DE1563110A1 - Selbstgefuehrter Wechselrichter mit Rueckspeisetransformator - Google Patents

Selbstgefuehrter Wechselrichter mit Rueckspeisetransformator

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DE1563110A1
DE1563110A1 DE19661563110 DE1563110A DE1563110A1 DE 1563110 A1 DE1563110 A1 DE 1563110A1 DE 19661563110 DE19661563110 DE 19661563110 DE 1563110 A DE1563110 A DE 1563110A DE 1563110 A1 DE1563110 A1 DE 1563110A1
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Rune Johansson
Kjeld Thorborg
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    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
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    • H02M7/505—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
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    • B21B39/004—Transverse moving

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Description

DIPL-ING. H. MlSSLING . 63 Giessen, den 5.4.1966
DIPL.-ING. R. SCHLEE ΜΛ8720
PATENTANWALT
Allmänna Svenaka Elektriska Aktiebolaget Yä s t eräa/S ohwe d en
"Selbstgeführter Wechselrichter mit Rüokspeisetransformator"
Die Erfindung betrifft einen selbstgeführten Wechselrichter nach.Patent ..,...· (Pat.Anm. A 45 461 YIIIb/21d2), die sioh auf einen Reihenweohselrichter bezieht, der Rückspeisung von Energie von der Kommutierungsdrossel ermöglicht, ohne daß ein künstlicher oder tatsächerlioher Batteriemittelpunkt vorhanden zu sein brauoht. Ein solcher Wechselrichter umfaßt wenigstens zwei zwischen den speisenden, gleichstromführenden leitern angeschlossene und steuerbare Halbleiterelemente} er dient zur Erzeugung einer Yiereckspannung, die, wenn erwünsoht, über ein Reihen- und ein Parallelresonanzfilter in Sinusform verwandelt werden kann· Der Wechselrichter ist weiter mit einer Kommutierungsdrossel, Kommutierungskondensatoren, RÜokspeiseventilen zum Ermöglichen der Rüokspeisung von Energie von einer am Wechselrichter angeschlossenen Belastung, sowie
ο mit einem Rüokspeisetransformator für die Rückspeisung von
™ Energie von der Kommutierungsdrossel versehen, wobei der Rüok- ^ Speisetransformator mit seiner Primärseite in einem Stromweg oo eingeschaltet ist, der gemeinsam für den Rückspeiseweg der
** Energie.von der Kommutierungsdrossel und den Rüokspeiseweg der Energie von der Belastung ist, der aber gleichzeitig vom Hauptstromweg des Wechselrichters getrennt ist, wobei die
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des Hüokspeisetransformatörs über ffleiciiriohtereleniente zwischen den gleiohspannungsführenden leitern"angeschlossen ist· Hierbei sollte der Büokspeisetransformator so bemessen sein, daß er bei normalem Betrieb nicht gesättigt wird. Es hat sich Jedoch gezeigt, daß dann der Transformator groß und kostspielig wird, unnötig viel Platz in Anspruch nimmt und eine zu große Streureaktanz bekommt·
Um einen kleinen Rüokspeisetransformator zu erhalten, werden gemäß der Erfindung der Kernquerschnitt, das Kernmaterial und die Windungszahl der Wicklungen des Rüokspeisetransformators derart im Verhältnis zueinander und zur länge des Zeitintervalls, in dem die gespeicherte Energie der Kommutierungsdrossel rüokgespeist wird, sowie zu der während dieses Zeitintervalls über dem Rückspeisetransformator aufgedrückten
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Spannung bemssen, so daß der Transformatorkern am Ende des genannten Intervalls gesättigt wird· Hierdurch werden mehrere Vorteile gleichzeitig erreicht. Die Größe des Transformators kann sehr beträchtlich vermindert werden} bei einem typischen Wechselrichter kann eine 5 bis 10-fache Verminderung der seine Dimensionierung bestimmenden leistung erreicht werden. Der Transformator wird hierdurch billiger und nimmt weniger Platz in Anspruch. Er bekommt auch eine kleinere Streureaktanz, was ein großer Vorteil bei den bei der Kommutierung entstehenden schnellen Verläufen ist. Weiter werden die Transformatorverluste geringer, woduroh der Wirkungsgrad des Wechselrichters erhöht wird. Schließlich wird bei einem Wechselrichter nach
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der Erfindung die Ausgangsspannung weniger abhängig von der Belastung.
