DE19816606A1 - Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung - Google Patents

Description

Zur Einführung in die Beschreibung der hiermit vorgestellten Er­ findung ist in Fig. 1 ein in Brückenschaltung ausgeführter Thyri­ storstromrichter (1) dargestellt, der über seine wechselstrom­ seitigen Außenanschlüsse A_R, A_Sund A_Tan ein Drehspannungssys­ tem (2) angeschlossen ist. Für das letztgenannte ist die übliche Ersatzdarstellung gewählt, die aus drei eingeprägten Sternspan­ nungsquellen e_R (3), e_S (4) und e_T (5) besteht, denen zur Berück­ sichtigung des induktiven Innenwiderstands des Drehspannungs­ systems (2) drei Drosseln L_R (6), L_S (7) und L_T (8) nachgeschal­ tet sind, welche jeweils die Induktivität L_i aufweisen. Der ohm­ sche Innenwiderstand des Drehspannungssystems (2) sei als ver­ schwindend klein vorausgesetzt. Diese Annahme sei auch für die Ohmwiderstände sämtlicher Verbindungsleitungen und sonstiger Bau­ elemente zugrundegelegt, die im Rahmen dieser Beschreibung auf­ treten. Des weiteren sei auch die Durchlaßspannung der verwende­ ten Thyristoren als verschwindend klein vorausgesetzt. Dasselbe gelte auch für die Durchlaßspannungen sämtlicher Dioden und voll eingeschalteter Insulated Gate Bipolar Transistoren (IGBT), die im Rahmen dieser Beschreibung noch zum Einsatz kommen. Diese Vor­ aussetzungen dürfen deshalb getroffen werden, weil die genannten Durchlaßspannungen und sämtliche in Betracht kommenden Ohmwider­ stände auf die im vorliegenden Zusammenhang interessierenden Kom­ mutierungsvorgänge keinen nennenswerten Einfluß ausüben.

In der in Fig. 1 dargestellten, dreiphasigen Brückenschaltung sind insgesamt sechs Thyristoren (9) enthalten. Sie sind in jener Reihenfolge durch die kleinen Buchstaben a bis f gekennzeichnet, in der sie sich an der Führung des gleichgerichteten Stromes i_g beteiligen. In dieser Anordnung treten insgesamt sechs verschie­ dene Kommutierungen (Stromübergaben) auf; jene vom Thyristor a auf den Thyristor c, jene von b nach d, jene von c nach e, jene von d nach f, jene von e nach a und jene von f nach b. Da diese Kommutierungen grundsätzlich gleich verlaufen, genügt es für die nachstehenden Überlegungen völlig, eine davon repräsentativ für alle zu beleuchten.

Im folgenden soll daher allein die Kommutierung (Stromübergabe) des gleichgerichteten Stromes i_g vom Thyristor a auf den Thy­ ristor c betrachtet werden, die daher im weiteren auch als "be­ trachtete Kommutierung" bezeichnet wird. Vor Beginn dieser "betrachteten Kommutierung" fließt der gleichgerichtete Strom i_g gemäß dem in Fig. 1 strichpunktiert eingetragenen Strompfad von der in Fig. 1 unten gezeichneten Schiene des Gleichstromzwischen­ kreises (10) über den Thyristor b, die untere Drossel L_T (8), die Sternspannungsquelle e_T (5), die Sternspannungsquelle e_R (3), die obere Drossel L_R (6) sowie über den Thyristor a zur oberen Schie­ ne des Gleichstromzwischenkreises (10). Die Kommutierung vom Thy­ ristor a auf den Thyristor c beginnt, wenn der Thyristor c durch einen Zündimpuls freigegeben wird und dabei die Bedingung e_S < e_R erfüllt ist. Dann beginnt sich ein Strom i_c über die Spannungs­ quelle e_S (4), die mittlere Drossel L_S (7) und den Thyristor c auszubilden, der in Fig. 1 gestrichelt eingetragen ist. Gleich­ zeitig beginnt sich der punktiert eingetragene, über die Stern­ spannungsquelle e_R (3), die obere Drossel L_R (6) und den Thy­ ristor a fließende Strom i_a zu vermindern. Die Summe aus den bei­ den Strömen i_a und i_c ist der gleichgerichtete Strom i_g. Die be­ trachtete Kommutierung ist abgeschlossen, wenn i_a = 0 und damit i_c = i_g geworden ist.

