DE1269238B

DE1269238B - Circuit arrangement for supplying synchronous motors from an unregulated DC voltage source

Info

Publication number: DE1269238B
Application number: DEP1269A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Erhard Lieb
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-01-19
Filing date: 1966-01-19
Publication date: 1968-05-30

Description

Schaltungsanordnung zur Speisung von Synchronmotoren aus einer ungeregelten Gleichspannungsquelle Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Speisung von Synchronmotoren aus einer ungeregelten Gleichspannungsquelle im Gleichlauf mit einer veränderbaren, die Frequenz Null einschließenden Steuerfrequenz mit einer von dieser gesteuerten Wechselrichteranordnung, durch welche über mehrere Wechselrichter mit zwei Thyristoren in Mittelpunktschaltung, die jeweils in Reihe mit einer auf einem gemeinsamen Kern angeordneten Drosselwicklung an der Gleichstromquelle liegen, ein Drehstrom mit treppenförmigem Verlauf erzeugt wird.Circuit arrangement for feeding synchronous motors from an unregulated DC voltage source The invention relates to a circuit arrangement for Supply of synchronous motors from an unregulated DC voltage source in synchronism with a variable control frequency including the frequency zero with a from this controlled inverter arrangement, through which several inverters with two thyristors in mid-point connection, each in series with one on A choke winding arranged in a common core is connected to the direct current source, a three-phase current with a stepped course is generated.

Es ist bereits bekannt, mit Hilfe rotierender Umformer, z. B. läufergespeister Drehstrom-Kommutatormaschinen, einen Drehstrom mit von Null ansteigender Frequenz zu erzeugen, wobei bei der Frequenz Null ein Gleichstrom erzeugt wird, der bewirkt, daß die aus diesem Umformer gespeisten Synchronmotoren vor dem Anlauf bzw. nach dem Auslauf gegen Verdrehung untereinander gesichert sind. Derartige Antriebe werden beispielsweise dazu verwendet, die Laufwerke von Ton- und Bildfilmen im Sinn eines lippensynchronen Synchronismus anzutreiben.It is already known to use rotating converters, e.g. B. runner-fed Three-phase commutator machines, a three-phase current with a frequency increasing from zero to generate, whereby at the frequency zero a direct current is generated, which causes that the synchronous motors fed from this converter before start-up or after the outlet are secured against twisting among each other. Such drives are For example, it is used to drive audio and video films in the sense of a to drive lip-synchronous synchronism.