Die Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben, in dieser zeigern
Fig. 1 einen Wechselrichter nach der Erfindung» bei dem die Sekundärseite des Rüokspeisetransformator über eine G-raetzbrücke an der Speisespannung angeschlossen ist und Pig· 2 eine andere Ausführungsform, in der der Rüokspeisetransformator apargesohaltet ist.
In Fig. 1 sind steuerbare Ventile 1 und 2 in Reihe mit einer Kommutierungsdrossel 3 zwischen den gleichspannungsführenden Leitern angeschlossen. Die Verbindung zweier Kommutierungskondensatoren 4 und 5 ist an einer Mittelanzapfung der Kommutierungsdrossel angeschlossen· 6 und 7 sind Rüokspeiseventile· Der Haupttransformator β ist mit seiner Primärwicklung 9 einmal an der Mittelanzapfung der Kommutierungsdrossel und zum anderen über eine Drosselspule 20 ex an der Verbindung der Kondensatoren 10 und 11 angeschlossen· An der Sekundärwicklung 12 des Haupttransformators ist die Belastung des Wechselrichters angeschlossen· Die Primärwicklung H des Rückspeisetransformators 13 ist zwisohen der Mittelanzapfung der Kommutierungsdrossel 3 und der Verbindung zwisohen den Rüokspeiseventilen 6 und 7 angeschlossen· Die Sekundärwicklung 15 des Transformators ist an den Wechselspannungsklemmen der graetzgeschalteten Gleiohriohterbrüoke
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angeschlossen, deren Gleiohspannungsklemmen an den gleichspannungsführenden Leitern angeschlossen sind.
Die Ventile 1 und 2 werden in bekannter Weise abwechselnd gezündet, wobei eine Wechselspannung über der Belastung erzeugt wird. Wenn z.B. das Ventil 1 zündet, erlischt das Ventil 2. Die während des Kommutlerungsverlaufs in der Kommutierungsdrossel gespeicherte Energie wird duroh einen Strom entladen, der durch das Ventil 1, die Wicklung 14 und das Ventil 6 fließt. In der Sekundärwicklung 15 wird dann ein Strom induziert, der die Kommutierungsenergie zu dem speisenden Gleichstromnetz zurUokspeist. Die Spannung über der Wicklung 14 ist während dieses Verlaufe ungefähr gleich der Gleichspannung D dividiert duroh die Transformatorübersetzung, und zweokmäßig relativ klein, verglichen mit D. Wenn der Rtiokspeisetransformator so ausgeführt wird, daß er nloht gesättigt wird, wird - wenn der Wechselrichter unbelastet istwährend der ganzen Halbperiode oder dem größten (Dell derselben das Potential des Mittelpunkts der Kommutierungsdrossel und damit die Spannung über der Belastung gleich der Gleichspannung D plus dem Spannungsfall über dem Rtickspeisetransformator. Wenn die Belastung größer wird, entladen sioh die Kommutierungsdrossel und die Kondensatoren 4 und 5 duroh die Belastung. Wenn diese Entladung beendet 1st, sinkt das Potential im Mittelpunkt der Kommutierungsdrossel auf den Wert D. Je größer Hl· Belastung ist, umso früher während der Halbperiode erfolgt dies« Spannungssenkung·
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Der Mittelpunkt der abgegebenen Spannung des Weohselyiohtere sinkt also mit steigender Belastung, was äquivalent mit einer inneren Resistanz des Weohselriohters ist·
Naoh der Erfindung ist dies dadurch vermieden, daß der HUoIc-Speisetransformator 13 so dimensioniert wird, daß er, wenn die in der Kommutierungsdrossel gespeicherte Energie zurüokgespeist wird, gesättigt wird. Der Spannungsfall über dem Transformator wird dann sehr niedrig und das Potential in der Mitte der Kommutierungsdrossel wird ungeführ gleich D. Dies findet eine verhältnismäßig kurze Zeit naoh Beginn der Halbperiode statt. Diese Zeit ist im großen und ganzen unabhängig von der Größe der Belastung, wodurch auch die Ausgangsspannung des Wechselrichters weniger abhängig von der Belastung wird. Die Ausgangsspannung wird auch weniger abhängig vom Phasenwinkel der Belastung.
Bei Zündung des Ventils 2 wird das Ventil 1 gelöscht und die Energie der Kommütierungsdrossel entlädt sich duroh das Ventil 2, Ventil 7 und die Primärwioklung des Eüokspeisetransformators· Im übrigen ist der Verlauf analog dem oben beschriebenen»
