DE1438646A1 - Wechselrichteranordnung - Google Patents

Description

U38646

WESTIIiGHOUSE Erlang en,

Electric Corporation Werner-von-Siemens-Str.50

Meine Zeichen: PLA 61/8207 Ba/Hal

Weohselrichteranordnung

(Für diese Anmeldung wird die Priorität aus der entsprechenden USA-Patentanmeldung Serial-No. 3 304- vom 19.1.1960 beansprucht).

Die Erfindung bezieht sich auf Wechselrichteranordnungen für die Umformung von Gleichstrompotential in Wechselstrompotential und insbesondere auf Steuersohaltungen für eine solche Anordnung.

Eine Wechselrichteranordnung dieser Art ist in dem deutschen Patent (Anm. - PIA 61/.... entsprechend der USA-Patentanmeldung Serial-No. 3»3O3 vom 19.1.60) vorgeschlagen worden.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Sohaltung für die Steuerung von Halbleiterschaltern einer Wechselrichteranordnung solcher Art zu schaffen.

Ein weiteres Ziel ist es, eine solche Schaltungsanordnung zu schaffen, welche in ihrem Betrieb schnell und wirksam ist.

Ein weiterer Gegenstand ist die Schaffung einer aolchen Schaltungsanordnung, bei welcher eventuelle Einzelabweichungen in den Schaltungselementen kompensiert werden.

Ferner ist 2iel der Erfindung, eine solche Schaltung zu schaffen, an welcher die Länge der Halbwellen der einen Polarität verändert werden kann in bezug auf die Länge der Halbwellen der anderen Polarität.

Zur Erreichung dieser vorstehend aufgezeichneten Ziele wird erfindungsgemäß eine brückenähnliehe Anordnung benutzt, die in Je-

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dem ihrer Brückenzweige je ein Halbleiterströmtor enthält, und an welchem an der Eingangsdiagonale die G-Ieichspannungsquelle und an der Ausgangsxagonale die zu speisende last angeschlossen ist sowie ferner in einem besonderen Zweig zwischen den Enden der Ausgangsdiagonale in Reihe mit einem vorzugsweise einstellbaren Widerstand ein Kondensator angeordnet ist, welcher nach seiner entsprechenden Aufladung in einer in Reihe mit der Primärwicklung eines Transformators liegenden Halbleiterdiode! anordnung eine Halbleiterdiode derart auf Durchbruch für ihre leitung steuert, daß je nach der Ladungspolarität des Kondensators mit Überschreiten der Durchbruchsspannung der Dioden in der Primärwicklung des Transformators ein Strom in der anen oder der anderen Richtung erzeugt wird und dadurch über entsprechende Sekundärwicklungen' dieses Transformators jeweils in zwei einander gegenüberliebenden Diagonalzweigen der Brücke die Halbleiterstromtore auf Durchlaß für die Wechselstromspeisung der last bzw. des Verbrauchers gesteuert werden.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung an Hand einiger Ausführungsbeispiele wird nunmehr auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen, bei deren Erläuterung sich noch weitere techniech vorteilhafte Einzelmerkmale ergeben werden, die in Verbindung mit der grundsätzlichen Erfindung benutzt werden können.

Figur 1 ist eine schematische Ansicht eines Äusführungsbeispieies eines erfindungsgemäßen Wechselrichters.

Figur 2 ist eine schematische Ansicht einer abgewandelten Form des Steuerkreises für den Wechselrichter.

Figur 3 ist eine schematische Ansicht einer anderen abgewandelten Form der Steuerschaltung für den Wechselrichter.

Figur 4 ist wieder eine schematische Ansicht einer weiteren Form des Steuerkreises für den Wechselrichter.

Figur 5 ist eine schematische Ansicht einer weiteren Form des Steuerkreises für den Wechselrichter. „ .

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In den Zeichnungen bezeichnet 1 allgemein ein WechaelriohterNetz werk der Brüokentype, welches Speiseklemmen 2 und 4 hat, die vermittels der Leiter 6 und 8 an eine geeignete Gleichstromquelle 10 angeschlossen sind. Das Brücken-Netzwerk 1 hat ein Paar Ausgangsklemmen 12 und 14, welche über die Leiter bzw. 18 an eine Weohselstromlast 20 angeschlossen sind.