Aus den BBC-Nachrichten, Dezember 1964, S. 623, ist es bekannt, an Stelle dieser rotierenden Maschinenumformer Umrichter mit geregeltem Gleichstromzwischenkreis zu verwenden, welche mit Thyristoren ausgerüstet sind. Die Regelung des Gleichstromzwischenkreises ist bekanntlich notwendig, um von solchen Umrichtern gespeisten Motoren bei jeder Drehzahl die erforderlich gleichbleibende Durchflutung zu sichern. Hierzu benötigt man Einrichtungen, die zusätzlich große Kosten verursachen und auch störanfällig sind. Insbesondere bei Verwendung von Wechselrichtern in Mittelpunktschaltung oder in Drehstrombrückenschaltung ist zur übernahme des Speisestromes von einem Stromrichterventil auf das Folgeventil ein Kommutierungskondensator notwendig. Der Ladestromstoß für diesen Kondensator muß jeweils von einem Thyristor aufgebracht werden. Da der Kommutierungsstrom bei Verwendung eines geregelten Zwischenkreises sowohl von dessen Ausgangsspannung als auch von der Betriebsfrequenz, die die Anzahl der Kommutierungen pro Zeiteinheit bestimmt, abhängig ist, ergibt sich resultierend ein mit der Betriebsfrequenz quadratisch ansteigender Kommutierungsstrom, der bereits oberhalb 100 Hz zu einem schlechten Ausnutzungsfaktor des jeweiligen Thyristortyps führt und solche Schaltungen für noch höhere Frequenzen bald unbrauchbar macht. Es ist ein Kompromiß zu treffen zwischen sicherer Kommutierung, das bedeutet großen Kapazitätswert, und hoher zulässiger Betriebsfrequenz, das bedeutet kleinen Kapazitätswert des Kommutierungskondensators. Der bekannte Umrichter enthält sechs Wechselrichter, von denen je zwei die Ausgangsspannung einer Phase erzeugen. Diese Wechselrichter werden zeitlich versetzt angesteuert, so daß die Ausgangsspannung einen treppenförmigen Verlauf und damit einen geringen Anteil an Oberschwingungen hat. Mit dem bekannten Umrichter läßt sich die Drehzahl von Synchronmotoren nur in einem verhältnismäßig kleinen Bereich ändern; insbesondere ist bei der Frequenz Null die Ausgangsspannung Null. Die Stellung der stillstehenden Motoren ist daher unbestimmt.From the BBC News, December 1964, p. 623, it is known to Place this rotating machine converter with a regulated DC link to use which are equipped with thyristors. The regulation of the DC link is known to be necessary for motors fed by such converters at each Speed to ensure the required constant flow. Required for this one facilities that also cause high costs and are also prone to failure are. Especially when using inverters in mid-point connection or in three-phase bridge circuit is to take over the supply current from a converter valve A commutation capacitor is required on the sequence valve. The charge surge for this capacitor must be applied by a thyristor. Since the commutation current when using a regulated intermediate circuit, both its output voltage as well as the operating frequency, which is the number of commutations per unit of time determined, is dependent, the result is a quadratic with the operating frequency increasing commutation current, which already becomes a bad one above 100 Hz Utilization factor of the respective thyristor type leads and such circuits for soon makes even higher frequencies unusable. There is a compromise to be made between more reliable commutation, that means a large capacitance value and a higher permissible value Operating frequency, that means small capacitance value of the commutation capacitor. The well-known converter contains six inverters, two of which are the output voltage a phase. These inverters are controlled with a time delay, so that the output voltage has a stepped course and thus a low one Has a share of harmonics. With the known converter, the speed change of synchronous motors only in a relatively small range; in particular If the frequency is zero, the output voltage is zero. The position of the stationary Motors is therefore indeterminate.

In den BBC-Nachrichten, Dezember 1964, S. 623 und 624, ist ein weiterer Umrichter beschrieben, der nach dem sogenannten Unterschwingungsverfahren arbeitet. Bei diesem Verfahren schalten die Wechselrichter mit einer Frequenz um, die wesentlich höher als die der zu erzeugenden Wechselspannung ist, wobei das Puls-Pausen-Verhältnis periodisch mit der gewünschten Ausgangsfrequenz schwankt. Die Integration einer solchen getasteten Spannung ergibt eine niederfrequente Wechselspannung mit der gewünschten Frequenz und Amplitude. Mit diesem Unterschwingungsverfahren kann auch bei der Frequenz Null eine Spannung erzeugt werden, welche die Motoren in ihrer Lage festhält. Das Unterschwingungsverfahren hat aber mehrere Nachteile, die seine Anwendungsmöglichkeiten beeinträchtigen. Ein wesentlicher Nachteil ist der große Aufwand, der vor allem durch die komplizierte Schaltung zum Erzeugen der Steuerimpulse bedingt ist. Ein weiterer Nachteil ist die große Schalthäufigkeit der Thyristoren, die nicht nur den Wirkungsgrad vermindert, sondern auch infolge Abstrahlung oder übertragung auf Leitungen zu Störsignalen in Empfängern und elektroakustischen Anlagen führt. Außerdem ist es bekanntlich schwierig, schnellschaltende Thyristoren mit hoher Leistung herzustellen.In the BBC News, December 1964, pp. 623 and 624, there is another Inverter described, which works according to the so-called undershoot method. In this process, the inverters switch over at a frequency that is significant higher than that of the alternating voltage to be generated, the mark-space ratio periodically fluctuates with the desired output frequency. The integration of a such sensed voltage results in a low-frequency alternating voltage with the desired frequency and amplitude. With this undershoot method can also at the frequency zero a voltage is generated which the motors in their Location. The undershoot method has several disadvantages, which are its own Impair application possibilities. A major disadvantage is the large one Effort, mainly due to the complicated circuit for generating the control pulses is conditional. Another disadvantage is the high switching frequency of the thyristors, which not only reduces the efficiency, but also as a result of radiation or Transmission on lines to interfering signals in receivers and electroacoustic Investments leads. It is also known to be difficult to use fast switching thyristors high performance.

Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, die bekannten Umrichterschaltungen zu verbessern. Der Umrichter soll eine sichere Drehzahlsteuerbarkeit über einen großen Bereich ermöglichen, und seine Ausgangsspannung soll einen geringen Anteil an Oberwellen haben. Darüber hinaus soll er nicht nur zur Lösung der allgemeinen Aufgabe, zwei oder mehrere mit Synchronmotoren ausgerüstete Antriebe vom Stillstand ausgehend unter Veränderung der Drehzahl und selbständiger Anpassung der Betriebsspannung an diese Drehzahl ständig miteinander in Synchronlauf zu halten und unter Beibehaltung dieses .Synchronlaufs wieder stillzusetzen. Vielmehr gestattet die Schaltungsanordnung nach der Erfindung auch, den Läufer eines Synchronmotors eine bestimmte Anzahl von Polteilungen zurücklegen zu lassen, die proportional einer Anzahl von Impulsen ist, die der Speiseschaltung zugeführt werden. Auf diese Weise läßt sich die Umsetzung eines digitalen Wertes, der beispielsweise in eine Anzahl von Zählimpulsen verwandelt vorliegt, in eine Bewegung eines Maschinenteiles um eine analoge Strecke erreichen. Die Erfindung eignet sich daher auch zur digitalen Steuerung und Regelung von Antrieben, die mit Synchronmotoren ausgerüstet werden können. Dabei ist hervorzuheben, daß bisher vielfach für schrittweise zu bewegende Antriebe, abgesehen von Schrittschaltwerken u. dgl., Motoren mit besonderer Ausbildung des Drehfeldes verwendet wurden, die eine teure Sonderkonstruktion darstellen. Mit der Schaltungsanordnung gemäß der Erfindung lassen sich demgegenüber handelsübliche Synchronmotoren verwenden. Außerdem liefert die Schaltung nach der Erfindung eine mit der Frequenz in vorteilhafter Weise bis zu einem Sättigungswert ansteigende Spannung, ohne daß aufwendige Regelmittel erforderlich sind.The invention is primarily based on the object of the known To improve converter circuits. The converter should have a safe speed controllability over a wide range, and its output voltage should be low Share of harmonics. In addition, it is intended not only to solve the general Task, two or more drives equipped with synchronous motors from standstill starting with a change in speed and independent adjustment of the operating voltage to keep this speed constantly in synchronism with each other and maintaining it stop this synchronous operation again. Rather, the circuit arrangement allows according to the invention also, the rotor of a synchronous motor a certain number of To have pole pitches covered, which is proportional to a number of pulses, which are fed to the feed circuit. In this way the implementation a digital value that converts, for example, into a number of counting pulses present, achieve in a movement of a machine part by an analogue distance. The invention is therefore also suitable for the digital control and regulation of drives, which can be equipped with synchronous motors. It should be emphasized that up to now often for drives to be moved step by step, apart from stepping mechanisms and the like., Motors with special training of the rotating field were used, the represent an expensive special construction. With the circuit arrangement according to In contrast, commercially available synchronous motors can be used in the invention. aside from that the circuit according to the invention provides one with the frequency in more advantageous Voltage that rises to a saturation level without the need for complex control means required are.

Die Erfindung wird bei der Speiseschaltung für Synchronmotoren der eingangs genannten Art darin gesehen, daß jede Phase der Synchronmotoren zwei Thyristoren in Mittelpunktschaltung mit den jeweils in Reihe liegenden, auf dem gemeinsamen Kern angeordneten Drosselwicklungen enthält und über eine auf demselben Kern liegende, im Sinn eines Spartransformators wirkende Wicklung an dem Verbindungspunkt zwischen einer der Drosselwicklungen und dem zugehörigen Thyristor angeschlossen ist und daß in Serie zu den Drosselwicklungen und/oder im Gleichstromspeisekreis Widerstände liegen, die in Abhängigkeit von der Frequenz der die Thyristoren steuernden Impulse abschaltbar sind. Das Zusammenwirken von Drosselwicklung, Widerständen und Spartransformatorwicklung ergibt eine mit der Frequenz zunehmende Ausgangsspannung, obwohl die dem Wechselrichter zugeführte Gleichspannung konstant ist. Dadurch ist der von den Thyristoren zu schaltende Kommutierungsstrom im wesentlichen proportional der Betriebsfrequenz, was vor allem zur Folge hat, daß der Kommutierungskondensator reichlich bemessen werden darf mit einer damit verbundenen sicheren Kommutierung.The invention is used in the supply circuit for synchronous motors The type mentioned at the outset is seen in the fact that each phase of the synchronous motors has two thyristors in mid-point connection with those in series on the common Contains inductor windings arranged in the core and via a acting in the sense of an autotransformer winding at the connection point between one of the inductor windings and the associated thyristor is connected and that in series with the inductor windings and / or in the DC supply circuit resistors which depend on the frequency of the pulses controlling the thyristors can be switched off. The interaction of choke winding, resistors and autotransformer winding results in an output voltage that increases with the frequency, although that of the inverter supplied DC voltage is constant. This is the one to be switched by the thyristors Commutation current essentially proportional to the operating frequency, which is mainly has the consequence that the commutation capacitor may be sufficiently dimensioned with an associated safe commutation.

Eine weitere Verbesserung der Kommutierung verbunden mit einer feineren Abstufung der erzeugten Treppenspannung läßt sich dadurch erreichen, daß durch zwei weitere Thyristoren an jeder Phase die Gleichstromquelle bei jedem Polaritätswechsel der Wechselrichterschaltung für eine gewisse Zeit abgeschaltet wird. Es hat sich gezeigt, daß diese Maßnahme unerwünschte Zündungen von Thyristoren beseitigt, die infolge abrupter Belastungsänderungen auftreten können. Dabei wird gleichzeitig z. B. erreicht, daß der Läufer eines Synchronmotors magnetisch 360° nicht in sechs Sprüngen, wie einer normalen Wechselrichterschaltung eigentümlich, sondern in zwölf Sprüngen zurücklegt. Die Schritte werden dadurch kleiner, was sich z. B. durch gleichmäßigen Lauf der so gespeisten Motoren bei niedriger Frequenz bemerkbar macht. Im einzelnen zeichnet sich hierzu eine Ausführungsform gemäß der Erfindung dadurch aus, daß ein zusätzlicher Thyristor im Gleichstromkreis liegt, während ein weiterer Thyristor mit einem Widerstand in Reihe parallel zur Gleichstromquelle geschaltet ist, und daß ein Kommutierungskondensator zwischen der Verbindung dieses Thyristors mit dem genannten Widerstand und dem durch den anderen ThyristorvonderGleichstromquelle abtrennbaren Schaltungspunkt der Wechselrichterschaltung liegt.Another improvement in commutation combined with a finer one Gradation of the generated staircase voltage can be achieved that by two further thyristors on each phase the direct current source with each polarity change the inverter circuit is switched off for a certain time. It has shown that this measure eliminates unwanted firings of thyristors, the can occur as a result of abrupt changes in load. At the same time z. B. achieved that the rotor of a synchronous motor magnetically 360 ° not in six Jumps, peculiar to a normal inverter circuit, but in twelve Jumps. The steps become smaller as a result, which z. B. by uniform The running of the motors fed in this way is noticeable at a low frequency. In detail For this purpose, an embodiment according to the invention is characterized in that a additional thyristor is in the DC circuit, while another thyristor is connected in series in parallel with the direct current source with a resistor, and that a commutation capacitor between the connection of this thyristor with the and that through the other thyristor from the DC power source separable circuit point of the inverter circuit is located.

Zweckmäßig werden die Zündimpulse, welche die Thyristoren zünden, von einem Ringzähler als Impulsverteiler abgeleitet, dessen Taktfrequenz und Umlaufrichtung veränderbar sind. Die Frequenz und Umlaufrichtung des Ringzählers kann von einem Geber, z. B. Programmgeber und/oder der angetriebenen Maschine zwangläufig beeinflußt werden. In vielen Fällen ist es besonders vorteilhaft, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung der als Impulsverteiler dienende Ringzähler mit Magnetkernspeichergliedern ausgestattet ist, so daß nach Abschalten der Speisespannung bei Neueinschaltung vom vorhergehenden Zustand ausgehend die Steuerimpulse den Zyklus dort fortsetzen, wo er vor der Abschaltung unterbrochen wurde. Magnetkernspeicherglieder, die sich zu Ringzählern zusammensetzen lassen und die bei Ausfall der Speiseschaltung ihren Zustand speichern, sind bereits in vielen Ausführungsformen bekanntgeworden.The ignition pulses that ignite the thyristors are expediently derived from a ring counter as a pulse distributor, its clock frequency and direction of rotation are changeable. The frequency and direction of rotation of the ring counter can be controlled by a Encoder, e.g. B. program generator and / or the driven machine inevitably influenced will. In many cases it is particularly advantageous if in accordance with a further development the invention of serving as a pulse distributor ring counter with magnetic core storage elements is equipped so that after switching off the supply voltage when switching on again starting from the previous state, the control pulses continue the cycle there, where it was interrupted before shutdown. Magnetic core memory members that are can be put together to form ring counters and their Save state have already become known in many embodiments.

Die Erfindung ist nachstehend an Hand der Zeichnung erläutert.The invention is explained below with reference to the drawing.

F i g. 1 zeigt schematisch eine Schaltungsanordnung nach der Erfindung. Mit 1 ist hierbei ein Gleichrichter bezeichnet, dessen Anschlußklemmen AI, A2 an einem Wechselstromlichtnetz liegen und dessen Ausgangsklemmen K1 und K2 bzw. K3, K4 bzw. K5, K6 jeweils eine ungeregelte Gleichstromquelle darstellen, durch welche die jeder der drei Wechselstromphasen R, S, T zugeordneten Wechselrichter 2, 3, 4 gespeist werden.F i g. 1 shows schematically a circuit arrangement according to the invention. With 1 here a rectifier is referred to, whose terminals AI, A2 an alternating current lighting network and its output terminals K1 and K2 or K3, K4 and K5, K6 each represent an unregulated direct current source through which the inverters 2, 3, assigned to each of the three alternating current phases R, S, T, 4 are fed.

Für die Wechselrichter 2, 3, 4 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel die an Hand von F i g. 3 erläuterte Schaltung angenommen.For the inverters 2, 3, 4 is in the illustrated embodiment which on the basis of FIG. 3 explained circuit assumed.

Aus der Impulsverteilerschaltung 5 erhalten in F i g. 1 die Thyristoren in den Wechselrichtern 2, 3, 4 zyklisch Zündimpulse. Diese werden in der Impulsverteilerschaltung 5 mit Hilfe eines Ringzählers 6, vorzugsweise Magnetkernringzählers, erzeugt. Die Fortschaltfrequenz des Ringzählers 6 wird durch eine an den Klemmen A", A4 zugeführte Taktfrequenz bestimmt. Die Wechselrichter 2, 3, 4 sind über ihre Klemmen X, Y, Z mit einem gemeinsamen Sternpunkt A verbunden. Die Phasenleiter R, S, T führen über jeweils ein Filter F zu den Synchronmotoren SI, S2. Das Filter F hat die Aufgabe, die Kurvenform der Ausgangsspannung zu runden, was durch Ausfiltern der Spannungsspitzen geschieht, die durch das zyklische Umschalten der Thyristoren entstehen. Außerdem ist die Impedanz dieses Filters etwas niedriger als die Impedanz des zu betreibenden Synchronmotors zu wählen, damit sich im oberen Frequenzbereich eine Serienresonanz ausbilden kann, die im Bereich c der F i g. 2 einen weiteren Spannungsanstieg verursacht. Wie aus F i g. 1 ersichtlich, muß meistens jedem Motor S1 bzw. S2 ein Filter F zugeordnet werden.Obtained from the pulse distribution circuit 5 in FIG. 1 the thyristors in inverters 2, 3, 4 cyclic firing pulses. These are generated in the pulse distribution circuit 5 with the aid of a ring counter 6, preferably a magnetic core ring counter. The incremental frequency of the ring counter 6 is determined by a clock frequency fed to the terminals A ″, A4. The inverters 2, 3, 4 are connected to a common star point A via their terminals X, Y, Z. The phase conductors R, S, T lead Via a filter F each to the synchronous motors SI, S2. The function of the filter F is to round the curve shape of the output voltage, which is done by filtering out the voltage peaks caused by the cyclical switching of the thyristors. The impedance of this filter is also slightly lower to be selected as the impedance of the synchronous motor to be operated, so that a series resonance can develop in the upper frequency range, which causes a further increase in voltage in region c of FIG. 2. As can be seen from FIG A filter F can be assigned to S2.

F i g. 2 zeigt den Spannungsverlauf zwischen zwei Phasenleitern R, S, T in Abhängigkeit von der Frequenz. Die Spannungserhöhung im Bereich b bewirkt die Transformatorwicklung W3 (F i g. 3), und im Bereich a wird eine Absenkung der Spannung durch die zuschaltbaren Strombegrenzungswiderstände R1, R2, R3 in Spannungsteilerschaltung ermöglicht.F i g. 2 shows the voltage curve between two phase conductors R, S, T as a function of the frequency. The increase in voltage in area b causes the transformer winding W3 (FIG. 3), and in area a there is a lowering of the Voltage through the switchable current limiting resistors R1, R2, R3 in a voltage divider circuit enables.

In F i g. 3 ist die Schaltung eines Wechselrichters (entsprechend 2, 3, 4 in F i g. 1) für eine Phase dargestellt. Die Klemmen A4, A5 sind mit einer Gleichstromquelle (Batterie oder Netzgleichrichter) verbunden. Die Wicklungen W1 und W2 liegen jeweils in Serie zu den Widerständen R1, R2 und R3 und zu den Thyristoren Stl und St2. Bei Stillstand oder sehr niedrigen Frequenzen werden die Blindspannungen an W1 (bzw. W2 in der zweiten Periodenhälfte) zu Null, so daß bei Vernachlässigung der ohmschen Widerstände der Wicklungen gilt: (vgl. hierzu F i g. 3a). Bei ansteigender Frequenz nimmt die induktive Spannung an W1 (bzw. W,) Werte an, die die spannungsteilende Wirkung der Widerstände R1, R3 allmählich aufhebt. Dies geschieht in dem Maße, wie sich die Zeit, die zur Magnetisierung des Kernes MK benötigt wird, allmählich der Einschaltdauer einer halben Periode nähert. Wird die Einschaltdauer kürzer als die Magnetisierungszeit, so erfährt der Kern MK eine normale Wechseldurchflutung. Alsdann liefert die Zusatzwicklung W3 nach Art eines Spartransformators eine zusätzliche Spannung, die im wesentlichen im Bereich b der F i g. 2 wirksam ist. Bei Stillstand oder sehr niedriger Frequenz werden die Blindspannungen an der Wicklung W1 (bzw. W2 in der zweiten Takthälfte) zu Null, so daß gilt: Bei hoher Frequenz wird die Blindspannung an der Wicklung W1 so groß, daß U1 = U wird. Damit ist die spannungsteilende Wirkung von R3 und R1 (bzw. R3 und R2) aufgehoben.In Fig. 3 shows the circuit of an inverter (corresponding to 2, 3, 4 in FIG. 1) for one phase. The terminals A4, A5 are connected to a direct current source (battery or mains rectifier). The windings W1 and W2 are each in series with the resistors R1, R2 and R3 and with the thyristors Stl and St2. At standstill or at very low frequencies, the reactive voltages at W1 (or W2 in the second half of the period) become zero, so that if the ohmic resistances of the windings are neglected, the following applies: (see Fig. 3a). As the frequency increases, the inductive voltage at W1 (or W1) takes on values that gradually cancel out the voltage-dividing effect of the resistors R1, R3. This happens to the extent that the time required to magnetize the core MK gradually approaches the duty cycle of half a period. If the switch-on time is shorter than the magnetization time, the core MK experiences a normal alternating flow. The additional winding W3 then supplies an additional voltage in the manner of an autotransformer, which is essentially in the area b of FIG. 2 is effective. At standstill or at a very low frequency, the reactive voltages on winding W1 (or W2 in the second half of the cycle) become zero, so that: At a high frequency, the reactive voltage on winding W1 becomes so great that U1 = U. This eliminates the voltage-dividing effect of R3 and R1 (or R3 and R2).

Der Kondensator Cl dient in bekannter Weise der Kommutierung des Stromes 1 (von i auf i'). The capacitor C1 is used in a known manner to commutate the current 1 (from i to i ').

Bei steigender Frequenz wirken die Wicklungen W1 und W2 als Drosseln, die den Strom beispielsweise durch den Spannungsteiler R../R1 vermindern und dadurch die spannungsteilende Wirkung desselben allmählich aufheben und so die Spannung erhöhen (vgl. Bereich a, F i g. 2).As the frequency increases, the windings W1 and W2 act as chokes, which reduce the current, for example, through the voltage divider R ../ R1 and thereby the tension-dividing effect of the same gradually neutralize and so the tension increase (cf. area a, fig. 2).

Die Widerstände R1, R2, R3 sind jeweils durch Schaltkontakte K01, K02, K03 überbrückbar, die bei hoher Frequenz geschlossen werden. Zur Betätigung der Kontakte K01, K02, K03 dienen nicht dargestellte Relais, die bei bestimmter Frequenz, gegebenenfalls über eine Zählschaltung, angesteuert werden. Im einzelnen wird K03 bei f 1 und KO, sowie K02 bei f 2 geschlossen, wie in F i g. 2 angedeutet. Mit DB sind die bei Stromrichtern üblichen Blindstromdioden bezeichnet. Im Gleichstromkreis liegt in bekannter Weise eine Drossel Dr. Der Widerstand R4 dient zur Begrenzung des Ladestromes für den Kondensator C2. Der Strom i fließt, wenn ST, gezündet ist, der Strom i' fließt, wenn St, gezündet ist. Das Wechseln von i auf i erfolgt durch die Wirkung von Cl (Hauptkommutierungskondensator).The resistors R1, R2, R3 can each be bridged by switching contacts K01, K02, K03, which are closed at a high frequency. To actuate the contacts K01, K02, K03, relays (not shown) are used, which are controlled at a certain frequency, possibly via a counting circuit. In detail, K03 is closed at f 1 and KO, as well as K02 at f 2, as in FIG. 2 indicated. The reactive current diodes customary in converters are referred to as DB. In the direct current circuit there is a choke Dr. The resistor R4 is used to limit the charging current for the capacitor C2. The current i flows when ST i is ignited, the current i ' flows when St i is ignited. The change from i to i takes place through the action of Cl (main commutation capacitor).

Werden nur die Thyristoren STl und ST, zyklisch aufeinanderfolgend gezündet, so ergibt sich an jedem Wechselrichter eine binäre Spannung, wie in F i g. 4 angedeutet. Eine Verbesserung der Wirkung des Wechselrichters läßt sich nun durch den unterhalb der unterbrochenen Linie L gezeichneten Schaltungsteil erreichen, welcher weitere zwei Thyristoren ST" und ST4 enthält. Der Thyristor ST, dient dazu, jeweils zum Zeitpunkt des Polaritätswechsels die Wechselrichterschaltung von der an den Klemmen A4 und A5 liegenden Gleichstromquelle zu trennen. Die Trennung erfolgt dabei für einen Zeitraum t (Dauer eines »Taktes«), der jeweils einen ganzzahligen Bruchteil einer Periode P des erzeugten Wechselstromes ausmacht. Dadurch wird eine »Fehlzündung« der Thyristoren STl ud ST2 infolge der kurzzeitigen generellen Stromunterbrechung sofort wieder unwirksam gemacht.If only the thyristors ST1 and ST, are fired cyclically in succession, a binary voltage results at each inverter, as in FIG. 4 indicated. An improvement of the effect of the inverter can now be through the below the broken line L drawn circuit part reach, which contains a further two thyristors ST "and ST4. The thyristor ST serves in each case at the time of the polarity change, the inverter circuit of the at terminals A4 The separation takes place for a period of time t (duration of a "cycle"), which is an integral fraction of a period P of the generated alternating current general power interruption immediately made ineffective again.

