DE1285054B - Vorrichtung zum Umformen einer Gleichspannung in eine Wechselspannung - Google Patents

Description

teilwechselspannungen in den Sekundärwicklungen auf jedem Ausgangstransformator sich wie

Zum Umformen einer Gleichspannung in eine einphasige Wechselspannung können die Wechselrichter beispielsweise in zwei gleichen Gruppen von drei Wechselrichtern angeordnet sein, die ungleiche Sekundärspannungen liefern, wobei in jeder der beiden Gruppen die Wechselrichter primärseitig parallel und die Wechselrichter der einen Gruppe mit denjenigen der anderen Gruppe primärseitig in Reihe

Ausgangstransformatoren, die gleiche Primärwick- Bei Anwendung dieser Maßnahmen ergibt sich für

hingen, die je aus zwei symmetrisch geschalteten glei- die einphasige Ausführung der Vorteil, daß die chen Teilen bestehen, und in Reihe geschaltete Wechselrichter primärseitig gruppenweise in Reihe Sekundärwicklungen besitzen. geschaltet werden können, so daß die Speisung durch

Eine Vorrichtung dieser Art ist bekannt, wobei die 10 verschiedene Gleichspannungen bzw. die Erzeugung Wechselrichter derart angeordnet und bemessen sind, verschiedener Wechselspannungen möglich ist, wähdaß fünf Sekundärwicklungen genügen, um eine gute rend die dreiphasige Ausführung den Vorteil aufAnnäherung der Sinusform der erzeugten Wechsel- weist, daß jeder Ausgangstransformator denselben Spannung zu erreichen. Dies bedeutet, daß zum Er- Satz aus drei Sekundärwicklungen besitzt; alle Transzeugen einer einphasigen Wechselspannung nur fünf 15 formatoren und daher auch alle einzelnen Wechsel-Wechselrichter benötigt werden und daß zum Erzeu- richtereinheiten sind demzufolge einander ähnlich, gen einer dreiphasigen Wechselspannung sechs Wechselrichter nötig sind, von denen drei mit Ausgangstransformatoren ausgestattet sind, die drei Sekundärwicklungen aufweisen, während die anderen drei
Wechselrichter Ausgangstransformatoren mit nur
zwei Sekundärwicklungen besitzen. Die fünf zum Erzeugen der Wechselspannung bzw. zum Erzeugen
einer Phase der Drehstromspannung gehörenden

Sekundärwicklungen sind derart bemessen, daß sie 35 geschaltet sind. Eine andere Möglichkeit zum Umfünf um 30° verschobene Rechteckspannungen lie- formen von Gleichspannung in eine einphasige fern, die sich wie 1: y3:2: j/3": 1 verhalten. Die Wechselspannung besteht darin, daß die beiden Verwendung von nur fünf Wechselrichtern an Stelle Wechselrichter jeder der beiden gleichen Paare vervon sechs bei der einphasigen Ausführung bedeutet schiedener Wechselrichter, die sich wie 1:1 + γ5 zwar eine Ersparnis, hat aber den Nachteil, daß alle 30 verhaltende Teilspannungen liefern, primärseitig par-Wechselrichter an der Primärseite parallel geschaltet allel geschaltet sind und daß diese beiden Paare von werden müssen, so daß in einem bestimmten Fall die Wechselrichtern und die beiden übrigen Wechselrich-Speisespannung nur einen einzigen Wert haben darf ter primärseitig in Reihe liegen, oder durch eine bestimmte Speisespannung nur eine Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher

einzige Wechselspannung erzeugt werden kann. Die 35 erläutert, und zwar zeigt

dreiphasige Ausführung mit sechs Wechselrichtern Fig. 1 ein Schema einer bekannten Vorrichtung

