DE10204040A1 - Begrenzung der Wicklungsbeanspruchung durch Dämpfung von Gleichtaktschwingungen - Google Patents

Begrenzung der Wicklungsbeanspruchung durch Dämpfung von Gleichtaktschwingungen

Info

Publication number
DE10204040A1
DE10204040A1 DE2002104040 DE10204040A DE10204040A1 DE 10204040 A1 DE10204040 A1 DE 10204040A1 DE 2002104040 DE2002104040 DE 2002104040 DE 10204040 A DE10204040 A DE 10204040A DE 10204040 A1 DE10204040 A1 DE 10204040A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
voltage
afe
intermediate circuit
link
converter
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.)
Withdrawn
Application number
DE2002104040
Other languages
English (en)
Inventor
Hubert Schierling
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.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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 Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to DE2002104040 priority Critical patent/DE10204040A1/de
Publication of DE10204040A1 publication Critical patent/DE10204040A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS 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
    • H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
    • H02M5/40—Conversion 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
    • H02M5/42—Conversion 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
    • H02M5/44—Conversion 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
    • H02M5/443—Conversion 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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
    • H02M5/45—Conversion 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 thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

Die vorgeschlagene Zwischenkreisdämpfung arbeitet nach dem Prinzip des Parallelwiderstands, indem parallel zum Spannungsabfall der Mittelpunktsspannung ein paralleler Widerstand vorgesehen ist (siehe FIG 2). Der erfinderische Schritt besteht darin, dass die Verlagerung des Mittelpunktspotenzials über den bei idealisierter Betrachtung zu erwartenden Wert hinaus mit Hilfe von elektrischen Bauelementen mit nichtlinearer Charakteristik, die zwischen den Zwischenkreis und Erde geschaltet werden, verhindert oder begrenzt wird. Es werden Ausführungsformen für Spannungszwischenkreiskondensatoren mit und ohne Mittelabgriff vorgeschlagen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines Spannungszwischenkreisumrichters mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) an einem geerdeten Versorgungsnetz sowie einen korrespondierenden Spannungszwischenkreisumrichter
  • Die Wicklung von Motoren wird bei Speisung mittels Spannungszwischenkreisumrichter durch die schaltende Arbeitsweise des Stromrichters besonders belastet. Dabei überlagern sich verschiedene Effekte:
    Im einfachsten Fall, wenn man den Zwischenkreis als ideal geerdet voraussetzt, z. B. wenn der Mittelpunkt des Zwischenkreises fest auf Erdpotenzial liegt, beträgt der Spitzenwert der Motorspannung gegen Erde an der Klemme des Motors 1/2UZK.
  • Durch Reflexion aufgrund von langen Motorleitungen verdoppeln sich die Spannungssprünge am Motor. Der theoretische Maximalwert der Spannung beträgt dann kurzzeitig 3/2UZK.
  • Normalerweise ist der Zwischenkreis nicht starr geerdet. Die Darstellung nach Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild eines herkömmlichen elektrischen Antriebs mit einem Stromrichter 3, 5 mit Spannungszwischenkreis 4, 4'. Eine getaktete Einspeisung im Sinusbetrieb 3 bzw. AFE ist über eine transformatorische Dämpfung 2 an ein geerdetes Netz 1 angeschlossen. Über den Zwischenkreis 4, 4' ist die Einspeisung 3 bzw. AFE mit dem ausgangsseitigen Wechselrichter 5 verbunden, an den über eine Motorleitung 6 ein Motor 8 angeschlossen ist. Sowohl Leitung 6 als auch Motor 8 besitzen parasitäre Kapazitäten 7 und sind gegen Erdpotenzial 9 geerdet.
  • Die Verschiebung des Potenzials des Zwischenkreismittelpunkts 10 ist dann zu den oben beschriebenen Ergebnissen zu addieren.
