen des Gleichrichters verbunden sind, dienen zur Umwandlung einer mit einer elektrischen Maschine verbundenen Drehstromspannung in eine GleichspannungArrangements of a rectifier and an electric machine with three-phase windings, which are connected to B6 bridge circuits of the rectifier, serve to convert a three-phase voltage connected to an electrical machine into a DC voltage

Eine solche Anordnung kann beispielsweise in einer Schaltanlage für Hochspannungs-Gleichstromübertragung realisiert sein, bei der eine Drehstromspannung in der Spannungshöhe transformiert wird und anschließend in eine Gleichspannung umgewandelt wird.Such an arrangement can be realized for example in a switchgear for high-voltage direct current transmission, in which a three-phase voltage is transformed in the voltage level and then converted into a DC voltage.

In einer solchen beispielhaften Anordnung ist die elektrische Maschine des Oberbegriffs ein Drehstrom-Transformator, in dem die Transformation der Spannungshöhe erfolgt. Der Drehstrom-Transformator ist mit den drehstromseitigen Anschlüssen einer B6-Brückenschaltung verbunden. Die Umformung der an den drehstromseitigen Anschlüssen der B6-Brückenschaltung anliegenden Drehstrom-Spannung in eine Gleichspannung erfolgt in der B6-Brücke durch Dioden.In such an exemplary arrangement, the electric machine of the preamble is a three-phase transformer in which the voltage level is transformed. The three-phase transformer is connected to the three-phase side terminals of a B6 bridge circuit. The conversion of the voltage applied to the three-phase side terminals of the B6 bridge circuit three-phase voltage into a DC voltage in the B6 bridge by diodes.

Sind in einer solchen Anordnungen sehr hohe Spannungen von mehreren Kilovolt bis hin zu mehreren hundert Kilovolt zu beherrschen, dann werden die Halbleiterschalter dem Stand der Technik entsprechend als Reihenschaltung einer Vielzahl von Einzelbausteinen aufgebaut. Dies ist notwendig, damit sie die auftretenden Sperrspannungen von mehreren Kilovolt bis hin zu mehreren hundert Kilovolt aufnehmen können. Eine gleichmäßige Aufteilung der Gesamtspannung auf die Einzelelemente ist zu deren Schutz vor Überbeanspruchung notwendig und ggf. aufwendig durch zusätzliche Bauelemente (Widerstände, Kondensatoren, Überspannungsableiter, usw.) sicherzustellen.If very high voltages of several kilovolts up to several hundred kilovolts are to be controlled in such arrangements, the semiconductor switches according to the state of the art are constructed as series connection of a plurality of individual components. This is necessary so that they can absorb the blocking voltages of several kilovolts up to several hundred kilovolts. A uniform distribution of the total voltage on the individual elements is to protect against overuse necessary and possibly consuming to ensure by additional components (resistors, capacitors, surge arresters, etc.).

Bekanntermaßen entstehen in einem Gleichrichter mit einer B6-Brückenschaltung auf der Drehstromseite Stromblöcke, die das Drehstromnetz mit erheblichen Oberwellen belasten und die entsprechende aufwendige Filtermaßnahmen und ggf. weitere Schutzmaßnahmen erfordern. Bei einem schwachen Drehstromnetz wird auch die Drehstromspannung durch Oberwellen belastet; zu deren Reduzierung sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich.As is known, in a rectifier having a B6 bridge circuit on the three-phase side, current blocks which burden the three-phase network with considerable harmonic waves and require the corresponding complex filter measures and possibly further protective measures. In a weak three-phase network and the three-phase voltage is loaded by harmonics; their reduction requires additional measures.

Es wird deshalb dem Stand der Technik entsprechend durch Einführung gegeneinander um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschobene Drehstrom-Spannungssysteme versucht, diese Oberwellen in Ihrer Intensität zu reduzieren. Phasenverschobene Drehstrom-Spannungssysteme erreicht man beispielsweise dadurch, daß zwei Transformatoren eingangsseitig parallel geschaltet werden, wobei der eine Transformator ausgangsseitig eine Dreieckschaltung der Wicklungen aufweist und der andere Transformator ausgangsseitig eine Sternschaltung der Wicklungen aufweist. Eingangsseitig haben beide Transformatoren eine Sternschaltung der Drehstromwicklungen. Es werden die ausgangsseitigen Wicklungen der beiden Transformatoren nun mit zwei B6-Brückenschaltungen verbunden, deren gleichspannungsseitigen Anschlüsse in Reihe geschaltet sind. Es fließen dann in den den beiden B6-Brücken zugeordneten Wicklungen der Transformatoren jeweils 6-pulsige Gleichstromblöcke, in den eingangsseitigen Wicklungen ebenfalls. Die Ströme der eingangsseitig parallel geschalteten Transformatoren überlagern sich, so daß dem Drehstromnetz ein 12-pulsiger Strom entnommen wird. Dies bedeutet gegenüber einem 6-pulsigen Strom bereits eine Reduzierung des Oberwellengehaltes.It is therefore the prior art by introducing against each other at substantially the same angle phase-shifted three-phase voltage systems attempts to reduce these harmonics in their intensity. Phase-shifted three-phase voltage systems can be achieved for example by the fact that two transformers are connected in parallel on the input side, wherein the one transformer has a delta connection of the windings on the output side and the other transformer has a star connection of the windings on the output side. On the input side, both transformers have a star connection of the three-phase windings. The output-side windings of the two transformers are now connected to two B6 bridge circuits whose DC-side connections are connected in series. It then flow in the two B6 bridges associated windings of the transformers each 6-pulse DC blocks, in the input-side windings also. The currents of the input side connected in parallel transformers overlap, so that the three-phase system, a 12-pulse current is removed. This already means a reduction of the harmonic content compared to a 6-pulse current.

