DE1613619B2

DE1613619B2 - Wechselrichter mit Einzellöschung

Info

Publication number: DE1613619B2
Application number: DE1613619A
Authority: DE
Inventors: Arne Havnbjerg Jensen; Tom Kastrup Fribjerg Petersen
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1967-08-29
Filing date: 1967-08-29
Publication date: 1974-01-24
Also published as: FR1581822A; US3525923A; SE339043B; CH493961A; DE1613619A1; GB1250195A; JPS4912529B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselrichter mit Einzellöschung, bei dem ein erstes gesteuertes Lastgleichrichterelement, ein erstes Sperrgleichrichterelement, eine Umschwingdrossel, von deren Mittelanzapfung die Last abzweigt, ein zweites Sperrgleichrichterelement und ein zweites gesteuertes Lastgleichrichterelement gleichsinnig in Reihe geschaltet sind, jedem Lastgleichrichterelement ein Kommutierungskreis parallel liegt, der aus der Reihenschaltung eines Kommutierungskondensators und eines gesteuerten Löschgleichrichterelements sowie einer letzteren überbrückenden Reihenschaltung einer Umschwingdrossel und einer Diode besteht, sowie große ohmsche Widerstände einerseits die Ka- — ■ thoden der beiden Lastgleichrichter miteinander-und andererseits deren''Anoden miteinander verbinden, sowie mit einem Lösch- und Zündimpulse abgebenden Steuergerät.

Es ist ein Wechselrichter dieser Art bekannt (britische Patentschrift 1 063 733), bei dem sich der Kommutierungskondensator beim Zünden des Löschgleichrichterelements über das Lastgleichrichterelement entlädt, dessen Haltestrom unterdrückt und diesen damit zum Erlöschen bringt. Beim nächsten Zünden des Lastgleichrichterelements kann sich der Kommutierungskondensator über die Umschwingdrossel oder die Diode seines Kommutierungskreises in entgegengesetzter Richtung aufladen, so daß er wieder für einen neuen Löschvorgang zur Verfügung steht. Um den Kommutierungskondensator unter allen Betriebsbedingungen auf die volle erforderliche Spannung aufzuladen, sind die großen ohmschen Widerstände vorgesehen.

Die Auslegung dieser ohmschen Widerstände macht aber Schwierigkeiten. Da sie einen Kurzschluß für die Last bilden, müssen sie entsprechend hochohmig gemacht werden, um störende Verluste zu vermeiden. Je größer aber die entsprechenden Widerstände sind, um so schwieriger wird es, den Kommutierungskondensator auf die volle Spannung aufzuladen, sei es im Betrieb im Sinne einer Nachladung, sei es beim Einschalten des Wechselrichters im Sinne einer erstmaligen Aufladung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Wechselrichter der eingangs beschriebenen Art die zum besseren Aufladen der Kommutierungskondensatoren vorgesehenen Überbrückungswiderstände möglichst groß zu machen, andererseits aber eine volle Aufladung dieser Kommutierungskondensatoren sicherzustellen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Steuergerät die Zündimpulse für das erste Lastgleichrichterelement gegenüber den Löschimpulsen für das zweite Löschgleichrichterelement sowie die Zündimpulse für das zweite Lastgleichrichterelement gegenüber den Löschimpulsen für das erste Löschgleichrichterelement verzögert, aber mit gegenseitiger Überlappung abgibt.

Mit dieser Maßnahme wird erreicht, daß im Betrieb die Nachladung nicht oder zumindest nicht ausschließlich über die Überbrückungswiderstände erfolgen muß. Durch die Verzögerung und Überlappung des Löschimpulses im ersten System und des Zündimpulses im zweiten System ergibt sich, daß das zweite Lastgleichrichterelement nach Löschung des ersten Lastgleichrichterelements bereits gezündet wird, "solange das erste Löschgleichrichterelement noch leitend ist. Infolgedessen fließt über das zweite Lastgleichrichterelement für einen kurzen Augenblick noch ein Strom, der. von der Gleichspannungsquelle über den ersten Kommutierungskondensator und das erste Löschgleichrichterelement geführt ist. Das erste Löschgleichrichterelement sperrt, sobald der Kondensator voll aufgeladen ist.

Zweckmäßig ist es ferner, wenn das Steuergerät beim Einschalten des Wechselrichters zunächst nur einige Löschimpulse und danach erst Lösch- und Zündimpulse abgibt. Auf diese Weise wird der Einschaltvorgang trotz des Vorhandenseins der großen ohmschen Widerstände und unter Beibehaltung des üblichen Steuergeräts erleichtert.
■ Die Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
' Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild fur einen Impulsgenerator zum Betrieb des Wechselrichters,

F i g. 2 den zeitlichen Verlauf der im Zusammenhang mit der Erfindung auftretenden Signale und

F i g. 3 ein Schaltbild für den erfindungsgemäßen Wechselrichter.