~~ " ■ " « _zum Umformen von Gleichspannung in eine drei

phasige Wechselspannung, die mit sechs Wechselrichtern ausgestattet ist,

F i g. 2 einige Spannungskurven für die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 das Schaltungsschema einer Vorrichtung nach der Erfindung zum Umformen einer Gleichspannung in eine dreiphasige Wechselspannung mit

der dreiphasigen Ausführung besteht darin, daß zwei ₄₅ sechs Wechselrichtern,

verschiedene Arten von Ausgangstransformatoren er- Fig. 4 einige Spannungskurven der Vorrichtung

forderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der erwähnten Art zu schaffen, bei der durch Wahl ernes anderen Übersetzungsverhältnisses der Ausgangstransformatoren die Vorteile der bekannten Vorrichtungen beibehalten und gleichzeitig verschiedene Nachteile dieser Vorrichtung vermieden werden.

Die Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die 55 symmetrisch geschalteten Teilen bestehenden Primär-Sekundärwicklungen auf den Ausgangstransformato- wicklung 7, 7' besitzen. Diese Teilwicklungen sind je

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und fünf in Reihe geschalteten Transformator-Sekundärwicklungen in jeder Phase ergibt, im Hinblick darauf, daß alle Wechselrichter dieselbe Leistung aufnehmen, die Möglichkeit, daß die Wechselrichter ₄„ primärseitig sämtlich oder in Gruppen von zwei oder drei in Reihe geschaltet werden, so daß die Speisung durch verschiedene Spannungen oder die Erzeugung verschiedener Spannungen möglich ist. Ein Nachteil

nach F i g. 3,

Fig. 5 das Schema einer einphasigen Wechselrichtereinrichtung nach der Erfindung und

Fig. 6 das Schema einer abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung nach Fig. 5.

In Fig. 1 sind mit A, B, C, D, E und F sechs Wechselrichter bezeichnet, die je einen Ausgangstransformator 1, 2, 3, 4, 5 bzw. 6 mit einer aus zwei

ren derart bemessen sind, daß sie gegenseitig um 30° verschobene Rechteckteilwechselspannungen liefern, die sich wie ₌^^

1: (1 + YS): (2 + 1/3) -r(2 + j/3): (1 + ]/3): 1

verhalten.

Zum Umformen von einer Gleichspannung in eine

über einen Thysistor 8, 8' bzw. einen gemeinsamen Leiter mit einer Drosselspule 9 an eine Gleichstromquelle 10 angeschlossen. Die in Fig. 1 vorgesehenen Dioden 11,11' sind nur erforderlich, wenn die Schaltung mit einer Blindstromrückgewinnung versehen sein soll. Die Thysistoren 8, 8' jedes Wechselrichters werden durch eine nicht näher dargestellte elektronische Einrichtung derart gesteuert, daß sie nachein-

dreiphasige Wechselspannung wird die Vorrichtung 65 ander während einer halben Periode der zu erzeugennach einer Weiterbildung der Erfindung so ausgebil- den Wechselspannung stromleitend sind, während die det, daß die Sekundärwicklungen jeweils für jede der
drei Phasen vorgesehen sind und daß die Rechteck

entsprechenden Thysistoren der übrigen Wechselrichter (B, C...) mit einem Phasenunterschied von 30°

Claims (1)

1. gesteuert werden. Die Primärstromkreise aller Wech- därwicklungen 27, 28, 29 versehen, die derart be-

   selrichter sind also einander ähnlich. messen sind, daß sie Rechteckteilwechselspannungen

   Der Ausgangstransformator 1 ist mit zwei Sekun- liefern, die sich wie
   därwicklungen 12 und 13, der Transformator 2 mit

   drei Sekundärwicklungen 14, 15, 16, der Transfer- 5 1:1 -h V3:2 + ]/3
   mator 3 mit zwei Sekundärwicklungen 17, 18, der verhalten. In jeder Phase sind zwei Wicklungen 27, Transformator 4 mit drei Sekundärwicklungen 19,20, zwei Wicklungen 28 und zwei Wicklungen 29 der-21, der Transformator 5 mit zwei Sekundärwicklun- art in Reihe geschaltet, daß Rechteckteilwechselgen 22, 23 und der Transformator 6 mit drei Sekun- spannungen mit den Werten U
   därwicklungen 24, 25, 26 versehen. Die Sekundär- io

   wicklungen 14, 17, 19, 22 und 24 sind in Reihe ge- (1 + VJ) υ, (2 + fS) U, (2 + VJ) U, (1 + VJ) U schaltet und liefern in ihrer Gesamtheit die Phasenspannung R. Die Sekundärwicklungen 12,15,18, 20, und U (Fig. 4) mit einem gegenseitigen Phasen-25 sind ebenfalls in Reihe geschaltet und liefern in unterschied von 30° geliefert werden. Aus Fig. 4 ihrer Gesamtheit die Phasenspannung 5. Schließlich 15 unten geht hervor, daß die Summierung dieser sechs sind die Sekundärwicklungen 13, 16, 21, 23, 26 in Teilwechselspannungen ebenfalls eine Wechselspan-Reihe geschaltet und erzeugen die Phasenspannung T. nung von angenäherter Sinusform ergibt. Bei drei-Die Wicklungen 14, 16, 20, 21, 24 und 25 sind ein- phasigem Ausgang sind daher alle Wechselrichterander gleich. Dies gilt auch für die Wicklungen 12, einheiten einander ähnlich.

   13, 17, 18, 22 und 23 sowie für die Wicklungen 15, ao Bei einer Vorrichtung zum Umformen von Gleich-

   19, 26; diese Wicklungen sind derart bemessen, daß spannung in einphasige Wechselspannung ergibt sich

   sie Spannungen erzeugen, die sich wie 1: ]/3:2 ver- der Vorteil, daß sich die Wechselrichtereinheiten in

   halten. Jede Phase wird daher durch fünf in Reihe ge- verschiedene Gruppen von gleicher Leistung ordnen

   schaltete Sekundärwicklungen gespeist und liefert lassen. Im einfachsten Fall liegen alle Wechselrich-

   eine Wechselspannung, die aus fünf um 30° ver- 25 ter primärseitig parallel geschaltet an der Speise-

   schobenen Spannungen zusammengesetzt ist, welche quelle, doch man kann auch in der in F i g. 5 dar-

   sich wie gestellten Weise die Wechselrichter A', B', C und

   1 . /τ. 9 . -ι/τ. 1 die Wechselrichter D', E', F' primärseitig in zwei

   ^ ' Gruppen parallel schalten und diese beiden Gruppen

   verhalten. 30 in Reihe miteinander an die Gleichspannungsquelle

   Die sechs Wechselrichter liefern in den Trans- anschließen. Dann erhält jeder Wechselrichter die

   formatoren 1 bis 6 Rechteckteilwechselspannungen, halbe Spannung der Speisequelle. Die Sekundärwick-

   die in F i g. 2 für die Phase R dargestellt sind und Iungen 27, 28, 29 sind in Reihe geschaltet,

   zusammen eine Wechselspannung mit der in der Da die Wechselrichter A' und B' ebenso wie die

   unteren Hälfte der Fig. 2 dargestellten angenäherten 35 Wechselrichter E' und F' zusammen die gleiche

   Sinusform ergeben. Es wird klar sein, daß für die Leistung wie jeder der Wechselrichter C und D' auf-

   Lieferung einer einphasigen Wechselspannung mit nehmen, kann die Schaltung auch nach F i g. 6 aus-

   der dargestellten angenäherten Sinusform nur fünf geführt werden. Dabei sind sowohl die Wechselrich-

   Wechselrichter nötig sind, da für jede der drei ter A' und B' als auch die Wechselrichter E' und F'

   Phasen R, S, T einer der sechs Wechselrichter keine 40 primärseitig parallel geschaltet, und diese beiden

   Sekundärwicklung benötigt. Gruppen liegen in Reihe mit den Wechselrichtern C

   Dieser bekannte Wechselrichter hat bei dreiphasi- und D' an der Speisequelle. Dabei erhält jede Gruppe

   gern Betrieb den Nachteil, daß die Ausgangstrans- ein Viertel der Speisespannung. In F i g. 6 ist eben-

   formatoren nicht sämtlich einander gleichen sondern falls eine Reihenschaltung der Sekundärwicklungen

   entweder zwei Sekundärwicklungen für eine Span- 45 27, 28, 29 vorgesehen. Auch bei der einphasigen

   nung von Ό γ5 Volt oder zwei Sekundärwicklungen Ausführungsform der Erfindung hat man daher die

   für eine Spannung von t/Volt und eine Sekundär- Wahl unter mehreren verschiedenen Spannungen,

   wicklung für eine Spannung von 2 U Volt aufweisen mit denen die Vorrichtung bei gegebener Ausführung

   müssen. Bei einphasigem Betrieb hat man den Nach- der Wechselrichter und bei bestimmter vorgeschrie-

   teil, daß die Wechselrichter alle parallel an der 50 bener Wechselspannung gespeist werden kann. Man

   Speisequelle liegen müssen, da die fünf für eine kann aber auch mit Hilfe einer einzigen gegebenen

   Phase benötigten Wechselrichter sich nicht in Grup- Gleichspannung verschiedene Wechselspannungen,

   pen gleicher Leistung, die durch gleiche Spannungen z. B. 110, 220 oder 440 V bzw. 6, 12 oder 24 V usw.,

   gespeist werden, ordnen lassen. Nur wenn dies mög- erzeugen.

   lieh gewesen wäre, hätten diese Gruppen in Reihe 55 Die Analyse der angenäherten Sinusform, die sich

   geschaltet werden können. bei einer Vorrichtung nach der Erfindung ergibt, läßt

   Mit der Erfindung wird bezweckt, die erwähnten erkennen, daß dabei dieselben höheren Hanno-Nachteile der oben beschriebenen Wechselrichter- nischen zu Null werden und daß die übrigen Harmoanordnung durch eine andere Bemessung der Sekun- nischen dieselben Werte aufweisen wie bei der in därwicklung der Ausgangstransformatoren zu ver- 60 F i g. 2 dargestellten angenäherten Sinusform, die sich melden. Eine Vorrichtung nach der Erfindung zum bei der bekannten Bauart ergibt. Weiter sei noch Umformen einer Gleichspannung 10' in eine drei- bemerkt, daß man die Spannung durch Ändern der phasige Wechselspannung ist in Fig. 3 dargestellt Zeitspanne regeln kann, in der die Spannung Null ist. und besteht aus sechs Wechselrichtern A', B', C, D',

   E', F', deren Primärkreise einander gleichen und mit 65 Patentansprüche:
   denen der bekannten Vorrichtung nach F i g. 1 übereinstimmen. Jeder Ausgangstransformator Γ, 2', 3', 1. Vorrichtung zum Umformen einer Gleich- 4', 5' bzw. 6' ist jedoch mit demselben Satz Sekun- spannung in eine Wechselspannung mit Hilfe von

   sechs aus: einer Gleichspannungsquelle mit gegenseitig um -30° "verschobenen Spannungen ; gespeisten gesonderten Wechselrichtern mit Ausgangstransformatoren, die gleiche Primärwicklungen, die je aus zwei symmetrisch geschalteten gleichen Teilen bestehen, und in Reihe; geschaltete Sekundärwicklungen besitzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklungen auf den Ausgangstransformatoren derart, bemessen sind, daß sie gegenseitig um 30° ver- ίο schobene Rechteckteilwechselspannungen ,liefern, die sich wie

   verhalten. - - - --■-.:.; i.-■ ■■ - -----

   '2. Vorrichtung zum Umformen^. einer Gleichspannung in eine = dreiphasige¹ Wechselspäniiung nach Anspruch 1,^: dadurch gekennzeichnet, daß die-Sekundärwicklungen jeweilsfür jede der drei Phasen vorgesehen sind urid^:daß die Rechteck- -teilwechselspännungen in- dejd Sekundärwicklungen auf federn Aüsgängstränsformätor' sich wie

   verhalten.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen