DE1438651A1

DE1438651A1 - Wechselrichter

Info

Publication number: DE1438651A1
Application number: DE19621438651
Authority: DE
Inventors: Andress Kernick; Heinrich Theodore M
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1961-06-19
Filing date: 1962-04-28
Publication date: 1969-01-16
Also published as: BE619007A; US3491282A; JPS4118253B1; USRE28986E; GB997706A; GB988009A; JPS426287B1; FR1339552A; FR1333850A; BE619008A

Description

H-38651

■ WSSTIIIGIIOUSE BIEGTHIG GORIORATION East Pittsburgh

Erlangen, den * '· ™"· 1962

Y/erner-von-Diemens-Str.50 PLA 62/8232

wechselrichter

.Zur Umwandlung von Gleichstrom in '.Yeohselstrom sind V/echüelrichter bekannt» die auf der Grundlage einer rhythmischen Umschaltung des i.'. .^leiohfltTOKB hinaichtlioh seiner Polarität arbeiten. Bei der Ver-

h ^ί - ■·*■' · ■

ac Wendung von idealen ^Qhaltelementen erhält man auf diese Weise

dlnen WeoheeistroiB mit rechteckiger Kurvenform, der im Bedarfsfalle pit Hiljnfr von Pil^erkreisen durch Unterdrückung bestimmter Harmo-

in mehr οάβr weniger guter Annäherung in einen öinusförmi- W$ö£ee:i8t;FQsi ojageformt werden kann.

-■ f

vßch/Ros

WE-Case 33 274 V/E-Case 33 551

Fach der Erfindung wird für V/echselrichter eine Verbesserung dadurch erreicht, dass mit Hilfe von mehreren zusammenarbeitenden Schaltstreeken verschiedene, vorzugsweise rechteckförmige Wechselströme derart überlagert werden, dai.s sich eine polygonartige Kurvenform ergibt, die von der Sinusform nur verhältnismüssig wenig abweicht.

Eine wesentliche Verbesserung in der Einsicht kann dadurch erreicht werden, da-s mehrere gleichartige Wechselrichter um bestimmte Bruchteile der Periodendauer gegeneinander phasenverschoben zusammenarbeiten. Hierbei kann für den SchultVorgang die gleiche Frequenz zu Grunde gelegt werden. Eine zusätzliche Verbesserung kann unter Umständen dadurch erreicht werden, dass wenigstens einzelne von mehreren derart zusammenarbeitenden Wechselrichtern mit der doppelten oder einem Vielfachen der Grundfrequenz arbeiten.

Eine weitere Verbesserung kann dadurch erreicht werden, dass die von den einzelnen Y/echselrichtern gelieferten Spannungen verschieden hoch gewählt werden. Eine entsprechende Abstufung der von den einzelnen Wechselrichtern gelieferten Spannungen kann durch Zuführung verschiedener Spannungen oder aber bei gleicher Speisespannung 'auch durch, verschiedene Übersetzungsverhältnisse in den Ausgangstransformatoren erreicht werden, wodurch sich ein Rückstromschutz erübrigt, oder aber auch durch Änderung der Einschaltdauer bzw. Zeitspannungsflächen.

- ² .- -BAD

309 80-3/ 017if

PLA 62/8232

Kine verhältnismässig einfache vorteilhafte Anordnung erhält man, wenn vier verschiedene Wechselrichter einander zugeordnet werden, die mit einer Phasenverschiebung von 36° el der zu erzielenden Grundfroquenz arbeiten, wobei den beiden äusseren im Zeittakt liegenden Wechselrichtern Spannungen zugeführt werden, die aich zu den den anderen beiden Wechselrichtern zugeführten Spannungen wie 1 : γ3 verhalten»

AIo Ausführungsbeispiel ist in Fig. 1 der Zeichnung eine derartige überlagerung von Rechteckspannungskurven dargestellt. In den. oberen vior Linien sind hierbei die einzelnen Rechteckkurven gezeigt, in (3er U^'ersten Linie die Zus amme ms te llung, die einen Polygon-Linienzug zeigt, der von der eingezeichneten Sinuskurve nur verhältnismässig geringe Abweichungen zeigt. Eine solche Spannung kann mit einem geringen Aufwand an Filtermitteln in eine mit

nahezu idealer Sinuskurve umgewandelt warden.

Ά
Verallgemeinert lässt sich die Regel aufstellen, dass bei der Verwendung von einer bestimmten Anzahl von Wechselrichtern mit besonderem Vorteil eine Phasenverschiebung von einem diese Anzahl um 1 vcrgrösserten Bruchteil der ilalbwellendauer zu Grunde gelegt wird. Der Bruchteil N ist bei dieser Auesführungsf orm gleich 5, woraus sich die Phacenverschiebung von 160 : 5= 36° sowie eine Anzahl von Wechselrichtern von Ii - 1 = 4 ergibt.

Wenn man den in Fig, 1 unten gezeichneten Polygonzug mit der üinuskurve vergleicht, so ist festzustellen, dass die zusammen-

BAD CFUGINAL

909803/0274

" ^{PLA 62/δ232}

33 274

WE-Case 33 551

Konturen der ■ gesetzte Vieleckkurve sich, aus den/Zeitspannungsflachen A3, A4 und A5 zusammensetzt.

Die Sinuskurve schneidet hierbei von A5 eine Fläche A2 ab, wogegen eine Fläche Al zur Ergänzung auf die Sinuskurve fällt. Dasselbe gilt hinsichtlich der Teile, die von der Zeitspannungsiläche A3 abgeschnitten bzw. zu dieser zu ergänzen sind.

Wenn die Flächen A1 und A2 untereinander gleich sein sollen, so muss die Fläche (A3+A4) gleich sein dem Flächenwert (I.IA+23) (7Γ/Ν) und wieder gleich gross mit

51Γ/2Ν

sin UdL'
3 T/211 ,

J 3

wobei U der Winkel längs der Sinuskurve ist. In gleicher Weise ist

die Fläche A5 gleich 3ίΓ/2Γ~

= Js in UdU J 1Γ/21Γ

Nachdem die Fläche A4 wieder gleich der Fläche A5 ist und A3 · * wieder gleich (!ύ3)(7Γ7^Ν) ^iet» entsprechend der Ableitung

5 U*/21T 3 Ti /211
sin UdU - /sin UdI
3?T/21i J '/Γ/21Τ

ORlQiNAL INSPECTED. ^S

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WE-Case 33 274 \73-Case 33 551

ergibt sich .113 =

K3 = Έ/ητ	/ sin UdU -	5 TT /2Ii	.-/ sin.UdU
	J 37Γ/2ΪΓ	J sin UdU - J 3^/21:	*J K_n*
ΤΤΤ3 _ ΟΤΙ""	.0 und damit
		3 /^l /211
H₂₃₄ = 17/	2it	^sin UdU J 1C/2S

■./cnn eine Ausgangswelle 0y einen Winkel <30y von einem bestimmten Aus.-anjjüpunkt hat und aus einer 1.Te hr he it von rechteckigen Spannunffsflüchen zusammer.gesetzt ist, die kleiner als plus oder minus M/2 Grad von den Phasenwinkel €jzfy, so kann die Amplitude C-rösse IL· von irgendeinen dieser flächen, die einen Phasenwinkel -SLI,. von den Ausgangspunkt hat, mit Hilfe der allgemeinen Porael, die oben für die Amplitude -954O entwickelt ist, abgeleitet werden, nachdem der Phasenwinkel U gleich dem Winkel zwischen dem ITullpunkt der Sinuskurve und der Ausgangswelle mit dem V/inkel -9^y ist und der '■Vinkel C von der allgemeinen Formel wieder der Kinkel von einem beliebigen Ausgangspunkt U = -θ - -9py i'st - wie dies in der G-Iβίο hung für K₉-^_4-O eingesetzt ist - erhält man

= i:/2 yt _: /sin

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V/E-Oiise 33 274 77E^6aoe 33 551

Durch Integration des Vorausgehenden erhält man j

K_v = Η/2Λ

-cos (θ -

= ΙΓ/2

- cos («2! -

Γ 12 cos

- cos (&φ H/U

Die'letzten beiden .V'erte enthalten- wie erkennbar ist - den Cosinus von der Sucine und der JDiSL'erenz von dezi beiden überein stimmenden Winkeln (βΜ_χ—9^y) ur

Dies lässt sich vereinfachen z

Μ_χ=1Γ/27Γ j 2COs

-cos (^LT_x-3j*y) (cos ff/S-kiz

sia7T/3r

(l-cos ΤΓ/lJ) j

=3Sr/7T

Da es nur auf die Grossenvf'rhtlltnisse ankomnt, kann der konstante Paktor ~ auster acht gelassen werden.

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WE-Case 33 Y/E-Case 33

Die vorausgehende allgemeine Formel kann zur Bestimmung der relativen Grosse der einzelnen Rechteckwellen in einem fünfstelligen Phasenstern durch Zuordnung zu den Oreiphasenstern, wie diese in der Pig. 2 übereinander gezeichnet sind, "benutzt werden, indem - wie in Fig. 3 gezeigt - die einzelnen Gpannungsvektoren zusammengesetzt werden.

Es ergeben sich dann die folgenden Grossen für die zusammenzusetzenden Rechteckwellen.

Phase A
Mo-J^o = (1 — cos —p—) cos (^.j^o — QprjnO)

= 0.19C98 cos (216° - 270°) = 0.11226

Li₂₅₂O = 0.19098 χ cos (252° - 270°) = 0.1Ö164

M₂₈₈O =0.13098 x cos (283° - 270°) = 0.18164

LT₃₂₄O = 0.19098 χ cos (324° - 270°) = 0.11226

M₀O = 0.19098 χ cos (0° - 270°) =0.00000

Phase 3 -

K₃₂₄O = 0.1909s χ cos (324° - 30⁰V = 0.07768

■ I.:_Qo = 0.1909s χ cog (0° - 30°) = 0.16540

LI₃₆O = 0.19C98 χ cos (36° - 30°) = 0.18994

LI₇₂O = 0.19G98 χ cos (72° - 30°) = 0.14193

^M108° = 0-19093 χ cos (108° - 30°) = 0.03971

- 7-

62/8232 .

7/E-Case 33 274 ■^ WE-Casβ 33 551

Phase C

M₇₂O = 0.19098.x cos (72° - 150°) = 0.03971

M₁₀₈O = 0.19093 χ cos (108° - 150°) = 0.14193

K₁ ο = O..I9O98 χ cos (144° - 150°) = 0.18994

LI_1PAo = 0.19093 χ cos (180° - 150°) = 0.16540

I OU

1*_Λ,ο = 0.19093 χ cos (216° - 150°) = 0.07768

Die auf dieser Grundlage durchgeführte Zusacmensetsung der einsei nen Hecht eckkurven su einem Polygonzug ,.-die von der in Fig. 1 dar gestellten Llöglichkeit etwas abweicht, ist in Pig. 4 gezeigt, v/o fünf Rechteckzüge übereinander mit den oben angegebenen Phasenverschiebungen und darunter der sich durch überlagerung ergebende Polygonzug nebst darüber gezeichneter Sinuslcurve su ersehen sind. Das zugehörige Vektordiagramm ist in Fig. 3 gezeig

t.

Aus den Figuren 1 bis 3 ist zu erkennen, dac-s 0k eine Komponente weniger enthalt als 03 und 0C. Dies ergibt sich daraus, dass der Vektor 0A einerseits zu den Vektoren 283, 324 und 0 und andererseits zu den Vektoren 252, 216 und 180 symmetrisch liegt.

Wenn man anstelle von fünf Gütsen sechs Sätze anwendet, so können die einzelnen Phasenvektoren symmetrisch zu den Vektoren der Komponenten angeordnet werden, ^in jrhascnstcrn hierfür ist in Fig. 8 gezeigt. Die Einzelvektoren L, K, 0, ? und Q zeigen die relative phasenlage und Gröase der einzelnen 2pannungskomponenten_r die sich zu der Ausgangsspannung zusammensetzen. .·--.· -; .

~ " ~ ' ORIQ)NAL N

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Ss ist auf Grund bekannter Berechnungen feststellbar, dass die niedrigste Oberwelle, die sich hierbei auswirken kann, die elfte ist. Die niedrigste Harmonische der Grundwelle, die nicht kompensiert werden kann, ist bei einer gegebenen Anzahl !T von einzelnen Stufen aus der Formel H1 = 2 IT - 1 zu ermitteln. Die nächste nicht kompensierte Harmonische ergibt sich dann unter H2 = 211 + 1 . Bei einer Anzahl von ri Stufen und der Ordnungszahl der Harmonischen ξ von ra kann man also aligemein sagen H = 2 m !I - 1 bzw. H = 2 m IT+1 »ie zu erwarten, ist also die Ordnungssahl der niedrigsten nicht neutralisierten Harmonischen umso höher, je grosser die Zahl der angewendeten Stufen ist.

Für die praktische Ausführung erweist es sich zweckmässig, für die einzelnen ',Vechselrichter einen gemeinsamen Taktgeber vorzusehen, beispielsweise in der Form eines Oszillators, der Impulse in den: Rhythmus der Grundfrequenz abgibt, die gegebenenfalls noch über einan YerctL-Lrker geführt werden. Den einzelnen V/echse-lrichtern wird hierbei zweckmässig je ein eigener Steuersatz zugeordnet, wobei die einzelnen Steuersätze untereinander derart verknüpft uni verriegelt werden, dass sie in der für die Überlagerung der einzelnen,Ströme gewünschten Reihenfolge arbeiten. Eine

besonders vorteilhafte Ausführungsform erhält man hierbei, wenn die Steuergeräte der einzelnen Wechselrichter (Stufen) je aus einem Kippeatz und einem von diesem Kippsatz beeinflussten Schaltglied ausgeführt werden. Hierbei kann es zweckmö.csig sein, für die einzelnen Jlippcätze untereinander eine gemeinsame Speisung sowie auch für die einzelnen Schaltglieder gemeinsame durchgehende

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WE-Case 33 274 ΒΞ-Case 33 551

Verbindungsleitungen vorzusehen.. Die Ansteuerung der einzelnen Kippsätze "kann dann von dem gemeinsamen Taktgeber aus erfolgen, und zwar unter zusätzlichem. Einfluss von dem Zustand der Kippsätse der benachbarten Stufen, insbesondere der verhergehend angesteuerten Stufe, wobei die Zusammenarbeit über Gatter, vorzugsweise in der Ausführung von ünd-Gattern, erfolgt. Durch * ■ Steuerleitungen, die durchgehend zu den Kippsätzen bzw. Schalt gliedern aller Stufen geführt werden, kann dann noch ,eine gemeinsame Beeinfluccung z.B. zum Zwecke einer Regelung des Ausgangsstromes erfolgen.

Ausführungsbeispiele von Anordnungen, die eine Aufeinanderfolge der IiLn- und Ausschaltung von im Sinne der Erfindung zusammenarbeitenden Wechselrichtern ermöglichen, die aber auch für andere rhythmisch aufeinand erfolgende^Schaltvorgänge mit Vorteil angewendet v/erden können, werd-en im folgenden 'an Hand von Schaltbildern erläutert. " - __

Die Einzelheiten der Kippsätze (FI.I. bis 7R) und der Schaltglieder (DLI bis DR) sind in Z?ig. 7 herausgezeichnet. Jeder Kippsatz ist hierbei durch zwei Transistoren 38 und 40 in' cictabiler Kippschaltung zusammen mit einem Transformator 37 gebildet. Die mit einer ülitte!anzapfung versehene V/icklung 47 dieses Transformators liegt mit ihren beiden Enden an den Kollektoren der Transistoren 3ö und 40, während die ".littelanzapfung über die Leitung 49 cit dem positiven Pol einer Stromquelle (Batterie 216) verbunden ist· Mit und 52 sind noch zwei Steuerwicklungen, des Transformators bezeichne'

^: die

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über einen Begrenzur.gswiderstand 54 bzw. 56 in solcher Polarität zwischen Emitter und 3asis der Transistoren 38 und 40" angeschlossen sind, dass die Spannung diese in den jeweiligen Zustand leitend oder sperrend hält.

Von einem Impulsgeber (Oszillator 2. und Verstärker 8) werden über die Leitung 34 Inipulse gegeben, die über die Kondensatoren 58 und _t 62 sowie ie ein Und-Gatter 61 und 65 den Basen der beiden Transistören zugeführt werden. Um die Kippsätze umzuschalten, also den bisher leitenden Transistor zu sperren und den anderen leitend zu machen, wird über die Leitung 34 ein negativer Impuls zugeführt. Mit Hilfe von Ünd-Gattern 61 und 65 wird jedoch die «Veltergäbe dieser Impulse davon abhängig gemacht, welche Potentiale an den Gteuerleitungen 67 bzw. 69 liegen, wenn, nämlich das an diesen Steuerleitungen liegende Potential einen genügend positiven Viert hat, so dass der Verbindungspunkt 70 bzw. 71 nicht bis auf negatives Potential gebracht wird, geben die Gatter den Impuls nicht durch, so dass der Schaltzustand der Transistoren nicht geändert wird. '.Venn jedoch das Potential an den Klemmen 67 oder 69 niedriger ist, wird der plötzliche Abfall des Potentials an dem Eingang 34 -las Potential an der Basis des jeweils durchreschaltcten Transistors soweit herabsetzen, dass dieser in Sperrzustand übergeht, während der andere in einen leitenden Zustand übergeht.

'während der Leitfähigkeit eines der Transistoren, beispielsweise 38, u-s Potential der zugehörigen Gteuerungsleitung 67 genügend tief liegt und dann ein negativer Impuls dem Eingang 34

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ugeführt wird, wird das Potential der Basis des !Transistors augeiilicklich unter das Potential des Emitters herabgeärttckt und dem- . entsprechend ein Strom durch'den Gleichrichter 60 des Und-Gatters "Hessen, wodurch der Kondensator 58 aufgeladen wird und das Potenzial an der Basis herabgesetzt wird. Dadurch hört der Strom über len Transistor 38 und damit die Erregung dee Transformators 37 auf« infolge der plötzlichen Flussänderung zündet die Wicklung 52 den . 'ransistor 40 und bringt den Transistor 38 in Sperrzustand.

•)ie £ekundärwicklung 62 des Transformators 37 steuert die Transistoren 78A und 78B bzw. 80Δ und 8OB des Schaltgliedes DIl bis I)R; Die I.littelanzapfung 90 dieser Wicklung ist direkt mit den Emittern !er beiden Transistoren 78A und .8OA verbunden. Von dem einen Wicklungsende 86 führt über die Leitung 94, einen steuerbaren Gleichrichter 96 und eine weitere Leitung 98 und einem Y/iderstand 100 sine Verbindung zu der.Basis B des Traneis tors 78Λ und in gleicher A'eise von Leitung 88 über Leitung 12, Gleichrichter 114* Leitung and Y/id erst and 118 eine. Verbindung zur Basis B des Transistors 80A.

Der Gleichrichter 96 ist hierbei noch durch ein Ventil 104» der Gleichrichter 114 durch ein entsprechendes Ventil·122'Überbrückt. ^J Für die Steuerung der Gleichrichter sind zwei Öättlgungstransformatoren 124 bzw. 126 vorgesehen« Über den Gleichrichter 104 fliesst während der Haibvvellen, in denen die IvIittelarissapfung 90 der Wicklung 72 gegenüber der Endanzapfung 86 positives Potential hat, aus der Wicklung 72 zunächst ein entgegengerichteter Vorerregungsstrom über die Transistoren 78A und 78B. Zwischen der an der Mittel-

V 11 - ,

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I .

anzapfung angeschlossenen Leitung 92 und der Leitung 98 fliesat über Ventile 106 und 141A ein kleiner Strom, der in den Halbwellen umgekehrter Polarität eine entgegengerichtete Vorerregung an den Gleichrichter 96 legt. Das Steuergitter G des Gleichrichters 96 liegt über Widerstand 136 und Gleichrichter 134 an der Arbeitswioklung 128 des Sättigungstransformat-ors 124, der vier Steuerwicklungen 130, 131, 132 und 133 besitzt. Solange der Gleichrichter 96 noch nicht gezündet ist, überwiegt der Spannungsabfall in Vorwärtsrichtung an dem Gleichrichter 141A (der aus zwei in Reihe liegenden Gleichrichtern bestehen kann) den Abfall am Gleichrichter 106, so dass an den Basen der Transistoren 78A und 78B Sperrpotential liegt.

Die Transistoren 8OA und SOB sind über Widerstände 118 bzw. 120 an Gleichrichter 114 bzw. an das diese überbrückende Ventil 122 an den unteren Teil der Wicklung 72 (Anschlüsse 80 und 90) angeschlossen« In analoger "feiüe werden diese Translatoren durchgeechaltetf sobald der Gleichrichter 114 Strom führt, wodurch die untere Hälfte der Primärwicklungen der Transformatoren T4 und T5 •rregt Wirö. Weiin die Spannung an der Klemme 86 positiv gegenüber ► an¹ der Mitt^iansiapfung 90 liegt, gibt der Abfall an dem Widcr-106 #ine geringe Vorspannung in Sperrichtung für den Gleicherer 96$ _M- .

des Oleichrichters 96 erlolgt mit Hilfe des Sättigung» wi# nachfolgend erläutert ■*■ und die des

¹ Weise durch den ßättlgungstransfor-Sättigungstransform ators 124

BAD ORIGINAL

i~

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AH

gesättigt wird, wird der Spannungsabfall an der Wicklung 128 so klein, dass das Fotential des Verbindunjspunktes der -Gleichrichter 134 und 136 sich dem des Leiters 94 annähert, wodurch der Gleichrichter 96 gezündet wird.

Von der Wicklung 72 fliesst infolgedessen über 9,4» ^den Gleichrichter 96, Leiter 98, die Widerstände 100 und 200 ein Basis-Emitter-Gtrom über die Transistoren 78.Λ und 78B, so dass diese durchgesteuert werden und damit der Stromkreis von der Energiequelle über die obere Hälfte der Wicklungen der Transformatoren T4 und T5 geschlossen wird. In ähnlicher Weise wird im folgenden Takt der Gleichrichter 114 mit Hilfe des Sättigungstransformators 126 gezündet. Dadurch werden die Transistoren 8OA und 803 durchlässig und über diese ein Stromfluss über die unteren Hälften der Wicklungen T4 und T5 hergestellt.

Um die Impedanz der Transformatoren T4 und T5 während einzelner Halbwellenabschnitte gering zu halten, ist eine Kurzschlussbrüeke vorgesehen, die beispielsweise in dem Zeitintervall zwischen der Durchsteuerung der Transistoren 8OA und 8OB und dem Jeginn der Durchsteuerung der Transistoren 73Λ und 78B in dem Zeitintervall, bevor in dem Kern des Iransformators 124 volle Sättigung erreicht ist, über eine Wicklung 130 dieses Transformators gesteuert wird. In gleicher weise kann diese Brücke auch mit Hilfe einer Wicklung 153 des Transformators 126 gesteuert werden. Diese beiden 7/ieklungen sind an Leiter 156, 162 angeschlossen, über die ein Transistor 158 jeweils, und zwar nur bei ansteigendem fluss, auf Durchlass

_ * ·ζ __ ■ BAD OSijjaii^i-AL

; 909803/027¥

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ti

geoteuert wird, jedoch kurz darauf wieder gesperrt wird. Durch die Durchsteuerung des Transie tors 148 wird auch ein Transistor 168 Btromdurchlässig. Dieser liegt in der "Gleichsfromdiagonale" der Brücke 84, die aus vier Gleichrichtern besteht und die mit ihren Y/echse Istromklemmen an die Transf ormatorwicklung T5 angeschlossen ist. Dadurch wird die Y/icklung T5 während der Zeit, in der dem Transformator T Leistung zugeführt wird, praktisch kurzgeschlossen, dieser Kurzschluss aber wieder unterbrochen, sobald eine Leistungslieferung erfolgt.

Für die einzelnen Schaltgeräte sowie die Wicklungen ihrer Ausgangstransformatoren sind hierbei gemeinsame Speisestromkreise vorgesehen. Es können jedoch auch getrennte Speisestromkreise angeordnet werden.

Die einzelnen Kippsätze FH biß FR sowie die zugehörigen Gchaltglieder ULI bis DR sind in ihrem Aufbau untereinander gleich.

V.'ie aus Fig. 6A zu ersehen iet, sind sie hierbei in der Vi' miteinander verbunden, dass die Klemme 67 eines jeden Kippsatzes mit der Klemme 76 eines jeden Kippsatzes mit der Klemme 76 des vorausgehenden Kippsatzes verbunden ist, wobei der Kreis durch Verbindungen von dem letzten Kippsatz FR zu dem ersten Kippsatz FM anschliessend an den Kippsatz HF in umgekehrtem Sinne betätigt werden soll. Aue diesem Grunde ist die von dem Ausgang 76 des Kippaatzes FR ausgehende Leitung nicht an den oberen Eingang 67, sondern an den unteren Eingang 69 des Ilippsutses FI.'; angeschlossen«

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^ JT»oi© »iiT#**r»Tör?

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1438851 i/E-'ca*« 33

^vtf&~Case 33

'154 >«*« T26 In S$1rtlgt>ng»*u8i(anA zu bringen* kann / - ' ·

■ ättrch Mitteilung äi«e«r'?o**rr»gu«g 1ft«etiw»t

»ie aus Fig» $A au «s^ensn. ist, sind, die Sran'efojsmatorea TM und , * -und T§ »it drei Sekundärwicklungen» 8£e restlichen τ /.. TST, .!fi? ttno ^fR **it $* vml Wicklungen aus gerührt.

ilierbei entöpüfe^heuo de?* gö^Önechteti Überlagerung der B r Sä Beine ge-eohaliet, wbei eine vtornecMltung isit

(U±tav 16} gcbilö«t ist* XäLej I 22 M&& 54 führen Über Drosseln 30 und

fb^rwaefeur^s^inrichtung 228 eine vom

von der Ausgangsspannung

l$!ipii$£,isugis:m:hrt wird» und ma? in solcher V/

wirkeajft wir<3» Der die Stromwandler 32A» 32B ttna 320 abhiSn*»!^ von

i« wobei die dort gewonnene Qleieh.^axmttne einen Einstellwidorstana 240 und ein Ventil 242 äem L'berwa-

wirr Der Unta 254 enthält ebenf^lle sine

CileichricMerbrücke, der jedoch au« einer ;7tekl«nß eine:. Tran^for-I^ matore 2?0 eine von der .Ui8eun.£3»panftung abn«n/:l^e öjFiannung Kuge- «.*'',führt wird, wobei die so rewonnene iUeichspar.nun« Ubov einen oir« ' !,^»teilbaren Wide*»ötßnd i?62 an das vtbervjaahun T^"f;r"t ^elo-n i-t

„ , - OWQWAL JNSPECTBD

J)ie i>&tsse 228 und 34 siad hiarWt so afegä&tlsiKt, uaeö il;:-

g fees tent his ν aus sifiör i^üc??j rail; ?\*:~ϊ rstSud^n 290» 2^2 stcwi e* Bwoi 2sBOÄdio<3ea una 300 iß u<m ardören Mcfcönswelgs», -Y/ean die AusgöBgiscpan&i'nfi: t_t ,JföEHßt die X^ticke euiwer-iil^iöhgewiotit, wodurch i^!ic V'or-

eat^jLied«? wie HxXi^ doe y.is .na-H*«·.·^ 151 ü*ii 150 dttrofcilJciiaendftu ytr-ora«« do geaxidßr- ψίΡύ, ÖÄi s <iurch doy UgUiguagadauei? dor Satti-unf.abrur^f'ori.« ioras? ο \τλ arioiitete bpanRUftgöänderujag 5iKt_t?;Itt_: dtrreh eiIo <!«*!? GT-oXoIjwidder bergeöteXlt t^ird, ISöorno wir-a cri e?acv Ül-cs-öti ₍ da» ölciohr^wloht <3ei 3'^ücko i»coi,M; und

,durch -über ^ftdoruöi* d&r UrrertW3r Uer fehler wioüer Dl« «id^rfctiindo im CileicferioUtoi'ööiiE 223 and das

selbi.fc bei einem imraöchluse auf der ',ErsraßtTöceiiio der ükrojn Ki auf me fei' sis 50Q^ des i.Orm&l^orceia nnstei/'tm ivunu.

t,

g fur dio Klppej-tse und öxo üchaltr.arLfcvj ei-i'oL-t hler.Übßr ulncn Ui Ifstrandfor«c tor 3C8 ueü eii^-n Gieic-hrLiihtorsi'tz 31G unra.lt le roar vom /»us^ngatranoXoranlor aus, wobei bolypjela-γ/eiaa eine Lpoiae&paEnunß vori 15 7 zu Grunde f:elftßi: werden kar.i;. Fur L8ht:ro ΰοΙ.-iBtuiifi kann es aber sv.ockmrlsoig oi:in, "He 'l'rMneist in cii:r; »Lr.Kt'lr.on Z) fprv.tsen mit einer höheren >:pnnnunfy nrbiiicen

r.-aoe:i-.i:, dao von .«er ßlalehefcroncncr/is'^llo ,!!G _t'._ejpel_at v/ini. ^ujök wird üo

ORIGINAL

I Λ 388 51

PLA 62/8

VilS-Caae.

ιΫΕ-Catie

Signal über ein Potentiometer 358 züge;führt. Das Zusatzgerät enthält eine Senerdiode 364, über die die ijpannungsdJ fi'ere:n2, sobald eie don Grenzwert überschreitet, einem Traveli-torsatζ 362, 366 UtId zuitGführt wird, wodurch der Spannungsabfall an ein<am einstellbaren widerstand 377, der in Reihe mit einem ',Viacrt-tcmd 376 liegt, entsprechend beeinflusst wird»

Λη einem verstellbaren Abgriff dfcß ϊ<1 derstandes 'Ah lie^t ein» Ze^crdiode 3QO, die über Treneistoreu 302 und 3£6, die ddnjKstrk« srraer' Widerstand ein«s TransitTtor» 3BB steuern, t<ber don die pps tive Stromschiene 365 des Zusaizgfirätfi mit dem positiven FoI der stromquelle 216 verbunden iöt. Venn aar Widerstand v;»n 577 durch Zündung öea Transistors 37? herabgcsotst viira, Ώΐια,ί ^ur ^Ä erhaltung der Gren2sp$nnun,g ein höherer ^trom uhcr die 380 IHeceen. Umgekehrt wird bei gesperrtem ^fi rs-insietor 37^ der

durch äi« Zencrdiode herabgesetzt, i)er .t'ideretafi<l des stors 368 Vitra d&durtih in eine.« solchen uinne g^rc^elt, dass über diesen f^ansiötor cn die Batterie 216 ^ugeschloö^en echiene^ 365 praktisch auf der« durch die MnateHttög des Abgrilfe ^v 378 bc-stimrsteüi Spannung & wert» z.ö· von 20 Volt, geii« ι t«u

In yig. 8 let zunächst ein ühfteeftetern in auafczogetten I.tal«» t» worin geneigt ist, wie sich die ein zollen Uimn

bei verhultni&rcäesig kurzer Dave? der - ahnlieh wie in Pig;, 3 g

die Impulsdauer vergrb'ei?ert wii*d, w^ruen auah dio üpannungBWorte höher, 'ta dec sich die nur Tür eine rheee ait

- Yc

909003^0*274

OHiQINAL INSP

ti

274 55t

ist, ibt 'fcierbei -ύ&η einsjelnm stufen wieder je ein Ktppsata P^ bis Ff 8ti$eorönst* J?«r Aufbau di^eer KippaMt«*, wi« dieser in fig» 11 li&ka Ä««e4«JMat, atimot hierbei mit a«m Aufbau nach J?ig· ? piraktmeh üb^reiö» üa öina

unter Vorset«$ng aer Ziffer

Im öe&«n«öti sä ««r Rlppsota «it W^ , αϊ« |f «it

arbeite«,

naefe Hg» 6A arbeitet jedooii 0«h»lig«r{iteit (Daf urjd Dgl) zu 'As*«e»ftetrÄ«efdreator

