DE1563110B2

DE1563110B2 - Selbstgefuehrter reihenwechselrichter

Info

Publication number: DE1563110B2
Application number: DE19661563110
Authority: DE
Inventors: Rune Thorborg Kjeld Vasteraos Johansson (Schweden)
Original assignee: Allmaenna Svenska Elektriska AB, Vaesteraos (Schweden)
Priority date: 1965-04-12
Filing date: 1966-04-07
Publication date: 1971-04-08
Also published as: FI41578B; FR1393649A; DE1563110A1; DK124577B; FR89925E; GB1135019A; GB1050382A; FI41578C

Description

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Die Hauptpatentanmeldung bezieht sich auf einen 1 und 2 steuerbare Ventile, die in Reihe mit einer selbstgeführten Reihenwechselrichter zur Erzeugung Kommutierungsdrossel 3 zwischen den gleichspaneiner Rechteckspannung, die vorzugsweise über Rei- nungsführenden Leiter D und O angeschlossen sind, hen- und Parallelresonanzfilter in eine sinusförmige Die Verbindung zweier Kommutierungskondensatoumgewandelt wird, und zwar auf einen Reihenwech- 5 ren 4 und 5 ist an der Mittelanzapfung der Kommuselrichter mit mindestens zwei steuerbaren Halblei- tierungsdrossel 3 angeschlossen. 6 und 7 sind Rückterelementen, die in Reihe mit einer mit Mittelan- Speiseventile. Ein Haupttransformator 8 ist mit seizapfung versehenen Kommutierungsdrossel an eine ner Primärwicklung 9 einmal an der Mittelanzapfung Gleichspannungsquelle angeschlossen sind, mit zwi- der Kommutierungsdrossel 3 und zum anderen über sehen der Mittelanzapfung und jedem der Pole der io eine Drosselspule 20 an der Verbindung zweier Kon-Gleichspannungsquelle angeschlossenen Kommutie- densatoren 10 und 11 angeschlossen. An der Sekunrungskondensatoren und mit Rückspeiseventilen, die därwicklung 12 des Haupttransformators liegt die die Rückspeisung von Energie in die Gleichspan- Belastung der Reihenwechselrichters. Die Primärnungsquelle von einer am Reihenwechselrichter an- wicklung 14 des Rückspeisetransformators 13 ist geschlossenen Belastung ermöglichen. Ein solcher 15 zwischen der Mittelanzapfung der Kommutierungs-Reihenwechselrichter ist bekannt (schwedische Pa- drossel 3 und der Verbindung zwischen den Rücktetschrift 195 003). speiseventilen 6 und 7 angeschlossen. Die Sekundär-

Für einen solchen Reihenwechselrichter ist es wicklung 15 des Rückspeisetransformators 13 ist an weiterhin bekannt, einen besonderen Rückspeise- die Wechselspannungsklemmen einer graetzgeschaltransformator für die Rückspeisung von Energie von 20 teten Gleichrichterbrücke 16 angeschlossen, deren der Kommutierungsdrossel zu verwenden und mit Gleichspannungsklemmen an den gleichspannungsseiner Primärseite in einen Stromweg einzuschalten, führenden Leitern D und O liegen,
der gemeinsam für den Rückspeiseweg der Energie Die Ventile 1 und 2 werden in bekannter Weise von der Kommutierungsdrossel und den Rückspeise- abwechselnd gezündet, wobei eine Wechselspannung weg der Energie von der Belastung ist, aber gleich- 25 über der Belastung erzeugt wird. Wenn z. B. das zeitig vom Hauptstromweg des Reihenwechselrich- Ventil 1 zündet, erlischt das Ventil 2. Die während ters getrennt ist, und daß der Rückspeisetransfor- des Kommutierungsverlaufs in der Kommutierungsmator auf der Sekundärseite über Gleichrichterele-.; 1 drossel 3 gespeicherte Energie wird durch einen mente an die Gleichspannungsquelle angeschlossen Strom entladen, der durch das Ventil 1, die Primärist (schwedische Patentschrift 195 003). 30 wicklung 14 und das Rückspeiseventil 6 fließt. In

Der Rückspeiseiransformator nach der Haupt- der Sekundärwicklung 15 wird dann ein Strom indupatentanmeldung P 12 71.817.1-32 ist so bemessen, ziert, der die Kommutierungsenergie zu der speisendaß er bei normalem Betrieb nicht gesättigt wird. Es den Gleichspannungsquelle zurückspeist. Die Spanhat sich jedoch gezeigt, daß dann der Rückspeise- nung über der Primärwicklung 14 ist während dieses transformator groß und aufwendig wird und eine 35 Verlaufs ungefähr gleich der Speisegleichspannung große Streureaktanz aufweist. dividiert durch die Rückspeisetransformatorüberset-

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den zung und zweckmäßig relativ klein verglichen mit der Rückspeisetransformator in seinen Abmessungen zu .Speisegleichspannung. Wenn der Rückspeisetransfor-

vermindern. mator 13 — wie beim Bekannten — nicht gesättigt

Diese Aufgabe wird bei einem Reihenwechsel- 4° wird, wird beim unbelasteten Reihenwechselrichter richter der eingangs genannten Art erfindungsgemäß während der ganzen Halbperiode oder dem größten dadurch gelöst, daß der Kernquerschnitt, das Kern- Teil derselben das Potential des Mittelpunkts der material und die Windungszahl der Wicklungen des Kommutierungsdrossel 3 und damit die Spannung Rückspeisetransformators derart im Verhältnis zu- über der Belastung gleich der Speisegleichspannung einander und zur Länge des Zeitintervalls, in dem die 45 plus dem Spannungsfall über dem Rückspeisetransgespeicherte Energie der Kommutierungsdrossel rück- formator 13. Wenn die Belastung größer wird, entgespeist wird, sowie zu der während dieses Zeit- laden sich die Kommutierungsdrossel 3 und die Konintervalls über dem Rückspeisetransformator liegen- densatoren 4 und 5 durch die Belastung. Wenn diese den Spannung bemessen sind, daß der Transfor- Entladung beendet ist, sinkt das Potential im Mittelmatorkern am Ende dieses Intervalls gesättigt ist. 50 punkt der Kommutierungsdrossel 3 auf den Wert der

Hierdurch werden gegenüber dem Bekannten meh- Speisegleichspannung. Je größer die Belastung ist,

rere Vorteile gleichzeitig erreicht. Nämlich die Größe um so früher während der Halbperiode erfolgt diese

des Rückspeisetransformators kann sehr beträchtlich . Spannungssenkung. Der Mittelwert der abgegebenen

vermindert werden, so daß gegenüber dem in dem Spannung des Reihenwechselrichters sinkt also mit

als bekannt vorausgesetzten Wechselrichter vorge- 55 steigender Belastung, was äquivalent mit einem inne-

sehenen Transformator eine 5- bis lOfache Vermin- ren Widerstand des Reihenwechselrichters ist.

derung der seine Dimensionierung bestimmenden Die Erfindung schafft hier Abhilfe, indem der

Leistung erreicht werden kann. Er weist auch eine Rückspeisetransformator 13 so dimensioniert wird,

kleinere Streureaktanz auf, was einen schnelleren Ab- daß er, wenn die in der Kommutierungsdrossel 3

lauf der Kommutierung bewirkt. Weiterhin werden 6° gespeicherte Energie zurückgespeist wird, gesättigt

die Transformatorverluste geringer, wodurch der ist. Der Spannungsfall über dem Rückspeisetransfor-

Wirkungsgrad des Reihenwechselrichters erhöht wird. mator Ϊ 3 wird dann sehr niedrig und das Potential

Schließlich wird beim Reihenwechselrichter nach der in der Mitte der Kommutierungsdrossel wird unge-

Erfindung die Ausgangsspannung weniger abhängig fähr gleich der Speisegleichspannung. Dies findet eine

von der Belastung. 65 verhältnismäßig kurze Zeit nach Beginn der HaIb-

In der Zeichnung ist ein Reihenwechselrichter dar- periode statt. Diese Zeit ist im großen und ganzen

gestellt, bei dem die Erfindung verwirktlicht ist. In unabhängig von der Größe der Belastung, wodurch

dieser bekannten Wechselrichterschaltung sind auch die Ausgangsspannung des Reihenwechselrich-;

ters 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 Kommutierungsdrossei 3 entlädt sich durch das Ventil 2, Ventil 7 und die Primärwicklung des Rückspeisetransformator 13. Der weitere Verlauf ist dann analog dem oben beschriebenen.

Claims

Patentanspruch:

Selbstgeführter Reihenwechselrichter zur Erzeugung einer Rechteckspannung, die vorzugsweise über Reihen- und Parallelresonanzfilter in eine sinusförmige umgewandelt wird, mit mindestens zwei steuerbaren Halbleiterelementen, die in Reihe mit einer mit Mittelanzapfung versehenen Kommutierungsdrossel an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen sind, mit zwischen der Mittelanzapfung und jedem der Pole der Gleichspannungsquelle angeschlossenen Kommutierungskondensatoren, mit Rückspeiseventilen, die die Rückspeisung von Energie in die Gleichspannungsquelle von einer am Reihenwechselrichter angeschlossenen Belastung ermöglichen, und mit einem besonderen Rückspeisetransformator für die Rückspeisung von Energie von der Kommutierungsdrossel, der mit seiner Primärseite in einem Stromweg eingeschaltet ist, der gemeinsam für den Rückspeiseweg der Energie von der Kommutierungsdrossel und den Rückspeiseweg der Energie von der Belastung ist, aber gleichzeitig vom Hauptstromweg des Reihenwechselrichters getrennt ist, wobei der Rückspeisetransformator auf der Sekundärseite über Gleichrichterelemente an die Gleichspannungsquelle angeschlossen ist, nach Patentanmeldung P1271817.-1-32, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernquerschnitt, das Kernmaterial und die Windungszahl der Wicklungen des Rückspeisetransformators (13) derart im Verhältnis zueinander und zur Länge des Zeitintervalls, in dem die gespeicherte Energie der Kommutierungsdrossel (3) zurückgespeist wird, sowie im Verhältnis zu der während dieses Zeitintervalls dem Rückspeisetransformator (13) aufgedrückten Spannung bemessen sind, daß der Transformatorkern am Ende dieses Intervalls gesättigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen