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Wechselrichter Es ist bekannt, daß steuerbare elektrische Ventile,
insbesondere steuerbare Halbleiterventile, nicht nur durch einen Gitterimpuls gezündet,
sondern durch besondere Anordnungen mit Hilfe eines Kondensators gelöscht werden
können. F i g. 1 zeigt z. B. eine solche Anordnung. Sie besteht aus einer Haupttriode
1, einer Löschtriode 2, einem Löschkondensator 3 und einem Umschwingkreis, bestehend
aus einer Diode 4 und einer Drosselspule 5. Die Arbeitsweise dieser Schaltung sei
kurz skizziert. Zu Beginn sei die Löschtriode 2 gezündet und dadurch der Kondensator
3 in der angegebenen Polarität aufgeladen. Danach wird die Haupttriode 1 gezündet,
und es kann der Laststrom I fließen. Gleichzeitig lädt sich der Kondensator 3 über
den Umschwingkreis 4 und 5 auf die in Klammern eingezeichnete Polarität um. Die
Diode 4 verhindert dabei ein Zurückschwingen des Kondensatorstromes. Durch Zünden
der Löschtriode 2 legt sich die Kondensatorsparinung als Sperrspannung an die Haupttriode
1. Dadurch wird der Laststrom in der Haupttriode 1 unterbrochen. Es sind noch einige
weitere Schaltungen bekannt, die in ähnlicher Weise durch einen Kondensatorstromstoß
die Löschung der Haupttriode ermöglichen. Ein steuerbares elektrisches Ventil, welches
mit einer derartigen Löschschaltung versehen ist, wird im folgenden als löschbares
elektrisches Ventil (löschbare Triode) bezeichnet.
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Es ist weiterhin bekannt, daß durch Kombination von löschbaren Ventilen
und Dioden Wechselrichter aufgebaut werden können, die nicht nur mit variabler Frequenz,
sondern durch Pulsen auch mit variabler Ausgangsspannung betrieben werden können.
F i g. 2 zeigt ein Beispiel für einen derartigen pulsgesteuerten Wechselrichter.
Er besteht aus zwei löschbaren Trioden 1.1 und 1 und zwei Dioden 21 und 22. Die
löschbare Triode 1 und die Elemente ihres Löschkreises entsprechend F i g. 1 wurden
mit 12 a bezeichnet bzw. bei der löschbaren Triode 11 durch einen zweiten Strich
symbolisiert. Die speisende Gleichspannung U, besitzt eine Mittelanzapfung O. Die
Drosselspule 31 verhindert beim Löschen der Haupttriode 1, daß sich der Löschkondensator
3 über die Triode 2 und die Diode 21 schlagartig entlädt. Entsprechend wirkt
die Drosselspule 31 beim Löschen der löschbaren Triode 11. Durch Zünden und Wiederlöschen
der löschbaren Trioden 11 bzw. 1 kann bei jeder Richtung des Laststromes I die positive
oder negative Batteriespannung an die Last 41 (beispielsweise eine Wicklung eines
Motors) angeschlossen werden und damit ein in allen vier Quadranten arbeitender
Wechselrichter geschaffen werden, dessen Ausgangsspannung U durch Pulsen in Amplitude
und Frequenz variiert werden kann. Die in F i g. 2 dargestellte Anordnung arbeitet
nur bei passiver Last 41 zufriedenstellend, d. h. bei einer Last 41, die keine Gegen-EMK
erzeugt. Wenn beispielsweise die EMK der Last am Punkt A ein positives Potential
erzeugt und durch Zünden der Haupttriode 1 ein positiver Laststrom 1 hervorgerufen
werden soll, dann kann nach dem Zünden die Haupttriode 1 nicht wieder gelöscht werden,
denn vor dem Zünden war durch die Gegen-EMK der Kondensator 3 nicht auf die angegebene
Polarität aufgeladen und konnte deswegen nicht auf die zum Löschen notwendige Polarität
umschwingen. Es ist bekannt, daß sich durch besondere Mittel das Zünden der Haupttriode
verhindern läßt, wenn der Kondensator nicht vorher auf die notwendige Spannung aufgeladen
ist. Bei Verwendung solcher Mittel wäre es aber unmöglich, den Laststrom I in Gang
zu bringen, so lange am Punkt A positives Potential liegt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht demzufolge darin, den
Betrieb eines zwangskommutierten Wechselrichters auch dann sicherzustellen, wenn
die Last eine Gegen-EMK erzeugt.
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Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselrichter, bei dem der Abgriff
für die Last von einer in einer Brückendiagonale angeordneten Drosselspule erfolgt
und dessen Ausgangsspannung in Amplitude und Frequenz durch in den gegenüberliegenden
Zweigen einer Brücke vorgesehene Pulsschaltungen verändert wird und bei dem in den
weiteren zwei Brückenzweigen Rückstromdioden angeordnet sind. Eine Erfindung wird
darin gesehen, daß im Lastkreis jeder Pulsschaltung zusätzliche Dioden vorgesehen
und parallel zu den Rückstromdioden hochohmige Widerstände geschaltet sind.
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F i g. 3 zeigt ein schematisches Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Schaltung entspricht im wesentlichen der Schaltung der F i g. 2. Es sind für
gleiche Teile gleiche Bezugszeichen gewählt. In den Lastkreis sind zusätzlich Sperrdioden
51 und 52 eingeschaltet.
Außerdem sind parallel zu den Dioden 21
und 22 hochohmige Widerstände 61 und 62 angeschlossen. Es sei angenommen, daß der
Punkt A positives Potential besitzt. Dann ist das Aufladen des Kondensators 3 auf
die eingezeichnete Polarität über die Löschtriode 2 und den Widerstand 62 möglich.
Die Diode 52 sperrt dabei das positive Potential des Punktes A gegen den
Punkt B ab. Gleichzeitig verhindert die Diode 52 das Entladen des aufgeladenen
Löschkondensators 3 über die Drosselspule 31. In ähnlicher Weise wirkt die Diode
51 mit dem Widerstand 61 für die löschbare Triode 11. Durch eine Anordnung nach
F i g. 3 wird ein stabiler Betrieb des Wechselrichters bei beliebiger Gegenspannung
der Last 41 ermöglicht.
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F i g. 4 zeigt als weiteres Beispiel der Erfindung einen Wechselrichter
in Brückenschaltung, bei dem auf eine Mittelanzapfung der Gleichspannung verzichtet
werden kann. Der Wechselrichter in Brückenschaltung bietet außerdem einen weiteren
Vorteil: Wird bei positivem Laststrom I beispielsweise nur die löschbare Triode
11 gezündet, dann kann der Strom 1 über die Dioden 24, 54 und 51 im Freilauf fließen.
In ähnlicher Weise kann nur die löschbare Triode 14 gezündet werden. Der Laststrom
fließt dann über die Dioden 54, 51 und 21 im Freilauf weiter. Auf ähnliche Weise
kann bei negativen Lastströmen durch alleiniges Zünden der Trioden 1 oder 13 ein
Freilauf des Laststromes erzielt werden. Die Brückenschaltung ermöglicht es also;
für jede Stromrichtung nicht nur positive und negative Batteriespannung, sondern
auch die Spannung Null an die Last anzulegen. Dadurch kann beispielsweise durch
eine Regelung des Laststromes I bei gleichen Stromschwankungen die Pulsfrequenz
des Wechselrichters gegenüber einer Anordnung nach F i g. 3 wesentlich herabgesetzt
werden. Der Aufwand an Dioden und Trioden, bezogen auf die Leistung, wird durch
die Brückenschaltung nicht erhöht.
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F i g. 5 zeigt ein weiteres Beispiel der Erfindung, nämlich eine entsprechend
der F i g. 4 schematisch angedeutete Ausführung eines dreiphasigen Wechselrichters,
bestehend aus drei Wechselrichtergruppen I, 1I und III. Dieser Wechselrichter kann
vornehmlich zur Speisung und Regelung von Drehstrommaschinen verwendet werden.