In Fig» 2 ist der Rüokspeisetransformator in derselben Weise wie in Fig» 1 am Mittelpunkt der Kommutierungsdrossel 3 und der Verbindung der Ventile 6 und 7 angeschlossen· Er hat je— jedoch nur eine Wicklung, an der an einer geeigneten Stelle eine Anzapfung 17 angeordnet ist· Diese Anzapfung ist mit den gleiohspannungsführenden Leitern über die Ventil· 18 und 19 verbunden,
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Wenn das Ventil 2 leitend ist und das Ventil 1 zündet, erlischt das Ventil 2 und die Energie der Koamutierungsdroseel entlädt si oh. duroh das Ventil 1, den reohten Seil dee Rüokspeisetransformators, die Anzapfung 17 und das Ventil 18· Dieser rechte !eil der Transformatorwioklung wird als 3?rimärwioklung wirken· Xm linken Teil, der als Sekundärwicklung wirkt, wird ein Strom Induziert, der über das Ventil 7» den linken Teil der Wicklung, die Anzapfung 17 und das Ventil 18 die Kommutierungsenergie zu dem Grleiohspannungsnetz zurüokspeist«
Bei Kommutierung vom Ventil|zum Ventil 2 entlädt sich die Kommutierungsdrossel duroh das Ventil 2, Ventil 19 und den reohten Teil der Transformatorwicklung· In deren linkem Teil wird ein Strom induziert, der durch das Ventil 19, den linken Teil der Wicklung und das Ventil 6 fließt.
Diese Ausführungsform hat einen einfacheren Aufbau als die in Pig. 1 gezeigte und hat im übrigen dieselben Vorteile.
Wie erwähnt, bietet ein Spannungsrichter nach der Erfindung die Vorteile einer weniger belastungsabhängigen Ausgangsspannung und eines wesentlich kleineren, billigeren und weniger Platz beanspruchenden Rüokspeisetransformators mit niedrigerer Streureaktan« und geringeren Verlusten·
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Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE t 1563110
    Wechselrichter nach Patent (Pat.-Anm. A 45 461X111V21'
    dadurch gekennzeichnet, daß der Kernquerschnitt, das Kernmaterial und die Windungszahl der Wicklungen des Rüokspeiaetransformators (13) derart im Verhältnis zueinander und zur Länge des Zeitintervalls, in dem die gespeicherte Energie der Kommutierungsdrossel rüokgespelst wird, sowie im Verhältnis zu der während dieses ZeitIntervalls dem Rückapeisetransformator aufgedrückten Spannung bemessen sind, daß der Traneformatorkern am Ende des genannten Intervalls gesättigt wird.
    2« Wechselrichter nach Anspruch 1, bei dem die Primärwicklung des Rtiokepeisetransformators zwischen einer Mittelanzapfung der Kommutierungsdrossel und dem Sohaltpunkt von zwei in Reihe miteinander zwischen den gleichspannungsfUhrenden Leitern angeschlossenen Rüokspeisev«ntilen angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärwicklung (15) des Rückspeisetransformators (13) an den Weohselspannungsklemmen einer GleiohrichterbrUoke (16) angeschlossen ist und die Gleiohspannungsklemmen dieser Brücke an den gleiohspannungsführenden Leitern angeschlossen sind·
    3· Wechselrichter naoh Anspruch 1, bei dem die Primärwicklung des RÜokspeisetransformators zwischen einer Mittelanzapfung der Kommutierungsdrossel und dem Sohaltpunkt von
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    zwei in Reihe miteinander zwischen den gleiohspannungsführenden Leitern angeschlossenen Rückspeiseventilen angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückspeisetransformator (13) nur eine Wicklung hat und eine Anzapfung dieser Wicklung über Rückspeiseventile mit den gleiohspannungsführenden Leitern verbunden ist.
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DE19661563110 1965-04-12 1966-04-07 Selbstgeführter Reihenwechselrichter Expired DE1563110C (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE471865 1965-04-12
SE471865 1965-04-12
DEA0052101 1966-04-07

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1563110A1 true DE1563110A1 (de) 1969-07-24
DE1563110B2 DE1563110B2 (de) 1971-04-08
DE1563110C DE1563110C (de) 1973-01-25

Family

ID=

Also Published As

Publication number Publication date
FR89925E (fr) 1967-09-08
GB1050382A (de)
FI41578C (fi) 1969-12-10
DK124577B (da) 1972-10-30
FI41578B (de) 1969-09-01
GB1135019A (en) 1968-11-27
FR1393649A (fr) 1965-03-26
DE1563110B2 (de) 1971-04-08

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E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977
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