1-unkt 509

: «ittelpimkt ,'

w»itg*h*fta mit
«««ttaerttr Oleiohriobtor

5Ί1 und 515 sowie einen

r jeÜ ^- ^i Γ?<Λ1^ί^ ji^v/ .π_λΐ ΡΧ^^λ;-.-·.^:·-.:«

ffietor 519 eoeb r.?iei mit [tufa χόώ tfe/ftSJ.r-i £i>pc3üe -Il^^'v r.^r-.vc , wiafrl^r^n* mit aersr: Hilfe ££<* aur.shS^igsvs. ^&sa isst ??£>:·.; ;■;■?■-J "*' in as? δ^ίίρβΑί'ΐΜί Uav»« cörä^eken j£.-g_k* gafealij?:! vfesd.???* λ»1ο k;,..'-dung δ<ίϊ* ?Γοηέ1»ΐοί·βϊί OFJolgt wisätfv mit KilX'o ^"oc fc^t-M^vr--"^ %vHrmtQi-hi&iQrQn 624» 656* V^sn Äef Srßi™&fos»si;oy 537 e^-C;'^ i»iri-

•l + Je

das«,äi^8i5r im .^»Hndetc:· Ia^e öJsibt,, &obaV! au Eii^tigi·:-- -rrreicht let, füllt aüo Impudan?« ^sr a«kli^g ^4 ^h, so _f^ge «s> _tdfiö Pot&nttal des Viioklwn^eöiiaes 579 zrmiwt, da» ite V^-riei-ix _Eu

der is-trow in «eiu ^!li«6«eietör unÄ d&ait^uoh di& ir ύ&ζ Vinfions 525 der ntrcaaflue? Jn «3eiit TrcmsiBtor 51-5 aufhört und der Plug

.^iokluncen 525 und 527 eine ipjamung in umgekehrten Sinne, wodurch der Eranoistor «i^fj gvzVmdvt wird« Durch die KücfcteoopJ. ί^ erreicht ui^ecr ö^Juo vollo UitrUMßkelfc,' so dass das Potential der Quelle 216 Über die Stromschiene 714 aß dr« dca Transfonsatore 5tg gelöst wird» :

^;5ii

Das lOtQutial der ivioklung 573 wird in gl^ieher u'_ei_{oa ö}n den

bald dornt der kern 6Aq kö8äitti;fc isfc, dci- Irapeiqtor 515 gesperrt u»d der Traneiefeor "513 wieder voll dttrehläa^Xe. von

303803/0274

^% U38651 vu

v;s-Guse 33 274 ,* M^-Gaee 33 551

ir. der Sekundärwicklung 543 des Transformators 519 induzierten ^Spannungen werden zr.ei Transistoren 5O3A und 5O5Ä gesteuert, die in ücftcntaktschn] tung mit iiullanoden arbeiten und die üpennungef»u-:ie_nbvicchaelnd an die beiden Mixten dor Trixaürv<fi.ckl\Hig dee Aus£;angstrai!c;formatore I¹AGL legen*

führend nun die Transformatoren $AP von den zugehörigen Kipp-' reiten in Hiaee mit diese« gesteuert werfen, werden die pc«iält~ /ΊΊ _tte 7GL ebenfalls von den KippöUtzen, ^edoih wit Thüöenver- ' tchiebun^ fliese« ergunüber betätigt, cl^rers arosiie von uum Zeit-

vcriiUi? für dio i?ötti«ung der iransfonaatoren 62A i»ni ^26' Durch oniöprocheni« Kinsi.c3lun? der

in den ',^ndungen 651, C'jO; «32, 6M ; unu b2w. pder 0153, h52

1 ■

dieoe rhaeendiff«rc»Ä im Lere ich aviiaohen υ ui\a ¹Bo⁰ r.ul jeden gewünschten 7Unk«X

iür. Außranrstiyickluns«n der einaolnc« Xi'ansrormatoren ΓΛ1? sind ' ' wJe(J«r untereinander tn Reihe gehaltet, ebuneo wio dies b«i

ruBcuteiiipieX n_ürh ntu 6A ßescirt Ut, ?j:« Aue£finfce«i«r-. der frans form stören XGL $ina 'untereinander. ci.enfÄUe ΙΛ ·

geschaltet* > ' ' . \

Durch Veränderung der roasenlage der
.Gehaltκατά te TgI gegenüber uer am öefcaXtseräte Xaf kanri der Aue* ;;angaapannuiiß dee Leißtu^straa^formators, dio eich aus den einzelnen S pantwtnße vektoren zuennu&ensetst, ent sprechend der verschiedenen Y/ink*Xlaßft innerhalb eines rroco^n'Berc-iüfccf? jeweils fiev/Unechto, \7ert gegeben werden» (fi/»,ip)^

1/QÖCC1 PLA 62/8232

^|£f^obO I WE-Case 33 274

WE-Caae 33 551

ZH

In FIg. 13 ist noch eine Ausführungsform dargestellt, bei der nicht alle Sätze mit der gleichen Frequenz arbeiten. Es sind hierbei drei Re chteckwellen-Generatorstufen in Zusammenarbeit mit einer vierten utufe gezeigt, die mit der dreifachen Frequenz arbeiten. Die einseinen j-jlemente, Kippsätze FEI bis FR und Schaltgeräte DM bis DH entsprechen hierbei der in Fig. 6 gezeigten Anordnung. Der letzte Kippsatz FS und das dazugehörige üchaltgerät DS sind ebenfalls in gleicher «'eise aufgebaut, wie dies-in Fig. 7 gezeigt ist, abgesehen davon, dass die durch die Wicklungen 131, 152 und 133 bzw. 150, und 152 des Sätti^ungstranöformators bedingte Verzögerungszeit in demselben Verhältnis zu der höheren Frequenz steht wie die in den anderen Sätzen zu der niederen Frequenz. Da hier i'ür die letzte btufe die dreifache Frequenz vorgesehen ist, kann eine entsprechende Impulsfrequenz aus einer \ielle abgeleitet werden, die aus den einzelnen -Komponenten in den Wicklungen TNa4, TPa4 und TRa4 der Transformatoren TIT, TI und TR zusammengesetzt ist und etwa eine Rcchteckwelle mit der Frequenz der dritten Harmonischen dar~ stcllt und um 30 el gegenüber der Spannung an dem Transformator nacheilt. Diese Impulse sind einem Transformator 600 zugeführt, der eine mittelangezapCte Sekundärwicklung 602 hat, die über zugehörige Kondensatoren und Gleichrichter entsprechend der Impulsfrequenz üignale geben, die dem Eingang 34 des entsprechenden (untersten ) Kippsatzes zug-o führt-werden. Infolgedessen arbeitet dieser mit der dreifachen Frequenz.

v<enn die relative Gros υ e der drei Impulse der niederen Frequenz die ,v'erte 0=1; 30° =7 3; öO° = 1 bei einem Wert der Welle höherer

²' ~ 908803/0274

• . PLA 62/8232

Frequenz von /3/3 betragen, sind die entsprechenden Harmonischen in gleicher Weise wie bei dem Ausführun^abeispiel nach Fir,. 6A neutralisiert-

manche Anwehdungs fälle kann es Vorteile bringen, die Beendigung der Ütromimpulse der einzelnen. .Wechselrichter, die dann zu einem gemeinsamen Ausganguwechselstrom zusammengesetzt werden, mit Hilfe eines besonderen Steuergerätes, im folgenden Ausschaltgerät genannt, zu steuern.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei dem dieue Verbesserung verkörpert ist, wird an Hand der Figuren 14, 15 und 16 erläutert, die eine entsprechende Abwandlung der den Figuren 6A, 6B und 7 zu Grunde liegenden Ausführungsform zeigt. Die Figuren 14 und 15 zeigen wieder den gesamten Aufbau der Schaltung, die Figur 16 einzelheiten im Aufbau der Kippsätze und Sehaltgerate samt deren Ausgangstransformator.

V/ie aus Fig, 14 zu ersehen ist, ist wieder ein Oszillator vorgesehen, der Über einen Verstärker die Impulse für die einzelnen üchaltglieder gibt* Ausaer-Iem ist noch ein steuergerät 772 vorgesehen, das mit Steuerleitungen 701, 767, 768 mit den einzelnen Schaltgliedern verbunden ist„

V/ie aus Pig. 16 zu ersehen ist, stimmt der Aufbau der Kippsätze .mit der Ausftihrungsform nach ffig, 7 völlig überein, nur mit dem Unterschied, dass der zugehörige Auspongstransformator lediglich ; mit einer raittelangezapften Sekundär- und Ausgangswicklung 32 versehen ist.