Durch räumliche Integration der den beiden B6-Brücken zugeordneten Wicklungen in einen einzigen Transformator erreicht man, daß in der nun zusammengefaßten ausgangsseitigen Wicklung bereits der etwas weniger oberwellenbehaftete 12-pulsige Strom fließt. Dennoch sind auch in einer solchen Anordnung noch erhebliche Aufwendungen erforderlich, um die Auswirkungen der Oberwellen zu beherrschen.By spatially integrating the windings associated with the two B6 bridges into a single transformer, it is achieved that the somewhat less harmonic-prone 12-pulse current already flows in the now combined output-side winding. Nevertheless, even in such an arrangement, significant expenditures are still required to control the effects of the harmonics.

Zum einen sind durch aufwendige Filter sowohl auf der Wechselspannungsseite des Transformators (Primärwicklung) als auch auf der Gleichspannungsseite (Sekundärwicklung/Sekundärwicklungen) durch diese Stromblöcke erzeugte Oberwellen in Filtern zu eliminieren, so daß Rückwirkungen auf das angeschlossene Wechselstromnetz und das angeschlossene Gleichstromnetz weitgehend vermieden werden.First, by consuming filters on both the AC side of the transformer (primary winding) and on the DC side (secondary winding / secondary windings) generated by these blocks harmonics in filters to be eliminated, so that repercussions on the connected AC mains and the connected DC network are largely avoided.

Zum zweiten sind innerhalb des Transformators zusätzliche Maßnahmen zu treffen, um die durch die an den Flanken der Stromblöcke auftretenden schnellen Stromänderungen erzeugten Spannungsimpulse in der elektrischen Isolation zu beherrschen.Secondly, additional measures must be taken within the transformer in order to control the voltage pulses in the electrical insulation generated by the rapid current changes occurring at the edges of the current blocks.

Bei bekannten Gleichrichterstationen mit B6-Brückenschaltungen in Anlagen zur Hochspannungs-Gleichstromübertragung werden solche 12-pulsigen Systeme verwendet. Die gesamte Station besteht in der Regel unter anderem aus

  • – Leistungstransformatoren, deren Isolation für eine Beanspruchung mit hoher Gleichspannung und hoher Wechselspannung ausgelegt sein müssen (Konverter-Transformatoren) und die gegen die Spannungsbeanspruchung durch steile Stromflanken geschützt sind.
  • – Ventilanlagen, gegebenenfalls in einer gesonderten Halle (Ventilhalle) vor den klimatischen Umgebungsbedingungen aufwendig geschützt, in denen die vielen in Reihe geschalteten Leistungshalbleiter (Dioden) aufgebaut und gegen die hohen Spannungen isoliert werden müssen.
  • – Filteranlagen, in denen mit Hochspannungsinduktivitäten und Hochspannungskondensatoren die Oberwellen aus Strömen und Spannungen auf der Wechselspannungsseite und auf der Gleichspannungsseite herausgefiltert werden, und in denen Verluste entstehen.
  • – Schaltanlagen auf der Drehstromseite und auf der Gleichstromseite mit verschiedenen Hochspannungsgeräten (z. Bsp. Trennschalter, Leistungsschalter, Stromwandler, Spannungswandler, Überspannungsableiter, usw.)
In known rectifier stations with B6 bridge circuits in systems for high-voltage direct current transmission, such 12-pulse Systems used. The entire station usually consists of, among other things
  • - Power transformers whose insulation must be designed for a high DC voltage, high AC load (converter transformers) and which are protected against voltage stress by steep current edges.
  • - Valves, possibly in a separate hall (valve hall) consuming protected from the climatic environmental conditions in which the many series-connected power semiconductors (diodes) must be constructed and isolated against the high voltages.
  • - Filter systems in which high-voltage inductors and high-voltage capacitors, the harmonics of currents and voltages are filtered out on the AC side and on the DC side, and in which losses.
  • - Switchgear on the three-phase side and on the DC side with different high voltage devices (eg circuit breakers, circuit breakers, current transformers, voltage transformers, surge arresters, etc.)

In all den oben aufgeführten Elementen einer Gleichrichterstation mit B6-Brückenschaltungen in Anlagen zur Hochspannungs-Gleichstromübertragung sind hochspannungstechnische Aufwendungen zu machen für die elektrische Isolierung der einzelnen Elemente gegen die auftretenden hohen Spannungen. Ebenfalls sind hochspannungstechnische Aufwendungen zu machen für die elektrische Verbindung zwischen den einzelnen Elementen. Solche Aufwendungen können insbesondere dann erheblich sein, wenn die einzelnen Elemente in abgeschlossenen, auf Erdpotential befindlichen Einheiten eingebaut sind (z. Bsp. Transformatorkessel, Ventilhalle, usw.) und damit die elektrische Verbindung nur mit Hilfe sogenannter Hochspannungs-Durchführungen erfolgen kann. Dies führt insgesamt zu sehr großen Bauvolumina.In all the above-mentioned elements of a rectifier station with B6 bridge circuits in systems for high-voltage direct current transmission are high-voltage expenses to make for the electrical insulation of the individual elements against the high voltages occurring. Also, high-voltage expenses are to make for the electrical connection between the individual elements. Such expenses can be particularly significant if the individual elements are installed in closed, located at ground potential units (eg, transformer tank, valve hall, etc.) and thus the electrical connection can be made only with the help of so-called high-voltage feedthroughs. Overall, this leads to very large construction volumes.

Bei Mehrebenen-Wechselrichtern (multi-level converter) im Mittelspannungsbereich versucht man den Aufwand zur synchronen Ansteuerung einer Vielzahl von in Reihe geschalteten schaltbaren Leistungshalbleitern und den Aufwand zum Filtern von Oberwellen zu reduzieren. Bei solchen Wechselrichtern finden sich im Vergleich zu der Anordnung des Oberbegriffs scheinbar ähnliche Anordnungen zum Gleichrichten einer Drehstromspannung, die jedoch in entscheidenden Merkmalen unterschiedlich sind. Eine Vielzahl von Topologien ist vorgestellt worden [ Seyed Saeed Fazel, Investigation and Comparison of Multi-Level Converters for Medium Voltage Application, Dissertation D83 Technische Universität Berlin, 2007 ].For multi-level converters in the medium-voltage range, attempts are made to reduce the effort required for the synchronous control of a large number of series-connected, switchable power semiconductors and the effort required to filter harmonics. In such inverters, compared to the arrangement of the preamble, apparently similar arrangements for rectifying a three-phase voltage are found, which, however, differ in decisive features. A variety of topologies have been presented [ Seyed Saeed Fazel, Investigation and Comparison of Multi-Level Converters for Medium Voltage Application, Dissertation D83 Technical University Berlin, 2007 ].

Hier sei eine bekannte Lösung [ United States Patent 5,625,545 ; United States Patent 5,986,909 ] angesprochen, die mit mehreren Drehstromwicklungen arbeitet, deren Spannungssysteme untereinander phasenverschoben sind. Jedes dieser Spannungssysteme speist über eine Brückenschaltung, üblicherweise eine B6-Brückenschaltung, eine Gleichstromquelle, üblicherweise einen Kondensator. Diese Gleichstromquellen sind aber gerade nicht mit ihren gleichstromseitigen Anschlüssen in Reihe geschaltet, wie es das kennzeichnende Merkmal der vorliegenden Erfindung ist. Die Verwendung von Drehstromwicklungen, deren Spannungssysteme untereinander phasenverschoben sind, dient bei dieser dem Stand der Technik entsprechenden Lösung ausschließlich dem Vermeiden von Oberwellen im Drehstromnetz bei der Ladung der vielen erforderlichen Gleichstromquellen, nicht jedoch der Erzeugung einer aus vielen Teilspannungen zusammengesetzten Gleichspannung mit niedrigem Oberwellengehalt.Here is a known solution [ United States Patent 5,625,545 ; United States Patent 5,986,909 ], which works with several three-phase windings whose voltage systems are out of phase with each other. Each of these voltage systems feeds via a bridge circuit, usually a B6 bridge circuit, a DC source, usually a capacitor. However, these DC power sources are not connected in series with their DC side terminals in series, as is the characterizing feature of the present invention. The use of three-phase windings, the voltage systems are out of phase with each other, serves in this prior art solution exclusively to avoid harmonics in the three-phase network in the charge of the many required DC power sources, but not the generation of a composed of many partial voltages DC voltage with low harmonic content.

Ausgehend von den dem Stand der Technik entsprechenden Nachteilen und besonderen Aufwendungen, die bei den im Oberbegriff bezeichneten Anordnungen aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine erforderlich sind, beispielhaft an einer Gleichrichterstationen mit B6-Brückenschaltungen in Anlagen zur Hochspannungs-Gleichstromübertragung erläutert, hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Anordnung aufzuzeigen, bei der

  • – die insgesamt entstehenden Verluste geringer sind als bei vergleichbaren Anordnungen bzw. bei vergleichbaren Anlagen.
  • – der Aufwand zur Reduzierung von Oberwellen in dem angeschlossenen Gleichstromsystem und/oder Drehstromsystem mittels Filtern vollständig oder zumindest weitgehend entfällt und Maßnahmen zum Beherrschen von Überspannungen durch schnelle Stromänderungen und Spannungsänderungen reduziert werden oder entfallen können.
  • – die Aufwendungen für die Isolation bei den einzelnen Bauelementen einer Anordnungen aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine weitgehend reduziert werden können oder entfallen und damit sowie mit den weiter oben angesprochenen Verringerungen des Aufwandes an zusätzlichen Bauelementen wie Kondensatoren und Induktivitäten zur Erzeugung von Gleichspannungen sowie zur Reduzierung von Oberwellen eine erhebliche Reduzierung des gesamten Bauvolumens und des Platzbedarfes möglich ist.
Based on the prior art disadvantages and special expenses that are required in the arrangements referred to in the preamble of a rectifier and a single electric machine, exemplified at a rectifier stations with B6 bridge circuits in systems for high voltage direct current transmission, the present Invention the task of showing an arrangement in which
  • - the total losses incurred are lower than in comparable arrangements or comparable installations.
  • - The effort to reduce harmonics in the connected DC system and / or three-phase system by means of filters completely or at least largely eliminated and measures to control overvoltages by rapid changes in current and voltage changes can be reduced or eliminated.
  • - The expenses for the insulation of the individual components of a arrangements of a rectifier and a single electric machine can be largely reduced or eliminated and thus and with the above-mentioned reductions in the cost of additional components such as capacitors and inductors for generating DC voltages and Reduction of harmonics a significant reduction of the total construction volume and space requirements is possible.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie die Merkmale der Unteransprüche.This object is achieved by the features of claim 1 and the features of the dependent claims.

Erfindungsgemäß weist ein Wicklungssatz einer einzigen elektrischen Maschine, zum Beispiel eines Drehstrom-Transformators mit einem dreischenkligen Kern, wenigstens fünf Drehstromwicklungen auf, deren Spannungssysteme um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschoben sind. Ein solcher Drehstrom-Transformator habe zusätzlich einen zweiten Wicklungssatz, der mit einem Drehstromsystem verbunden ist. Sind die mit den einzelnen Drehstromwicklungen des ersten Wicklungssatzes verbundenen B6-Brücken aus Halbleiterschaltern erfindungsgemäß mit ihren gleichspannungsseitigen Anschlüssen elektrisch in Reihe geschaltet, so erhält man an den Enden dieser Reihenschaltung eine angenähert oberwellenfreie konstante Gleichspannung und an den Klemmen des zweiten Wicklungssatzes einen angenähert sinusförmigen Strom. Vorteilhaft sind in der erfindungsgemäßen Anordnung dazu keine oder nahezu keine Filterelemente notwendig und ein entsprechender sonst notwendiger Aufwand entfällt und das notwendige Bauvolumen verringert sich dadurch. According to the invention, a winding set of a single electric machine, for example a three-arm core three-phase transformer, has at least five three-phase windings whose voltage systems are phase-shifted by substantially equal angles. Such a three-phase transformer also has a second winding set, which is connected to a three-phase system. Are connected to the individual three-phase windings of the first set of windings B6 bridges of semiconductor switches according to the invention electrically connected in series with their direct voltage side terminals, we obtain at the ends of this series circuit an approximately harmonic free constant DC voltage and at the terminals of the second winding set an approximately sinusoidal current. Advantageously, no or almost no filter elements are necessary in the arrangement according to the invention and a corresponding otherwise necessary effort is eliminated and the necessary volume of construction is reduced thereby.