    • a) Erfolgt die Einspeisung über einen Diodenstromrichter, so beträgt das (fiktive) Mittelpunktspotenzial 10 des Zwischenkreises 4, 4' bei idealisierter Betrachtung (nichtlückender Strom und symmetrisch auf Plus- und Minusschiene verteilte Zwischenkreisdrossel) nur maximal R des Scheitelwerts der Netzstrangspannung.
    • b) Bei lückendem Strom ist die Verschiebung begrenzt auf die Hälfte der Differenz zwischen Zwischenkreisspannung und dem Scheitelwert der Netzstrangspannung; was ungefähr dem gleichen Wert wie in a entspricht.
    • c) Bei Speisung mit einer getakteten Einspeisung hängt die maximale Verschiebung von der Betriebsweise ab:
      • - Bei Blockstrombetrieb ist eine Phase immer stromlos; die Verschiebung entspricht - je nach Schaltzustand - der von a oder b.
      • - Bei Sinusbetrieb (AFE) erzwingt der Umrichter bei idealisierter Betrachtung je nach Schaltzustand eine Verschiebung von +/-UZK/6 oder +/-UZK/2. Während eines Modulationsintervalls werden alle Potenziale durchlaufen.
  • Zweck der Erfindung ist die Verminderung der Spannungsbeanspruchung der Isolation (Leiter gegen Erde) in Systemen mit Spannungszwischenkreisumrichter mit selbstgeführtem Gleichrichter (AFE), beispielsweise die Reduktion der maximalen Leiter-Erde-Spannung von Motoren bei drehzahlveränderbaren Antrieben.
  • Beim Betrieb mit getakteter Einspeisung (siehe oben Fall c) wird bei realen Anlagen die Verschiebung dadurch erhöht, dass bei jeder Änderung des Schaltzustands des AFEs das neue Potenzial des Zwischenkreismittelpunkts mit einem Einschwingvorgang eingenommen wird. Die Darstellung gemäß der Fig. 2 zeigt hierzu ein Ersatzschaltbild für das Entstehen der Verlagerung der Mittelpunktsspannung 10. Ein Generator erzeugt die durch AFE erzeugte Verlagerung der Mittelpunktsspannung. Als Innenwiderstand ist der Ersatzwiderstand der transformatorischen Dämpfung 2 sowie die Induktivität des Nullsystems vorgesehen. Eine Kapazität 7 repräsentiert die Summe der Erdkapazitäten, über der die Mittelpunktsspannung 10 abfällt.
  • Aufgrund von Drosseln in der Netzzuleitung und von parasitären Erdkapazitäten 7 (des Zwischenkreises, des Kabels und des Motors) kommt es zu Schwingungen um das neue Mittelpunktspotenzial. Dadurch werden die Verschiebungen - und damit die Spannungsbeanspruchung der Leiter-Erde-Isolationen - kurzzeitig noch einmal größer. Zusätzlich können sich auch diese Schwingungen in ihrer Wirkung aufgrund der Spannungsreflexion am Motor noch einmal verdoppeln.
  • Überschreitet der Spitzenwert der Leiter-Erde-Spannung am Motor die Glimmeinsatzspannung der Wicklung, so kommt es zu Teilentladung in der Isolation und damit zu vorzeitiger Alterung bis hin zum Ausfall des Motors.
  • Für das beschriebene Problem gibt es mehrere bekannte Lösungsansätze:
    • - Ertüchtigung der Motorisolation Eine solche Sonderisolierung verursacht jedoch höhere Kosten, die unerwünscht sind.
    • - Verhindern der Spannungsreflexion am Motor, z. B. durch
    • - eine Drossel, einen du/dt-Filter oder einen Sinusfilter am Umrichterausgang. Diese Maßnahmen verursachen aber ebenfalls Kosten, Verluste und erhöhen das Volumen des Umrichters.
    • - ein Filter an den Motorklemmen. Dadurch steigen jedoch der Installationsaufwand und die Verluste.
    • - Legen einer zweiten Motorleitung. Dies erhöht ebenfalls den Installationsaufwand.
    • - Betrieb der Einspeisung ausschließlich im Blockstrommodus. Dadurch werden jedoch unerwünschte Netzrückwirkungen erzeugt.
    • - Stromkompensierte Drossel mit transformatorischer Dämpfung in der Netzzuleitung. Auch durch diese Maßnahme steigen die Kosten und Verluste des Stromrichters.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie einen korrespondierenden Spannungszwischenkreisstromrichter vorzuschlagen, bei denen gegenüber den vorangehend beschriebenen bekannten Maßnahmen die Verluste in der Bedämpfungsschaltung kleiner sind und weniger stark von der Konfiguration des Gesamtsystems abhängig sind.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Betrieb eines Spannungszwischenkreisumrichters mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) an einem geerdeten Versorgungsnetz gelöst, wobei durch Schaltvorgänge der getakteten Einspeisung (AFE) angeregte Einschwingvorgänge eines Mittelpunktpotenzials im Spannungszwischenkreis mit einem spannungsbegrenzenden Mittel, das zwischen den Spannungszwischenkreis und Erdpotenzial geschaltet ist, begrenzt oder verhindert werden.
  • Dabei ist es vorteilhaft, wenn ein passives elektrisches Bauelement mit nichtlinearer Charakteristik oder ein Netzwerk mit einem solchen elektrischen Bauelement als spannungsbegrenzendes Mittel dient.
  • Eine besonders einfache Realisierung ergibt sich, wenn bei einem Zwischenkreiskondensator mit Mittelabgriff das Mittelpunktspotenzial durch das spannungsbegrenzende Mittel direkt gegen Erdpotenzial begrenzt wird.
  • Bei einem Zwischenkreiskondensator ohne Mittelabgriff können zwei in Reihe geschaltete Dioden zwischen die beiden Zwischenkreisschienen geschaltet werden, wobei die Verbindung der beiden Dioden einen Mittelpunktabgriff bildet, an dem das Mittelpunktspotenzial durch das spannungsbegrenzende Mittel direkt gegen Erdpotenzial begrenzt wird.
  • Alternativ können bei einem Zwischenkreiskondensator ohne Mittelabgriff beide Zwischenkreisschienen separat durch spannungsbegrenzende Mittel direkt gegen Erdpotenzial begrenzt werden.
  • Es hat sich als günstig erwiesen, wenn eine Spannungsbegrenzung mit einem Varistor oder mit einer Zenerdiode erfolgt. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn ein RC-Glied zur Entlastung der Zenerdiode dient.
  • Ferner wird die Aufgabe der Erfindung durch einen Spannungszwischenkreisumrichter mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) zum Betrieb an einem geerdeten Versorgungsnetz gelöst, bei dem im Spannungszwischenkreis ein spannungsbegrenzendes Mittel so zwischen den Spannungszwischenkreis und Erdpotenzial geschaltet ist, dass durch Schaltvorgänge der getakteten Einspeisung (AFE) angeregte Einschwingvorgänge eines Mittelpunktpotenzials im Spannungszwischenkreis begrenzt oder verhindert werden.
  • Auch hierbei empfiehlt es sich, dass ein elektrisches Bauelement mit nichtlinearer Charakteristik oder ein Netzwerk mit einem solchen elektrischen Bauelement als spannungsbegrenzendes Mittel dient.
  • Besonders einfach und effektiv lässt sich eine solche Anordnung realisieren, indem ein Zwischenkreiskondensator mit Mittelabgriff im Spannungszwischenkreis angeordnet ist und das spannungsbegrenzende Mittel direkt zwischen den Mittelabgriff und Erdpotenzial geschaltet ist.
  • Im Fall eines Zwischenkreiskondensators ohne Mittelabgriff im Spannungszwischenkreis, sind nach einer ersten vorteilhaften Ausführungsform zwei in Reihe geschaltete Dioden zwischen die beiden Zwischenkreisschienen geschaltet, wobei die Verbindung der beiden Dioden einen Mittelpunktabgriff bildet, an dem das Mittelpunktspotenzial durch das spannungsbegrenzende Mittel direkt gegen Erdpotenzial begrenzt wird.
  • Alternativ dazu kann, wenn ein Zwischenkreiskondensator ohne Mittelabgriff im Spannungszwischenkreis angeordnet ist, jeweils ein spannungsbegrenzendes Mittel zwischen jede Zwischenkreisschiene und Erdpotenzial geschaltet werden.
  • Hierzu empfiehlt es sich ebenfalls, als spannungsbegrenzendes Mittel einen Varistor oder eine Zenerdiode einzusetzen. Zur Entlastung der Zenerdiode kann ein RC-Glied vorgesehen werden.
  • Die Wirkungsweise der Erfindung entspricht im weitesten Sinne der einer stromkompensierten Drossel mit transformatorischer Dämpfung in der Netzzuleitung. Die durch die Schaltvorgänge des AFE angeregten Einschwingvorgänge des Mittelpunktspotenzials (vgl. Fig. 2) werden bedämpft, so dass es nicht mehr zu einem Überschwingen kommt.
  • Anders als bei den bekannten Lösungsansätzen, bei denen jeder Potenzialwechsel prinzipbedingt zu Verlusten im Bedämpfungswiderstand führt, die in der Höhe abhängig von der Summe der parasitären Erdkapazitäten der Anlage sind, greift die erfindungsgemäße Maßnahme nur ein, wenn die Verlagerung des Mittelpunktspotenzials zu groß wird. Die Verluste in der Bedämpfungsschaltung sind kleiner und weniger stark von der Konfiguration des Gesamtsystems abhängig.
  • Die Darstellung nach Fig. 2 verdeutlicht die beiden Wirkungsmechanismen. Bei der herkömmlichen transformatorischen Dämpfung wird der Schwingkreis durch einen Serien-Widerstand 2 bedämpft. Er wird mit Hilfe einer stromkompensierten Drossel in die Netzzuleitung eingefügt, damit er den Grundschwingungsstrom der Anlage nicht führen muss (siehe dazu auch die Fig. 1).
  • Die vorgeschlagene Zwischenkreisdämpfung gemäß der vorliegenden Erfindung arbeitet nach dem Prinzip des Parallelwiderstands, indem parallel zum Spannungsabfall der Mittelpunktsspannung 10 ein paralleler Widerstand 11 vorgesehen ist (siehe Fig. 2). An späterer Stelle sind außerdem Ausführungsbeispiele gezeigt, bei denen der Mittelpunkt des Zwischenkreises nicht benötigt wird und die mit einfachen Dioden zur Spannungsbegrenzung auskommen.
  • Der erfinderische Schritt besteht darin, dass die Verlagerung des Mittelpunktspotenzials über den bei idealisierter Betrachtung zu erwartenden Wert hinaus mit Hilfe von elektrischen Bauelementen mit nichtlinearer Charakteristik, die zwischen den Zwischenkreis und Erde geschaltet werden, verhindert oder begrenzt wird.
  • Weitere Vorteile und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich anhand der im Folgenden beschriebenen vorteilhaften Ausführungsbeispiele und in Verbindung mit den weiteren Figuren. Es zeigen jeweils in Prinzipdarstellung:
  • Fig. 1 ein Blockschaltbild eines herkömmlichen elektrischen Antriebs mit einem Stromrichter mit Spannungszwischenkreis,
  • Fig. 2 ein Ersatzschaltbild für das Entstehen der Verlagerung der Mittelpunktsspannung,
  • Fig. 3 eine Prinzipskizze des Grundprinzips der erfindungsgemäßen Zwischenkreisbedämpfung,
  • Fig. 4 verschiedene elektrische Bauelemente mit nichtlinearer Charakteristik als mögliche Ausführungsformen spannungsbegrenzender Mittel,
  • Fig. 5 verschiedene elektrische Netzwerke mit elektrischen Bauelementen aus Fig. 4 zur linearen Bedämpfung mit zusätzlicher Begrenzung,
  • Fig. 6 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Zwischenkreisbedämpfung mit einem Kondensator ohne Mittelabgriff im Spannungszwischenkreis,
  • Fig. 7 eine Prinzipskizze einer alternativen erfindungsgemäßen Zwischenkreisbedämpfung mit einem Kondensator ohne Mittelabgriff im Spannungszwischenkreis,
  • Fig. 8 eine Prinzipskizze einer weiteren alternativen erfindungsgemäßen Zwischenkreisbedämpfung ohne Zenerdioden mit einem Kondensator ohne Mittelabgriff im Spannungszwischenkreis,
  • Fig. 9 eine Prinzipskizze einer vierten alternativen erfindungsgemäßen Zwischenkreisbedämpfung ohne Zenerdioden mit einem Kondensator ohne Mittelabgriff im Spannungszwischenkreis und
  • Fig. 10 mögliche Ausführungsformen zur Realisierung des spannungsbegrenzenden Mittels für eine Ausführungsform gemäß der Fig. 9.
  • Verschiedene konkrete Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der voranstehend genannten Figuren erläutert. Als beste Ausführung wird die Variante nach Fig. 9 angesehen.
  • Die Verschiebung der Mittelpunktsspannung des Zwischenkreises kann bei geerdetem Netz aufgrund der Betriebsweise des AFE nicht völlig vermieden werden. Durch spannungsbegrenzende Mittel lässt sich jedoch verhindern, dass die Verschiebung aufgrund von Schwingungseffekten über die erforderliche Höhe ansteigt. Die Fig. 3 zeigt eine Prinzipskizze, die das Grundprinzip der erfindungsgemäßen Bedämpfung verdeutlicht. Dabei ist ein Kondensator mit Mittelabgriff im Spannungszwischenkreis 4, 4' angeordnet, an dem die Mittelpunktsspannung 10 abgegriffen und einem spannungsbegrenzenden Mittel 12 zugeführt wird, das wiederum mit Erdpotenzial 9 elektrisch verbunden ist.
  • Die Spannungsbegrenzung kann durch Varistoren oder Zenerdioden erfolgen, die jeweils mit einem Serienwiderstand gekoppelt werden können (vgl. Fig. 4). Zur Entlastung der Zenerdioden lassen sich auch zusätzliche RC-Glieder einsetzen, die die Schwingung bereits in der Entstehung bedämpfen (vgl. Fig. 5). Der Wert der Zenerspannung sollte in der in Fig. 3 dargestellten Schaltung größer als die halbe Zwischenkreisspannung sein.
  • Wenn der Zwischenkreiskondensator ohne Mittelabgriff ausgeführt ist, können ersatzweise gemäß der in Fig. 6 gezeigten Schaltungsvariante die Potenziale der beiden Zwischenkreisschienen 4 und 4' begrenzt werden. Dies erfolgt z. B., indem für jede Zwischenkreisschiene ein separates spannungsbegrenzendes Mittel gemäß den Fig. 4 und 5 gegen Erdpotenzial geschaltet wird. Die Zenerspannungen müssen dann größer als die volle Zwischenkreisspannung sein. Die beiden Teilschaltungen der spannungsbegrenzenden Mittel lassen sich, wie in der Schaltungsvariante gemäß der Fig. 7 beispielhaft anhand einer Varistorbegrenzung gezeigt, teilweise zusammenfassen.
  • Nachteilig in allen bisher beschriebenen Schaltungen ist neben der hohen Verlustleistung in den Zenerdioden im Begrenzungsfall die Tatsache, dass die Zenerspannung nach der höchsten vorkommenden Zwischenkreisspannung ausgewählt werden muss.
  • Die Schaltung nach Fig. 8 vermeidet dieses Problem, indem anstelle der in Fig. 6 gezeigten Varistoren den Kapazitäten der RC-Glieder jeweilige "normale" Dioden parallel geschaltet sind, wobei die Polung von dem Potenzial der jeweiligen Zwischenkreisschiene 4, 4' abhängt.
  • Die negative Zwischenkreisschiene kann bei AFE-Betrieb (ohne Berücksichtigung von Schwingungseffekten) maximal das Nullpotenzial annehmen. Dies geschieht, wenn alle unteren Schalter des AFE eingeschaltet sind, als sogenannte Nullzeiger geschaltet werden. Das Ansteigen des Potenzials über diesen Wert hinaus lässt sich daher über eine Diode verhindern. Die positive Zwischenkreisschiene fällt bei AFE-Betrieb minimal auf das Nullpotenzial. Dies geschieht, wenn alle oberen Schalter des AFE eingeschaltet sind. Das Unterschwingen des Potenzials wird durch die zweite Diode verhindert. Die zulässige Sperrspannung der Dioden muss an die Zwischenkreisspannung angepasst sein.
  • Mit dem Schaltungsprinzip nach Fig. 9 lässt sich ein spannungsbegrenzendes Netzwerk 15 der Schaltung in besonders vorteilhafter Weise für beide Begrenzungsrichtungen nutzen. Da ein Kondensator ohne Mittelabgriff im Spannungszwischenkreis angeordnet ist, wird ein künstlicher Mittelabgriff erzeugt, indem zwei in Reihe geschaltete Dioden 13, 14 in Flussrichtung von der negativen Zwischenkreisschiene 4' zur positiven Zwischenkreisschiene 4 angeordnet werden. Die Verbindungsstelle der beiden Dioden 13, 14 bildet den Mittelabgriff, an den das spannungsbegrenzende Mittel 15 gegen Erdpotenial 9 geschaltet ist.
  • Im einfachsten Fall ist das Netzwerk 15 ein Kurzschluss. Dann wird die Verschiebung des Zwischenkreises hart begrenzt. Der in den Induktivitäten (vgl. Fig. 2) gespeicherte Strom fließt "im Kreis" und wird nur über parasitäre Widerstände abgebaut. Zur Unterstützung lässt sich ein zusätzlicher Widerstand in Reihe zur Diode schalten. Die Darstellung gemäß der Fig. 10 zeigt drei mögliche Realisierungen eines solchen Netzwerks 15, zum einen in Form eines einfachen Dämpfungswiderstandes (links), eines RC-Glieds (Mitte) und eines RC-Glieds mit Entladewiderstand parallel zur Kapazität (rechts).
  • Wenn alle unteren Schalter des AFE eingeschaltet sind, kann bei unsymmetrischem Netz das Potenzial der Minusschiene von Null abweichen. In diesem Fall würde die beschriebene harte Begrenzung möglicherweise überlastet. Um einen solchen Fall auszuschließen, sollte das Netzwerk 15 in Fig. 9 einen Kondensator enthalten (vgl. Fig. 10 Mitte und rechts). Die Zeitkonstante des entstehenden RC-Gliedes sollte groß gegen die Dauer des Nullzeigers (ca. 10% des Kehrwerts der Schaltfrequenz bei Raumzeigermodulation) sein.
  • Bei Modulationsarten, bei denen mehrfach nacheinander der gleiche Nullzeiger geschaltet wird (bekannt unter Schlagworten wie Star-Modulation, Depenbrock-Modulation oder Fat-Ladies-Boddom) sollte der Kondensator zwischen zwei Nullzeigern wieder entladen werden. Dies kann durch einen Parallelwiderstand geschehen (vgl. Fig. 10 rechts).
  • Bezüglich der Dimensionierung ist geraten, die zulässige Verlustleistung der Widerstände deutlich kleiner zu wählen als bei der transformatorischen Dämpfung, weil die Schaltung nur bei einem Drittel der Schaltvorgänge (nämlich beim Einschalten von Nullzeigern) aktiv wird und auch dann nur für kurze Zeit.

Claims (16)

1. Verfahren zum Betrieb eines Spannungszwischenkreisumrichters mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) an einem geerdeten Versorgungsnetz, wobei durch Schaltvorgänge der getakteten Einspeisung (AFE) angeregte Einschwingvorgänge eines Mittelpunktpotenzials im Spannungszwischenkreis mit einem spannungsbegrenzenden Mittel, das zwischen den Spannungszwischenkreis und Erdpotenzial geschaltet ist, begrenzt oder verhindert werden.
2. Verfahren zum Betrieb eines Spannungszwischenkreisumrichters mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach Anspruch 1, wobei ein elektrisches Bauelement mit nichtlinearer Charakteristik oder ein Netzwerk mit einem solchen elektrischen Bauelement als spannungsbegrenzendes Mittel dient.
3. Verfahren zum Betrieb eines Spannungszwischenkreisumrichters mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei einem Zwischenkreiskondensator mit Mittelabgriff das Mittelpunktspotenzial durch das spannungsbegrenzende Mittel direkt gegen Erdpotenzial begrenzt wird.
4. Verfahren zum Betrieb eines Spannungszwischenkreisumrichters mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach Anspruch 1 oder 2, wobei zwei in Reihe geschaltete Dioden zwischen die beiden Zwischenkreisschienen geschaltet sind, wobei die Verbindung der beiden Dioden einen Mittelpunktabgriff bildet, dessen Potenzial durch das spannungsbegrenzende Mittel direkt gegen Erdpotenzial begrenzt wird.
5. Verfahren zum Betrieb eines Spannungszwischenkreisumrichters mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach Anspruch 1 oder 2, wobei bei einem Zwischenkreiskondensator ohne Mittelabgriff beide Zwischenkreisschienen separat durch spannungsbegrenzende Mittel direkt gegen Erdpotenzial begrenzt werden.
6. Verfahren zum Betrieb eines Spannungszwischenkreisumrichters mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei eine Spannungsbegrenzung mit einem Varistor erfolgt.
7. Verfahren zum Betrieb eines Spannungszwischenkreisumrichters mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei eine Spannungsbegrenzung mit einer Zenerdiode erfolgt.
8. Verfahren zum Betrieb eines Spannungszwischenkreisumrichters mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach Anspruch 6 oder 7, wobei ein RC-Glied zur Entlastung des Varistors oder der Zenerdiode dient.
9. Spannungszwischenkreisumrichter mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) zum Betrieb an einem geerdeten Versorgungsnetz, bei dem im Spannungszwischenkreis ein spannungsbegrenzendes Mittel so zwischen den Spannungszwischenkreis und Erdpotenzial geschaltet ist, dass durch Schaltvorgänge der getakteten Einspeisung (AFE) angeregte Einschwingvorgänge eines Mittelpunktspotenzials im Spannungszwischenkreis begrenzt oder verhindert werden.
10. Spannungszwischenkreisumrichter mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach Anspruch 9, wobei ein elektrisches Bauelement mit nichtlinearer Charakteristik oder ein Netzwerk mit einem solchen elektrischen Bauelement als spannungsbegrenzendes Mittel dient.
11. Spannungszwischenkreisumrichter mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach Anspruch 9 oder 10, wobei ein Zwischenkreiskondensator mit Mittelabgriff im Spannungszwischenkreis angeordnet ist und das spannungsbegrenzende Mittel direkt zwischen den Mittelabgriff und Erdpotenzial geschaltet ist.
12. Spannungszwischenkreisumrichter mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach Anspruch 9 oder 10, wobei zwei in Reihe geschaltete Dioden zwischen die beiden Zwischenkreisschienen geschaltet sind, wobei die Verbindung der beiden Dioden einen Mittelpunktabgriff bildet, dessen Potenzial durch das spannungsbegrenzende Mittel direkt gegen Erdpotenzial begrenzt wird.
13. Spannungszwischenkreisumrichter mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach Anspruch 9 oder 10, wobei ein Zwischenkreiskondensator ohne Mittelabgriff im Spannungszwischenkreis angeordnet ist und jeweils ein spannungsbegrenzendes Mittel zwischen jede Zwischenkreisschiene und Erdpotenzial geschaltet ist.
14. Spannungszwischenkreisumrichter mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei als spannungsbegrenzendes Mittel ein Varistor vorgesehen ist.
15. Spannungszwischenkreisumrichter mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei als spannungsbegrenzendes Mittel eine Zenerdiode vorgesehen ist.
16. Spannungszwischenkreisumrichter mit getakteter Einspeisung im Sinusbetrieb (AFE) nach Anspruch 14 oder 15, wobei ein RC-Glied zur Entlastung des Varistors oder der Zenerdiode vorgesehen ist.
DE2002104040 2002-02-01 2002-02-01 Begrenzung der Wicklungsbeanspruchung durch Dämpfung von Gleichtaktschwingungen Withdrawn DE10204040A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002104040 DE10204040A1 (de) 2002-02-01 2002-02-01 Begrenzung der Wicklungsbeanspruchung durch Dämpfung von Gleichtaktschwingungen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE2002104040 DE10204040A1 (de) 2002-02-01 2002-02-01 Begrenzung der Wicklungsbeanspruchung durch Dämpfung von Gleichtaktschwingungen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10204040A1 true DE10204040A1 (de) 2003-08-14

Family

ID=27588226

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE2002104040 Withdrawn DE10204040A1 (de) 2002-02-01 2002-02-01 Begrenzung der Wicklungsbeanspruchung durch Dämpfung von Gleichtaktschwingungen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10204040A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009024224A1 (de) 2009-06-08 2010-04-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Begrenzung einer auftretenden Systemschwingung bei einem Spannungszwischenkreis-Umrichter mit getakteter Einspeisung
DE102005050842B4 (de) * 2005-10-24 2011-06-09 Siemens Ag Verfahren zum Betrieb eines Umrichters sowie Schaltungsanordnung
DE102021214906A1 (de) 2021-10-14 2023-04-20 Vitesco Technologies Germany Gmbh Elektronische Baugruppe
DE102022206731A1 (de) 2022-06-30 2024-01-04 Gts Deutschland Gmbh Schutzvorrichtung zum schutz einer elektrischen gleisfeld-infrastruktur, gleisfeld-energieversorgungseinrichtung und verfahren zur begrenzung von potentialverschiebungen in einer elektrischen gleisfeld-infrastruktur

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4967334A (en) * 1989-09-12 1990-10-30 Sundstrand Corporation Inverter input/output filter system
DE4330381A1 (de) * 1993-09-08 1995-03-09 Abb Management Ag Schutzschaltung für einen Stromkreis mit einer Kondensatorschaltung
US5646498A (en) * 1995-08-07 1997-07-08 Eaton Corporation Conducted emission radiation suppression in inverter drives
DE19821887A1 (de) * 1997-05-20 1998-11-26 Kimo Ind Elektronik Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Umrichter-Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Elektromotors
DE19652186C2 (de) * 1996-12-14 1999-04-15 Danfoss As Elektrischer Motor
DE19812315A1 (de) * 1998-03-20 1999-09-30 Vacuumschmelze Gmbh Entstörschaltung für elektronische Drehzahlregeleinrichtungen
WO2001003490A2 (en) * 1999-07-13 2001-01-18 Bartronics Inc. Apparatus for increasing the voltage utilization of three-phase pwm rectifier systems with connection between output center point and artificial mains star point
DE10019696A1 (de) * 1999-04-22 2001-10-04 Int Rectifier Corp Verfahren und Schaltung zur Verringerung von Störstrahlung in Motorspeiseschaltungsanwendungen