_ ₂₄ _ 809803/Q274 6AD ORIGINAL

λ / ~ ~ ^piA 62/8232

VTE-Case 33 551

Die Schaltglieder haben hier durchgehend eine positive Stromzuleitung 148 sowie eine geerdete Stromleitung 80, die mit den. Katiiodeij von zwei steuerbaren Gleichrichtern 82 und 88 verbunden sind. Jie beiden Anoden dieser Gleichrichter sind mit den äusseren Linden der "iicklung 91 eines Transformators 18 verbunden, deren tiittelanzapfung an die Leitung 148 angeschlossen ist. Zwei weitere steuerbare Gleichrichter 84 und 66 sind mit ihrer Anode an Anzapfungen der Wicklungen -91 angeschlossen. Die zugehörigen Kathoden sind mit einer durchgehenden Stromschiene 101 verbunden.

Die Steuerung jedes der Schaltglieder erfolgt von dem zugehörigen Kippsatz über dessen Transformator 24. Hierbei ist-das eine (obere) ^nde der Sekundärwicklung 32 des Transformators des zugehörigen Kippsatzes über einen Gleichrichter 104 mit einer '.Vicklung eines Sjittigunrstransformators .108, das andere 1,'nde dieser Wicklung 32 über einen Gleichrichter 122 mit der wicklung 124 eines Sättigungstransformators 128 verbunden. Die beiden Kerne dieser Sättigungstransformator en überdecken sich und sind dort von gemeinsamen i7 ic klimmen 212, 214 und 216 umschlossen. Von der rtickiung 106 führt eine Verbindung über einen Widerstand 114, einen Gleichrichter 116 zu dera unteren Ende der wicklung 32. Umgekehrt führt von der fticklung 124 über einen Widerstand 132 und einen Gleichrichter 134' eine Verbindung zu dem oberen L'nde der Wicklung 32. 2ine Sekundärwicklung 136 des Üötti-^Tungstransformators 100 lot zwischen Gitter G und Kathode G des gesteuerten Gleichrichters 82 über einen .Viderstar.d 138 und ein Ventil 140 angeschlossen. Analog ist eine Wicklung 142 des octtigun.-stransforisators 126 an Kathode und Gitter

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1/QQCCi ,YE-Case 33 274

PLA 62/8232

,YE-Case 33 ,VE-Case 33 551

2t

des Gleichrichters 88 über eine Diode und einen Widerstand 144 gelegt. :<en.n im llippsatz der Transistor 38 durchccsteuert ist, hat das obere ünde der Transformatorwicklung positives Potential, no dass ein Strom durch die Wicklung 1C6 auf den. angehobenen WeG zu dem unteren "Jlnie der '.Vicklung flieset. Die Mittelanzapfung der Transforinntorwicklung ist über einen Gleichrichter 147 an die ilusaeren Enden der Primärwicklungen 185 und 152 von zwei zusätzlichen Siittigungstransformatoren 154 und 184 angeschlossen. Die anderen :.nden dieser.wicklungen liegen über Widerstände 155 bzw. 1^r>7 an Widerständen 158 bzw. 156. Solange der Kern 110 noch nicht gesättigt wird, liegt die gesamte Spannung an der Wicklung 106, so d.-.rjs ein Strom durch die Wicklung 152 fliesst. Dadurch wird während des Sättigungsvorgangs in der '.Vicklung 136 eine Spannung induziert, durch die der Gleichrichter 82 gezündet wird. Infolge-, dessen fliesst ein Strom von der positiven Schiene 148 über die Littelanzapfung 150 und den oberen Teil der Jicklung 91 des Transformators 18 sowie den Gleichrichter 82 zur geerdeten Stromschiene 80. L'in Stromfluss ir. diener Richtung entspreche einer positiven ::albv;elle. Durch lunkte int in der "e-ichnung die zugehörige augenblickliche lolririti.'t ar. den einzelnen Vicklur.-οπ ar.reieutet.

..ie ;'cit, die die Korne 110 bzw. 128 zu ihrer ^.vttigung brauchen, ist rleich dem Impulsintcrvall, mit dem der Ausgangstransformator erregt wird. Sobald der Kern 11C geoöttigt ist, tritt keine J?lusslinderung mehr an der '.Vicklung 136 auf, so darin· das -Steuorpoiential an den Gitter G, das nan ja hier nur lür die Einleitung <3ee Impulses braucht, wegfällt. Dsdurch, dai-t- die Gitterspannung ,iedoch noch wcitei- r;iifroeht-:rl::ilten wird, v/ird eine einfache !'ö/rllchl-eit /^e-

_ _tl-, . 9 0 9903/0274 bad original

TIA 62/8232

1438851 WE-Caseι 33 274

Y/E-Case 33 551

ZS

' schaffen, dass der Wechselrichter auch bei Belastungen mit beliebigem leistungsfaktor arbeiten kann. Infolge der Sättigung im
Kern 110 fällt auch die Spannung an der Wicklung 106 weg, so dass das Potential des oberen V/ieklungsendes des Transformators an den
lunkt 112 kommt. Infolgedessen sperrt der Gleichrichter 147 die · . Verbindung zur Mittelanzapfung der Transformatorwicklung 32$ der
Strom kann daher nur über die Wicklung 152, die Widerstände 157, .'_ 132 und 156 über den Gleichrichter 116 zum unteren.,Ende der Wick- . _n lung 32 fHessen·' Infolgedessen werden in den Sekundärwicklungen
162 und 164 Spannungen mit durch die Punkte angeeeigter Richtung · i .induziert. Durch die Spannung an der Ϋ/ieklung 162' wird dadurch * der steuerbare Gleichrichter 84 durchgesteuert· Die Wicklung 164 ,."_;; ist über ein Ventil 169 an durchgehende Steuerschienen 167 und 168 * '.I angeschlossen, die zu Transistoren 172 und 171 des für alle '., Stufen gemeinsamen Steuergerätes 1-72 führen* ■ .
Durch die Spannung der Wicklung 164 wird hierbei der 3!ransistor 171'."■ :].-,' durchgesteuert, eo dass durch den Basisstrom aus 4er Btfoflique.lle ₍, ' : 173 auch der Transietor 170 durehgesteuept wird« Bfihititspreoiiend
werden also mit dem Gleichrichter 84 auch di# fraftsißtören 170
und 171 durchlässig und die Schiene 101 geerdet, Iioduroh ein Nebenschluss zu Erde parallel zu dem Gleichrichter 82 hergestellt wird»*
Da diese Verbindung nur über den Teil der Wiölclung 91 gvtlsebin;
Anzapfung 98 und der !»littelaneapfung fiieBBt* liegt an Uw ein
höheres Potential gegenüber Erde. Dadurch wird der (von 148 ssulrdel I₁I über den Gleichrichter 82 fliese ende Strom tiliter'.den Srenzströawert
abgesenkt» so daee dieser Sleichriofctßr gelHaoht wirö# Ber Kern 1δΟ
sättigt sich kura nachher, wodurch der Strom im Transistor 1?1 u$<l*.·
Im Gleichrichter 84, herabgesetzt-wird und der Sleichriuhter 84 iß ,

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." PLA 62/8232

33 551

Sperrzustand übergeht. Die Spannung an dem Leiter 149 steigt damit praktisch auf das Potential des oberen Endes der Y/icklung 32 an. Infolgedessen wird mit Hilfe der durch die hintereinandergeschal-

; teten Transistoren 179 und 178 gesteuerten 3rücke 174 die Wicklung 176 des Transformators 18 praktisch kurzgeschlossen und dadurch die Impedanz erheblich unter den Kormalwert gedrückt.

Infolge des Löschens des Gleichrichters 84 wird der Kippsatz in \ dieser Stufe durch den Oszillator umgeschaltet, so dass die Ausgangsspannung an seinem Transformator 24 umgepolt wird. Da der Gleichrichter 147 für diese Richtung durchlässig ist, wird der Transformator 153 jetzt über die -,Vicklung 185 erregt und dadurch der Fluss in seinem Kern wieder hergestellt. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass der.Gleichrichter 86 und die Transistoren und 171 in gesperrtem Zustand bleiben, ebenso wie im ersten Teil der positiven Halbwelle der Gleichrichter 82 durch den -li'luss im Transformator 154 in nichtleitendem Zustand gehalten wurde.