Erfindungsgemäß kann die Anzahl der Drehstromwicklungen eines Wicklungssatzes, deren Spannungssysteme um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschoben sind, über die im Anspruch 1 genannte Mindestzahl von fünf hinaus auf eine Vielzahl erhöht werden. Damit kann vorteilhaft auch bei einer sehr hohen äußeren Gleichspannung die in den einzelnen B6-Brückenschaltungen zu isolierende Teilspannung gering gehalten werden, und die Restwelligkeit der Ströme und Spannungen auf der Gleichspannungsseite und auf der Drehstromseite kann noch weiter verringert werden, und damit entfällt vollständig die Notwendigkeit von Filtern.According to the invention, the number of three-phase windings of a winding set whose voltage systems are phase-shifted by substantially the same angle can be increased beyond the minimum number of five mentioned in claim 1 to a plurality. Thus, advantageously, even at a very high external DC voltage to be isolated in the individual B6 bridge circuits partial voltage can be kept low, and the ripple of the currents and voltages on the DC side and on the three-phase side can be further reduced, and thus completely eliminates the need of filters.

Die Aufgabe der elektrischen Isolation vereinfacht sich vorteilhaft, wenn erfindungsgemäß jede Drehstromwicklungen eines Wicklungssatzes in einer bestimmten Schenkelebene liegt. Da die einzelnen Spulen einer Drehstromwicklung dann innerhalb einer Schenkelebene in etwa das identische Gleichspannungspotential haben und nur eine vergleichsweise geringe Wechselspannungsbeanspruchung aufweisen, entfallt dadurch eine aufwendige Isolation zwischen den einzelnen Spulen einer Drehstromwicklung. Somit kann es zweckmäßig sein, die in einer Schenkelebene liegenden Spulen einer Drehstromwicklung axial nebeneinander als Scheibenspulen auszubilden.The object of the electrical insulation is advantageously simplified when according to the invention each three-phase windings of a winding set lies in a certain leg plane. Since the individual coils of a three-phase winding then have approximately the same DC potential within a limb plane and have only a comparatively low AC voltage stress, this eliminates a complicated isolation between the individual coils of a three-phase winding. Thus, it may be expedient to form the coils of a three-phase winding located axially in a side plane axially next to one another as disk coils.

Zur Vereinfachung der Isolationsaufgabe trägt vorteilhaft auch bei, wenn die mit einer Drehstromwicklung verbundene B6-Brückenschaltung erfindungsgemäß ebenfalls in derselben Schenkelebene wie die Drehstromwicklung angeordnet wird. Es können dann beispielsweise Aufwendungen zur Isolation der B6-Brückenschaltungen, zur Vergleichmäßigung der Spannungsaufteilung sowie Hochspannungs-Durchführungen entfallen und so Kosten und Baugrößen erheblich verringert werden.To simplify the insulation task also contributes to advantageous if the connected to a three-phase winding B6 bridge circuit according to the invention is also arranged in the same leg level as the three-phase winding. It can then be omitted, for example, expenses for the isolation of the B6 bridge circuits to equalize the voltage distribution and high-voltage bushings and so costs and sizes are significantly reduced.

Die Gleichspannung baut sich in der erfindungsgemäßen Anordnung in Schritten von Schenkelebene zu Schenkelebene auf. Um die Isolationsaufgabe insbesondere auch gegenüber den Kernjochen des dreischenkligen Drehstromkerns zu vereinfachen kann es hilfreich sein, erfindungsgemäß einen Wicklungssatz zweifach auszuführen und diese beiden Wicklungssätze entlang der Schenkelachsen symmetrisch anzuordnen. Werden beide Wicklungssätze mit Ihren gleichen Polen verbunden und der an den Kernjochen befindliche Pol auf Erdpotential gelegt, dann baut sich die Gleichspannung von den an den Kernjochen befindlichen Schenkelebenen zur Schenkelmitte hin über eine vergleichsweise große Distanz auf, was die Isolationsaufgabe vorteilhaft erleichtert.The DC voltage builds up in the inventive arrangement in steps of thigh plane to thigh plane. In order to simplify the isolation task, in particular also with respect to the core yokes of the three-legged three-phase core, it may be helpful to perform a winding set in duplicate according to the invention and to arrange these two winding sets symmetrically along the leg axes. If both sets of windings are connected to their same poles and the pole located on the core yokes is grounded, then the DC voltage builds up from the leg levels on the core yokes to the leg center over a comparatively large distance, which advantageously facilitates the isolation task.

Die Realisierung der im Oberbegriff angesprochenen Phasenverschiebung um im Wesentlichen gleiche Winkel erfolgt dem Stand der Technik entsprechend durch sogenannte „Zick-Zack-Verschaltung”. Dabei werden die Spulen von Drehstromwicklungen in definiertem Verhältnis geteilt und die dabei sich ergebenden auf den drei Kernschenkeln angeordneten Teilspulen werden untereinander verschaltet. Das Verhältnis, in dem die Spulen einer Drehstromwicklung geteilt werden, entscheidet über das Maß der Phasenverschiebung gegenüber der Phasenlage der Drehstromwicklung ohne eine solche Teilung.The implementation of the above-mentioned in the preamble phase shift by substantially the same angle is done according to the prior art by so-called "zig-zag interconnection". In this case, the coils of three-phase windings are divided in a defined ratio and the resulting partial cores arranged on the three core legs are interconnected. The ratio in which the coils of a three-phase winding are divided determines the degree of phase shift with respect to the phase position of the three-phase winding without such a division.

In diese räumliche Struktur des Aufbaus der Gleichspannung von den Kernjochen startend hin zur Schenkelebene in der Schenkelmitte lassen sich vorteilhaft zusätzlich zu den B-6 Brückenschaltungen weitere Geräte anordnen, die ebenfalls an die betriebliche Gleichspannung als Betriebsspannung angeschlossen sind. Ein solches weiteres Gerät kann beispielsweise ein ohmscher Spannungsteiler sein. Vorteilhaft bei einer erfindungsgemäßen räumlichen Integration von solchen weiteren Geräten in die Struktur der in Schenkelebenen angeordneten Drehstromwicklungen ist der dadurch verminderte Aufwand bei der elektrischen Isolation solcher weiteren Geräte im Vergleich zu dem notwendigen Aufwand, wenn diese weiteren Geräte dem Stand der Technik entsprechend in Einzelaufstellung realisiert würden.In this spatial structure of the construction of the DC voltage starting from the core yokes to the thigh plane in the middle of the leg can be advantageous to arrange additional devices in addition to the B-6 bridge circuits, which are also connected to the operating DC voltage as the operating voltage. Such a further device may for example be an ohmic voltage divider. Advantageous in a spatial integration of such further devices according to the invention in the structure of three-phase windings arranged in leg levels of the resulting reduced effort in the electrical isolation of such other devices compared to the necessary effort, if these other devices according to the prior art would be implemented in a single installation ,

Werden erfindungsgemäß die gleichspannungsseitigen Anschlüsse von zwei B6-Brückenschaltungen über einen ersten Schalter miteinander elektrisch in Reihe geschaltet und parallel zu der Reihenschaltung des gleichspannungsseitigen Anschlusses einer der B6-Brückenschaltungen und dem ersten Schalter ein zweiter Schalter angeordnet, dann läßt sich durch Öffnen des ersten Schalters diese eine B6-Brückenschaltung überbrücken. Der zweite Schalter ist dabei eine Diode und der erste Schalter ist ein über eine Ansteuerelektronik schaltbarer Leistungshalbleiter, wobei die Diode und der schaltbare Leistungshalbleiter so gepolt sind, daß kein Kreisstrom über die Diode und den geschlossenen zweiten Schalter fließen kann. Sind bei einer Vielzahl von Drehstromwicklungen und damit verbundenen B6-Brückenschaltungen solche erste und zweite Schalter angeordnet, dann läßt sich durch Öffnen einer Anzahl von ersten Schaltern die gesamte Gleichspannung reduzieren, denn nur die Reihenschaltung der nicht überbrückten B6-Brückenschaltungen ist für den Aufbau der gesamten Gleichspannung wirksam.According to the invention, the DC voltage side terminals of two B6 bridge circuits are electrically connected in series with each other via a first switch and a second switch is arranged parallel to the series connection of the DC side terminal of one of the B6 bridge circuits and the first switch, then opening the first switch bridge a B6 bridge circuit. The second switch is a diode and the first switch is a switchable via a drive electronics power semiconductor, wherein the diode and the switchable power semiconductor are poled so that no circuit current can flow through the diode and the closed second switch. If such first and second switches are arranged in a large number of three-phase windings and associated B6 bridge circuits, then the total DC voltage can be reduced by opening a number of first switches, since only the series connection of the non-bridged B6 bridge circuits is responsible for the entire structure DC voltage effective.

Es kann durch diese erfindungsgemäße Anordnung also bei Vorhandensein einer konstanten Drehstromspannung in Stufen die erzeugte Gleichspannung erhöht und erniedrigt werden. Dies kann beispielsweise vorteilhaft zur Kurzschlußstrom-Begrenzung und zur Lastflußsteuerung in Gleichspannungs-Energienetzen genutzt werden, ohne daß ein Stufenschalter dafür erforderlich ist.It can be increased and decreased by this arrangement according to the invention thus in the presence of a constant three-phase voltage in stages, the DC voltage generated. This can be used, for example, advantageous for short-circuit current limitation and for load flow control in DC power grids without a tap changer is required for it.

Oder es kann eine Gleichspannung konstant gehalten werden bei Vorhandensein von einer schwankenden Drehstromspannung. Dies kann vorteilhaft sein bei Anlagen, die gegenüber Spannungsschwankungen sehr empfindliche Gleichstromverbraucher speisen.Or a DC voltage can be kept constant in the presence of a fluctuating three-phase voltage. This can be advantageous in systems that feed very sensitive DC consumers to voltage fluctuations.

Eine andere beispielhafte Anwendung, bei der die im Oberbegriff bezeichnete Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine vorteilhaft realisiert werden kann, ist eine Drehfeldmaschine, die an ein Gleichstromnetz über einen Gleichrichter angeschlossen ist. Die im Oberbegriff der Erfindung genannte einzige elektrische Maschine ist dann eine Drehfeldmaschine, beispielsweise ein Drehstrom-Generator. Erfindungsgemäß ist der Wicklungssatz mit mindestens fünf Drehstromwicklungen, die gegeneinander phasenverschobene Drehstrom-Spannungssysteme bilden und jeweils mit B6-Brückenschaltungen aus Halbleiterschaltern verbunden sind, in die Wicklungsnuten des Ständers der Drehfeldmaschine räumlich integriert.Another exemplary application in which the arrangement referred to in the preamble of a rectifier and a single electric machine can be advantageously realized, is a rotating field machine, which is connected to a DC network via a rectifier. The single electric machine mentioned in the preamble of the invention is then an induction machine, for example a three-phase generator. According to the invention, the winding set with at least five three-phase windings, which form mutually phase-shifted three-phase voltage systems and are each connected to B6 bridge circuits of semiconductor switches, is spatially integrated into the winding slots of the stator of the induction machine.

Vorteilhaft ist bei der erfindungsgemäßen Anordnung die erzeugte Gleichspannung ohne oder nur mit geringen Oberwellen auch bei veränderlicher Drehzahl der Drehfeldmaschine und damit veränderlicher Frequenz.It is advantageous in the inventive arrangement, the DC voltage generated without or only with low harmonics even at variable speed of the induction machine and thus variable frequency.

Vorteilhaft kann bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Gleichspannungs-Spannungshöhe bei Drehzahländerung und damit Änderung der Drehstrom-Spannungshöhe trotzdem angenähert konstant gehalten werden. Die Details dieser erfindungsgemäß möglichen Anpassung der Gleichspannungs-Spannungshöhe bei variabler Drehstrom-Spannungshöhe wurden weiter oben beschrieben.Advantageously, the DC voltage level can still be kept approximately constant at speed change and thus change the three-phase voltage level in the inventive arrangement. The details of this invention possible adaptation of the DC voltage level at variable three-phase voltage level have been described above.

Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Verbesserungen sowie weitere Vorteile werden nachstehend anhand der Zeichnungen 1 bis 3 erläutert.The invention and further advantageous refinements and improvements and further advantages will be explained below with reference to the drawings 1 to 3.

1 skizziert den schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Anordnung, bei der ein Wicklungssatz in einer Wicklungsanordnung zweifach vorhanden ist. Der von der Stirnseite skizziert dargestellte Drehstromkern (1) trägt in einer ersten Wicklungsanordnung eine Drehstromwicklung (2) und in einer konzentrisch darüber geschobenen zweiten Wicklungsanordnung zwei Wicklungssätze (3, 4). Die Drehstromwicklungen (10–14; 15–19) dieser beiden Wicklungssätze sind entlang der Schenkelachsen symmetrisch also einer oberen (3) und einer unteren (4) Gruppe zugeordnet. Die Leiterenden (5) der den Drehstromwicklungen zugehörigen Spulen sind alle nach einer Seite herausgeführt und auf einer gedruckten Schaltung (6) verschaltet. Je Wicklungssatz sind die über die Verschaltung mit der Drehstromwicklung verbundenen B6-Brückenschaltungen (7) (Dioden) untereinander über eine Induktivität (8) in Reihe geschaltet. 1 outlines the schematic structure of an arrangement according to the invention, in which a winding set is present twice in a winding arrangement. The three-phase current (shown sketched from the front page) 1 ) carries in a first winding arrangement a three-phase winding ( 2 ) and in a concentrically pushed over second winding arrangement two sets of windings ( 3 . 4 ). The three-phase windings ( 10 - 14 ; 15 - 19 ) of these two winding sets are symmetrical along the leg axes, ie an upper ( 3 ) and a lower ( 4 ) Group. The leaders ( 5 ) of the three-phase windings associated coils are all led out to one side and on a printed circuit ( 6 ) interconnected. For each winding set, the B6 bridge circuits connected via the interconnection with the three-phase winding ( 7 ) (Diodes) with each other via an inductance ( 8th ) in series.

Die beiden Reihenschaltungen sind jeweils mit ihrem positiven Pol (20, 21) miteinander verbunden und mit ihrem negativen Pol (22, 23) mit dem Massepotential verbunden.The two series circuits are each connected with their positive pole ( 20 . 21 ) and with their negative pole ( 22 . 23 ) connected to the ground potential.

2 zeigt in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Auf einem Drehstromkern (30) mit drei Schenkeln sind eine Drehstromwicklung als erste Wicklungsanordnung (31) sowie eine zweite Wicklungsanordnung (32) mit einem Wicklungssatz aus einer Vielzahl von Drehstromwicklungen (33) (von denen in 2 nur drei schematisch dargestellt sind), mit denen gegeneinander um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschobene Drehstromspannungen erzeugt werden können, angeordnet. Jede der Drehstromwicklungen der zweiten Wicklungsanordnung ist mit jeweils einer B6-Brücke (34) aus Dioden verbunden. 2 shows a schematic representation of a further embodiment of the invention. On a three-phase current core ( 30 ) with three legs are a three-phase winding as the first winding arrangement ( 31 ) and a second winding arrangement ( 32 ) with a winding set of a plurality of three-phase windings ( 33 ) (of which in 2 only three are shown schematically), with which mutually phase-shifted by substantially the same angle three-phase voltages can be generated, arranged. Each of the three-phase windings of the second winding arrangement is each provided with a B6 bridge ( 34 ) connected from diodes.

Die B6-Brücken sind über schaltbare Leistungshalbleiter (37 bis 39) mit ihren gleichspannungsseitigen Anschlüssen elektrisch in Reihe geschaltet; parallel zu der Reihenschaltung der gleichspannungsseitigen Anschlüsse einer jeden B6-Brücke und dem zugehörigen schaltbarer Leistungshalbleiter ist eine Diode (40a, 40b, 40c) angeordnet. Die schaltbaren Leistungshalbleiter (37, 38, 39) sind über eine Spannungsregelungselektronik (41) schaltbar.The B6 bridges are connected via switchable power semiconductors ( 37 to 39 ) are electrically connected in series with their DC side terminals; parallel to the series connection of the DC-side terminals of each B6 bridge and the associated switchable power semiconductor is a diode ( 40a . 40b . 40c ) arranged. The switchable power semiconductors ( 37 . 38 . 39 ) are via a voltage control electronics ( 41 ) switchable.

Sind alle diese schaltbaren Leistungshalbleiter geschlossen, so baut sich die an den Anschlußklemmen (39, 40) anliegende Gleichspannung aus der Summe aller an den Gleichspannungsanschlüssen der B6-Brücken (34a, 34b, 34c) anliegenden Teil-Gleichspannungen auf. Wird nun der Stromfluß durch einen der schaltbaren Leistungshalbleiter unterbrochen, wie in der 2 für den untersten schaltbaren Leistungshalbleiter (39) dargestellt, so trägt die an den Gleichspannungsklemmen der zugehörigen B6-Brücke (34c) anliegende Teil-Gleichspannung nicht mehr zu der an den Anschlußklemmen (39, 40) anliegenden Gesamt-Gleichspannung bei; dementsprechend sinkt diese an den Klemmen (39, 40) anliegende Gesamt-Gleichspannung um genau diese Teil-Gleichspannung. Der Gleichstrom kann, statt über die B6-Brücke (34c) zu fließen, nun durch die Diode (40c) fließen.If all these switchable power semiconductors are closed, the voltage at the terminals ( 39 . 40 ) applied DC voltage the sum of all at the DC terminals of the B6 bridges ( 34a . 34b . 34c ) applied partial DC voltages. Now, the current flow is interrupted by one of the switchable power semiconductors, as in the 2 for the lowest switchable power semiconductor ( 39 ) at the DC terminals of the associated B6 bridge ( 34c ) adjacent partial DC voltage no longer to the at the terminals ( 39 . 40 ) applied total DC voltage at; accordingly it sinks at the terminals ( 39 . 40 ) applied total DC voltage to exactly this partial DC voltage. The direct current can, instead of via the B6 bridge ( 34c ), now through the diode ( 40c ) flow.