Der Stromfluß über jeden der Brückenzweige wird überwacht mittels je einer der vier Halbleitertrioden 22, 24·» 26 und 28, wie es ähnlich in dem erwähnten Patent beschrieben ist. Die Trioden bzw. 24 überwachen den Stromfluß von der Energiequellenanschlußklemme 2 zu den Ausgangsklemmen 12 und 14, während die Trioden 26 und 28 in ähnlicher Weise den Stromfluß von den Ausgangsklemmen 12 und 14 zum Energieq.uellenanschluß 4 überwachen. Jede der Trioden 22, 24, 26 und 28 hat einen Leistungspfad, welcher sich zwischen einer Stromeingangsklemme oder einem Emitter e über vier Schichten zu einer Stromausgangsklemme oder einem Kollektor ο erstreckt. Der Stromfluß durch die Triode wird mittels eines Steuerkreises gesteuert, welcher sich von der Leistungsklemme e zu einer Steuerklemme oder Elektrode b erstreckt, kontrolliert.

Die Trioden, wie sie dargestellt sind, sind Halbleiteranordnungen, in welchen der Steuerkreis so wirkt,daß er das überführen des Leistungspfades in seinen elektrischen Leitungszustand bewirkt, aber er hat keinen Einfluß unter normalen Arbeitsbedingungen auf die Unterbrechung des Stromflusses in dem Leistungspfad. Der Strom durch den Leistungspfad einer solchen Triode wird nur unterbrochen, wenn die Größe des Stromflusses durch sie hindurch unter einen kritischen Mindestwert absinkt. In dieser Hinsicht ist sie einem Thyratron oder einem Ignitronrohr sehr ähnlich.

° Vier-Scnicht-Dioden haben auch andere Arbeitseigenschaften,

welche, wenn die Erfindung verstanden werden soll, beachtet wer-

κ; den muß. Eine Einzelerorterung dieser Eigenschaften solcher

_o Dioden ist in dem oben angegebenen Patent enthalten, so daß die

^* Einfachheit halber auf dieses Bezug genommen wird. Für die Zwecke

-J der vorliegenden Erfindung ist der Hinweis ausreichend, zu

wissen, daß, damit die Triode gründlich leitend wird, der Steuer-

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strom beendet,werden, ohne den Leitungszustand der Triode zu stören, welche solange fortfahren wird zu leiten, wie der Stromfluß durch sie hinduroh nicht unter den kritischen Mindestwert absinkt. Dieser Wert ist eine Eigenschaft einer einzelnen Triode.

Wenn es erwünscht ist, den Trioden-Stromfluß durch sie hindurch abzuschalten, so wird er in einen kritischen Zeitabschnitt, wie er als Abschaltperiode bekannt ist, beendet, nach welchem die Triode als offener Schalter in dem Stromkreis wirken wird, wie es ähnlieh in dem erwähnten Patent offenbart ist. Während der Abschaltperiode ist eine endliche Zeit für die ladungsträger erforderlich, in der Triode wieder umgebildet zu werden, und während dieses Zeitraumes muß äec Vorwärtsstrom im wesentlichen Null bleiben, und die Spannung an der Triode muß im wesentlichen unterhalb eines kritischen, vorbestimmten Wertes bleiben.

Es wird nunmehr wieder auf die Schaltungsaordnung nach Figur 1 bezug genommen. Die Eollektroden c der Trioden 22- und 24 sind mit dem Energiequellenanschluß 2 verbunden, während die Emitter e derselben mit den Lästansohlußklemmen 12 bzw. 14 verbunden sind. Die Kellektoren c der Trioden 26 und 28 sind entsprechend mit den Ausgangsklemmen 14 und 12 verbunden, während die Emitter e dieser Trioden jeweils mit der Energiequellenanschlußklemme 4 verbunden sind. Die Triodenpaare 22-26 und 24-28 werden für die Speisung der Ausgangsklemmen 12 und 14 mit der einen Polarität und' dann mit der entgegengesetzten Polarität von der Spannungsquelle 10 abwechselnd leitend gemacht, um auf diese Weise eine Wechselspannungsquelle zur Last 20 zu schaffen.

Um das Leitendmachen und Abschalten der Triodenpaare 22-26 und 24-28 durchzuführen, ist ein Zünd- oder Steuertransformator 30 vorgesehen. Dieser Transformator 30 hat eine Primärwicklung 34 und vier Sekundärwicklungen 35, 36 37 und 38. Die Sekundärwicklungen 35 und 36 sind in die Steuerkreise 39 und 40 der Trioden 22 bzw. 26 eingeschaltet. Der Steuerkreis 39 verläuft

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tob einer Klemme 41 der Wioklung 35 über die Basis b der Triode 22, des Emitter e derselben, einen Leiter 42 und einen Gleichrichter 43 aar anderen Klemme 44 der Wicklung 35. In ähnlicher Weise verläuft der Steuerkreis 40 von einer Klemme 45 der Wicklung 36 über die Basis b der Triode 26, deren Bnitter e, einen Leiter 46 and einen Gleichrichter 47 zur anderen Klemme 48 der Wicklung 36. Die Gleichrichter 43 und 47 verhüten einen Rlickstrorafluß durch die Kreise 39 und 40.

Die Wicklungen 37 und 38 sind in ähnlicher Weise in die St«erkreise 49 and 50 der frieden 24 und 28 eingeschaltet. Der Steuerkreis 49 verläuft von einer Ausgangeklemme 51 der Wicklung 37 über die Baals b der Triode 24t den Emitter e derselben, einen Leiter 52 und einen Sieichrichter 53 zur anderen Klemme 55 der ™ Wicklung 37·

Der Steuerkreis 50 verläuft von einer Klemme 56 der Wicklung 38 über die Basis b der Triode 28, den Emitter e derselben, einen Leiter 57 und einen Gleichrichter 58 zur anderen Klemme 59 der Wioklmig 38.

Die Prieärwieklung 34 des Zeit-Steuer-Transformators 30 ist an eine Zeitsteuerkapazität 60 in Heihe mit einem Steuernetzwrrk 61 angeschlossen, welches eine Yierschicht diode 62 und 63 und Gleichrichter 64 und 65 umfaßt. Die Diode 62 und der Gleichrichter 64 ainä in leibe geschaltet, um einen Schenkel eines j paralleles Zweiges des Hetzwerkes 61 zu bild en, während die Diode 65 und eier Gleichrichter 65 in Reihe geschaltet sind, um den anderes Schenkel öder Zweig dieses Hetzwerkes 61 zu bilden. Die Mede» 62 am 6>y und die Gleichrichter 64 und 65 sind derart gepolt, daß einer der Schenkel dee Netzwerkes 61 leitet, um die Kapazität 60 su entladen, wenn sie auf einen kritischen Wert »it der erste» Polarität geladen worden ist, und der andere der Hötawertaoheafcel leitet, ua die Kapazität 60 zu entlade», wenn sie auf einen kritischen Wert in der entgegengeeetaten RictituBg aufgeladen ist.

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Eine Anschlußklemme 60 a des Zeitateuerkondensators 60 ist mit einer Ausgangsklemme 12 verbunden, während die ander*MEleftÜe ^ 60b über einen veränderliehen Zeitsteuerwiderstand J>£ mit. ^d^_ anderen Ausgangsklemme 14· verbunden ist-· Bei einer Speisung der Ausgangsklemmen 12 und 14 in einer Weise, tie sie unfeii ^Ä>c näher beschrieben ist, wird der Zeit at eu erkondena at or? ^Qasj nftl? einer bestimmten Geschwindigkeit aufgeladen, welche von der Einstellung der veränderlichen Widerstandes 66 abhängt. Diese Ladung des Kondensators 60 kann an einer der beiden Polaritäten erfolgen, was von der relativen Polarität der Anschluß-, klemmen 12 und 14 abhängt. Wenn der Kondensator 60 eine bestimmte Polarität erreicht, so wird eineP&er Dioden 62 und 6:f, abhängig von der Polarität der Ladungs des Zeitsteuerkondensators 60, zum Durchbrach kommen, und der Zeitsteuerkondensator 60 wird sich über «lie Primärwicklung 54 ä«s Ziindtransfarmators 30 entladen* Wenn dies stattfindet, werden alle Wicklungen 35 bis 3Ö des Transformators 30 selbstverständlich gespeist werden« Jedoch sind die Gleichrichter 43» 47, 53 und 58 so gepolt, daß nur die Netzwerke 39-40 oder 49-50 Strom leiten und nur die Srioden 22-26 oder 24-28 leitend . gemacht werden·

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Wenn die³Anschlussklemme 6oa des Kondensators 6o in Bezug auf die KondensatOrklemme 6ob positiv war, so lässt der Durchbruch der Diode 62 einen Stromfluss über den Gleichrichter 64 und die Wicklung ■34 zu, um die Steuerkreise 49 und 5o zu speisen, was zur Folge hat, dass die Trioden 24 und 28 in einer Weise leiten, wie sie unten beschrieben wird. Wenn die Anschlussklemme l4 positiv in Bezug auf die Klemme 12 ist, dann wird die Kapazität 6o mit der entgegengesetzten Polarität geladen, und wenn sie ein vorbestimmtes Potential erreicht, wird die Diode 63 zum Durchbruch kommen und einen Stromfluss über die Wicklung 34 zur Entladung der Kapazität 6o zulassen. Wenn dies stattfindet, fliesst der Strom in entgegengesetzter Richtung über den Zeitsteuertransformator 3^ und die Steuernetzwerke 39 und 4o werden so gespeist, dass sie die Trioden 22 und 26 leitend machen. Die Gleichrichter 64 und 65 verhindern, dass ein Rückwärts- strom über die Dioden 62 und 63 fliesst, und die Gleichrichter 43, 47, 53 und 58 werden eine unerwünschte Speisung der Steuerkreise 39 bzw. 4o bzw. 49 bzw. 50 verhindern.

Es wird angenommen, dass die verbleibenden Einzelheiten des Aufbaus am besten in Verbindung mit der Beschreibung der Arbeitsweise erläutert werden, wie sie nachfolgt: Beim Schliessen der Unterbrechungsschalter 70 und 72 wird den Eingangsklemmen 2 und 4·Potential zugeführt. Die Schwingung des Netzwerkes wird eingeleitet durch ein Schliessen und ein späteres Öffnen der Startschalter SWl und SW2. Diese Schalter sind so gezeigt, als wären sie getrennte Schalter.

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Wenn erwünscht, können sie jedoch in Form eines einzelnen Schalters hergestellt werden, jedoch so, dass die Kontakte SW2a und SW2b sich später sehliessen als die Kontakte SWIa geschlossen werden und sich ' vor dem Öffnen der Kontakte SWIa öffnen. _s

Der Schalter SWl wird zuerst ohne irgendwelche Wirkung geschlossen und dann wird der Schalter SW2 geschlossen. Das Schliessen der Kontakte SW2a und SW2b ergänz einen Stromkreis von der Klemme über einen Strombegrenzungswiderstand 74, die Basis b und den Emitter e der Triode 22, einen Leistungsgleichrichter 76, die Klemme 12, die Kapazität 60, den Zeitsteuerwiderstand 66, die Anschlussklemme 14, den Leistungsgleichrichter 78, Strombegrenzungswiderstand 80, Basis b und den Emitter e der Triode 26 zu der negativen Leistungsanschlussklemme 4 des Netzwerkes 1, wodurch ein Basisstrom in den Trioden^ 22 und 26 fliesst und bewirkt,*dass sie leitend werden. Unmittelbar danach wird der Schalter SW2 geöffnet und danach wird der Schalter SWl geöffnet. Das Öffnen des Schalters ₍ SW2 ist ohne Wirkung, da der Basisstrom in den Trioden im wesentlichen aufgehört hat, wenn sie zu leiten beginnen. Das öffnen des Schalters SWl lässt? zu, dass die Ladung des Kondensators 60 beginnt von dem Potential anläuft, welches nunmehr zwischen den Anschlussklemmen 12 und l4 des Netzwerkes erscheint. Die Leitung der Trioden und 24 ergibt auch die Speisung der Last 2o und die Ladung der Kommutierungskapazitäten 82 und 84. Die Kapazität 82 ist zwischen den Emittern e der Trioden 22 und 24 in Reihe mit einem Strombegrenzungswiderstand 86 durch die Leiter 42 und 52 eingeschaltet."

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Die Kapazität 84 ist in ähnlicher Weise zwischen die Kollektoren c der Trioden 26 und 28 in Reihe mit einem Strombegrenzungswiderstand 88 mittels der Leiter 90 und 92 eingeschaltet.