F i g. 4 zeigt die theoretischen Ausgangsspannungen der Wechselrichter R, S, T ohne die zusätzlichen Thyristoren ST 3 und ST4; F i g. 5 zeigt, wie durch die Wirkung der Thyristoren ST. .3, ST4 der Verlauf der Ausgangsspannungen verändert wird. Hierbei ist hervorzuheben, daß infolge der Verkettung der magnetischen Felder untereinander an den angeschlossenen Drehstrommotoren der Kurvenverlauf eines Phasenstromes noch feiner gestuft wird, so daß er 360° (magnetischer Grad) in zwölf diskreten Stufen durcheilt, während eine Phasenspannung sich im gleichen Zeitabschnitt nur in vier Stufen ändert.F i g. 4 shows the theoretical output voltages of the inverters R, S, T without the additional thyristors ST 3 and ST4; F i g. 5 shows how the action of the thyristors ST. .3, ST4 the curve of the output voltages is changed. It should be emphasized here that due to the interlinking of the magnetic fields on the connected three-phase motors, the curve of a phase current is graduated even more finely, so that it rushes through 360 ° (magnetic degree) in twelve discrete steps, while a phase voltage is only four in the same time segment Stages changes.

Claims

Claims: 1. Circuit arrangement for supplying synchronous motors from an unregulated DC voltage source in synchronism with a variable, zero frequency including control frequency with an inverter arrangement controlled by this, through which several inverters with two thyristors in mid-point connection, each in series with one on one common core arranged inductor winding are on the direct current source, a three-phase current with a stepped course is generated, characterized in that each phase (R, S, T) of the synchronous motors two thyristors (ST " ST2) in mid-point connection with the respectively in series on the contains inductor windings (W1, W2) arranged on the common core (MK) and via a winding (W3) located on the same core (MK) and acting in the sense of an autotransformer to the connection point between one of the inductor windings (W1 or W2) and the associated thyristor (ST or ST2) is connected t and that in series with the inductor windings (WI, W2) and / or in the direct current supply circuit resistors (R1, R2, R3) are located, which can be switched off depending on the frequency of the thyristors (ST, and ST.) controlling pulses.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that in series with each inductor winding (W1, W2) and in DC supply circuit each has a resistor (R1, R2, R3), so that these resistors (R1, R2) R3) Form voltage divider.

3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that the direct current source can be switched off when the polarity changes by two further thyristors (ST., ST4) on each phase (R, S, T).

4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that an additional thyristor (ST.) Is in the direct current circuit, while a further thyristor (ST4) with a resistor (R4) is connected in series in parallel with the direct current source (A4, As) , and that a capacitor (C2) is located between the connection of this thyristor (ST4) with said resistor (R4) and the node (Ao) of the inverter circuit, which can be separated from the direct current source by the other thyristor (ST.).

5. Circuit arrangement according to one of the claims 1 to 4, characterized in that the control of the inverter circuit (2, 3, 4) thyristors disconnecting each phase from the direct current source takes place in such a way that that the separation corresponds to the duration of at least one twelfth of the period duration (P).

6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the control pulses which control the thyristors (ST, ... ST4) are derived from a ring counter (6) as a clock pulse distributor, the pulse frequency and direction of which can be changed.

7. Circuit arrangement according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the frequency and direction of rotation of the ring counter (6) inevitably influenced by a programmer and / or the driven machine are. B. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that that the ring counter (6) serving as a pulse distributor with magnetic core storage elements is equipped so that after switching off the supply voltage when switching on again the control pulses continue the cycle at the point interrupted before the switch-off. Publications considered: BBC-Nachrichten, Vol. 46 (1964), pp. 623, 624.