Von der betrachteten Kommutierung unberührt bleibt der über den Thyristor b, die untere Drossel L_T (8) und die Sternspannungs­ quelle e_T (5) fließende Strom i_b. Für den letztgenannten gilt unmittelbar vor der betrachteten Kommutierung vom Thyristor a auf den Thyristor c, während dieser Kommutierung und unmittelbar danach stets i_b = i_g. Infolgedessen kann der in Fig. 1 links oben dargestellte Schaltungsteil (11) für die Analyse der betrachte­ ten Kommutierung vom Thyristor a auf den Thyristor c aus der Ge­ samtanordnung herausgelöst und gesondert betrachtet werden. Für dieses Vorhaben ist der genannte Schaltungsteil (11) in Fig. 2 nochmals in übersichtlicher Weise dargestellt.

Wie aus Fig. 2 direkt hervorgeht, wird die angestrebte Kommu­ tierung des Stromes i_g vom bisher stromführenden Thyristor a auf den anschließend zur Stromführung bestimmten Thyristor c nur dann wunschgemäß in Gang kommen, wenn zu jenem Zeitpunkt, zu dem der Thyristor c durch einen Zündimpuls freigegeben wird, die im betrachteten Kommutierungskreis vom bisher stromführenden Thy­ ristor a zum anschließend zur Stromführung bestimmten Thyri­ stor c wirksame Kommutierungsspannung u_K = e_S-e_R positiv ist, oder zumindest gerade dabei ist, von negativen auf positive Wer­ te überzuwechseln. Aus Fig. 2 wird aber auch unmittelbar deut­ lich, daß dann, wenn zur Einleitung der angestrebten Kommutie­ rung vom bisher stromführenden Thyristor a auf den anschließend zur Stromführung bestimmten Thyristor c der letztgenannte durch einen Zündimpuls freigegeben wird, sich unter der Voraussetzung u_K < 0 ein positiver Strom i_c auszubilden beginnt. Dann sind für eine kurze Zeitspanne beide Thyristoren, a und c, gleichzeitig leitend. Währenddessen wird der gleichgerichtete Strom i_g von der im Gleichstromzwischenkreis enthaltenen Zwischenkreisdros­ sel (12) mit der Induktivität L_Z praktisch konstant gehalten. Der Strom i_a durch den bisher stromführenden Thyristor a wird also im gleichen Maße abnehmen, wie der Strom i_c durch den an­ schließend zur Stromführung bestimmten Thyristor c anwächst. Da die beiden Drosseln L_R (6) und L_S (7) dieselbe Induktivität auf­ weisen, wird sich deshalb die Kommutierungsspannung u_K = e_S-e_R während der Kommutierung je hälftig auf die beiden, mit den Thy­ ristoren a und c unmittelbar in Reihe liegenden Drosseln L_R (6) und L_S (7) aufteilen. Dabei ist die positive Spannung 1/2.u_K an der Drossel L_R dem dort fließenden Strom i_a entgegengerichtet und infolgedessen bestrebt, diesen Strom i_a zu verringern. Da­ gegen ist die positive Spannung 1/2.u_K an der Drossel L_S in Rich­ tung des dort fließenden Stromes i_c gerichtet und infolgedessen bestrebt, den letztgenannten zu vergrößern. Diese Spannungsver­ hältnisse haben aber noch eine weitere und zwar meist uner­ wünschte Folge. Während die Leiterspannung u_L zwischen den bei­ den wechselstromseitigen Außenanschlüssen A_S und A_Rdes Strom­ richters (1) sowohl unmittelbar vor als auch unmittelbar nach der betrachteten Kommutierung einen sinusförmigen Verlauf gemäß u_L = e_S-e_R aufweist, nimmt diese Leiterspannung während der be­ trachteten Kommutierung plötzlich den Wert Null an, ändert sich dabei also sprunghaft um den Wert u_K = e_S-e_R. Auf diesen Effekt soll nachstehend gleich zurückgekommen werden. In Fig. 3 sind oben die beiden in Fig. 2 auftretenden Sternspannungen e_R und e_S über der normierten Zeit τ = ω.t aufgetragen. Darunter ist die genannte Kommutierungsspannung u_K = e_S-e_R dargestellt. Dabei ist ω die elektrische Kreisfrequenz des Drehspannungssys­ tems (2). Der Ursprung τ = 0 der normierten Zeit ist so gewählt, daß er die Situation e_R = e_S < 0 kennzeichnet. Damit ist der so­ genannte "natürliche" Zündzeitpunkt für den Thyristor c durch τ= 0 gekennzeichnet. Von diesem natürlichen Zündzeitpunkt aus bis hin zur tatsächlichen Zündung des Thyristors c wird der so­ genannte Zündverzögerungswinkel α gezählt, der in Fig. 3 eben­ falls aufgetragen ist. Wie man unmittelbar erkennt, ist die Si­ tuation e_R = e_S < 0 damit durch τ = 180° und durch α = 180° gekenn­ zeichnet.

Der beschriebene, herkömmliche Thyristorstromrichter (1) weist zwei prinzipbedingte, schwerwiegende Nachteile auf. Der erste schwerwiegende Nachteil besteht darin, daß die betrachtete Kom­ mutierung vom Thyristor a auf den Thyristor c nur im normierten Zeitbereich von τ = 0 bis τ = 180° (und dann wieder von τ = 360° bis τ = 540°, von τ = 720° bis τ = 900° usw.) eingeleitet werden kann und in diesem Zeitintervall auch vollständig abgeschlossen sein muß. Es können also nur Zündverzögerungswinkel im Bereich 0 ≦ α < 180° eingestellt werden. Infolgedessen nimmt ein derarti­ ger Thyristorstromrichter (1) an seinen wechselstromseitigen Au­ ßenanschlüssen grundsätzlich induktive Blindleistung auf. Die dazu komplementäre Aufgabe, also die Abgabe induktiver Blindlei­ stung vermag der herkömmliche Thyristorstromrichter (1) grund­ sätzlich nicht zu leisten.

Eine besonders drängende Aufgabe der Stromrichtertechnik besteht derzeit darin, den Energieaustausch zwischen Drehspannungssys­ temen und sogenannten "schlanken" Gleichspannungszwischenkreisen zu bewerkstelligen. Aus solchen Gleichspannungszwischenkreisen werden vornehmlich Pulswechselrichter versorgt, die ihrerseits in der Regel Drehstromantriebe speisen. Der "schlanke" Gleich­ spannungszwischenkreis besteht nur aus einem Querkondensator, dessen Kapazität gerade ausreichend bemessen ist, daß er die Zwischenkreisspannung bei Schalthandlungen im Pulswechselrichter dynamisch konstant halten kann. Diese Kapazität ist aber so klein, daß die gleichgerichtete Spannung jener Stromrichter, über die der Energieaustausch mit dem Drehspannungssystem er­ folgt, nicht nennenswert geglättet wird. Der Umstand, daß der Querkondensator direkt zwischen die Gleichstromklemmen des ein­ speisenden Stromrichters eingefügt ist, bedingt, daß der letzt­ genannte mit einem Zündverzögerungswinkel von α ≈ 0 betrieben werden muß. Damit kann dieser einspeisende Stromrichter, der im folgenden Einspeisestromrichter genannt wird, höchst einfach als Diodengleichrichter ausgeführt werden. Zu diesem Einspeisestrom­ richter muß ein für die Rückspeisung vorgesehener Stromrichter gleichstromseitig antiparallel geschaltet werden. Angesichts des Direktanschlusses des Querkondensators sowie des Umstands, daß der einspeisende Diodengleichrichter mit α = 0 arbeitet, sollte dieser, für die Rückspeisung vorgesehene Stromrichter, der im folgenden Rückspeisestromrichter genannt wird, mit einem Zünd­ verzögerungswinkel von α ≈ 180° betrieben werden. Wie bereits dargelegt, vermag dies der beschriebene, herkömmliche Thyristor­ stromrichter (1) aber nicht zu leisten. In zufriedenstellender Weise ist die geschilderte Aufgabe selbst dann nicht zu lösen, wenn bei dem genannten Thyristorstromrichter (1) die dort ent­ haltenen, lediglich einschaltbaren Thyristoren durch ihre auch ausschaltbaren Varianten, durch sogenannte Gate-Turn-Off Thyri­ storen (GTO's) ersetzt werden. Dann ist im Rückspeisestrom­ richter nämlich nicht die eigentlich gewünschte, direkte Kommu­ tierung vom bisher stromführenden GTO auf den anschließend zur Stromführung bestimmten GTO möglich, sondern lediglich eine mit­ telbare Kommutierung, bei der die Stromführung zwischenzeitlich von einer der Dioden des Einspeisestromrichters übernommen wer­ den muß. Dann bedarf es aber wechselstromseitig der Vorschaltung großer, schwerer und damit teurer Drosseln, die sowohl aus tech­ nischen als auch aus wirtschaftlichen Gründen höchst unerwünscht sind.

Der zweite schwerwiegende Nachteil des beschriebenen, herkömm­ lichen Thyristorstromrichters (1) besteht in dem bereits ge­ schilderten Effekt, daß die Leiterspannung u_L = e_S-e_R während der betrachteten Kommutierung plötzlich den Wert Null annimmt, sich dabei also sprunghaft um den Wert u_K = e_S-e_R verändert. Am größten werden diese Spannungssprünge, wenn der beschriebene, herkömmliche Thyristorstromrichter (1) mit einem Zündverzöge­ rungswinkel von α ≈ 90° betrieben wird. Wie aus Fig. 3 hervor­ geht, nehmen diese Spannungssprünge dann den vollen Scheitelwert der Leiterspannung an. Ganz abgesehen von der damit einhergehen­ den Beanspruchung des Thyristorstromrichters (1) selbst, wird die Verursachung solch hoher Spannungssprünge vom Betreiber des Drehspannungssystems (2) aus Gründen der Elektro-Magnetischen Verträglichkeit (EMV) in aller Regel untersagt. Nach den DIN/VDE-Vorschriften dürfen diese Spannungssprünge höchstens ei­ nen Wert von Δe = 0,2.û_L (20% des Scheitelwerts û_L der Leiter­ spannung) annehmen. Zur Einhaltung dieser Vorschrift wurden dem beschriebenen, herkömmlichen Thyristorstromrichter bisher soge­ nannte Vordrosseln vorgeschaltet, deren Induktivität mindestens viermal so groß zu sein hat wie die Induktivität L_ider drei Drosseln L_R (6), L_S (7) und L_T (8), welche den induktiven Innen­ widerstand des Drehspannungssystems (2) repräsentieren. Diese Vordrosseln fallen infolge dessen beachtlich groß, schwer und damit auch teuer aus. Sie werden in jüngster Zeit insbesondere deshalb als störend angesehen, weil sie einem wichtigen Entwick­ lungstrend entgegenstehen, der die vollständige Integration des Einspeisestromrichters, des Rückspeisestromrichters, des Gleich­ spannungszwischenkreises, des aus dem letztgenannten gespeisten Pulswechselrichters sowie des versorgten Drehstrommotors zu ei­ nem kompakten Antriebsgesamtsystem mit direktem Drehspannungsan­ schluß zum Ziele hat.

Der mit der vorliegenden Erfindung vorgestellte, an ein Wechsel- oder Drehspannungssystem angeschlossene, vorzugsweise in Brückenschaltung ausgeführte Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung überwindet die beiden geschilderten, prinzipbeding­ ten und schwerwiegenden Nachteile des herkömmlichen Thyristor­ stromrichters (1) vermöge eines prinzipiell neuen Ansatzes.