F i g. 1 zeigt, daß einem Nulldetektor 1 ein Eingangssignal zugeführt wird, bei dem zumindest die Nulldurchgänge der gewünschten Spannung an der Last entsprechen. Der Nulldetektor besitzt zwei Ausgänge 2 und 3. Vom Ausgang 2 geht ein erster Zweig zu einem Differentiationsglied 4 und ein zweiter Zweig über ein Zeitverzögerungsglied 5 zu einem Differentiationsglied 6. Vom Ausgang 3 geht ein er-

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ster Zweig zu einem Differentiationsglied 7 und ein L 3 werden durch gegensinnig geschaltete Freilauf zweiter Zweig über ein Zeitverzögerungsglied 8 zu dioden E 3 und E 7 überbrückt. In ähnlicher Weise einem Differentiationsglied 9. Jedem Differentia- werden die Umschwingdrossel L 3, das Sperrgleichtionsglied ist eine Impulsstufe 10 bis 13, Vorzugs- richterelement E 5 und das Lastgleichrichterelement weise in der Form eines Impulstransformators, zu- 5 Es 4 durch die gegensinnig geschalteten Freilaufdiogeordnet. An diesen Impulsstufen können die Lösch- den E 6 und E 8 überbrückt. Sodann ist ein Widerimpulse Z₁ und /., sowie die Zündimpulse Z₁ und z.₂ stand R 1 vorhanden, der die Anoden der beiden abgenommen werden. Die Löschimpulse werden so- Lastgleichrichterelemente Es 1, Es 4 verbindet, und fort beim Einschalten der Vorrichtung abgegeben, ein Widerstand R 2, der die Kathoden dieser beiden die Zündimpulse erst nach Einlegen eines Schalters io Lastgleichrichterelemente verbindet.
K, so daß zunächst nur Löschimpulse und erst dann Beim Einschalten des Hauptschalters werden zu-Zünd- und Löschimpulse erzeugt werden. nächst nur Löschimpulse abgegeben. Beim Löschim-

F i g. 2 zeigt in der ersten Zeile das Signal b, das puls I _x lädt sich der Kommutierungskondensator C1 am Ausgang 2 des Nulldetektors 1 abgenommen über das zugehörige Löschgleichrichterelement Es 1 wird. Das Signal b' am Ausgangs hat die gleiche 15 und den Widerstand Rl auf. Beim Löschimpuls /2 Form, ist aber in der Phase entgegengesetzt. Es ist lädt sich der Kommutierungskondensator Cl über ohne weiteres erkennbar, daß die Schaltung die Im- den Widerstand R 1 und das zugehörige Löschgleichpulse Z₁, z_v Z₂ und Z₂ erzeugt. Die Zündimpulse fol- richterelement Es 3 auf. Wird nun der Schalter K eingen dem zugehörigen Löschimpuls jeweils mit kur- gelegt, so folgt einem Löschimpuls unmittelbar ein zem Abstand, aber dergestalt, daß sie sich noch 20 Zündimpuls. Beim Auftreten des Zündimpulses Z₁ überlappen, wie es die Zeilen 2 bis 5 der F i g. 2 zei- fließt ein Laststrom von der positiven Klemme der gen. Auf diese Weise kann im Starkstromteil eine Spannungsquelle über das Lastgleichrichterelement Spannung W gemäß der 6. Zeile dieser Figur erzeugt Es 2, das Sperrgleichrichterelement E1 und die Umwerden. Als Beispiel sei erwähnt, daß die Impulse schwingdrossel L 3 zur Quelle W. Gleichzeitig wird eine Gesamtdauer von 30 bis 40 μ5 haben und sich 25 der Kondensator C1 umgeladen, indem ein Strom mit etwa 10 \iS überlappen. über das Lastgleichrichterelement Es 2, die Diode

Im Starkstromteil der F i g. 3 steht zur Speisung E1 und die Umschwingdrossel L1 fließt. Des weite-

der Phase W eine positive und eine negative Span- ren kann ein Nachladen des Kondensators C 2 erfol-

nung von je 300 V zur Verfügung. Der Hauptstrom- gen, weil von der Umschwingdrossel L 3 über das

pfad geht einerseits vom positiven Pol der Spannungs- 3° Sperrgleichrichterelement E 5 ein Strom nachfließen

quelle über einen Widerstand R 3, ein steuerbares kann, solange wegen der Überlappung von Löschim-

Lastgleichrichterelement Es 2, ein Sperrgleichrichter- puls und Zündimpuls das Löschgleichrichterelement

element E1 und die erste Hälfte einer Umschwing- Es 3 noch geöffnet ist.

drossel L 3 zur Klemme W. In der nächsten Halb- Das Lastgleichrichterelement Es 1 bleibt offen, sowelle fließt der Strom von der Klemme W über die 35 lange mindestens ein Haltestrom hindurchfließt, andere Hälfte der Umschwingdrossel L 3, ein Sperr- Wenn ein Löschimpuls Z₁ an das Löschgleichrichtergleichrichterelement E 5, ein zweites gesteuertes element Es 1 gegeben wird, entlädt sich der Konden-Lastgleichrichterelement Es 4 und einen Widerstand sator C1 über das Lastgleichrichterelement Es 2, so R 4 zum negativen Pol der Spannungsquelle. Dem daß dieses mangels Haltestrom erlischt Unmittelbar Lastgleichrichterelement Es 1 ist ein Kommutie- 40 darauf wird das Lastgleichrichterelement Es 4 gezünrungskreis zugeordnet, der durch ein Löschgleich- det, und das Spiel setzt sich mit der negativen Halbrichterelement Es 1 in Reihe mit einem Kondensator welle des Laststroms fort. Auch hier wird der Kon-C1 und überbrückt durch die Reihenschaltung einer densator C 2 über das zugehörige Lastgleichrichter-Diode E1 und einer Umschwingdrossel L1 gebildet element Es 4, die Umschwingdrossel L 2 und die ist. In gleicher Weise besitzt das Lastgleichrichterele- 45 Diode E 4 umgeladen. Auch kann wegen der Überment Es 4 einen Kommutierungskreis, der aus einem lappung von Zündimpuls und Löschimpuls der Kon-Löschgleichrichterelement Es 3 in Reihe mit einem densator C1 nachgeladen werden, so daß er für den Kondensator C 2 und überbrückt durch die Reihen- nächsten Umschwingvorgang wieder zur Verfügung schaltung eines Löschgleichrichterelements E 4 und steht.

einer Umschwingdrossel L 2 besteht. Die Zünd- und 50 Für den Fall, daß die Belastung an der Quelle W

Löschimpulse für die einzelnen Gleichrichterele- induktiv ist, fließt der Strom in der Belastung auch

mente Es 1, Es 2, Es 3 und Es 4 werden an die Klem- bei Löschen des Lastgleichrichterelements Es 2 in

men 1 W, 2 W, 3 W und 4 W gelegt. Hierbei werden der gleichen Richtung weiter, wobei an der Klem-

die Impulse über die Reihenschaltung eines Wider- me W eine negative Spannung entsteht, die niedriger

Standes und eines Kondensators geführt, nämlich 55 liegt als die Spannung am negativen Pol der Span-

R 1-C 3, R S-C 5, R10-C 7 und R 12-C 9. nungsquelle. Infolgedessen fließt ein Strom über die

Das Lastgleichrichterelement Es 2, das Sperr- Freilaufdioden E 6 und E 8, bis sich der Strom in der gleichrichterelement E 2 und die Umschwingdrossel Phase W umkehrt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wechselrichter mit Einzellöschung, bei dem ein erstes gesteuertes Lastgleichrichterelement, ein erstes Sperrgleichrichterelement, eine Umschwingdrossel, von deren Mittelanzapfung die Last abzweigt, ein zweites Sperrgleichrichterelement und ein zweites gesteuertes Lastgleichrichterelement gleichsinnig in Reihe geschaltet sind, jedem Lastgleichrichterelement ein Kommutierungskreis parallel liegt, der aus der Reihenschal- tung eines Kommutierungskondensators und eines gesteuerten Löschgleichrichterelements sowie einer letzteren überbrückenden Reihenschaltung einer UmscWingdrossel und einer Diode besteht, sowie große ohmsche Widerstände einerseits die Kathoden der beiden Lastgleichrichter miteinander und andererseits deren Anoden miteinander verbinden, sowie mit einem Lösch- und Zündimpulse abgebenden Steuergerät, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät die Zündimpulse für das erste Lastgleichrichterelement gegenüber den Löschimpulsen für das zweite Löschgleichrichterelement sowie die Zündimpulse für das zweite Lastgleichrichterelement gegenüber den Löschimpulsen für das erste Löschgleichrichterelement verzögert, aber mit gegenseitiger Überlappung abgibt.

2. Wechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuergerät beim Einschalten des Wechselrichters zunächst nur einige Löschimpulse und danach erst Lösch- und Zündimpulse abgibt.

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