Am Ende eines vorbestimmten Zeitintervalles, dessen Länge durch das Einstellen eines veränderlichen Widerstandes 66 vorbestimmt ist, erreicht die Kapazität 60 ein vorbestimmtes Potential, welches ausreichend ist, um einen Durchbruch der Diode 62 herbeizuführen. Wenn des geschieht, entlädt sich die Kapazität 60· über die Primär- ä wicklung 34 des Zeitsteuertransformators J5o und verursacht, dass ein Basisstrom in den Trioden 24 und 28 entsteht, wodurch sie leitend werden und die Stromkreise zwischen den Anschlussklemmen 2 und l4 bzw. 12 und 4 vervollständigt werden.'

Wenn die Triode 24 leitend wurde, ergänzte sie einen Stromkreis von der positiven Klemme 82a der Kapazität 82 über einen Strombegrenzungswiderstand 86, den Leiter 42 in RUckwärtsrichtung über die Triode 22, in Vorwärtsrichtung über die Triode 24 und über den \ Leiter 52 zur anderen Klemme¹ 82b der Kapazität 82. Die Kapazität 82 ist von genügender Kapazität, um den Strom momentan über die Triode 22 umzukehren und zu verhüten, dass eine wesentliche Vorwärtsspannung zwischen dem Emitter e und dem Kollektor c der Triode für ein vorbestimmtes Abschaltintervall auftritt. Wegen des Gleichrichters 4^ wird kein Strom in dem Steuerkreis 39 fliessen, sogar obwohl der Transformator gespeist sein kann/ und die Triode wird am Ende des kritischen AbsohaltungsIntervalle nichtleitend verbleiben,

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wie es im einzelnen näher in dem erwähnten Patent erläutert worden ist. Der Rückwärtsstrom über die Triode wird von hohem Wert und kurzer Zeitdauer sein und wird gewöhnlich nicht von ausreichender Grosse sein, um die Kapazität vollständig zu entladen.

Um die Sperrspannung an der Triode 22-zu begrenzen, ist ein Neben— , schlusskreis vorgesehen, weleher aus einem Strombegrenzungswiderstand 94 und einem Gleichrichter 96 besteht, um einen Nebenweg um die Triode 22 herum zu schaffen, weleher auch eine Schaltung für die Entladung der Kapazität 82 schafft. In ähnlicher Weise ergänzt die Triode 28 in ihrem leitenden Zustand einen Entladekreis für die Kommutierungskapazität 84, welche den Vorwrätsstrom über die Triode unterbricht und welche einen Rückwärtsstrom von beachtlicher Grosse und kurzer Dauer liefert, um jene nichtleitend zu machen.

Die Triode 26, ähnlich der Triode 22, ist mit einer Nebenschlussschaltung, welche aus einem Widerstand 98 und einem Gleichrichter besteht, für die Zwecke versehen, welche in Verbindung mit der Triode 22 erläutert worden sind.

Es wird nun unterstellt werden, dass die Trioden 24 und 28 leitend und die Trioden 22 und 26 nichtleitend sind, so dass die Ausgangsklemme 14 auf positivem Potential in Bezug auf die Ausgangsklemme gehalten wird. Die Last 2o wird dann mit einer Spannung gespeist, welche von entgegengesetzter Polarität wie die oben beschriebene

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ist, wenn die Trioden 22 und 26 leiten und die Kommutierungs-Kapazitäten 82 und 84 mit der entgegengesetzten Polarität geladen werden.

Die Kapazität 6o wird sich nun mit der entgegengesetzten Polarität mit einer Geschwindigkeit laden, welche durch den veränderlichen Widerstand 66 bestimmt ist, um die Länge dieser Halbperiode zu bestimmen. Am Ende eines vorbestimmten Zeitintervalles wird die Kapazität 6o wieder ein kritisches Potential erreicht haben, um die Triode 6} zum Durchbruch zu bringen und zu verursachen, dass die Kapazität 6o sich über die Primärwicklung 34 des Transformators 3° entlädt. Da der Strom über die Primärwicklung 34 eine umgekehrte Richtung hat wie der oben beschriebene, so wird die Polarität der in den Wicklungen 35 bis 38 induzierten Spannungen umgekehrt werden, und es wird ein Strom in den Steuerkreisen 39 und 4o fliessen, um die Trioden 22 und 26 leitend zu machen. Das Leiten der Trioden 22 und 26 ergibt, dass die Trioden 24 und 28 gesperrt werden, wie es oben in Verbindung mit dem Leitendmachen der Trioden 24 und 28 beschrieben worden ist.

Der eben beschriebene Zeitsteuerkreis schafft eine äusserst steile Stromwellenfront in den Steuerkreisen 39 und 4o oder 49 und 5o, welche die Trioden in kürzester Zeit leitend machen. Die Dioden 62 und 63 zeigen ein sehr schnelles Absinken in ihrer Impedanz beim Auftreten eines kritischen Potentials an ihren Elektroden, und der

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geladene Kondensator 6o ist auch auf vollem Potential, so dass, wenn der Durchbruch stattfindet, die maximale Spannung an die Klemmen der Wicklung Jh angelegt ist. Je steiler die zugeführte Wellenfront ist, desto schneller werden die Trioden eingeschaltet. Das schnelle Einschälten der Trioden vermindert die Kurzschlußströme während der Kommutierung. Das prompte Einschalten setzt auch die Erwärmung herab, welche an jenen entwickelt wird. Folglich können eine kleinere Drossel 97 und eine Triode von kleinerer Grosse benutzt werden, ohne dass diese überhitzt werden. .

In gewissen Beispielen in den Figuren 2, 3,' 4 und- 5 sind Elemente, welche gleichartigen Elementen in Figur. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet worden. In anderen Beispielen sind Elemente, die ähnlichen Elementen der Fig. 1 entsprechen, mit einem vorgesetzten Zeichen bezeichnet, welches der Nummer der Figur entspricht, wie z.B. die Kapazität 6o in Fig. 1 in.Fig. 2 mit 26o bezeichnet ist. Die gleiche Anwendung der Bezeichnungen ist zwischen anderen Figuren benutzt. Z.B. erscheint der Widerstand 2o4 der Fig. als 3o4 in Fig. 3· In Beispielen, wo das Vorausgehende nicht zutreffend ist, werden die Elemente speziell bezeichnet und erörtert.

In Fig. 2 ist eine abgewandelte Form des Ladekreises für die Kapazität 26o gezeigt. Unvermeidbare Fabrikationstoleranzen verursachen, dass verschiedene Dioden eine lei-cht abweichende. Arbeitscharakter'istik haben,-einschliesslich der kritischen Spannungskennlinie ihres

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Durchbruches. Daher könnte die Anwendung zweier Dioden, wie in Fig. 1 gezeigt, unter gewissen Arbeitsbedingungen zu einem leichten Ungleichgewicht in der Wechselspannung führen, welche der Last zugeführt wird. Um diesen Zustand zu mildern, wird die Kapazität mit verschiedenen Geschwindigkeiten geladen, welche so gewählt sind, dass das Zeitintervall, welche« erforderlich ist, um jede dieser verschiedenen kritischen Spannungen zu erreichen, dasselbe ist.

Der Ladestrom der Kapazität 260 fliesst über ein Netzwerk 2oo, welches zwei parallele Zweige 2ol und 2o2 hat. Einer dieser Zweige enthält einen Widerstand 2o3 und einen Gleichrichter 2o4 und erlaubt eine erste Ladegeschwindigkeit für die Kapazität 260. Der andere Zweig 2o2 enthält einen zweiten Widerstand 2o5 und einen zweiten Gleichrichter 2o6 und erlaubt eine zweite Ladegeschwindigkeit. Es ist jedoch augenscheinlich, dass, wenn beide Dioden zufällig genau dieselbe Durchbruchsspannung haben sollten, das Netzwerk 2oq immer noch benutzt werden könnte, indem hxh beide Zweige identisch gemacht werden.

In Fig. 3 ist eine weitere abgewandelte Form des Steuerkreises gezeigt, in welcher das Netzwerk 300 ähnlich dem Netzwerk 2oo ist und mit den Zweigen 3ol und einem Zweig 302 versehen ist. Der Zweig 30I ist ähnlich dem Zweig 2ol des Netzwerkes 2oo. Der Zweig 3o2 weicht jedoch von dem Zweig 2o2 insofern ab, als der Gleichrichter 2o6 weggelassen worden ist. . . -

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In dieser Anordnung wird das Laden des Zeitkondensators 360 mit der. einen Polarität nur durch den Zweig 3o2 und in- der anderen Polarität durch die beiden Zweige 30I und J5o2 durchgeführt. In dem Netzwerk 30a sind die Werte der Widerstände 3o3 und 3°5 so gewählt, dass die Zeit, welche notwendig ist, den Kondensator bis zur Durchbruchsspannung einer der Dioden 62 und 63 aufzuladen, die gleiche ist, die zum Aufladen bis zur Durchbruchsspannung der anderen Diode 63 oder 62 notwendig ist. ■

In Fig. 4 ist noch eine weitere Abwandlung gezeigt, in welcher eine Potentiometer-Anordnung 4lo und ein Gleichrichter 414 an die Stelle der Netzwerke 2oo und 300 gesetzt sind. In dieser Ausführung wird das Widerstandselement 411 der Vorrichtung· 4lo in Reihe zwischen den veränderlichen Widerstand 466 und die Kapazität 46o geschaltet. Ein einstellbarer Abgriff 412 der Vorrichtung 4lo ist über den Gleichrichter 4l4 an ein Ende des Elementes 4ll angeschlossen. Wie hierin gezeigt ist, ist er an'das Ende des Elementes 411 benachbart der Kapazität 46ö angeschlossen.

Wenn die Kapazität 46o der Pig. 4 mit ihrer Klemme 46oa positiv in Bezug auf ihre Klemme 46ob geladen wird, so fliesst der gesamte Ladestrom über das gesamte Element 4ll. Wenn jedoch die Kapazität 46o so geladen wird, dass ihre Klemme -46ob positiv in Bezug auf ihre Klemme 46oä ist, so wird der Strom über den Gleichrichter 4l4 im Nebenschluss mit einem Teil des Elementes 411 fliessen und die Geschwindigkeit, mit welcher die Kapazität 46o geladen wird, wird

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erhöht werden. Das führt dazu, dass die Kapazität 46o auf eine um einen geringeren Betrag höhere Spannung in demselben Zeitintervall aufgeladen wird, wie sie erforderlich ist, um die Kapazität mit '"der anderen Polarität auf die Durchbruchsspannung der Diode 62 aufzuladen. Das kompensiert die um ein geringes höhere Durchbruchs= spannung der Diode 6j in Bezug auf die Diode 62. Wenn die Beziehung zwischen den Dioden 62 oder 63 umgekehrt wäre, so würde die Polarität des Gleichrichters 4l4 umgekehrt werden. Λ

In der AusfUhrungsform, welche in Pig. 5 gezeigt ist, ist nur eine einzige Diode 562 erforderlich. Zufolge der Wirkung der Gleichrichter 52o bis 523 der BrUckenschaltung 524, ist die Anschlussklemme 526 immer positiv in Bezug auf die Klemme 528, ungeachtet der Polarität, mit welcher die Kapazität 560 geladen wird.

11 Patentansprüche
5 Figuren

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Claims (11)

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   Patentansprüche

   1J Wechselrichteranordnung, dadurch gekennzeichnet, dass eine brückenähnliche Anordnung benutzt wird, die in jedem ihrer Brückenzweige je ein Halbleiterstromtor enthält, und an welcher an der Eingangsdiagonale die Gleichspannungsquelle und an der Ausgangsdiagonale die zu speisende Last angeschlossen ist sowie ferner in einem besonderen Zweig zwischen den Enden der Ausgangsdiagonale in Reihe mit einem vorzugsweise einstellbaren Widerstand ein Kondensator angeordnet ist, welcher nach seiner entsprechenden Aufladung in einer in. Reihe mit der Primärwicklung eines Transformators liegenden Halbleiterdiodenanordnung eine Halbleiterdiode derart auf Durchbruch für ihre Leitung steuert, dass je nach der Ladungspolarität des Kondensators mit Überschreiten der Durchbruchsspannung der Dioden in der Primärwicklung des Transformators ein Strom in der. einen oder der anderen Richtung erzeugt wird und dadurch über entsprechende Sekundärwicklungen dieses Transformators jeweils in zwei einander gegenüberliegenden Diagonalzweigen der Brücke die Halbleiterstromtore auf Durchlass für die Wechselstromspeisung der Last bzw. dee Verbrauchers gesteuert werden.
2. 2. Wechselrichteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das Starten des Wechselrichters dem genannten zu ladenden Kondensator ein überbrückungsschalter pa ralle" Ige se haltet ist und ferner zwischen der.Kollektorelektrode und der •Basiselektrode zweier Halbleiterstroiatore,die in zwei einander •■diagonal gegenüberliegenden Brückenzweigen liegen, jeweils

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   eine Reihenschaltung aus einem Widerstand und einem Schalter parallelgeschaltet ist, wobei diese letzteren Kontakte später geschlossen werden als der Überbrückungskontakt des parallel zu dem zu ladenden Kondensator liegenden Schalters und Jene Kontakte früher geöffnet werden als der parallel zu dem Kondensator liegende Behälter.
3. 3. Wechselrichteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils parallel zu der zwischen den Enden der Ausgangsdiagonale der Brücke liegenden Reihenschaltungen der Stromtore zweier benachbarter Brückenzweige ein Kommutierungskondensator in Reihe mit einem ohmschen Widerstand geschaltet ist und jeweils zwischen dem Endpunkt der Ausgangsdiaognale und der diesem zugewandten Emitterelektrode des jeweiligen Halbleiterstromtores ein Gleichrichterventil eingeschaltet ist, welches gleichsinnig der Durchlassrichtung des Halbleiterstromtores gepolt ist.
4. 4. Wechselrichteranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgen- ( den, dadurch gekennzeichnet, dass die Brückenanordnung von der Gleichstromquelle über eine Drossel gespeist wird.
5. 5. Wechselrichteranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils der Arbeitsstrecke (Emitter-Kollektor) jedes Halbleiterstromtores die Reihenschaltung eines Widerstandes und eines Gleichrichterventile parallelgeaphaltet \$% bei gegensinniger Polung dieses HaIbleiteryentils zu der Durchlassrichtung 4er parallelliegenden Arbeitaetreokg des Halblere rstroratores.

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6. 6. We ehse !richte ranordnüng nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass als abhängig von der Aufladung des Kondensators gesteuerte Halbleiterdiadenanordnung in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators eine Parallelschaltung zweier Zweige aus je einer auf Durehbruch steuerbaren Halbleiterdiode und einem für gleichsinnige Durchlassrichtung gepolten Gleichrichterventil in federn Zweig bei gegensinniger . Durchlassrichtung der Dioden beider Zweige benutzt ist.
7. 7. Wechselriehteranordn'ung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass in Reihe mit der jeweils zu ladenden Kapazität und dem ihr vorgeschalteten einstellbaren ohmschen Widerstand noch ein Hilfssehaltungselement eingeschaltet ist, mittels welchem der Kondensator für die eine Polarität mit einer anderen Geschwindigkeit aufgeladen werden kann als für die Aufladung mit der anderen Polarität.
8. 8. Wechselrichteranordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfssehaltungselement aus einer Parallelschaltung zweier Zweige besteht, von denen jeder je ein Halbleitergleichrichterventil in Reihe mit einem ohmsehen Widerstand bei gegensinniger Polung der Halbleiterventile in beiden Zweigen enthält.
9. 9. Weehselrichteranordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem der Zweige des Hilfssehaltungselementes das Halbleite rventil fortgelassen ist.

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10. 10. We cha elrichte ratio rdnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Hilfaechaltungselement aus einem ohmschen Widerstand besteht, dessen der aufzuladenden Kapazität zugewandtes ■ Ende über ein Gleichrichterventil mit einem an dem Widerstand
    einstellbaren Abgriff verbunden ist.
11. 11. WechseIrichteranordnung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass als abhängig von der Aufladung des Kondensators gesteuerte Halbleiterdiodenanordnung
    in Reihe mit der Primärwicklung des Transformators eine
    gleichrichterbrückenartige Schaltung aus elektrischen Ventilen angeordnet ist, an deren Wechselstromseite der zu ladende
    Kondensator in Reihe mit der Primärwicklung und zwischen
    deren den Gleichetrompolen entsprechenden Enden der anderen
    Diagonale eine auf Durchbruch steuerbare Halbleiterdiode angeschlossen ist·

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