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4967334A (en) * 1989-09-12 1990-10-30 Sundstrand Corporation Inverter input/output filter system
DE4330381A1 (de) * 1993-09-08 1995-03-09 Abb Management Ag Schutzschaltung für einen Stromkreis mit einer Kondensatorschaltung
US5646498A (en) * 1995-08-07 1997-07-08 Eaton Corporation Conducted emission radiation suppression in inverter drives
DE19652186C2 (de) * 1996-12-14 1999-04-15 Danfoss As Elektrischer Motor
DE19821887A1 (de) * 1997-05-20 1998-11-26 Kimo Ind Elektronik Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Umrichter-Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Elektromotors
DE19812315A1 (de) * 1998-03-20 1999-09-30 Vacuumschmelze Gmbh Entstörschaltung für elektronische Drehzahlregeleinrichtungen
DE10019696A1 (de) * 1999-04-22 2001-10-04 Int Rectifier Corp Verfahren und Schaltung zur Verringerung von Störstrahlung in Motorspeiseschaltungsanwendungen
WO2001003490A2 (en) * 1999-07-13 2001-01-18 Bartronics Inc. Apparatus for increasing the voltage utilization of three-phase pwm rectifier systems with connection between output center point and artificial mains star point

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005050842B4 (de) * 2005-10-24 2011-06-09 Siemens Ag Verfahren zum Betrieb eines Umrichters sowie Schaltungsanordnung
DE102009024224A1 (de) 2009-06-08 2010-04-08 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zur Begrenzung einer auftretenden Systemschwingung bei einem Spannungszwischenkreis-Umrichter mit getakteter Einspeisung
DE102021214906A1 (de) 2021-10-14 2023-04-20 Vitesco Technologies Germany Gmbh Elektronische Baugruppe
DE102022206731A1 (de) 2022-06-30 2024-01-04 Gts Deutschland Gmbh Schutzvorrichtung zum schutz einer elektrischen gleisfeld-infrastruktur, gleisfeld-energieversorgungseinrichtung und verfahren zur begrenzung von potentialverschiebungen in einer elektrischen gleisfeld-infrastruktur

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3325612C2 (de)
EP0899859B1 (de) U-Umrichter
EP1695434B1 (de) Umrichterschaltung mit zwei teilumrichtern
DE102005002359B4 (de) Schaltung zur Strombegrenzung und Verfahren zum Betrieb der Schaltung
WO2007003475A1 (de) Netzteil mit vollbrückenschaltung und grossem regelungsbereich
DE112016003290T5 (de) Leistungswandler
EP0682402B1 (de) Einrichtung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit der Ausgangsgrössen eines über einen Gleichspannungszwischenkreis selbstgeführten Umrichters
DE10062075A1 (de) Umrichter mit integrierten Zwischenkreiskondensatoren
EP0682401B1 (de) Einrichtung zur Begrenzung der Änderungsgeschwindigkeit der ausgangsseitigen Spannung eines selbstgeführten Umrichters
DE102015110064A1 (de) Anordnung zum Schutz von elektronischen Baugruppen
EP3602762B1 (de) Wechselrichter
DE102020007840A1 (de) Aufwärtswandler zum Laden eines elektrischen Energiespeichers eines elektrisch angetriebenen Fahrzeugs, sowie Fahrzeug und Verfahren
EP0682395B1 (de) Einrichtung zur Begrenzung der Aenderungsgeschwindigkeit von Strömen und Spannungen zwischen Leitungen oder gegenüber dem Erdpotential und Verwendung derselben
DE10204040A1 (de) Begrenzung der Wicklungsbeanspruchung durch Dämpfung von Gleichtaktschwingungen
DE3209070A1 (de) Verfahren und schaltungsanordnung zum schalten elektrischer lasten
EP3783630B1 (de) Vorrichtung zum unterdrücken eines gleichstromanteils beim betrieb eines an ein hochspannungsnetz angeschlossenen elektrischen geräts
AT502355B1 (de) Stromversorgungseinrichtung für eine elektrische maschine
WO2018113926A1 (de) Stromrichter
DE112004002990B4 (de) System umfassend einen Motorantrieb und einen Filter zur Vermeidung von Spannungsüberschwingungen
DE2718999A1 (de) Spannungs- oder stromgeregelter spannungswandler
DE10330283A1 (de) Vorrichtung zur Begrenzung von auftretenden Potentialverschiebungen eines Zwischenkreises eines Gleichspannungszwischenkreis-Umrichters
DE102013218799A1 (de) Modularer Stromrichter
EP3987637B1 (de) Clampingschaltung bei einem gleichrichter mit mehr als zwei ausgangsseitig bereitgestellten potenzialen
EP1479558A1 (de) Traktionsumrichterschaltung zur Ankopplung an ein elektrisches Versorgungsnetz
DE3036092A1 (de) Batterieladesystem

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H02P0007628000

Ipc: H02P0027060000

Effective date: 20121024

R084 Declaration of willingness to licence
R084 Declaration of willingness to licence

Effective date: 20140811

R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee