DE1816149B2

DE1816149B2 - Gleichrichterschaltung mit lc-siebschaltung

Info

Publication number: DE1816149B2
Application number: DE19681816149
Authority: DE
Inventors: Heinz 8000 München Steuerthal
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1968-12-20
Filing date: 1968-12-20
Publication date: 1972-09-07
Also published as: DE1816149A1

Description

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schaltung angeschlossen. Parallel zum Gleichrichter- Stromes. In Fig. 2 ist diese Abhängigkeit dargestellt, ausgang liegt die Reihenschaltung aus dem ohm- Wie hier ersichtlich, braucht die Bedingung Ra=R sehen Widerstand R, der gleich gr^ß wie der Wider- nicht streng eingehalten zu werden, wenn geringf ügige stand des Verbrauchers R_A sein muß, mit dem Kon- Stromverzerrungen zulässig sind,
densator C. Während die Siebdrossel L in Reihe mit 5 Die im Widerstand R entstehende Verlustleistung dem Verbraucherwiderstand R_A den StrompM für verringert sich mit dem Fonnfaktor der Eingangsden aus den kommutierten Stromhalbwellen gebil- spannung. Bei einer idealen rechteckförmigen Eindeten Gleicfcäirommittelwert darstellt, fließt der über- gangsspannung (f = 1) sinkt diese Verlustleistung auf lagerte Wechselstrom der Stromhalbwellen über den Null. In der Praxis ist die von Wechselrichtern ge-Parallelzweig, bestehend aus der Serienschaltung R, io lieferte Ausgangsspannung nicht ideal rechteckför-C. Stimmen der Reihenwiderstand R und der Ver- mig, sondern verläuft trapezförmig und weist durch braucherwiderstandÄ_A genau überein, dann ändert die Umschlagzeit (Schaltzeit) bedingte Schaltlücken sich der Eingangsstrom wie bei einem ohmschen auf. Auch für diesen Fall ist die angepaßte Gleich-Widerstand streng proportional mit der Eingangs- richterschaltung mit Vorteil einzusetzen, um den spannung. Ist das Widerstandsverhältnis *5 restlichen, durch den nicht idealen Verlauf der

Kurvenform bedingten Blindstrom fernhalten zu -ί^-φΐ , können. Die Verlustleistung am Widerstand R ist

R hierbei sehr gering.

dann kann die daraus resultierende Abweichung der Der mit dem Widerstand R in Serie liegende Kon-

Stromkurve von der Form der Spannungskurvs unter so densator C wirkt bei der angepaßten Gleichrichter-Einbez'ehung des Formfaktors schaltung nicht mehr als Ladekcndensator, sondern

hat lediglich die Funktion eines Blockkondensators,

t _ ^7cff um den Gleichstrom fernzuhalten. Da die glättende

I_m Wirkung dieses Kondensators entfällt, entspricht die

dargestellt werden. Darin bedeutet /_eff den Effektiv- as Welligkeit der Ausgangsspannung genau der von der wert und I_m den arithmetischen Mittelwert eines normalen Gleichrichterschaltung mit Drosseleingang.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 .spannungen an .dtogtipinversojrguiigsgeniten in den ■ * Patentansprüche: Zwischeaverstärkerstellen hervorrufen und somit Blindverluste verursachen, wodurch die Anzahl der

1. Gleichrichterschaltung mit LC-Siebschal- ferngespeisten Zwischenverstärker, die bei Vermeitung, bei der Mm Querzweig vor der Siebdrossel 5 dung der Blindverluste versorgt werden könnte, verein Weehselstrompfad, bestehend aus einer Rei- _ mindert wird.

henschältung von Kapazität und ohmschem Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

Widerstand angeordnet ist, gekennzeich- durch Siebschaltungen in Verbindung mit Gleichnet durch eine solche Bemessung des Wech- richtern verursachten Stromverzerrungen zu vermeiselstrompfades, daß der ohmsche Widerstand (R) io den. Sie geht dabei von einer Gleichrichterschaltung gleich oder nahezu gleich ist dem Verbrauchet- ,, > mit LC-Siebschaltung aus, bei der im Querzweig vor widerstand (A^) am Ausgang¹ der Siebschaltung ^T;i'der Siebdrossel ein Weehselstrompfad, bestehend aus und der Betrag des Wechselstromwiderstandes der einer Reihenschaltucg von Kapazität und ohmschem Kapazität (C) für Spannungen mit der niedrigsten Widerstand angeordnet ist. Eine solche Gleichrichvorkommenden Frequenz sehr klein ist gegen den i$ torschaltung ist bekannt (deutsche Patentschrift ohmschen Widerstand. 748 902).

2. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 1, Diese Aufgabe wird bei einer Gleichrichterschaldadurch gekennzeichnet, daß der ohmsche Wi- tung der vorgenannten Art gemäß dei Erfindung derstand (R) im Weehselstrompfad bei Lastände- durch chic solche Bemessung des Wcclisdstiomrung gleichlaufend mit dem Verbraucherwider- ao pfades gelöst, daß der ohmsche Widerstand gleich stand (R_A) veränderbar ist. oder nahezu gleich ist dem Verbraucherwiderstand

3. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 2, am Ausgang der Siebschaltung und der Betrag des dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung des Wechselstronvviderstandes der Kapazität für Spanohmschen Widerstandes (R) an den Verbraucher- nungen mit der niedrigsten vorkommenden Frequenz widerstand (R_A) mechanisch durch Umschaltung 35 sehr klein ist gegen den ohmschen Widerstand,
steuerbar ist. Durch diese Schaltung ist dem aus den kommu-

4. Gleichrichterschaltung nach Anspruch 2, tierten Stromhalbwellen gebildeten Mittelwcrtstrom dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung des und dem überlagerten Wechselstrom je ein getrenn· ohmschen Widerstandes (R) an den Ver- ter Strompfad mit gleicher Belastung zugeordnet. Die braucherwiderstand (R_A) mittels einer Hilfsschal- 30 Eingangsimpedanz der vorliegenden Gleichrichtertung elektronisch steuerbar ist. schaltung ist rein reell und praktisch unabhängig von

dem Formfaktor der angelegten Eingangsspannung. ______ Es ändert sich daher der Eingangsstrom proportional

mit der Eingangsspannung, so daß sie nur eine 35 Wirkleistung aus der speisenden Spannungsquelle

Aus dem Wechselstromnetz gespeiste Netzgeräte bezieht.

für Gleichstromverbraucher enthalten Gleichrichter- Die Einhaltung der Bemessungsregel, daß der

schaltungen, die im allgemeinen, z. B. in einer Graetz- Widerstand im Querzweig gleich ist dem Verbrau-Brückenschaltung, eine Doppelweggleichrichtung des cherwiderstand, ist nicht besonders kritisch, so daß Wechselstromes bewirken. Zur Glättung des von 40 geringe Laständerungen während des Betriebes die dem Gleichrichter kommutierten Stromes werden un- reelle Eingangsimpedanz nur unwesentlich verändern, mittelbar am Gleichrichterausgang Siebschaltungen Im Falle größerer Laständerungen kann die Schalbenutzt. Siebschaltungen können aus einer oder meh- tung in vorteilhafter Weise so erweitert werden, daß reren Längsinduktivitäten und Querkapazitäten be- der ohmsche Widerstand im Weehselstrompfad bei stehen und entweder einen Kondensator- oder einen 45 Laständerung gleichlaufend mit dem Verbraucher-Drosseleingang aufweisen. Die Blindwiderstände der widerstand veränderbar ist.

Siebschaltung bewirken eine Verzerrung des Ein- Die Anpassung an den Verbraucherwiderstand

gangsstromes. Bezogen auf eine sinusförmige Ein- kann mechanisch durch Schaltkontakte oder mittels gangsspannung, wird bei der Siebschaltung mit einer Hilfsschaltung elektronisch steuerbar sein, einem Ladekondensator (Kondensatoreingang) die 5» Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand Stromverzerrung und damit auch die aufgenom- der F i g. 1 und 2 näher erläutert. In
mene Blindleistung um ein Vielfaches größer sein als F i g. 1 ist eine angepaßte Gleichrichterschaltung

bei einer Siebschaltung mit Drosseleingang, bei der mit einer Siebschaltung, die einen Drosscleingang aber auch bereits eine erhebliche Verzerrung erfolgt. aufweist, im Prinzip dargestellt; in
Diese Eigenschaft der Gleichrichterschaltung mit 55 F i g. 2 ist die Abhängigkeit des Formfaktors £ des Siebschaltung kann sich in verschiedenen Fällen sehr Eingangsstromes und des Wirkungsgrades η der nachteilig auswirken. Schaltung vom Widerstandsvcrhällnis R_A/R bei

Bei der Gleichrichtung der von einein Wechsel- sinusförmiger Eingangsspannung dargestellt,
richter gelieferten, rechtcckförmigen Wechselspaii- Am Eingang der Gleichrichterschaltung wird die

nung werden die Schalttransistoren mit dem hohen 60 Eingangsspannung U₁; z. B. aus einem Wcchsel-I.aclestiom besonders im Augenblick des Einschal- stromnetz zugeführt. Die Gleichrichtung der Wechtens bei noch entladenem Kondensator belastet, selspannung erfolgt in einer Brückenschaltung Gr wenn die Siebsehaltung einen Kondensatorcingang (Graetz-Schaltung). An die Stelle der Briickcnschalbesii/i. tung kann auch jede andere Gleichrichterschaltung

Stromverzerrungeii sind auch bei der Wechsel- 6;-, treten, wie auch zwischen dem Wechselstromnetz und stromferiispeisung von Zwibchenverstiirkerstellen in dem Gleichrichter ein Transformator eingeschaltet Naclirichtenübertragiiiigssystemen nachteilig, da diese sein kann. Der Verbraucherwiderstand R_A ist über infolge der Leittingswiderstände verzerrte Eingangs- die Siebdrossel L an den Ausgang der Brücken-