DE102020126925B4 - Regulator - Google Patents

Regulator Download PDF

Info

Publication number
DE102020126925B4
DE102020126925B4 DE102020126925.0A DE102020126925A DE102020126925B4 DE 102020126925 B4 DE102020126925 B4 DE 102020126925B4 DE 102020126925 A DE102020126925 A DE 102020126925A DE 102020126925 B4 DE102020126925 B4 DE 102020126925B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductor
voltage side
connections
primary
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102020126925.0A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102020126925A1 (en
Inventor
Thomas Hesse
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Scheubeck GmbH and Co
Original Assignee
Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Maschinenfabrik Reinhausen GmbH, Maschinenfabrik Reinhausen Gebrueder Scheubeck GmbH and Co KG filed Critical Maschinenfabrik Reinhausen GmbH
Priority to DE102020126925.0A priority Critical patent/DE102020126925B4/en
Priority to PCT/EP2021/077498 priority patent/WO2022078825A1/en
Priority to CN202180069585.0A priority patent/CN116325468A/en
Priority to EP21787409.8A priority patent/EP4214813A1/en
Publication of DE102020126925A1 publication Critical patent/DE102020126925A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102020126925B4 publication Critical patent/DE102020126925B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1807Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators
    • H02J3/1814Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators wherein al least one reactive element is actively controlled by a bridge converter, e.g. unified power flow controllers [UPFC]
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M5/00Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc
    • H02M5/42Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters
    • H02M5/44Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac
    • H02M5/453Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M5/458Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M5/4585Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases with intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes or semiconductor devices to convert the intermediate dc into ac using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having a rectifier with controlled elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10Flexible AC transmission systems [FACTS]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Rectifiers (AREA)

Abstract

Regler (3), umfassend:einen Transformator (5) mit einer Primärseite (P) und einer Sekundärseite (S), wobei die Primärseite (P) drei Primärwicklungen aufweist, die so miteinander geschaltet sind, dass die miteinander geschalteten Primärwicklungen drei Primäranschlüsse (P1, P2, P3) bilden, und die Sekundärseite (S) drei Sekundärwicklungen aufweist, wobei jede Sekundärwicklung der drei Sekundärwicklungen mit einem Außenleiter (L1, L2, L3) von drei Außenleitern (L1, L2, L3) verbindbar ist, sodass jedem Außenleiter (L1, L2, L3) der drei Außenleiter (L1, L2, L3) eine Sekundärwicklung der drei Sekundärwicklungen zugeordnet ist und für jeden Außenleiter (L1, L2, L3) ein erster Abschnitt (A1) des Außenleiters (L1, L2, L3), die dem Außenleiter (L1, L2, L3) zugeordnete Sekundärwicklung und ein zweiter Abschnitt (A2) des Außenleiters (L1, L2, L3) in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet sind, undeine Wechselrichtereinheit (7) mit drei wechselspannungsseitigen Anschlüssen (9a, 9b, 9c), wobei jeder wechselspannungsseitige Anschluss (9a, 9b, 9c) der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse (9a, 9b, 9c) der Wechselrichtereinheit (7) mit einem Primäranschluss (P1, P2, P3) der drei Primäranschlüsse (P1, P2, P3) verbunden ist, sodass jedem Primäranschluss (P1, P2, P3) ein wechselspannungsseitiger Anschluss (9a, 9b, 9c) zugeordnet ist,wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss (9a) der drei Wechselspannungsseitigen Anschlüsse (9a, 9b, 9c) der Wechselrichtereinheit (7) entweder direkt mit einem Nullleiter (N) oder direkt mit einem Außenleiter (L2) der drei Außenleiter (L1, L2, L3) verbindbar ist.wobei der Regler (3) eine Gleichrichtereinheit (11) aufweist, die über einen Energiespeicher (13) mit der Wechselrichtereinheit (7) verbunden ist und mindestens einen wechselspannungsseitigen Anschluss (17) aufweist, wobei jeder wechselspannungsseitige Anschluss (17) des mindestens einen wechselspannungsseitigen Anschlusses (17) der Gleichrichtereinheit (11) mit einem Außenleiter (L1, L2, L3) der drei Außenleiter (L1, L2, L3) verbindbar ist.wobei der Energiespeicher (13) zwei Kondensatoren (15) aufweist, die über einen Verbindungspunkt (23) miteinander verbunden sind, der dann, wenn der wechselspannungsseitige Anschluss (9a) der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse (9a, 9b, 9c) der Wechselrichtereinheit (7) direkt mit dem Nullleiter (N) verbindbar ist, direkt mit dem Nullleiter (N) verbindbar ist, und dann, wenn der wechselspannungsseitige Anschluss (9a) der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse (9a, 9b, 9c) der Wechselrichtereinheit (7) direkt mit dem Außenleiter (L2) der drei Außenleiter (L1, L2, L3) verbindbar ist, direkt mit diesem Außenleiter (L2) verbindbar ist.Regulator (3), comprising:a transformer (5) with a primary side (P) and a secondary side (S), the primary side (P) having three primary windings which are connected to one another in such a way that the primary windings connected to one another have three primary connections (P1 , P2, P3), and the secondary side (S) has three secondary windings, each secondary winding of the three secondary windings being connectable to an outer conductor (L1, L2, L3) of three outer conductors (L1, L2, L3), so that each outer conductor ( L1, L2, L3) of the three external conductors (L1, L2, L3) is assigned a secondary winding of the three secondary windings and for each external conductor (L1, L2, L3) a first section (A1) of the external conductor (L1, L2, L3), the secondary winding assigned to the outer conductor (L1, L2, L3) and a second section (A2) of the outer conductor (L1, L2, L3) are connected in series in this order, and an inverter unit (7) with three AC voltage side connections (9a, 9b, 9c), each AC-side connection (9a, 9b, 9c) of the three AC-side connections (9a, 9b, 9c) of the inverter unit (7) being connected to a primary connection (P1, P2, P3) of the three primary connections (P1, P2, P3). is connected, so that each primary connection (P1, P2, P3) is assigned an AC voltage side connection (9a, 9b, 9c), an AC voltage side connection (9a) of the three AC voltage side connections (9a, 9b, 9c) of the inverter unit (7) either can be connected directly to a neutral conductor (N) or directly to an external conductor (L2) of the three external conductors (L1, L2, L3). The controller (3) has a rectifier unit (11) which is connected via an energy storage device (13). Inverter unit (7) is connected and has at least one AC voltage side connection (17), each AC voltage side connection (17) of the at least one AC voltage side connection (17) of the rectifier unit (11) having an outer conductor (L1, L2, L3) of the three outer conductors ( L1, L2, L3) can be connected. The energy storage device (13) has two capacitors (15) which are connected to one another via a connection point (23) which, when the AC voltage side connection (9a) of the three AC voltage side connections (9a, 9b, 9c) of the inverter unit (7) can be connected directly to the neutral conductor (N), can be connected directly to the neutral conductor (N), and then when the AC voltage side connection (9a) of the three AC voltage side connections (9a, 9b, 9c) the inverter unit (7) can be connected directly to the outer conductor (L2) of the three outer conductors (L1, L2, L3), can be connected directly to this outer conductor (L2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Regler, insbesondere einen Leistungsflussregler, wie beispielsweise einen UPFC-Regler, zur Leistungsflussregelung oder einen Spannungsregler, wie beispielsweise einen DVR-Regler, zur Spannungsregelung, Spannungssymmetrierung und zur Ausregelung von Spannungsverzerrungen in elektrischen Netzen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Reglersystem mit einem solchen Regler.The present invention relates to a regulator, in particular a power flow regulator, such as a UPFC regulator, for power flow control or a voltage regulator, such as a DVR regulator, for voltage regulation, voltage balancing and for regulating voltage distortions in electrical networks. A further aspect of the invention relates to a control system with such a regulator.

UPFC steht für „Unified Power Flow Controller“, zu deutsch: Vereinheitlichter Leistungsflussregler, und bezeichnet in der elektrischen Energietechnik eine Komponente, die dazu dient, in überregionalen und vermaschten Stromnetzen die übertragene elektrische Leistung in einzelnen Leitungen, wie Freileitungen, gezielt steuern und beeinflussen zu können. Mit UPFC-Reglern können so in vermaschten Netzen gezielt bestimmte, vertraglich vereinbarte Leistungsdurchleitungen erfüllt werden als auch Leitungen gemäß Ihren technischen Fähigkeiten kontrolliert maximal genutzt werden.UPFC stands for “Unified Power Flow Controller”, and in electrical energy technology it refers to a component that is used to specifically control and influence the transmitted electrical power in individual lines, such as overhead lines, in supra-regional and meshed power networks can. With UPFC controllers, specific, contractually agreed power transmissions can be specifically fulfilled in meshed networks and lines can also be used to the maximum in a controlled manner in accordance with their technical capabilities.

DVR steht für „Dynamic Voltage Restorer“, zu deutsch: Dynamischer Spannungswiederhersteller, und bezeichnet eine Komponente, die beispielsweise empfindliche Lasten in elektrischen Versorgungsnetzen vor kurzzeitigen Spannungseinbrüchen schützt. Durch die vermehrte Integration sensibler Lasten (z.B. Halbleiterfabriken) in die Versorgungsnetze, sind die Anforderungen an die Spannungsstabilität deutlich gestiegen. Besonders kurzzeitige Spannungseinbrüche - z.B. durch Kurzschlüsse im Netz - sind extrem kritisch für derartige Verbraucher. Eine Möglichkeit empfindliche Lasten zu schützen sind DVR-Regler. Diese Systeme sind in der Lage komplette Fabriken gegen Spannungseinbrüche zu schützen. DVRs sind heute in der Lage Spannungseinbrüche an Lasten mit mehr als 20 MW für mehrere 100 ms zu kompensieren.DVR stands for “Dynamic Voltage Restorer” and describes a component that, for example, protects sensitive loads in electrical supply networks from short-term voltage drops. Due to the increased integration of sensitive loads (e.g. semiconductor factories) into the supply networks, the requirements for voltage stability have increased significantly. Particularly short-term voltage drops - e.g. due to short circuits in the network - are extremely critical for such consumers. One way to protect sensitive loads is with DVR controllers. These systems are able to protect entire factories against voltage drops. DVRs are now able to compensate for voltage drops on loads of more than 20 MW for several 100 ms.