Das Ausführungsbeispiel gemäß 2 zeigt die Integration eines weiteren Gerätes, eines ohmschen Spannungsteilers, in die räumliche Struktur der Anordnung. Der ohmsche Spannungsteiler besteht aus einem oberen Widerstand, gebildet aus einer Vielzahl von in Reihe geschalteten Einzelwiderständen (42) sowie einem unteren Widerstand (43). Die Vielzahl von Einzelwiderständen (42) entspricht der Vielzahl von Schenkelebenen entsprechend der Vielzahl von Drehstromwicklungen (33). Jeweils ein Einzelwiderstand (42) ist einer Schenkelebene und damit einer Drehstromwicklung (33) räumlich zugeordnet. Damit sind die Gleichspannungs-Potentiale, auf denen sich Drehstromwicklungen (33) und zugeordnete Einzelwiderstände (42) befinden, annähernd identisch. Es kann damit auf eine aufwendige Isolation zwischen den Drehstromwicklungen (33) und den zugeordneten Einzelwiderständen verzichtet werden.The embodiment according to 2 shows the integration of another device, an ohmic voltage divider, in the spatial structure of the arrangement. The ohmic voltage divider consists of an upper resistor, formed by a plurality of series-connected individual resistors ( 42 ) as well as a lower resistance ( 43 ). The multiplicity of individual resistances ( 42 ) corresponds to the plurality of leg levels corresponding to the plurality of three-phase windings ( 33 ). Each a single resistor ( 42 ) is a limb plane and thus a three-phase winding ( 33 ) spatially assigned. Thus, the DC potentials on which three-phase windings ( 33 ) and assigned individual resistances ( 42 ) are approximately identical. It can thus be a complex isolation between the three-phase windings ( 33 ) and the associated individual resistors are dispensed with.

In analoger Weise können wie hier am Beispiel eines ohmschen Spannungsteilers in 2 dargestellt andere Geräte, die ebenfalls an die betriebliche Gleichspannung als Betriebsspannung angeschlossen sind, so aufgebaut werden, daß sie in die räumliche Struktur des Aufbaus der Gleichspannung über eine Vielzahl von Schenkelebenen eingefügt werden können. Somit kann dann für diese anderen Geräte auf eine aufwendige Isolierung sowie auf Maßnahmen zur Spannungssteuerung innerhalb dieser anderen Geräte verzichtet werden.In an analogous manner, as in the example of an ohmic voltage divider in 2 Other devices, which are also connected to the DC operating voltage as the operating voltage, are constructed so that they can be inserted into the spatial structure of the structure of the DC voltage across a plurality of leg levels. Thus, then can be dispensed with a complex isolation and measures for voltage control within these other devices for these other devices.

Das in der 3 schematisch dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt den Schnitt durch eine Drehfeldmaschine mit einem Läufer (101) und einem Ständer (100). Der Ständer trägt eine Wicklungsanordnung mit einem Wicklungssatz von fünf Drehstromwicklungen, die in drei Nutenpaare (102a, 102b; 103a, 103b; 104a, 104b) gelegt sind. Von den fünf Drehstromwicklungen (105, 106, 107, 108, 109) sind vier in Zick-Zack-Schaltung ausgeführt, so daß mit Ihnen gegeneinander um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschobene Drehstrom-Spannungssysteme erzeugbar sind. Die Leiterenden der Drehstromwicklungen bzw. der zugehörigen Teilspulen sind über Kabelstränge (110, 111; 112, 113; 114, 115) einem „Leiterring” (116) zugeführt, in dem die Verschaltung der Spulen der Drehstromwicklungen erfolgt. Dieser ”Leiterring” kann entweder ebenfalls als Kabelbaum oder auch als ringförmige Leiterplatine ausgeführt sein. Die fünf verschalteten Drehstromwicklungen sind elektrisch über eine Verbindung (117) einem Elektronikmodul (118) zugeführt, in dem die entsprechenden B6-Brückenschaltungen (Dioden) zusammengefaßt sind. Innerhalb des Elektronikmoduls sind die gleichspannungsseitigen Enden der B6-Brücken in Reihe geschaltet, so daß vom Elektronikmodul ein Gleichstromanschluß (119) nach außen geführt wird.That in the 3 schematically illustrated embodiment shows the section through an induction machine with a rotor ( 101 ) and a stand ( 100 ). The stator carries a winding arrangement with a winding set of five three-phase windings, which are arranged in three pairs of slots ( 102 . 102b ; 103a . 103b ; 104a . 104 b ) are placed. Of the five three-phase windings ( 105 . 106 . 107 . 108 . 109 ) are four executed in zig-zag circuit, so that with you against each other at substantially the same angle phase-shifted three-phase voltage systems can be generated. The conductor ends of the three-phase windings or the associated sub-coils are connected via cable strands ( 110 . 111 ; 112 . 113 ; 114 . 115 ) a "leader ring" ( 116 ), in which the interconnection of the coils of the three-phase windings takes place. This "conductor ring" can also be designed either as a wiring harness or as an annular printed circuit board. The five interconnected three-phase windings are electrically connected ( 117 ) an electronic module ( 118 ), in which the corresponding B6 bridge circuits (diodes) are combined. Inside the electronic module, the DC-side ends of the B6 bridges are connected in series, so that a direct current connection ( 119 ) is led to the outside.

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Claims (10)

Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine mit mindestens einer Wicklungsanordnung, die einen Wicklungssatz mit mehreren Drehstromwicklungen aufweist, mit denen gegeneinander um im Wesentlichen gleiche Winkel phasenverschobene Drehstrom-Spannungssysteme erzeugbar sind, wobei jede dieser Drehstromwicklungen mit zumindest einer B6-Brückenschaltung aus Halbleiterschaltern verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Wicklungssatz wenigstens fünf Drehstromwicklungen aufweist und dass die B6-Brückenschaltungen über ihre gleichspannungsseitigen Anschlüsse direkt oder über eine Induktivität elektrisch in Reihe geschaltet sind.Arrangement comprising a rectifier and a single electric machine having at least one winding arrangement, which has a winding set with a plurality of three-phase windings, with which three-phase voltage systems can be generated relative to one another at substantially equal angles, wherein each of these three-phase windings is connected to at least one B6 bridge circuit of semiconductor switches is, characterized in that the winding set has at least five three-phase windings and that the B6 bridge circuits are connected via their DC side terminals directly or via an inductance electrically in series. Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine ein Transformator ist mit mindestens zwei Wicklungsanordnungen, die auf einem Drehstromkern, der mindestens drei Schenkel aufweist, angeordnet sind.Arrangement comprising a rectifier and a single electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine is a transformer with at least two winding arrangements, which are arranged on a three-phase current core having at least three legs. Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wicklungssatz eine Vielzahl von Drehstromwicklungen aufweist.Arrangement of a rectifier and a single electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that a winding set comprises a plurality of three-phase windings. Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Drehstromwicklung eines Wicklungssatzes innerhalb einer bestimmten Schenkelebene eines Transformators mit einem Drehstromkern mit mindestens drei Schenkeln liegt.Arrangement of a rectifier and a single electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that each three-phase winding of a winding set is within a certain leg level of a transformer with a three-phase core having at least three legs. Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einer Drehstromwicklung verbundene B6-Brückenschaltung innerhalb derselben Schenkelebene liegt wie die zugehörige Drehstromwicklung.Arrangement comprising a rectifier and a single electric machine according to claim 4, characterized in that the B6 bridge circuit connected to a three-phase winding is located within the same leg plane as the associated three-phase winding. Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehstromwicklungen eines Wicklungssatzes aus scheibenförmigen Spulen gebildet sind, die axial nebeneinander auf den Schenkeln angeordnet sind, wobei die zu einer Drehstromwicklung gehörenden Spulen innerhalb derselben Schenkelebene liegen.Arrangement of a rectifier and a single electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the three-phase windings of a winding set of disc-shaped coils are formed, which are arranged axially adjacent to each other on the legs, wherein the belonging to a three-phase winding coils lie within the same leg level. Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Wicklungssatz zweifach vorhanden ist und die Drehstromwicklungen dieser beiden Wicklungssätze entlang der Schenkelachsen symmetrisch einer oberen und einer unteren Gruppe zugeordnet sind, wobei die mit den Drehstromwicklungen verbundenen B6-Brückenschaltungen innerhalb einer Gruppe mit ihren gleichspannungsseitigen Anschlüssen direkt oder über eine Induktivität elektrisch in Reihe geschaltet sind und die beiden Reihenschaltungen jeweils mit ihrem positiven Pol miteinander verbunden sind und mit ihrem negativen Pol mit dem Massepotential verbunden sind oder jeweils mit ihrem negativen Pol miteinander verbunden sind und mit ihrem positiven Pol mit dem Massepotential verbunden sind.Arrangement of a rectifier and a single electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that a winding set is present in duplicate and the three-phase windings of these two sets of windings along the leg axes are assigned symmetrically to an upper and a lower group, wherein the B6 connected to the three-phase windings -Brückenschaltungen within a group with their DC side terminals are connected directly in series or via an inductance in series and the two series circuits are each connected to each other with its positive pole and are connected with its negative pole to the ground potential or each connected to each other with its negative pole and are connected with their positive pole to the ground potential. Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die gleichspannungsseitigen Anschlüsse von zwei B6-Brückenschaltungen über einen ersten Schalter miteinander elektrisch in Reihe geschaltet sind und parallel zu der Reihenschaltung des gleichspannungsseitigen Anschlusses einer der B6-Brückenschaltungen und dem ersten Schalter ein zweiter Schalter angeordnet ist, und dass der erste Schalter ein schaltbarer Leistungshalbleiter und der zweite Schalter eine Diode ist, wobei der schaltbare Leistungshalbleiter und die Diode so gepolt sind, dass kein Kreisstrom über die Diode und den geschlossenen zweiten Schalter fließen kann und dass eine Steuerschaltung vorhanden ist, die diesen schaltbaren Leistungsschalter selektiv auf einzelnen Ebenen und/oder gesamthaft auf allen Ebenen schalten kann.Arrangement of a rectifier and a single electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the DC side terminals of two B6 bridge circuits are electrically connected in series with each other via a first switch and in parallel with the series connection of the DC side terminal of one of the B6 bridge circuits and the first switch is arranged a second switch, and that the first switch is a switchable power semiconductor and the second switch is a diode, wherein the switchable power semiconductor and the diode are poled so that no circulating current can flow through the diode and the closed second switch and that there is a control circuit that can selectively switch this switchable power switch at individual levels and / or at all levels. Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein weiteres Gerät vorhanden ist, das ebenfalls an die betriebliche Gleichspannung als Betriebsspannung angeschlossen ist und das so aufgebaut und in der räumlichen Struktur des Aufbaus der Gleichspannung über eine Vielzahl von Schenkelebenen so eingefügt ist, dass die Gleichspannungsbeanspruchung dieses weiteren Gerätes räumlich gleich oder annähernd gleich ist der Gleichspannungsbeanspruchung der mit B6-Brückenschaltungen aus Halbleiterschaltern verbundenen Drehstromwicklungen.Arrangement of a rectifier and a single electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that at least one further device is present, which is also connected to the operating DC voltage as the operating voltage and the so constructed and in the spatial structure of the structure of the DC over a plurality of leg levels is inserted so that the DC stress of this further device is spatially equal or approximately equal to the DC stress of the three-phase windings connected to B6 bridge circuits of semiconductor switches. Anordnung aus einem Gleichrichter und einer einzigen elektrischen Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische Maschine eine Drehfeld-Maschine ist und dass die Drehstromwicklungen des Wicklungssatzes der Wicklungsanordnung im Ständer einer Drehfeld-Maschine angeordnet sind.Arrangement comprising a rectifier and a single electric machine according to one of the preceding claims, characterized in that the electric machine is a rotating field machine and in that the three-phase windings of the winding set of the winding arrangement are arranged in the stator of a rotating field machine.
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