Infolge der Umpolung der Spannung am Gleichrichter 147 werden auch : die Transistoren 180 und 179 gelöscht und dadurch der Kurzschluss an der Brücke 174 aufgehoben.

, V/ährend der Kern 128. des Transformators 126 durch den in umgepolter *'■ (negativer) Richtung flieasenden Strom erregt wird, wird in deasen ,Vicklung 142 eine Spannung induziert, die den Gleichrichter 88 •2ündet, so das3 über den Transformator 18 nunmehr eine negative Halbwelle fliösvit.' Infolge der Sättigung des Kernes 128 wird dann

6AD OBlGiNAU

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• ' PLA 62/8232 ·

. WE-Case 33 551

, 30

über die Wicklung 108 der Transistor 171. und'über diesen wieder der Transistor 170 und der Gleichrichter 86 gezündet. Dadurch wird der Gleichrichter 88 überbrückt und gelöscht, so dass die negative Halbwelle in derselben Weise beendet wird.

Das gemeinsame der Löschung dienende Steuergerät 172 wirkt hierbei über die,durchgehenden Leitungen 101, 167 und 168 auf alle, Schaltsätze, zumal infolge der durch die Kippsätze gesteuerten aufeinanderfolgenden Arbeitsweise ein Schaltvorgang ja immer nur in einer "tufe erforderlich ist. . . _ ' -

V/ich tig ist, dass nach der Ansteuerung der Löschung durch das gemeinsame Steuergerät 172 ein Strom jeder beliebigen Phasenlage .-:-, auch hier weiterfliessen kann, da infolge des Kurzschlusses an der Brücke 174 die Impedanz in dem Transformator auf einen oehr geringen Y/ert her abgedrückt ist.

Die erwähnten Wicklungen 212, 214 und 216, die gemeinsam einen Teil der Kerne 108 und 128 umschliessen. und den Anfangs- bzw- Restfluss in diesen Kernen bestimmen, werden durch durchgehende. Leitungen aus der gemeinsamen Stromquelle bei Hintereinanderschaltung der entsprechenden wicklungen sämtlicher Stufen gespeist. Die Wicklung 216 liegt hierbei an einer einstellbaren, aber konstanten Spannung, die von einem eine Zenerdiode 832 enthaltenden Spannungsteiler abgegriffen werden kann, der an der Speisequelle, beispielsweise viieder von 28 V, liegt. Der Anschluss an diesen Spannungsteiler kann hierbei über einen einstellbaren "/iderstand 830 geführt sein. . . .

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909803/0274^BADORies^^IÄL

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WE-Oaue 53 274 ■ΥΕ-Cnse 33 551

Die Wicklungen 214 sind für eine Kompensierung etwaiger Schwankungen der Speisespannung bestimmt. Ihr Speisestromkreis wird hierzu Über einen einstellbaren Widerstand an den positiven Pol der Spannungsquelle angeschlossen.

Mit Hilfe der Wicklungen 212 kann die Ausgangs spannung am Transformator herabgesetzt werden, wenn diese vorbestimmte Werte überschreitet. Hierzu kann lter'Speise Stromkreis,an dem Regelsatz der. ■Brücke 248 angeschlossen sein. Die Speisung der einzelnen Leitungen erfolgt hier wieder in.gleicher Weise, wie dies in Pig. 6B dargestellt ist. '

Die Überwachungseinrichtung kann u.U^-iUXch dazu ausgenutzt werden,, dass bei unzulässigen Abweichungen eine^Hisehaltung der Energiequelle sowie· gegebenenfalls auch auf der Ausgangsseite eingeleitet

"Me Anwendung der Erfindung ist nicht auf die dargestellt» Aus- j führungsbeispiele beschränkt, insbesondere können verschiedene zusätzliche Verbesserungen, wie beispielEweiue die Herabsetzung dar Impedanz während bestimmter Zeitabschnitte, auch in anderen Zusammenhängen Vorteile bringen. Es ist im übrigen auch nicht noU.endig, hierzu an den entsprechenden Transformatoren besondere V/icklungen anzuordnen, vielmehr kann eine ähnliche Yiirkung auch durch vorübergehenden Kurzschluss einer vorhandenen, in erster Linie für andere Zwecke bestimmten Wicklung des Transformators erfolgen.

16 Figuren

4 7· Ansprüche

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Claims

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438651 WE-CaBe 35 274

WE-Gase 33 551

Patentansprüche

1./V/echaelrichter, bei dem ein Strom mit Hilfe von Schalteinrichtungen abwechselnd umgeschaltet wird, dadurch gekennzeichnet» dass mehrere Systeme von zusammenarbeitenden Einzelteile el~ richtern vorgesehen sind,, deren Ausgänge zur Erzeugung eines gemeinsamen Ausgangsstromes mit vorbestimmter Kurvenform über« lagert werden.

2« Wechselrichter nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet, dass V/echaelrichter angewendet sind, die hub einem Gleichstrom »/echot !ströme mit annähernd rechteckfo'rmiger Kurvenform erzeugen, die jedoch mit einer in einem "bestimmten Verhältnis zur reriodendauer stehenden Phasenverschiebung arbeiten.

3. Wechselrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichneT₉ dass die einzelnen Wechselrichter reit untereinander gleicher FTequeriE arbeiten _e

isschsclrichter nach Anspruch 1 bis 3v öndurch g dass aueoerd.enj aocii susaaimenarbeitend® Weeheelrlchter sehen sind, deren Frequenz eia Sw$i-₉ J3ysi- oder Mehs^ ücr Grundfrequenz be trag? te

5'- V/echselriciiteä" nach Anspruch-1 biß 4, dadurch gek-HUiBsi dass (Ue₁ Spannung-der von den sinsslnea Y/eohssliPi^htepii gellefertaa Teils tröme verechiodsn hoch gewäiilt lets - ' ,,

■ 90-9803/0274 ■ *

\7£-Cofie 33

6, Wechselrichter nach Anapruch 5$ dadurch gekennzeichnet, dasa die Abstimmung der Spannungen durch Zwischenschaltung von Transformatoren mit entsprechend voneinander abweichendem übersetzungsverhältnis erreicht ist.

7. Wechselrichter nach Anspruch 1 bis'6, dadurch gekennzeichnet, dass jedem einzelnen Wechselrichter ein besonderer Ausjan^stransformator zugeordnet ist, deren Ausgangs- (Sekundär-) Y/icklungen hintereinandergeschaltet sind. "

O. Wechselrichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Transformatoren der einzelnen Wechseirichtersysteme in ihrer Arbeitsreihenfolge entsprechend untereinander abwechselnd mit voneinander abweichender Anzahl von Teilwicklungen ausgeführt Bind.

9. Wechselrichter nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass vier verschiedene Wechselrichter verwendet sind, die mit _k einer Phasenverschiebung von. 36° elektrisch arbeiten.

10. Wechselrichter nach Anspruch 9_f dadurch gekennzeichnet, dass die Wechselrichter ihrer Aufeinanderfolge entsprechend in zwei Gruppen unterteilt sind, deren Ausgangsspännurigen sich wie 1 : Ύ? verhalten.

' BAD OBlGlNAL

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H38651 ' ϊ

11. V/echselrichter nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungskurve aus Ii verschiedenen, um 2 'Tf/IT elektrisch gegeneinander verschobenen Rechteckwellen zusammengesetzt ist, die von N-1 zusammenarbeitenden Wechselrichtern erzeugt werden.

12. Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass für die Steuerung der einzelnen Systeme ein gemeinsamer Oszillator vorgesehen ist, der im Rhythmus der Grundfrequena Steuerimpulse gibt.

13. Wechselriehtor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Oszillator über einen Impulsverstärker auf zu den verschie denen Jiinzelsysteinen führende Leitungen die Impulse a

14, Wechselrichter nach Anspruch 1 bis 13» dadurch gekennK-eleiaset* dass jedes Einzelsystem-aus einem Kippsatz, einem Schalt™er-:it und einem mit Hilfe dieses Sc^altgeräts rhythmisch an ,die Speisequelle angeschlossenen Transformator besteht.