UPFC- und DVR-Topologien beruhen auf einer Längseinkopplung einer Spannungsquelle. Soll diese Spannungsquelle stufenlos regelbar sein, so kommt im Stand der Technik ein Koppeltransformator mit einem dreiphasigen Wechselrichter zum Einsatz, mit dem auf der Sekundärseite des dreiphasigen Koppeltransformators eine dreiphasige Spannungsquelle realisiert wird.UPFC and DVR topologies rely on longitudinal coupling of a voltage source. If this voltage source is to be infinitely variable, the prior art uses a coupling transformer with a three-phase inverter, with which a three-phase voltage source is implemented on the secondary side of the three-phase coupling transformer.

In einer spannungsunidirektionalen Variante wird im Stand der Technik eine DC-Zwischenkreisspannung mit einem Dioden-basierten Wechselrichter bereitgestellt. In dieser Variante kann die Topologie die Netzspannung nur in Richtung der Wirkleistungsrichtung anheben. Ferner wird in dieser Topologie in dem Netz ein verzerrter und Blindleistungsbehafteter Strom verursacht, sofern nicht zusätzliche technische Einrichtungen zur Minderung dieser Auswirkungen eingebaut werden, die jedoch wiederum Komplexität und Bauraum des Reglers erhöhen.In a voltage-unidirectional variant, in the prior art a DC intermediate circuit voltage is provided with a diode-based inverter. In this variant, the topology can only increase the grid voltage in the direction of the active power direction. Furthermore, in this topology, a distorted current with reactive power is caused in the network unless additional technical devices are installed to reduce these effects, which in turn increase the complexity and installation space of the controller.

Soll die längseingekoppelte Spannung die Netzspannung unabhängig von der Wirkleistungsrichtung verändern können, so ist an diesem Umrichter nach Stand der Technik zusätzlich ein sogenanntes „Active Frontend“, d.h. ein zweiter Wechselrichter, nötig, der Energie aus dem Zwischenkreis des spannungsstellenden Umrichters in das Netz zurückspeisen kann. Ein solcher zweiter Wechselrichter erhöht ebenfalls die Komplexität und den Bauraum des Reglers.If the longitudinally coupled voltage is to be able to change the mains voltage independently of the active power direction, then according to the state of the art, a so-called “active front end”, i.e. a second inverter, is also required on this converter, which can feed energy back into the network from the intermediate circuit of the voltage-adjusting converter . Such a second inverter also increases the complexity and installation space of the controller.

Die Veröffentlichung QUINT, I. et. Al.: Schlussbericht zum Verbundvorhaben Flexibler Ortsnetz Spannungs- und Wirkleistungs-Regler, Jülich: März 2018 zeigt in diesem Zusammenhang einen elektronischen Spannungsregler zum Schutz von sensiblen Lasten vor Kurzzeitunterbrechungen und anderen Spannungsschwankungen. Der Spannungsregler umfasst einen Transformator, eine Wechselrichtereinheit, einen Leistungsschalter, sowie eine Bypasseinheit.The publication QUINT, I. et. Al.: Final report on the joint project for a flexible local network voltage and active power regulator, Jülich: March 2018 shows in this context an electronic voltage regulator to protect sensitive loads from short-term interruptions and other voltage fluctuations. The voltage regulator includes a transformer, an inverter unit, a circuit breaker and a bypass unit.

Dokument CN 1 06 961 113 B beschreibt in diesem Zusammenhang einen Leistungsflussregler (UPFC) sowie ein dazugehöriges Regelverfahren. Entsprechend einem voreingestellten Wirkleistungssollwert, einem Blindleistungssollwert und einer netzseitigen Dreiphasenspannung werden ein Wirkstromsollwert und ein Blindstromsollwert als Eingangswerte eines Stromreglers genutzt.document CN 1 06 961 113 B In this context, describes a power flow controller (UPFC) and an associated control method. According to a preset active power setpoint, a reactive power setpoint and a grid-side three-phase voltage, an active current setpoint and a reactive current setpoint are used as input values of a current controller.

Dokument WO 96 / 39 736 A1 beschreit eine Kompensationseinrichtung zur Lastflussregelung sowie zur Bedämpfung von Oszillationen in elektrischen Übertragungsleitungen. Insbesondere umfasst die Vorrichtung eine in Reihe mit der Übertragungsleitung geschaltete Reaktanz und einen parallel zur Leitung verschalteten Leistungsumrichter zur Steuerung der Spannung über der Reaktanz.document WO 96/39 736 A1 describes a compensation device for load flow control and for damping oscillations in electrical transmission lines. In particular, the device comprises a reactance connected in series with the transmission line and a power converter connected in parallel with the line for controlling the voltage across the reactance.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Regler bereitzustellen, der besonders einfach und platzsparend aufgebaut ist und der gleichzeitig bidirektional betrieben werden kann und keine Eingangsstromverzerrung sowie keinen Blindleistungsbezug verursacht. The object of the present invention is to provide a controller that has a particularly simple and space-saving design and that can be operated bidirectionally at the same time and does not cause any input current distortion or reactive power consumption.

Diese Aufgabe wird mit einem Regler gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This task is solved with a controller according to claim 1. Preferred embodiments result from the dependent claims.

Insbesondere wird die Aufgabe mit einem Regler gelöst, der einen Transformator und eine Wechselrichtereinheit umfasst. Der Transformator, auch als Koppeltransformator bezeichnet, hat eine Primärseite und eine Sekundärseite, wobei die Primärseite auch als Oberspannungsseite und die Sekundärseite als Unterspannungsseite bezeichnet werden kann. Die Primärseite weist drei Primärwicklungen auf, die so miteinander geschaltet sind, dass die miteinander geschalteten Primärwicklungen drei Primäranschlüsse bilden. Die Sekundärseite weist drei Sekundärwicklungen auf, wobei jede Sekundärwicklung der drei Sekundärwicklungen mit einem Außenleiter von drei Außenleitern verbindbar ist, sodass jedem Außenleiter der drei Außenleiter eine Sekundärwicklung der drei Sekundärwicklungen zugeordnet ist und für jeden Außenleiter ein erster Abschnitt des Außenleiters, die dem Außenleiter zugeordnete Sekundärwicklung und ein zweiter Abschnitt des Außenleiters in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet sind. Die Wechselrichtereinheit hat drei wechselspannungsseitige Anschlüsse, wobei jeder wechselspannungsseitige Anschluss der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse der Wechselrichtereinheit mit einem Primäranschluss der drei Primäranschlüsse verbunden ist, sodass jedem Primäranschluss ein wechselspannungsseitiger Anschluss zugeordnet ist. Ein wechselspannungsseitiger Anschluss der drei Wechselspannungsseitigen Anschlüsse der Wechselrichtereinheit ist entweder mit einem Nullleiter oder mit einem Außenleiter der drei Außenleiter verbindbar. Dabei ist der wechselspannungsseitige Anschluss vorzugsweise direkt über einen Umgehungsleiter mit dem Nullleiter bzw. dem Außenleiter verbunden, der die Wechselrichtereinheit umgeht und somit keine Schaltelemente der Wechselrichtereinheit passiert bzw. aufweist.In particular, the task is solved with a controller that includes a transformer and an inverter unit. The transformer, Also known as a coupling transformer, has a primary side and a secondary side, whereby the primary side can also be referred to as the high-voltage side and the secondary side as the low-voltage side. The primary side has three primary windings which are connected to one another in such a way that the primary windings connected to one another form three primary connections. The secondary side has three secondary windings, each secondary winding of the three secondary windings being connectable to an outer conductor of three outer conductors, so that each outer conductor of the three outer conductors is assigned a secondary winding of the three secondary windings and for each outer conductor a first section of the outer conductor, the secondary winding assigned to the outer conductor and a second section of the external conductor are connected in series in this order. The inverter unit has three AC-side connections, each AC-side connection of the three AC-side connections of the inverter unit being connected to a primary connection of the three primary connections, so that each primary connection is assigned an AC-side connection. An AC voltage side connection of the three AC voltage side connections of the inverter unit can be connected either to a neutral conductor or to an external conductor of the three external conductors. The AC voltage side connection is preferably connected directly to the neutral conductor or the external conductor via a bypass conductor, which bypasses the inverter unit and therefore does not pass through or have any switching elements of the inverter unit.

Auf diese Weise wird ein Regler bereitgestellt, der bidirektional betrieben werden kann, der keine Eingangsstromverzerrung und keinen Blindleistungsbezug verursacht bzw. keine Zusatzmaßnahmen zur Vermeidung dieser erforderlich macht, der besonders einfach und platzsparend aufgebaut ist und geringe Kosten verursacht. Insbesondere kann die Hardwarekomplexität der Wechselrichtereinheit deutlich reduziert werden, im besten Fall bis zu 75%.In this way, a controller is provided which can be operated bidirectionally, which does not cause any input current distortion or reactive power consumption or does not require any additional measures to avoid this, which is constructed in a particularly simple and space-saving manner and which incurs low costs. In particular, the hardware complexity of the inverter unit can be significantly reduced, in the best case up to 75%.

Gemäß der erfinderischen Lösung weist der Regler eine Gleichrichtereinheit auf, die über einen Energiespeicher mit der Wechselrichtereinheit verbunden ist und mindestens einen wechselspannungsseitigen Anschluss aufweist, wobei jeder wechselspannungsseitige Anschluss des mindestens einen wechselspannungsseitigen Anschlusses der Gleichrichtereinheit mit einem Außenleiter der drei Außenleiter verbindbar ist. Der Energiespeicher ist dann in einem sogenannten Zwischenkreis vorgesehen bzw. bildet einen solchen Zwischenkreis und kann einen oder mehrere Kondensatoren umfassen, insbesondere Zwischenkreiskondensatoren. Auf diese Weise können mit der Spannung aus dem Energiespeicher beispielsweise kritische Spannungseinbrüche in Versorgungsnetzen ausgeglichen werden.According to the inventive solution, the regulator has a rectifier unit which is connected to the inverter unit via an energy storage device and has at least one AC voltage-side connection, wherein each AC voltage-side connection of the at least one AC voltage-side connection of the rectifier unit can be connected to an outer conductor of the three outer conductors. The energy storage is then provided in a so-called intermediate circuit or forms such an intermediate circuit and can include one or more capacitors, in particular intermediate circuit capacitors. In this way, the voltage from the energy storage can be used to compensate for critical voltage drops in supply networks, for example.

Vorzugsweise umgeht der Umgehungsleiter auch die Gleichrichtereinheit sowie den Energiespeicher bzw. den Zwischenkreis, in welchem der Energiespeicher vorgesehen ist, so dass der Umgehungsleiter auch keine Schaltelemente der Gleichrichtereinheit und des Zwischenkreises passiert bzw. aufweist.Preferably, the bypass conductor also bypasses the rectifier unit and the energy storage or the intermediate circuit in which the energy storage is provided, so that the bypass conductor does not pass through or have any switching elements of the rectifier unit and the intermediate circuit.

Gemäß der erfinderischen Lösung weist der Energiespeicher weiterhinzudem zwei Kondensatoren, insbesondere Zwischenkreiskondensatoren, auf, die über einen Verbindungspunkt miteinander verbunden sind. Der Verbindungspunkt ist dann, wenn der wechselspannungsseitige Anschluss der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse der Wechselrichtereinheit mit dem Nullleiter verbindbar ist, mit dem Nullleiter verbindbar, und dann, wenn der wechselspannungsseitige Anschluss der drei Wechselspannungsseitigen Anschlüsse der Wechselrichtereinheit mit dem Außenleiter der drei Außenleiter verbindbar ist, mit diesem Außenleiter verbindbar. Durch eine solche Verbindung des Verbindungspunkts mit dem Nullleiter bzw. mit dem Außenleiter kann die Spannung des Energiespeichers, insbesondere der Zwischenkreiskondensatoren, stabilisiert werden, indem Wirkleistung aus dem entsprechenden Leiter des Netzes aufgenommen oder in das Netz eingespeist wird.According to the inventive solution, the energy storage device also has two capacitors, in particular intermediate circuit capacitors, which are connected to one another via a connection point. The connection point can be connected to the neutral conductor when the AC voltage side connection of the three AC voltage side connections of the inverter unit can be connected to the neutral conductor, and when the AC voltage side connection of the three AC voltage side connections of the inverter unit can be connected to the outer conductor of the three outer conductors, to this External conductor connectable. Through such a connection of the connection point to the neutral conductor or to the external conductor, the voltage of the energy storage, in particular of the intermediate circuit capacitors, can be stabilized by absorbing active power from the corresponding conductor of the network or feeding it into the network.

Vorzugsweise ist dabei ein Stabilisierungsleiter vorgesehen, der einerseits mit dem Verbindungspunkt zwischen den beiden Kondensatoren und andererseits mit dem Umgehungsleiter verbunden ist.A stabilization conductor is preferably provided, which is connected on the one hand to the connection point between the two capacitors and on the other hand to the bypass conductor.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der wechselspannungsseitige Anschluss der Wechselrichtereinheit, der entweder mit dem Nullleiter oder mit dem Außenleiter verbindbar ist, mit dem Nullleiter verbindbar. Hierdurch ergibt sich ein relativ niedriger Spannungshub an den beiden einzuprägenden Spannungen des Transformators im Vergleich dazu, wenn der wechselspannungsseitige Anschluss der Wechselrichtereinheit mit dem Außenleiter verbindbar ist.In a preferred embodiment, the AC voltage side connection of the inverter unit, which can be connected either to the neutral conductor or to the outer conductor, can be connected to the neutral conductor. This results in a relatively low voltage swing at the two transformer voltages to be impressed compared to when the AC voltage side connection of the inverter unit can be connected to the outer conductor.

In einer alternativen Ausführungsform ist der wechselspannungsseitige Anschluss der Wechselrichtereinheit, der entweder mit dem Nullleiter oder mit dem Außenleiter verbindbar ist, mit dem Außenleiter verbindbar. Hierdurch ergibt sich ein deutlich höherer Spannungshub an den beiden einzuprägenden Spannungen des Transformators im Vergleich dazu, wenn der wechselspannungsseitige Anschluss der Wechselrichtereinheit mit dem Nullleiter verbindbar ist. Dies kann jedoch beispielsweise durch ein angepasstes Transformatordesign ausgeglichen werden.In an alternative embodiment, the AC voltage side connection of the inverter unit, which can be connected either to the neutral conductor or to the outer conductor, can be connected to the outer conductor. This results in a significantly higher voltage swing at the two transformer voltages to be impressed compared to when the AC voltage side connection of the inverter unit can be connected to the neutral conductor. However, this can be done, for example, by adjusted transformer design can be compensated.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei wechselspannungsseitige Anschlüsse der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse der Wechselrichtereinheit über eine 2-Level-Schaltung der Wechselrichtereinheit mit dem Energiespeicher verbunden. Dies stellt eine besonders einfache, kompakte, und kostengünstige Variante dar.In a preferred embodiment, two AC-side connections of the three AC-side connections of the inverter unit are connected to the energy storage device via a 2-level circuit of the inverter unit. This represents a particularly simple, compact and cost-effective variant.

In einer alternativen Ausführungsform sind zwei wechselspannungsseitige Anschlüsse der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse der Wechselrichtereinheit über eine 3-Level-Schaltung der Wechselrichtereinheit mit dem Energiespeicher verbunden. Dies stellt eine etwas kompliziertere Variante der Wechselrichtereinheit dar, die jedoch eine bessere Annäherung der Sinus-Wellenform der Wechselspannung leisten kann und damit präziser und wirkungsvoller ist sowie ferner den Einsatz von aktiven Schaltelementen mit halber Sperrspannung und niedrigeren Schaltverlusten im Vergleich zur 2-Level-Schaltung erlaubt und somit eine kompakteren Aufbau der wechselspannungsseitigen Filterelemente sowie des Kühlsystems erlaubt.In an alternative embodiment, two AC-side connections of the three AC-side connections of the inverter unit are connected to the energy storage device via a 3-level circuit of the inverter unit. This represents a slightly more complicated variant of the inverter unit, but it can provide a better approximation of the sine waveform of the AC voltage and is therefore more precise and effective, as well as the use of active switching elements with half the reverse voltage and lower switching losses compared to the 2-level circuit allowed and thus allows a more compact design of the AC voltage side filter elements and the cooling system.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Gleichrichtereinheit eine steuerbare Gleichrichtereinheit. Die steuerbare Gleichrichtereinheit kann unter Verschaltung mehrerer aktiver Schaltelemente, wie beispielsweise Transistoren, gebildet werden. Zusätzlich kann die steuerbare Gleichrichtereinheit jedoch auch passive Schaltelemente, wie Dioden, aufweisen. Mit einer steuerbaren Gleichrichtereinheit kann die Gleichrichtereinheit auch als Wechselrichtereinheit betrieben werden, so dass ein bidirektionaler Betrieb des Reglers realisiert werden kann.In a preferred embodiment, the rectifier unit is a controllable rectifier unit. The controllable rectifier unit can be formed by interconnecting several active switching elements, such as transistors. In addition, however, the controllable rectifier unit can also have passive switching elements, such as diodes. With a controllable rectifier unit, the rectifier unit can also be operated as an inverter unit, so that bidirectional operation of the controller can be realized.

In einer alternativen Ausführungsform ist die Gleichrichtereinheit eine nicht-steuerbare Gleichrichtereinheit. Die nicht-steuerbare Gleichrichtereinheit kann unter Verschaltung mehrerer passiver Schaltelemente, wie beispielsweise Dioden, gebildet werden. Eine nicht-steuerbare Gleichrichtereinheit erlaubt eine besonders einfache Bauweise, ist jedoch auf einen unidirektionalen Betrieb des Reglers beschränkt.In an alternative embodiment, the rectifier unit is a non-controllable rectifier unit. The non-controllable rectifier unit can be formed by connecting several passive switching elements, such as diodes. A non-controllable rectifier unit allows a particularly simple design, but is limited to unidirectional operation of the controller.

In einer bevorzugte Ausführungsform weist der mindestens eine wechselspannungsseitige Anschluss der Gleichrichtereinheit einen wechselspannungsseitigen Anschluss auf. Dies stellt eine besonders einfache, kompakte und kostengünstige Bauweise dar.In a preferred embodiment, the at least one AC voltage side connection of the rectifier unit has an AC voltage side connection. This represents a particularly simple, compact and cost-effective design.

In einer alternativen Ausführungsform weist der mindestens eine wechselspannungsseitige Anschluss der Gleichrichtereinheit zwei wechselspannungsseitige Anschlüsse auf. Dies stellt eine etwas größere und kompliziertere Bauweise dar, die Bezugsleistung kann jedoch auf zwei Außenleiter verteilt werden, wodurch die Effektivität und Zuverlässigkeit des Reglers erhöht werden kann.In an alternative embodiment, the at least one AC voltage side connection of the rectifier unit has two AC voltage side connections. This represents a slightly larger and more complicated design, but the reference power can be distributed over two external conductors, which can increase the effectiveness and reliability of the controller.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform weist der mindestens eine wechselspannungsseitige Anschluss der Gleichrichtereinheit drei wechselspannungsseitige Anschlüsse auf. Dies stellt eine noch etwas größere und kompliziertere Bauweise dar, die Bezugsleistung kann jedoch auf drei Außenleiter verteilt werden, wodurch die Effektivität und Zuverlässigkeit des Reglers weiter erhöht werden kann und die drei Außenleiter symmetrisch mit gleichem Strom belastet werden können.In a further alternative embodiment, the at least one AC voltage side connection of the rectifier unit has three AC voltage side connections. This represents a somewhat larger and more complicated design, but the reference power can be distributed over three external conductors, which further increases the effectiveness and reliability of the controller and allows the three external conductors to be loaded symmetrically with the same current.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Regler einen Kurzschließer auf, der mit den drei Primäranschlüssen verbunden ist und angepasst ist, die drei Primäranschlüsse miteinander kurzzuschließen und zu erden. Auf diese Weise können Überlastungen des Reglers schnell beendet werden.In a preferred embodiment, the regulator has a short-circuiting device which is connected to the three primary connections and is adapted to short-circuit the three primary connections to one another and to ground them. In this way, controller overloads can be stopped quickly.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die drei Primärwicklungen so miteinander geschaltet, dass die miteinander geschalteten Primärwicklungen eine Dreieckschaltung bilden, sodass die in der Dreieckschaltung miteinander geschalteten Primärwicklungen die drei Primäranschlüsse bilden. Dies stellt eine besonders einfache und wirksame Verschaltung dar.In a preferred embodiment, the three primary windings are connected to one another in such a way that the primary windings connected to one another form a delta connection, so that the primary windings connected to one another in the delta connection form the three primary connections. This represents a particularly simple and effective connection.

In einer alternativen Ausführungsform sind die drei Primärwicklungen so miteinander geschaltet, dass die miteinander geschalteten Primärwicklungen eine Sternschaltung bilden, sodass die in der Sternschaltung miteinander geschalteten Primärwicklungen die drei Primäranschlüsse bilden. Eine Sternschaltung kann in bestimmten Fällen vorteilhaft bzw. erforderlich sein.In an alternative embodiment, the three primary windings are connected to one another in such a way that the primary windings connected to one another form a star connection, so that the primary windings connected to one another in the star connection form the three primary connections. A star connection can be advantageous or necessary in certain cases.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Reglersystem mit drei Außenleitern, einem Nullleiter und einem Regler nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Jede Sekundärwicklung der drei Sekundärwicklungen ist mit einem Außenleiter der drei Außenleiter verbunden und der wechselspannungsseitige Anschluss der drei Wechselspannungsseitigen Anschlüsse der Wechselrichtereinheit ist entweder mit dem Nullleiter oder mit einem Außenleiter der drei Außenleiter verbunden. Die im Zusammenhang mit dem Regler beschriebenen Merkmale und Wirkungen gelten vis-a-vis ebenfalls für das Reglersystem.A further aspect of the present invention relates to a regulator system with three external conductors, a neutral conductor and a regulator according to one of the previously described embodiments. Each secondary winding of the three secondary windings is connected to an outer conductor of the three outer conductors and the AC side connection of the three AC side connections of the inverter unit is connected either to the neutral conductor or to an outer conductor of the three outer conductors. The features and effects described in connection with the controller also apply vis-a-vis to the controller system.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

  • 1 Schaltbilder zweier Varianten eines aus dem Stand der Technik bekannten Reglersystems mit einem Dioden-basierten Gleichrichter,
  • 2 Schaltbilder zweier weiterer Varianten eines aus dem Stand der Technik bekannten Reglersystems mit einem Transistoren-basierten Gleichrichter,
  • 3 Schaltbilder zweier Varianten eines ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Reglersystems mit einem Transistoren-basierten Gleichrichter,
  • 4 Schaltbilder zweier Varianten eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Reglersystems mit einem Dioden-basierten Gleichrichter,
  • 5 Schaltbilder zweier Varianten eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Reglersystems mit einem Transistoren-basierten Gleichrichter mit mehreren wechselspannungsseitigen Anschlüssen,
  • 6 Schaltbilder zweier Varianten eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Reglersystems mit einem Transistoren-basierten Gleichrichter und einem aktiven Nullleiter und
  • 7 Schaltbilder zweier Varianten eines fünften Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Reglersystems mit einem Transistoren-basierten Gleichrichter und ohne Nullleiteranschluss.
Exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to a drawing. The drawing shows in
  • 1 Circuit diagrams of two variants of a regulator system known from the prior art with a diode-based rectifier,
  • 2 Circuit diagrams of two further variants of a regulator system known from the prior art with a transistor-based rectifier,
  • 3 Circuit diagrams of two variants of a first exemplary embodiment of the regulator system according to the invention with a transistor-based rectifier,
  • 4 Circuit diagrams of two variants of a second exemplary embodiment of the regulator system according to the invention with a diode-based rectifier,
  • 5 Circuit diagrams of two variants of a third exemplary embodiment of the regulator system according to the invention with a transistor-based rectifier with several AC voltage side connections,
  • 6 Circuit diagrams of two variants of a fourth exemplary embodiment of the regulator system according to the invention with a transistor-based rectifier and an active neutral conductor and
  • 7 Circuit diagrams of two variants of a fifth exemplary embodiment of the regulator system according to the invention with a transistor-based rectifier and without a neutral conductor connection.

1a und 1b sowie 2a und 2b zeigen vier Varianten eines aus dem Stand der Technik bekannten Reglersystems 1', das sowohl ein UPFC- als auch ein DVR-Reglersystem sein kann. 1a and 1b as well as 2a and 2 B show four variants of a control system 1 'known from the prior art, which can be both a UPFC and a DVR control system.

Das Reglersystem 1' umfasst drei Außenleiter L1', L2', L3', einen Nullleiter N' und einen Regler 3'. Der Regler 3' weist einen Transformator 5' und eine Wechselrichtereinheit 7' auf. Der Transformator 5' hat eine Primärseite P' und eine Sekundärseite S'. Die Primärseite P' weist drei Primärwicklungen auf, die so miteinander geschaltet sind, dass die miteinander geschalteten Primärwicklungen drei Primäranschlüsse P1', P2', P3' bilden. Die Sekundärseite S' weist drei Sekundärwicklungen auf, wobei jede Sekundärwicklung der drei Sekundärwicklungen mit einem Außenleiter L1', L2`, L3' der drei Außenleitern L1', L2`, L3' verbunden ist, sodass jedem Außenleiter L1', L2`, L3' der drei Außenleiter L1', L2`, L3' eine Sekundärwicklung der drei Sekundärwicklungen zugeordnet ist und für jeden Außenleiter L1', L2', L3' ein erster Abschnitt A1' des Außenleiters L1', L2', L3', die dem Außenleiter L1', L2', L3' zugeordnete Sekundärwicklung und ein zweiter Abschnitt A2' des Außenleiters L1', L2`, L3' in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet sind. Die Wechselrichtereinheit 7' hat ferner drei wechselspannungsseitige Anschlüsse 9a', 9b', 9c', wobei jeder wechselspannungsseitige Anschluss 9' der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse 9' der Wechselrichtereinheit 7' mit einem Primäranschluss P1', P2', P3' der drei Primäranschlüsse P1', P2', P3' verbunden ist, sodass jedem Primäranschluss P1', P2', P3' ein wechselspannungsseitiger Anschluss 9a', 9b', 9c' zugeordnet ist. Zur Wechselrichtereinheit gehört ferner ein Filterkreis 10' mit drei Filterkondensatoren, die gemeinsam mit einer Drossel aus Induktivitäten 35' die Filterung eines schaltfrequenten Störstromes bewirken. Außerdem weist der Regler eine Gleichrichtereinheit 11' auf, die über einen Energiespeicher 13' in Form eines Zwischenkreiskondensators 15' mit der Wechselrichtereinheit 7' verbunden ist und mehrere wechselspannungsseitige Anschlüsse 17' aufweist, die entweder mit dem Nullleiter N' oder mit einem Außenleiter L1', L2`, L3' verbunden sind.The control system 1' includes three external conductors L1', L2', L3', a neutral conductor N' and a regulator 3'. The controller 3' has a transformer 5' and an inverter unit 7'. The transformer 5' has a primary side P' and a secondary side S'. The primary side P' has three primary windings which are connected to one another in such a way that the primary windings connected to one another form three primary connections P1', P2', P3'. The secondary side S' has three secondary windings, each secondary winding of the three secondary windings being connected to an outer conductor L1', L2', L3' of the three outer conductors L1', L2', L3', so that each outer conductor L1', L2', L3 'The three outer conductors L1', L2', L3' are assigned a secondary winding of the three secondary windings and for each outer conductor L1', L2', L3' a first section A1' of the outer conductor L1', L2', L3', which is the outer conductor Secondary winding assigned to L1', L2', L3' and a second section A2' of the outer conductor L1', L2', L3' are connected in series in this order. The inverter unit 7' further has three AC-side connections 9a', 9b', 9c', each AC-side connection 9' of the three AC-side connections 9' of the inverter unit 7' having a primary connection P1', P2', P3' of the three primary connections P1'. , P2', P3' is connected, so that each primary connection P1', P2', P3' is assigned an AC voltage side connection 9a', 9b', 9c'. The inverter unit also includes a filter circuit 10' with three filter capacitors, which, together with a choke made of inductors 35', filter a switching frequency interference current. In addition, the controller has a rectifier unit 11', which is connected to the inverter unit 7' via an energy storage 13' in the form of an intermediate circuit capacitor 15' and has several AC-side connections 17', which are either connected to the neutral conductor N' or to an external conductor L1'. 'L2', L3' are connected.

Dabei weist die Gleichrichtereinheit 11' in den Varianten der 1a und 2a jeweils drei wechselspannungsseitige Anschlüsse 17' auf, wobei jeder wechselspannungsseitige Anschluss 17' mit einem Außenleiter L1', L2`, L3' der drei Außenleiter L1', L2`, L3' verbunden ist. In den Varianten der 1b und 2b weist die Gleichrichtereinheit 11' dagegen nur zwei wechselspannungsseitige Anschlüsse 17' auf, wobei ein erster wechselspannungsseitiger Anschluss 17' mit einem Außenleiter L1', L2', L3' der drei Außenleiter L1', L2', L3' verbunden ist und ein zweiter wechselspannungsseitiger Anschluss 17' mit dem Nullleiter N' verbunden ist.The rectifier unit 11 'in the variants of 1a and 2a each have three AC-side connections 17', each AC-side connection 17' being connected to an outer conductor L1', L2', L3' of the three outer conductors L1', L2', L3'. In the variants of 1b and 2 B On the other hand, the rectifier unit 11' only has two AC-side connections 17', with a first AC-side connection 17' being connected to an outer conductor L1', L2', L3' of the three outer conductors L1', L2', L3' and a second AC-side connection 17 'is connected to the neutral conductor N'.

Die Varianten der 1a und 1b unterscheiden sich von den Varianten der 2a und 2b dadurch, dass in den Varianten der 1a und 1b die Gleichrichtereinheit 11' eine Diodenbasierte Gleichrichtereinheit mit sechs (1a) bzw. vier (1b) Dioden ist, während die Gleichrichtereinheit 11' in den 2a und 2b eine Transistor-basierte Gleichrichtereinheit mit sechs (2a) bzw. vier (2b) Transistoren ist, wobei in diesen Varianten zur Gleichrichtereinheit ein weiterer Filterkreis 10' gehört, mittels dessen Filterkondensatoren und der Drossel aus Induktivitäten 35' der schaltfrequente Störstrom gefiltert wird . Die Wechselrichtereinheit 7' ist in allen Varianten der 1a und 1b sowie 2a und 2b eine Transistor-basierte Wechselrichtereinheit mit sechs Transistoren.The variants of the 1a and 1b differ from the variants of the 2a and 2 B in that in the variants of 1a and 1b the rectifier unit 11' is a diode-based rectifier unit with six ( 1a) or four ( 1b) Diodes, while the rectifier unit 11 'is in the 2a and 2 B a transistor-based rectifier unit with six ( 2a) or four ( 2 B) Transistors, in which in these variants the rectifier unit includes a further filter circuit 10 ', by means of which filter capacitors and the choke made of inductors 35' the switching frequency interference current is filtered. The inverter unit 7 'is available in all variants 1a and 1b as well as 2a and 2 B a transistor-based inverter unit with six transistors.

Diese aus dem Stand der Technik bekannten Varianten von Reglersystemen 1' haben den Nachteil, dass sie relativ viele Schaltelemente und somit viel Bauraum benötigen, einen verzerrten und blindleistungsbehafteten Strom im Netz verursacht sowie in den Varianten der 1a und 1b nur einen unidirektionalen Betrieb erlauben.These variants of control systems 1 'known from the prior art have the disadvantage that they require a relatively large number of switching elements and therefore a lot of installation space, causing a distorted current in the network with reactive power, as well as in the variants of 1a and 1b only allow unidirectional operation.

In den 3 bis 7 sind verschiedene Reglersysteme 1 gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt. Diese erfindungsgemäßen Regelersysteme 1 sind den zuvor beschriebenen aus dem Stand der Technik bekannten Varianten von Reglersystemen 1 überlegen, da sie besonders einfach und platzsparend aufgebaut sind und gleichzeitig bidirektional betrieben werden können und keine Eingangsstromverzerrung sowie keinen Blindleistungsbezug verursachen.In the 3 to 7 Various control systems 1 are shown according to embodiments of the present invention. These control systems 1 according to the invention are superior to the previously described variants of control systems 1 known from the prior art, since they have a particularly simple and space-saving design and can be operated bidirectionally at the same time and do not cause any input current distortion or reactive power consumption.

3a und 3b zeigen zwei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Reglersystems 1, insbesondere eines UPFC- oder DVR-Reglersystems. Das Reglersystem 1 umfasst drei Außenleiter L1, L2, L3, einen Nullleiter N und einen Regler 3 mit einem Transformator 5, einer Wechselrichtereinheit 7, einer Gleichrichtereinheit 11 und einem Energiespeicher 13. 3a and 3b show two embodiments of the controller system 1 according to the invention, in particular a UPFC or DVR controller system. The regulator system 1 includes three external conductors L1, L2, L3, a neutral conductor N and a regulator 3 with a transformer 5, an inverter unit 7, a rectifier unit 11 and an energy storage device 13.

Der Transformator 5 hat eine Primärseite P und eine Sekundärseite S. Die Primärseite P weist drei Primärwicklungen auf, die so miteinander geschaltet sind, dass die miteinander geschalteten Primärwicklungen drei Primäranschlüsse P1, P2, P3 bilden. Insbesondere sind die drei Primärwicklungen so miteinander geschaltet, dass die miteinander geschalteten Primärwicklungen eine Dreieckschaltung D bilden, sodass die in der Dreieckschaltung D miteinander geschalteten Primärwicklungen die drei Primäranschlüsse P1, P2, P3 bilden. Es ist jedoch auch möglich, dass die drei Primärwicklungen so miteinander geschaltet sind, dass diese anstatt einer Dreieckschaltung D eine Sternschaltung Y bilden. Die Sekundärseite S weist drei Sekundärwicklungen auf, wobei jede Sekundärwicklung der drei Sekundärwicklungen mit einem Außenleiter L1, L2, L3 der drei Außenleitern L1, L2, L3 verbunden ist, sodass jedem Außenleiter L1, L2, L3 der drei Außenleiter L1, L2, L3 eine Sekundärwicklung der drei Sekundärwicklungen zugeordnet ist und für jeden Außenleiter L1, L2, L3 ein erster Abschnitt A1 des Außenleiters L1, L2, L3, die dem Außenleiter L1, L2, L3 zugeordnete Sekundärwicklung und ein zweiter Abschnitt A2 des Außenleiters L1, L2, L3 in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet sind.The transformer 5 has a primary side P and a secondary side S. The primary side P has three primary windings which are connected to one another in such a way that the primary windings connected to one another form three primary connections P1, P2, P3. In particular, the three primary windings are connected to one another in such a way that the primary windings connected to one another form a delta connection D, so that the primary windings connected to one another in the delta connection D form the three primary connections P1, P2, P3. However, it is also possible for the three primary windings to be connected to one another in such a way that they form a star connection Y instead of a delta connection D. The secondary side S has three secondary windings, each secondary winding of the three secondary windings being connected to an outer conductor L1, L2, L3 of the three outer conductors L1, L2, L3, so that each outer conductor L1, L2, L3 of the three outer conductors L1, L2, L3 has one Secondary winding of the three secondary windings is assigned and for each outer conductor L1, L2, L3 a first section A1 of the outer conductor L1, L2, L3, the secondary winding assigned to the outer conductor L1, L2, L3 and a second section A2 of the outer conductor L1, L2, L3 in are connected in series in this order.

Die Wechselrichtereinheit 7 weist drei wechselspannungsseitige Anschlüsse 9a, 9b, 9c auf, wobei jeder wechselspannungsseitige Anschluss 9a, 9b, 9c der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse 9a, 9b, 9c der Wechselrichtereinheit 7 mit einem Primäranschluss P1, P2, P3 der drei Primäranschlüsse P1, P2, P3 verbunden ist, sodass jedem Primäranschluss P1, P2, P3 ein wechselspannungsseitiger Anschluss 9a, 9b, 9c zugeordnet ist.The inverter unit 7 has three AC-side connections 9a, 9b, 9c, each AC-side connection 9a, 9b, 9c of the three AC-side connections 9a, 9b, 9c of the inverter unit 7 having a primary connection P1, P2, P3 of the three primary connections P1, P2, P3 is connected, so that each primary connection P1, P2, P3 is assigned an AC voltage side connection 9a, 9b, 9c.

Die Gleichrichtereinheit 11 ist über einen Energiespeicher 13 mit der Wechselrichtereinheit 7 verbunden und weist einen wechselspannungsseitigen Anschluss 17 auf, der mit einem Außenleiter L1, L2, L3 der drei Außenleiter L1, L2, L3 verbunden ist. Der Energiespeicher 13 ist in einem Zwischenkreis 19 zwischen der Gleichrichtereinheit 11 und der Wechselrichtereinheit 7 vorgesehen und umfasst zwei in dem Zwischenkreis 19 in Reihe zueinander geschaltete Kondensatoren 15, sprich Zwischenkreiskondensatoren.The rectifier unit 11 is connected to the inverter unit 7 via an energy storage 13 and has an AC voltage side connection 17 which is connected to an outer conductor L1, L2, L3 of the three outer conductors L1, L2, L3. The energy storage 13 is provided in an intermediate circuit 19 between the rectifier unit 11 and the inverter unit 7 and comprises two capacitors 15 connected in series with one another in the intermediate circuit 19, i.e. intermediate circuit capacitors.

Anders als im oben beschriebenen Stand der Technik der 1 und 2, wo alle drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse 9a', 9b', 9c' der Wechselrichtereinheit 7' nur über die Wechselrichtereinheit 7', d.h. über die Schaltelemente der Wechselrichtereinheit 7', mit den Außenleitern L1', L2`, L3' bzw. dem Außenleiter L1' und dem Nullleiter N' verbunden sind, ist in dem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel der 3 ein wechselspannungsseitiger Anschluss 9a der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse 9a, 9b, 9c der Wechselrichtereinheit 7 mit dem Nullleiter N verbunden, und zwar direkt über einen Umgehungsleiter 21, der die Wechselrichtereinheit 7, die Gleichrichtereinheit 11 sowie den Energiespeicher 13 bzw. den Zwischenkreis 19, in welchem der Energiespeicher 13 vorgesehen ist, umgeht und somit keine Schaltelemente der Wechselrichtereinheit 7, der Gleichrichtereinheit 11 und des Zwischenkreises 19 passiert. Die übrigen zwei wechselspannungsseitigen Anschlüsse 9b, 9c der drei Wechselspannungsseitigen Anschlüsse 9a, 9b, 9c der Wechselrichtereinheit 7 sind nur über die Wechselrichtereinheit 7, die Gleichrichtereinheit 11 und den Zwischenkreis 19 bzw. deren Schaltelemente mit einem Außenleiter L1 der drei Außenleiter L1, L2, L3 verbunden.Unlike the prior art described above 1 and 2 , where all three AC-side connections 9a', 9b', 9c' of the inverter unit 7' are connected only via the inverter unit 7', ie via the switching elements of the inverter unit 7', with the external conductors L1', L2', L3' or the external conductor L1 ' and the neutral conductor N' are connected in the exemplary embodiment according to the invention 3 an AC-side connection 9a of the three AC-side connections 9a, 9b, 9c of the inverter unit 7 is connected to the neutral conductor N, directly via a bypass conductor 21, which connects the inverter unit 7, the rectifier unit 11 and the energy storage 13 or the intermediate circuit 19, in which the energy storage 13 is provided and therefore no switching elements of the inverter unit 7, the rectifier unit 11 and the intermediate circuit 19 pass through. The remaining two AC-side connections 9b, 9c of the three AC-side connections 9a, 9b, 9c of the inverter unit 7 are only connected via the inverter unit 7, the rectifier unit 11 and the intermediate circuit 19 or their switching elements to an outer conductor L1 of the three outer conductors L1, L2, L3 tied together.

Die zwei Kondensatoren 15 des Energiespeichers 13 sind über einen Verbindungspunkt 23 miteinander verbunden, der zur Stabilisierung der Kondensatorspannung mit dem Nullleiter N verbunden ist, und zwar über einen Stabilisierungsleiter 25, der einerseits mit dem Verbindungspunkt 23 zwischen den beiden Kondensatoren 15 und andererseits mit dem Umgehungsleiter 21 verbunden ist.The two capacitors 15 of the energy storage 13 are connected to one another via a connection point 23, which is connected to the neutral conductor N to stabilize the capacitor voltage, namely via a stabilization conductor 25, which is connected on the one hand to the connection point 23 between the two capacitors 15 and on the other hand to the bypass conductor 21 is connected.

Ferner weist der Regler einen Kurzschließer 27 auf, der mit den drei Primäranschlüssen P1, P2, P3 verbunden ist und angepasst ist, die drei Primäranschlüsse P1, P2, P3 miteinander kurzzuschließen und zu erden, um den Regler 3 vor Überlastungen zu schützen. Außerdem weist der Regler einen Filterkreis 10 mit drei Filterkondensatoren zur Filterung des schaltfrequenten Störstroms zusammen mit den Induktivitäten 35 auf.Furthermore, the controller has a short-circuiter 27, which is connected to the three primary connections P1, P2, P3 and is adapted to short-circuit the three primary connections P1, P2, P3 to one another and to ground them in order to protect the controller 3 from overloads. The controller also has a filter circuit 10 with three filter capacitors for filtering the switching frequency interference current together with the inductors 35.

In den Ausführungsformen der 3a und 3b ist die Gleichrichtereinheit 11 eine steuerbare Gleichrichtereinheit. Die steuerbare Gleichrichtereinheit kann unter Verschaltung mehrerer aktiver Schaltelemente, im vorliegenden Fall Transistoren 29, gebildet werden. Die Ausführungsformen der 3a und 3b unterscheiden sich dadurch, dass in 3a zwei wechselspannungsseitige Anschlüsse 9b, 9c der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse 9a, 9b, 9c der Wechselrichtereinheit 7 über eine 2-Level-Schaltung der Wechselrichtereinheit 7 mit dem Energiespeicher 13 verbunden sind, während in 3b die zwei wechselspannungsseitigen Anschlüsse 9b, 9c der drei wechselspannungsseitigen 9a, 9b, 9c Anschlüsse der Wechselrichtereinheit 7 über eine 3-Level-Schaltung der Wechselrichtereinheit 7 mit dem Energiespeicher 13 verbunden sind.In the embodiments of 3a and 3b the rectifier unit 11 is a controllable rectifier unit. The controllable rectifier unit can be connected to several active switching elements, in this case transistors 29, are formed. The embodiments of the 3a and 3b differ in that in 3a two AC-side connections 9b, 9c of the three AC-side connections 9a, 9b, 9c of the inverter unit 7 are connected to the energy storage 13 via a 2-level circuit of the inverter unit 7, while in 3b the two AC voltage side connections 9b, 9c of the three AC voltage side connections 9a, 9b, 9c of the inverter unit 7 are connected to the energy storage 13 via a 3-level circuit of the inverter unit 7.

In der in Fig, 3a gezeigten Ausführungsform mit 2-Level-Topologie weist die Gleichrichtereinheit 11 einen wechselspannungsseitigen Anschluss 17 und zwei gleichspannungsseitige Anschlüsse 31 auf, die über einen Leiter 33 miteinander und mit dem wechselspannungsseitigen Anschluss 17 verbunden sind. Beidseitig zwischen dem wechselspannungsseitigen Anschluss 17 und jeweils einem der gleichspannungsseitigen Anschlüsse 31 weist der Leiter 33 jeweils einen Transistor 29 auf. Der wechselspannungsseitige Anschluss 17 der Gleichrichtereinheit ist über eine Induktivität 35 mit dem Außenleiter L1 verbunden. Die gleichspannungsseitigen Anschlüsse 31 der Gleichrichtereinheit 11 sind einerseits mit dem Zwischenkreis 19 verbunden, der zwei in Reihe geschaltete Kondensatoren 15 aufweist, und andererseits mit zwei gleichspannungsseitigen Anschlüssen 37 der Wechselrichtereinheit 7 verbunden. Die Wechselrichtereinheit 7 weist zwei zueinander parallel geschaltete Leiter 39 auf, die beide sowohl mit dem einen als auch mit dem anderen gleichspannungsseitigen Anschluss 37 der Wechselrichtereinheit 7 verbunden sind. Jeder der beiden Leiter 39 weist zwei Transistoren 29 auf, wobei zwischen jedem Paar von Transistoren 29 ein wechselspannungsseitiger Anschluss 9b, 9c der Wechselrichtereinheit 7 vorgesehen ist, der wiederum über eine Induktivität 35 mit einem der Primäranschlüsse P2, P3 des Transformators verbunden ist. Der Filterkreis 10 mit seinen Filterkondensatoren ist mit dem Verbindungspunkt 23 des Zwischenkreises 19 sowie mit zwei wechselspannungsseitigen Anschlüssen 9b, 9c an der Primäranschlussseite der Induktivitäten 35 und dem wechselspannungsseitigen Anschluss 17 der Gleichrichtereinheit 11 verbunden.In the embodiment with 2-level topology shown in Fig. 3a, the rectifier unit 11 has an AC voltage side connection 17 and two DC voltage side connections 31, which are connected to one another and to the AC voltage side connection 17 via a conductor 33. The conductor 33 has a transistor 29 on both sides between the AC voltage side connection 17 and one of the DC voltage side connections 31. The AC voltage side connection 17 of the rectifier unit is connected to the external conductor L1 via an inductance 35. The DC voltage side connections 31 of the rectifier unit 11 are connected on the one hand to the intermediate circuit 19, which has two series-connected capacitors 15, and on the other hand to two DC voltage side connections 37 of the inverter unit 7. The inverter unit 7 has two conductors 39 connected in parallel, both of which are connected to both one and the other DC voltage side connection 37 of the inverter unit 7. Each of the two conductors 39 has two transistors 29, with an AC-side connection 9b, 9c of the inverter unit 7 being provided between each pair of transistors 29, which in turn is connected via an inductance 35 to one of the primary connections P2, P3 of the transformer. The filter circuit 10 with its filter capacitors is connected to the connection point 23 of the intermediate circuit 19 and to two AC-side connections 9b, 9c on the primary connection side of the inductors 35 and the AC-side connection 17 of the rectifier unit 11.

Die in der Fig, 3b gezeigte Ausführungsform mit 3-Level-Topologie unterscheidet sich von der Ausführungsform aus 3a dadurch, dass jeder der sechs Transistoren 29 der Gleichrichtereinheit 11 und der Wechselrichtereinheit 7 durch ein Paar von in Reihe geschalteter Transistoren 29 ersetzt wurde, wobei zwischen den zwei Paaren von Transistoren 29 jedes Leiters 33, 39 jeweils eine Rückführung 41 vorgesehen ist, welche die Verbindungspunkte zwischen jeweils zwei Transistoren 29 eines Paars von Transistoren 29 eines Leiters 33, 39 miteinander verbindet, wobei jede Rückführung 41 zwei in Reihe geschaltete Dioden 43 aufweist. Außerdem weist die 3-Level-Topologie einen Mittelleiter 45 auf, der die Verbindungspunkte zwischen zwei Dioden jeder Rückführung 41 sowie den Stabilisierungsleiter 25 miteinander verbindet.The embodiment with 3-level topology shown in Fig. 3b differs from the embodiment 3a in that each of the six transistors 29 of the rectifier unit 11 and the inverter unit 7 was replaced by a pair of series-connected transistors 29, with a return 41 being provided between the two pairs of transistors 29 of each conductor 33, 39, which are the connection points between two transistors 29 of a pair of transistors 29 of a conductor 33, 39 connects to one another, each return 41 having two diodes 43 connected in series. In addition, the 3-level topology has a center conductor 45, which connects the connection points between two diodes of each feedback 41 and the stabilization conductor 25 to one another.

Die in den 4a und 4b gezeigten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den Ausführungsbeispielen der 3a und 3b dadurch, dass die Gleichrichtereinheit 11 eine nicht-steuerbare Gleichrichtereinheit ist. Die nicht-steuerbare Gleichrichtereinheit kann unter Verschaltung mehrerer passiver Schaltelemente, im vorliegenden Fall Dioden 43, gebildet werden. Dabei ist die Ausführungsform der 4a analog der Ausführungsform der 3a gebildet mit dem einzigen Unterschied, dass die beiden Transistoren 29 der Gleichrichtereinheit 11 der 3a durch zwei Dioden 43 ersetzt wurden. Die Gleichrichtereinheit 11 der Ausführungsform der 4b ist analog der Gleichrichtereinheit 11 der 4a gebildet.The ones in the 4a and 4b The exemplary embodiments shown differ from the exemplary embodiments 3a and 3b in that the rectifier unit 11 is a non-controllable rectifier unit. The non-controllable rectifier unit can be formed by connecting several passive switching elements, in the present case diodes 43. The embodiment is the 4a analogous to the embodiment of 3a formed with the only difference that the two transistors 29 of the rectifier unit 11 3a were replaced by two diodes 43. The rectifier unit 11 of the embodiment of 4b is analogous to the rectifier unit 11 4a educated.

Die in den 5a und 5b gezeigten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den Ausführungsbeispielen der 3a und 3b dadurch, dass die Gleichrichtereinheit 11 nicht nur einen, sondern zwei bzw. drei (grau hinterlegt) wechselspannungsseitige Anschlüsse 17 aufweist. Entsprechend der Anzahl der wechselspannungsseitigen Anschlüsse 17 weist die Gleichrichtereinheit zwei oder drei (grau hinterlegt) parallel zueinander geschaltete Leiter 33 auf, die jeweils wie der eine Leiter 33 der Gleichrichtereinheit 11 der 3a bzw. 3b aufgebaut sind.The ones in the 5a and 5b The exemplary embodiments shown differ from the exemplary embodiments 3a and 3b in that the rectifier unit 11 has not just one, but two or three (gray background) AC voltage side connections 17. Depending on the number of AC voltage side connections 17, the rectifier unit has two or three (gray background) conductors 33 connected in parallel to one another, each like the one conductor 33 of the rectifier unit 11 3a and 3b respectively are constructed.

Die in den 6a und 6b gezeigten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den Ausführungsbeispielen der 3a und 3b dadurch, dass kein Stabilisierungsleiter 25 vorhanden ist, der den Zwischenkreis 19 mit dem Umgehungsleiter 21 verbindet. Stattdessen weist die Gleichrichtereinheit 11 einen zweiten Leiter 33 auf, der wie der erste Leiter 33 aufgebaut ist und der parallel zu dem ersten Leiter 33 geschaltet ist. Der zweite Leiter 33 der Gleichrichtereinheit 11 weist nun einen zweiten wechselspannungsseitigen Anschluss 17 auf, der über eine Induktivität 35 mit dem Umgehungsleiter 21 verbunden ist. Außerdem umfasst der Energiespeicher 13 nur einen Kondensator 15 anstatt zwei Kondensatoren 15.The ones in the 6a and 6b The exemplary embodiments shown differ from the exemplary embodiments 3a and 3b in that there is no stabilization conductor 25 that connects the intermediate circuit 19 to the bypass conductor 21. Instead, the rectifier unit 11 has a second conductor 33, which is constructed like the first conductor 33 and which is connected in parallel to the first conductor 33. The second conductor 33 of the rectifier unit 11 now has a second AC voltage side connection 17, which is connected to the bypass conductor 21 via an inductor 35. In addition, the energy storage 13 only includes one capacitor 15 instead of two capacitors 15.

Die in den 7a und 7b gezeigten Ausführungsbeispiele unterscheiden sich von den Ausführungsbeispielen der 3a und 3b dadurch, dass der wechselspannungsseitige Anschluss 9a der Wechselrichtereinheit 7 über den Umgehungsleiter 21, anstatt mit dem Nullleiter N verbunden zu sein, mit einem Außenleiter L2 verbunden ist, der verschieden ist von dem Außenleiter L1, mit dem der wechselspannungsseitige Anschluss 17 der Gleichrichtereinheit 11 verbunden ist. Der Nullleiter N weist in dieser Ausführungsform keinen Anschluss auf.The ones in the 7a and 7b The exemplary embodiments shown differ from the exemplary embodiments 3a and 3b in that the AC voltage side connection 9a of the inverter unit 7 is connected via the bypass conductor 21, instead of being connected to the neutral conductor N, to an outer conductor L2, which is different from the outer conductor L1 with which the AC voltage side connection 17 of the rectifier unit 11 is connected. The neutral conductor N has no connection in this embodiment.

Ein erfindungsgemäßes Reglersystem 1 gemäß den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen kann bidirektional betrieben werden, ist in der Lage keine Eingangsstromverzerrung und keinen Blindleistungsbezug zu verursachen bzw. macht keine Zusatzmaßnahmen zur Vermeidung dieser erforderlich, kann besonders einfach und platzsparend aufgebaut sein und geringe Kosten verursachen.A controller system 1 according to the invention according to the exemplary embodiments described above can be operated bidirectionally, is capable of causing no input current distortion and no reactive power consumption or does not require any additional measures to avoid this, can be constructed in a particularly simple and space-saving manner and incurs low costs.

Claims (14)

Regler (3), umfassend: einen Transformator (5) mit einer Primärseite (P) und einer Sekundärseite (S), wobei die Primärseite (P) drei Primärwicklungen aufweist, die so miteinander geschaltet sind, dass die miteinander geschalteten Primärwicklungen drei Primäranschlüsse (P1, P2, P3) bilden, und die Sekundärseite (S) drei Sekundärwicklungen aufweist, wobei jede Sekundärwicklung der drei Sekundärwicklungen mit einem Außenleiter (L1, L2, L3) von drei Außenleitern (L1, L2, L3) verbindbar ist, sodass jedem Außenleiter (L1, L2, L3) der drei Außenleiter (L1, L2, L3) eine Sekundärwicklung der drei Sekundärwicklungen zugeordnet ist und für jeden Außenleiter (L1, L2, L3) ein erster Abschnitt (A1) des Außenleiters (L1, L2, L3), die dem Außenleiter (L1, L2, L3) zugeordnete Sekundärwicklung und ein zweiter Abschnitt (A2) des Außenleiters (L1, L2, L3) in dieser Reihenfolge in Reihe geschaltet sind, und eine Wechselrichtereinheit (7) mit drei wechselspannungsseitigen Anschlüssen (9a, 9b, 9c), wobei jeder wechselspannungsseitige Anschluss (9a, 9b, 9c) der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse (9a, 9b, 9c) der Wechselrichtereinheit (7) mit einem Primäranschluss (P1, P2, P3) der drei Primäranschlüsse (P1, P2, P3) verbunden ist, sodass jedem Primäranschluss (P1, P2, P3) ein wechselspannungsseitiger Anschluss (9a, 9b, 9c) zugeordnet ist, wobei ein wechselspannungsseitiger Anschluss (9a) der drei Wechselspannungsseitigen Anschlüsse (9a, 9b, 9c) der Wechselrichtereinheit (7) entweder direkt mit einem Nullleiter (N) oder direkt mit einem Außenleiter (L2) der drei Außenleiter (L1, L2, L3) verbindbar ist. wobei der Regler (3) eine Gleichrichtereinheit (11) aufweist, die über einen Energiespeicher (13) mit der Wechselrichtereinheit (7) verbunden ist und mindestens einen wechselspannungsseitigen Anschluss (17) aufweist, wobei jeder wechselspannungsseitige Anschluss (17) des mindestens einen wechselspannungsseitigen Anschlusses (17) der Gleichrichtereinheit (11) mit einem Außenleiter (L1, L2, L3) der drei Außenleiter (L1, L2, L3) verbindbar ist. wobei der Energiespeicher (13) zwei Kondensatoren (15) aufweist, die über einen Verbindungspunkt (23) miteinander verbunden sind, der dann, wenn der wechselspannungsseitige Anschluss (9a) der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse (9a, 9b, 9c) der Wechselrichtereinheit (7) direkt mit dem Nullleiter (N) verbindbar ist, direkt mit dem Nullleiter (N) verbindbar ist, und dann, wenn der wechselspannungsseitige Anschluss (9a) der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse (9a, 9b, 9c) der Wechselrichtereinheit (7) direkt mit dem Außenleiter (L2) der drei Außenleiter (L1, L2, L3) verbindbar ist, direkt mit diesem Außenleiter (L2) verbindbar ist.Controller (3), comprising: a transformer (5) with a primary side (P) and a secondary side (S), the primary side (P) having three primary windings which are connected to one another in such a way that the primary windings connected to one another form three primary connections (P1, P2, P3), and the secondary side (S) has three secondary windings, each secondary winding of the three secondary windings being connectable to an outer conductor (L1, L2, L3) of three outer conductors (L1, L2, L3), so that each outer conductor (L1, L2, L3). three outer conductors (L1, L2, L3) are assigned a secondary winding of the three secondary windings and for each outer conductor (L1, L2, L3) a first section (A1) of the outer conductor (L1, L2, L3), which is assigned to the outer conductor (L1, L2 , L3) associated secondary winding and a second section (A2) of the outer conductor (L1, L2, L3) are connected in series in this order, and an inverter unit (7) with three AC-side connections (9a, 9b, 9c), each AC-side connection (9a, 9b, 9c) of the three AC-side connections (9a, 9b, 9c) of the inverter unit (7) having a primary connection (P1, P2, P3) of the three primary connections (P1, P2, P3) is connected, so that each primary connection (P1, P2, P3) is assigned an AC voltage side connection (9a, 9b, 9c), wherein an AC voltage side connection (9a) of the three AC voltage side connections (9a, 9b, 9c) of the inverter unit (7) can be connected either directly to a neutral conductor (N) or directly to an external conductor (L2) of the three external conductors (L1, L2, L3). is. wherein the controller (3) has a rectifier unit (11) which is connected to the inverter unit (7) via an energy storage (13) and has at least one AC voltage side connection (17), each AC voltage side connection (17) of the at least one AC voltage side connection (17) of the rectifier unit (11) can be connected to an external conductor (L1, L2, L3) of the three external conductors (L1, L2, L3). wherein the energy storage (13) has two capacitors (15) which are connected to one another via a connection point (23), which is when the AC voltage side connection (9a) of the three AC voltage side connections (9a, 9b, 9c) of the inverter unit (7) can be connected directly to the neutral conductor (N), can be connected directly to the neutral conductor (N), and when the AC voltage side connection (9a) of the three AC voltage side connections (9a, 9b, 9c) of the inverter unit (7) is directly connected to the external conductor (L2) of the three external conductors (L1, L2, L3) can be connected directly to this external conductor (L2). Regler nach Anspruch 1, wobei der wechselspannungsseitige Anschluss (9a) der Wechselrichtereinheit (7), der entweder direkt mit dem Nullleiter (N) oder direkt mit dem Außenleiter (L2) verbindbar ist, direkt mit dem Nullleiter (N) verbindbar ist.regulator Claim 1 , wherein the AC voltage side connection (9a) of the inverter unit (7), which can be connected either directly to the neutral conductor (N) or directly to the outer conductor (L2), can be connected directly to the neutral conductor (N). Regler nach Anspruch 1 , wobei der wechselspannungsseitige Anschluss (9a) der Wechselrichtereinheit (7), der entweder direkt mit dem Nullleiter (N) oder direkt mit dem Außenleiter (L2) verbindbar ist, direkt mit dem Außenleiter (L2) verbindbar ist.regulator Claim 1 , wherein the AC voltage side connection (9a) of the inverter unit (7), which can be connected either directly to the neutral conductor (N) or directly to the external conductor (L2), can be connected directly to the external conductor (L2). Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zwei wechselspannungsseitige Anschlüsse (9b, 9c) der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse (9a, 9b, 9c) der Wechselrichtereinheit (7) über eine 2-Level-Schaltung der Wechselrichtereinheit (7) mit dem Energiespeicher (13) verbunden sind.Controller according to one of the Claims 1 until 3 , wherein two AC-side connections (9b, 9c) of the three AC-side connections (9a, 9b, 9c) of the inverter unit (7) are connected to the energy storage (13) via a 2-level circuit of the inverter unit (7). Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zwei wechselspannungsseitige Anschlüsse (9b, 9c) der drei wechselspannungsseitigen Anschlüsse (9a, 9b, 9c) der Wechselrichtereinheit (7) über eine 3-Level-Schaltung der Wechselrichtereinheit (7) mit dem Energiespeicher (13) verbunden sind.Controller according to one of the Claims 1 until 3 , wherein two AC-side connections (9b, 9c) of the three AC-side connections (9a, 9b, 9c) of the inverter unit (7) are connected to the energy storage (13) via a 3-level circuit of the inverter unit (7). Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Gleichrichtereinheit (11) eine steuerbare Gleichrichtereinheit ist.Controller according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the rectifier unit (11) is a controllable rectifier unit. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Gleichrichtereinheit (11) eine nicht-steuerbare Gleichrichtereinheit ist.Controller according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the rectifier unit (11) is a non-controllable rectifier unit. Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der mindestens eine wechselspannungsseitige Anschluss (17) der Gleichrichtereinheit (11) einen wechselspannungsseitigen Anschluss (17) aufweist.Controller according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the at least one AC voltage side connection (17) of the rectifier unit (11) has an AC voltage side connection (17). Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der mindestens eine wechselspannungsseitige Anschluss (17) der Gleichrichtereinheit (11) zwei wechselspannungsseitige Anschlüsse (17) aufweist.Controller according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the at least one AC voltage side connection (17) of the rectifier unit (11) has two AC voltage side connections (17). Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der mindestens eine wechselspannungsseitige Anschluss (17) der Gleichrichtereinheit (11) drei wechselspannungsseitige Anschlüsse (17) aufweist.Controller according to one of the Claims 1 until 5 , wherein the at least one AC voltage side connection (17) of the rectifier unit (11) has three AC voltage side connections (17). Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Regler (3) einen Kurzschließer (27) aufweist, der mit den drei Primäranschlüssen (P1, P2, P3) verbunden ist und angepasst ist, die drei Primäranschlüsse (P1, P2, P3) miteinander kurzzuschließen und zu erden.Controller according to one of the preceding claims, wherein the controller (3) has a short-circuiter (27) which is connected to the three primary connections (P1, P2, P3) and is adapted to short-circuit the three primary connections (P1, P2, P3) to one another and to ground. Regler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die drei Primärwicklungen so miteinander geschaltet sind, dass die miteinander geschalteten Primärwicklungen eine Dreieckschaltung (D) bilden, sodass die in der Dreieckschaltung (D) miteinander geschalteten Primärwicklungen die drei Primäranschlüsse (P1, P2, P3) bilden.Regulator according to one of the preceding claims, wherein the three primary windings are connected to one another in such a way that the primary windings connected to one another form a delta connection (D), so that the primary windings connected to one another in the delta connection (D) form the three primary connections (P1, P2, P3). . Regler nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die drei Primärwicklungen so miteinander geschaltet sind, dass die miteinander geschalteten Primärwicklungen eine Sternschaltung (Y) bilden, sodass die in der Sternschaltung (Y) miteinander geschalteten Primärwicklungen die drei Primäranschlüsse (P1, P2, P3) bilden.Controller according to one of the Claims 1 until 11 , whereby the three primary windings are connected to one another in such a way that the primary windings connected to one another form a star connection (Y), so that the primary windings connected to one another in the star connection (Y) form the three primary connections (P1, P2, P3). Reglersystem (1) mit drei Außenleitern (L1, L2, L3), einem Nullleiter (N) und einem Regler (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jede Sekundärwicklung der drei Sekundärwicklungen mit einem Außenleiter (L1, L2, L3) der drei Außenleiter (L1, L2, L3) verbunden ist und der wechselspannungsseitige Anschluss (9a) der drei Wechselspannungsseitigen Anschlüsse (9a, 9b, 9c) der Wechselrichtereinheit (7) entweder direkt mit dem Nullleiter (N) oder direkt mit einem Außenleiter (L2) der drei Außenleiter (L1, L2, L3) verbunden ist.Regulator system (1) with three external conductors (L1, L2, L3), a neutral conductor (N) and a regulator (3) according to one of the preceding claims, wherein each secondary winding of the three secondary windings has an external conductor (L1, L2, L3) of the three External conductor (L1, L2, L3) is connected and the AC voltage side connection (9a) of the three AC voltage side connections (9a, 9b, 9c) of the inverter unit (7) either directly to the neutral conductor (N) or directly to an external conductor (L2). three external conductors (L1, L2, L3) are connected.
DE102020126925.0A 2020-10-14 2020-10-14 Regulator Active DE102020126925B4 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020126925.0A DE102020126925B4 (en) 2020-10-14 2020-10-14 Regulator
PCT/EP2021/077498 WO2022078825A1 (en) 2020-10-14 2021-10-06 Controller
CN202180069585.0A CN116325468A (en) 2020-10-14 2021-10-06 Regulator
EP21787409.8A EP4214813A1 (en) 2020-10-14 2021-10-06 Controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102020126925.0A DE102020126925B4 (en) 2020-10-14 2020-10-14 Regulator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102020126925A1 DE102020126925A1 (en) 2022-04-14
DE102020126925B4 true DE102020126925B4 (en) 2024-03-14

Family

ID=78085694

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020126925.0A Active DE102020126925B4 (en) 2020-10-14 2020-10-14 Regulator

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4214813A1 (en)
CN (1) CN116325468A (en)
DE (1) DE102020126925B4 (en)
WO (1) WO2022078825A1 (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996039736A1 (en) 1995-06-05 1996-12-12 Westinghouse Electric Corporation Inverter controlled series compensator
CN106961113A (en) 2017-05-08 2017-07-18 许继集团有限公司 THE UPFC system and transverter powerless control method

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106159942B (en) * 2016-07-25 2020-05-19 许继集团有限公司 MMC-UPFC system and serial side converter shutdown method thereof

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996039736A1 (en) 1995-06-05 1996-12-12 Westinghouse Electric Corporation Inverter controlled series compensator
CN106961113A (en) 2017-05-08 2017-07-18 许继集团有限公司 THE UPFC system and transverter powerless control method

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
QUINT, I. et. al.: Schlussbericht zum Verbundvorhaben Flexibler Ortsnetz Spannungs- und Wirkleistungs-Regler. Jülich : März 2018. URL: https://www.pfalzwerke.de/pfalzwerke.de/downloads/Pojektberichte-T%26I/FLOW-R_Schlussbericht.pdf [abgerufen am 17.05.2021]

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022078825A1 (en) 2022-04-21
EP4214813A1 (en) 2023-07-26
DE102020126925A1 (en) 2022-04-14
CN116325468A (en) 2023-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2015176899A1 (en) Power supply for a non-linear load with multilevel matrix converters
DE19724931A1 (en) Power supply unit with a pulse duration modulated inverter, in particular for an X-ray generator
EP0212172B1 (en) Current oscillations compensation method and device
EP2807738B1 (en) Multicell converter
EP3316466B1 (en) Dc converter and device for transmitting electric power
EP3602762B1 (en) Inverter
EP1397857A2 (en) Circuit configuration comprising a control loop
DE2434316A1 (en) STATIC POWER FORMING DEVICE
DE102020126925B4 (en) Regulator
EP3195440B1 (en) Method for transmitting electric energy between an ac grid and a dc grid
EP2856625B1 (en) Voltage supply for an inverter
DE4026955C2 (en) Converter
EP3513475B1 (en) Installation for transmitting electrical power comprising a filter unit
WO1999049559A2 (en) Method and device for suppressing interference in frequency converters
EP3977580B1 (en) Device for connecting two alternating voltage networks and method for operating the device
EP0886371A1 (en) Method to control parallel connected converters to supply an asynchronous motor and corresponding circuit
DE4323290A1 (en) Arrangement having an oblique transformer
WO2003085797A2 (en) Device for the inductive transmission of electric power
EP3331118B1 (en) System for transmitting electric power
EP1248344B1 (en) Bipolar reactance circuit for nonlinear loads
EP3379679A1 (en) Electrical energy supply system
EP3002868A1 (en) Hybrid M2C diode rectifier
DE19841972A1 (en) Phased shunt regulator for preventing overvoltages at voltage supply outlet, has rectifier at input of shunt regulator and input impedance between supply voltage source, with switch facility parallel to rectifier output
DE102021212451A1 (en) Ultra wide range converter
EP4169140A1 (en) Arrangement having a dc transmission link or dc transmission grid and method for the operation thereof

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division