15. Wechselrichter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die einzelnen SchaItgeräte der Sätze durch oteuer-leitungen. miteinander verbunden sind, mit deren Hilfe ein in der gewünschten Reihenfolge abwechselndes Arbeiten der einzelnen Sätze gesteuert wird_o

8AD ORSGlNAL

¹Q ß O 1 / Π 7 7 /-·

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WE-Oase 33 551

SS

16. Wechselrichter nach Anspruch 12 bzw. 13, dadurch gekennzeichnet, da38 die Aufeinanderfolge mit Hilfe von Und-Gattern gesichert wird, die einerseits von dem Impulsgeber, andererseits aber von den jeweils vorausgehenden Üntz beeinflusst sind.

17. Wechselrichter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass für die Abschaltung der Stromzuführung von der Speisestromauelle zu den Ausgangstransformatoren dor einzelnen oätze zum Zwecke der Beendigung der einzelnen Halbwellen ein gemeinsames steuergerät (172) vorgesehen ist.

18. Wechselrichter nach Anspruch 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daos für die Verbindung der üpeisestromquelle mit den Ausgangs transformatoren in den einzelnen Schaltsätzen Gleichrichter verwendet sind, die - sobald sie einmal gezündet sind unabhängig von der Zündung den btromfluss solange aufrechterhalten, bis der Strom ainen bestimmten -Il;,Bestwert unterschreitet.

19· Wechselrichter nach Anspruch 1 bis 18, dy-Jurch- gekennzeichnet, dass die Löschung der Gleichrichter mit Hilfe άε-r traneistorgesteuerten Einbehaltung eines Kebensehlusswenea erfolgt, der einen enteprechenden Ltromanteil entzieht*

20. Wechselrichter nach Anspruch IQ, dadurch gekennzeichnet, dasa die Auagang8tran3formatoren rrimarwick?.ungf;n mit Mittelpunktaanzapfung aufweisen, von denen ,je eine Half te den positiven, die andere Hälfte den negativen Halbwollen zugeordnet ist.

809803/0274 _BA0 original

- S/l -

KLA 62/8252

it

'21. Wechselrichter nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass für die positiven und für die negativen Halbwellen je besondere Schaltgleichrichter vorgesehen sind.

22. Wechüc-lrichter, insbesondere nach Anspruch 2 biß 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangstransfonnator jedes Satzes mit einer zusätzlichen Wicklung versehen ist, die während einzelner Teile der entsprechenden Halbwelle durch einen verhält η is mass ig niederohmigen Y/iderstand zur Herabsetzung der Impedanz überbrückt werden kann.

23. Wechselrichter nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Überbrückung mit Hilfe einer Gleichrichterbrücke erfolgt, deren Wechüelstromklemmen an die Transformatorwick-' lung angeschlossen sind, während die Gleichstromklemmen mit Hilfe eines elektronischen Schaltgeräts vorübergehend miteinander verbunden werden können.

24. Wechselrichter nach Anspruch 15 biß 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Kippsätge der einzelnen Stufen mit Aus- und Eingängen für die Steuerung versehen sind, wobei der Ausgang jedes Kippsatzes mit dem Eingang des dem Arbeitsaatz folgenden Kippsatzes verbunden sind.

25. Wechselrichter nach Anspruch 14 oder einem'der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daea die einzelnen Schaltgeräte für jede Halbwelle je einen Sättigungstransformator entholten.

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ϊίΈ-Case 33 274 am WE-Case 33 551

26. Wechselrichter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Sättigungstransformatoren mit Vormagnetisierungswicklungen versehen aind, mit deren Hilfe die Arbeitszeitpunkte (Übergang von gesättigtem in ungesättigten Zustand) eingestellt werden können.

27. Wechselrichter nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Schaltgliedern enthaltenen \ Sättigungstransformatoren mit einer zur Einstellung der Dnuer der einzelnen leistungshalbwellen einstellbaren Gleichspannung vorerregt bzw. gespeist werden.

28. Wechselrichter nach Anspruch 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass di6 Ausgangsleistung durch Veränderung der Impulsdauer geregelt wird.

29. Wechselrichter nach Anspruch 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass durch Änderung des Anfangszeitpunktes der Impulse geregelt wird.

30. Weeheelrichtter nach Anspruch 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass durch Veränderung des lindzei tpunktes der Impulse geregelt wird.

?1. wechselrichter nach Anspruch 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, . " ' dass, sowohl Anfangszeitpunkt wie auch EndZeitpunkt der Impulse zur Einstellung der Phasenlage des Ausgangsatromes verändert werden.

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32. Wechselrichter noch Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Speisung der Steuerwicklungen der Schaltsätze aus dem Ausgangstransfonnator erfolgt.

33. Wechselrichter nach einem der Ansprüche 17 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Kerne der Sättigungstransformatoren einzelne Teile enthalten, die von für beide Halbwellen gemeinsamen iVicklungen umschlossen sind.

34. Wechselrichter nach Anspruch 4 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, dass an den Kippsatz der mit höherer · Frequenz arbeitenden Stufen Impulse entsprechend höherer frequenz zugeführt werden, die aus den Oberwellen der Ausi^?angstranslor'matoren der Stufen niederer Frequenz abgeleitet werden,

35· Wechselrichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,, dass die hintereinandergeschalteten Ausgangsleitungen zu den Wi ei·'~ lungsenden eines dreiphasigen Ausgangstransforniators geführt sind, über den der Wechselstromverbraucher gespeist wird»

36. s/echselrich.ter nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet dass der Anschluss an die Transformatorwicklungen über Drosseln geführt ist, wobei noch Kondensatoren zur Unterdrückung der Oberwellen zwischen die einzelnen Phaeenleiter bzw« einem gemeinsamen Sternpunkt geschaltet sein können.

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37. Wechselrichter nach Anspruch 1 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungseinrichtung vorgesehen ist, die von Strom und Spannung auf der Ausgangsseite abhängig ist.

38. Wechselrichter nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungseinrichtung über ein Oder-Gatter derart beaufschlagt wird, daus jeweils der höhere der beiden Werte mass-· gebend ist. ·

39· Wechselrichter nach Anspruch 32 bzw. 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung der Vormagnetisierung gegebenenfalls zusätzlich in Abhängigkeit von der Überwachungseinrichtung beeinflusst wird.

40. iVechselrichter nach Anspruch 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen ausserdem über Stromwandler geführt sind, deren über Bürdenwiderstände belastete Ausgan^swicklungen auf fileichstromeeitig parallel arbeitende Gleichrichter arbeiten.

41. Wechselrichter nach Anspruch 35 bis 40, dadurch gekennzeichnet, daos der Ausgangstrarsfonaator ausserdem noch eine Wechselstromsekundär-(Mess-) Wicklung hat, an der Meßspannungen abgenommen werden, die nuf gleichstromeeitig parallel geschaltete Gleichrichter arbeiten.

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42. Wechselrichter nach Anspruch 37» dadurch gekennzeichnet, dase eine Einrichtung zur Steuerung der Schaltgeräte in Abhängig- * keit von dem Ausgangsstrom ^orgsseüen ist, die von dem stromabhängigen bzw. spannungsabhängigen Gleichstrom beeinflusst wird, je nachdem, welcher dieser Werte den anderen überschreitet.

43. wechselrichter nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet ₉ dass die Speisung der Kippsätze unmittelbar'aus der die Wechselrichter speisenden Energiequelle erfolgt.

44. Wechselrichter nach Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, daas die den KippBützen zugeführte Spannung in Abhängigkeit von dem Ausgangswerten des Ausgangstransformators beeinflusst wird*

45. Wechselrichter nach Anepruch 44, dadurch gekennzeichnet, dass hierfür das jeweils höhere der dem Ausgangsstrom bzw. der Ausgangsspannung proportionale Signal massgebend ist»

46»·, -Wechselrichter nach Anspruch 45, dadurch gekennzeichnet, die Speisung der Steuerelemente, insbesondere der Transistoren» in den·Kippsätzen von dem Ausgangstransformator aua erfolgt.

47» Wechselrichter nach Anspruch 46, dadurch gekenhzeichnet, dass die Speisespannung je nach der gewünschten Ausgangsleistung auf verschiedene Aerte eingestellt werden kann.

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