In Fig. 4 ist in Abwandlung der in Fig. 1 dargestellten Anord­ nung der dort ursprünglich enthaltene, in Brückenschaltung aus­ geführte Thyristorstromrichter (1) durch einen, beispielhaft ebenfalls in Brückenschaltung ausgeführten Stromrichter mit ak­ tiv beeinflußter Kommutierung (13) ersetzt. Dieser Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung (13) ist zunächst dadurch gekennzeichnet, daß anstelle der Thyristoren (9) Hauptstromven­ tile eingesetzt sind, die in Rückwärtsrichtung sperren und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbar sind. Solche, in Rückwärts­ richtung sperrende und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbare Hauptstromventile werden als Rückwärts Sperrende Insulated Gate Bipolar Transistoren, als sogenannte RSIGBT's, derzeit zwar be­ reits entwickelt, sind aber noch nicht kommerziell verfügbar und besitzen daher auch noch kein eigenes Schaltzeichen oder Symbol. Infolgedessen seien solche Hauptstromventile in der vorliegenden Beschreibung stets als Rückwärts Sperrende Insulated Gate Bipo­ lar Transistoren oder, in Kurzform, als RSIGBT's, bezeichnet und, wie in Fig. 4 bereits geschehen, in Form der sich nach au­ ßen identisch verhaltenden Reihenschaltung eines Insulated Gate Bipolar Transistors (IGBT) und einer Diode repräsentiert. Auch diese Hauptstromventile (14) sind in Fig. 4 in jener Reihenfolge durch die kleinen Buchstaben a bis f gekennzeichnet, in der sie sich an der Führung des gleichgerichteten Stromes i_g beteiligen.

Unter den getroffenen Voraussetzungen kann, analog zum Vorgehen beim herkömmlichen Thyristorstromrichter (1), der in Fig. 4 links oben dargestellte Schaltungsteil (15) für die Analyse der betrachteten Kommutierung vom RSIGBT a auf den RSIGBT c aus der Gesamtanordnung herausgelöst und gesondert betrachtet werden. Für dieses Vorhaben ist dieser Schaltungsteil (15) in Fig. 5 nochmals in übersichtlicher Weise dargestellt. Dabei ist bereits berücksichtigt, daß in dieser Anordnung dann, wenn die beiden Ströme i_a und i_c durch die beiden RSIGBT (14) a und c größer als Null sind, über den Hauptstromelektroden der beiden RSIGBT (14) vermöge einer geeigneten Beeinflussung von deren Ansteuer­ strecken die Spannungen u_a ≧ 0 (beim RSIGBT a) und u_c ≧ 0 (beim RSIGBT c) aufgespannt werden können.

Der Schlüsselgedanke der hiermit vorgelegten Erfindung besteht zum einen Teil darin, daß die Thyristoren (9) des herkömmlichen Thyristorstromrichters (1) in der bereits beschriebenen Weise durch Hauptstromventile (14) ersetzt werden, welche in Rück­ wärtsrichtung sperren und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbar sind. Zum anderen, wesentlich bedeutsameren Teil besteht dieser Schlüsselgedanke darin, diese Hauptstromventile (14) bei einer Kommutierung über ihre Steuerstrecken jeweils so zu beeinflus­ sen, daß an den Drosseln L_R (6), L_S (7) und L_T (8) Spannungsver­ hältnisse zustande kommen, die bei beliebigen Zündverzögerungs­ winkeln α eine Kommutierung bewirken, die unter Einhaltung der Bedingung, daß die einschlägigen Netzrückwirkungs-Vorschriften mit Sicherheit noch nicht verletzt werden, erfolgreich und schnellstmöglich abläuft. Die hiermit vorgelegte Erfindung ver­ mag also auf große, schwere und damit auch teure Vordrosseln zu verzichten. Unabhängig davon kann sie mit beliebigen Zündver­ zögerungswinkeln betrieben werden und nicht nur mit solchen im Bereich 0° ≦ α < 180°. Sie kann also z. B. auch mit α ≈ 180° betrie­ ben werden, was für den bereits genannten Rückspeisestromrichter dringend erwünscht ist, bisher aber leider nicht realisiert wer­ den konnte.

Die betrachtete Kommutierung vom RSIGBT a auf den RSIGBT c wird sich dann schnellstmöglich vollziehen, wenn währenddessen an der Drossel L_R (6) die größte, noch erlaubte Spannung entgegen der Stromflußrichtung und an der Drossel L_S die größte, noch erlaub­ te Spannung in Stromflußrichtung anliegt. Wegen i_a + i_c = i_g ≈ const. haben die Beträge dieser beiden Spannungen gleich groß zu sein. In ihrer Summe dürfen die Beträge dieser Spannungen den zuvor genannten Wert Δe nicht übersteigen. Somit hat für eine schnellstmögliche Kommutierung an der Dros­ sel L_R (6) entgegen der dort gegebenen Stromflußrichtung die Spannung 1/2.Δe und an der Drossel L_S (7) in der dort gegebenen Stromflußrichtung die Spannung 1/2.Δe anzuliegen, wie dies in Fig. 5 ebenfalls bereits eingetragen ist. Die zweite Kirch­ hoff'sche Regel liefert für die in Fig. 5 dargestellte Masche die Beziehung u_c-u_a = u_K-Δe. Sofern diese Differenz u_K-Δe po­ sitiv ist, so ist am RSIGBT a die Spannung u_a = 0 und am RSIGBT c die dann positive Spannung u_c = u_K-Δe einzustellen. Sofern diese Differenz u_K-Δe negativ ist, so ist am RSIGBT c die Spannung u_c = 0 und am RSIGBT a die dann positive Spannung u_a = -(u_K-Δe) einzustellen.

Mit u_aV und u_cV seien im folgenden die Vorgabewerte für die ge­ nannten Spannungen u_a und u_c bezeichnet. Diese Vorgabewerte u_aV und u_cV sind im unteren Diagramm von Fig. 6 als Funktionen der normierten Zeit τ dargestellt.

In jenen Zeiträumen, in denen der Vorgabewert u_cV von Null ver­ schiedene Werte aufweist, ist während des Zeitintervalls von ei­ nem gewünschten Kommutierungsbeginn bis zum erfolgreichen Ab­ schluß dieser Kommutierung für die Spannung u_c am RSIGBT c der Vorgabewert u_cV einzustellen und für die Spannung u_a am RSIGBT a der Wert Null beizubehalten; nach dem erfolgreichen Abschluß dieser Kommutierung ist der RSIGBT c voll einzuschalten und der RSIGBT a abzuschalten. Auf die vorstehend beschriebene Weise wird eine sogenannte "verzögerte" oder auch "gebremste" Kommu­ tierung bewirkt, die langsamer abläuft als dann, wenn sie dicht in der beschriebenen Weise aktiv beeinflußt wird.

In jenen Zeiträumen, in denen der Vorgabewert u_aV von Null ver­ schiedene Werte aufweist, ist während des Zeitintervalls von ei­ nem gewünschten Kommutierungsbeginn bis zum erfolgreichen Ab­ schluß dieser Kommutierung für die Spannung u_a am RSIGBT a der Vorgabewert u_aV einzustellen und für die Spannung u_c am RSIGBT c der Wert Null herbeizuführen; nach dem erfolgreichen Abschluß dieser Kommutierung ist der RSIGBT a abzuschalten und der RSIGBT c in seinem voll eingeschalteten Zustand zu belassen. Auf diese, soeben beschriebene Weise wird eine sogenannte "beschleu­ nigte" oder, wenn sie von selbst gar nicht in Gang gekommen wä­ re, eine sogenannte "aktivierte" Kommutierung bewirkt, die schneller abläuft oder überhaupt erst zustande kommt, weil sie in der beschriebenen Weise aktiv beeinflußt wird.

Aus dem Dargelegten wird unmittelbar deutlich, daß die durch Fig. 5 gekennzeichneten, während der betrachteten Kommutierung erwünschten Spannungsverhältnisse an den Drosseln L_R (6) und L_S (7) vermöge des erfindungsgemäßen Vorgehens für beliebige Zündverzögerungswinkel α herbeigeführt werden können, und kei­ neswegs nur für solche, bei denen u_K positive Werte aufweist.

Als Beispiel für eine "verzögerte" bzw. "gebremste" Kommutierung sind in Fig. 7 jene Spannungs- und Stromverläufe dargestellt, wie sie sich bei einem erfindungsgemäßen, zufolge der Darstel­ lung in Fig. 4 ausgeführten Stromrichter (13) ergeben, sofern dieser mit einem Zündverzögerungswinkel α = 30° in der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Weise betrieben wird. Der bes­ seren Übersicht wegen sind die Verläufe der Spannungen u_aund u_c sowie der Ströme i_a und i_c nur in jenem Zeitbereich gezeichnet, der für die betrachtete Kommutierung relevant ist. In dem durch Fig. 7 gekennzeichneten Betriebszustand nimmt der Stromrichter nach Fig. 4 auf seiner Drehspannungsseite Wirkleistung sowie in­ duktive Blindleistung auf und gibt auf seiner Gleichstromseite Leistung ab.

Für die Darstellung in Fig. 7 wurde der induktive Innenwider­ stand des Drehspannungssystems (2), also die Induktivität der drei Drosseln L_R (6), L_S (7) und L_T (8), bewußt außergewöhnlich groß gewählt, damit die Überlappungsdauer u so groß wird, daß die beschriebenen Vorgänge in den beiden unteren der in Fig. 7 dargestellten Diagrammen klar zu erkennen sind. In der Praxis wird der induktive Innenwiderstand des Drehspannungssystems (2) aber in der Regel so klein sein, daß sich die "betrachtete Kom­ mutierung" angesichts ihrer aktiven Beeinflussung stets so rasch vollzieht, daß sich währenddessen die Spannungen e_R, e_S und e_T nicht nennenswert verändern. Um die dann während der "betrach­ teten Kommutierung" zustande kommenden Strom- und Spannungsver­ hältnisse immer noch deutlich erkennbar machen zu können, wurde für die in Fig. 8 dargestellten Diagramme in folgender Weise vorgegangen. Mit Beginn zu einem Zeitpunkt τ₁, der sehr kurz vor dem Zündzeitpunkt τ = α des RSIGBT's c liegt und mit Beendung zu einem Zeitpunkt τ₂, der sehr kurz auf den Abschluß der "betrach­ teten Kommutierung" folgt, ist der Zeitmaßstab sehr stark ver­ größert, so daß auch eine, sich äußerst rasch vollziehende Kom­ mutierung deutlich erkennbar wird. Das Zeitintervall, in welchem der Zeitmaßstab sehr stark vergrößert ist, ist zu seinem Beginn τ = τ₁ und zu seinem Ende τ = τ₂ jeweils durch eine ausgezogene Vertikallinie begrenzt und in Fig. 8 ganz oben in Abszissenrich­ tung durch einen schraffierten Balken gekennzeichnet. Für τ < τ₂ ist dann wieder der ursprüngliche Zeitmaßstab verwendet, der den skizzierten Diagrammen auch für τ < τ₁ zugrunde liegt. In Fig. 8 sind also wieder jene Spannungs- und Stromverläufe dargestellt, wie sie sich bei einem erfindungsgemäßen, zufolge der Darstel­ lung in Fig. 4 ausgeführten Stromrichter (13) ergeben, sofern dieser mit einem Zündverzögerungswinkel α = 30° in der beschrie­ benen, erfindungsgemäßen Weise mit "verzögerter" bzw. "gebrem­ ster" Kommutierung betrieben wird. Lediglich der induktive In­ nenwiderstand des Drehspannungssystems (2) ist für die Diagramme in Fig. 8 sehr viel kleiner - und damit den praktischen Verhält­ nissen Rechnung tragend - angenommen als für jene Diagramme, die in Fig. 7 dargestellt sind.

Als Beispiel für eine "aktivierte" Kommutierung sind in Fig. 9 jene Spannungs- und Stromverläufe dargestellt, wie sie sich bei einem erfindungsgemäßen, zufolge der Darstellung in Fig. 4 aus­ geführten Stromrichter ergeben, sofern dieser mit einem Zündver­ zögerungswinkel α = 210° in der vorstehend beschriebenen, er­ findungsgemäßen Weise betrieben wird. Der besseren Übersicht we­ gen sind auch hier die Verläufe der Spannungen u_a und u_c sowie der Ströme i_a und i_c nur in jenem Zeitbereich gezeichnet, der für die betrachtete Kommutierung relevant ist. Außerdem ist für die in Fig. 9 skizzierten Diagramme wieder jene Darstellungsform mit einem, im Zeitintervall von τ = τ₁ bis τ = τ₂ sehr stark ver­ größerten Zeitmaßstab gewählt, die auch den Diagrammen in Fig. 8 zugrunde liegt.

In dem durch Fig. 9 gekennzeichneten Betriebszustand nimmt der Stromrichter (13) nach Fig. 4 auf seiner Gleichstromseite Lei­ stung auf und gibt auf seiner Drehspannungsseite Wirkleistung sowie induktive Blindleistung ab. Das letztgenannte ist beim herkömmlichen Thyristorstromrichter grundsätzlich nicht möglich. Sowohl für den durch Fig. 8 gekennzeichneten Betriebszustand als auch für jenen nach Fig. 9 wurde ein erfindungsgemäß ausge­ führter Stromrichter (13) zufolge der Darstellung in Fig. 4 vor­ ausgesetzt. Mit dem in Fig. 4 dargestellten Stromrichter (13) kann also sowohl eine "verzögerte" bzw. "gebremste" Kommutierung als auch eine "aktivierte" oder "beschleunigte" Kommutierung be­ werkstelligt werden. Es kann aber auch vorteilhaft sein, den in Fig. 4 dargestellten, erfindungsgemäßen Stromrichter (13) wäh­ rend ein und desselben Kommutierungsvorgangs sowohl mit "verzö­ gerter" bzw. "gebremster" Kommutierung als auch mit "aktivierter" oder "beschleunigter" Kommutierung zu betreiben. In diesem Sinne sind in Fig. 10 jene Spannungs- und Stromverläu­ fe dargestellt, wie sie sich bei einem erfindungsgemäßen, zufol­ ge der Darstellung in Fig. 4 ausgeführten Stromrichter (13) er­ geben, sofern dieser mit einem Zündverzögerungswinkel α = 165° zunächst mit "verzögerter" bzw. "gebremster" Kommutierung und anschließend mit "beschleunigter" Kommutierung in der erfin­ dungsgemäßen Weise betrieben wird. Für die in Fig. 10 skizzier­ ten Diagramme wurde wieder ein außergewöhnlich großer induktiver Innenwiderstand des Drehspannungssystems (2) zugrunde gelegt, um die dabei gegebenen Verhältnisse in übersichtlicher Weise dar­ stellen zu können. Für die Diagramme in Fig. 10 wurde also auf eine zeitweilige, sehr starke Vergrößerung des Zeitmaßstabs be­ wußt verzichtet.

Aus dem bisher Dargelegten wurde deutlich, daß der erfindungs­ gemäße Stromrichter (13) mit aktiv beeinflußter Kommutierung auf sogenannte Vordrosseln völlig verzichten kann. Ein solcher Ver­ zicht wird von ihm aber nicht erzwungen. Der erfindungsgemäße Stromrichter (13) mit aktiv beeinflußter Kommutierung kann durchaus auch mit zusätzlich eingefügten Vordrosseln betrieben werden. Dazu zeigt Fig. 11 den erfindungsgemäßen Stromrich­ ter (13) nach Fig. 4, nachdem diesem drehspannungsseitig drei Vordrosseln (16) vorgeschaltet wurden. Aus Fig. 11 wird unmit­ telbar deutlich, daß nunmehr jeweils zwei Drosseln (L_R (6) und L_VR (17); L_S (7) und L_VS (18); L_T (8) und L_VT (19)) direkt in Reihe geschaltet sind. Sofern der induktive Innenwiderstand des Drehspannungssystems (2), also die Induktivitäten L_R (6), L_S (7) sowie L_T (8), und die Induktivitäten der Vordrosseln (16) L_VR (17), L_VS (18) sowie L_VT (19) beispielsweise gleich groß sind, dürfen vom erfindungsgemäßen Stromrichter (13) also, im Vergleich zu der in Fig. 4 dargestellten Anordnung, doppelt so große Spannungen an diese Reihenschaltungen aus jeweils zwei Drosseln angelegt werden, ohne daß die DIN/VDE-Vorschriften ver­ letzt werden. Für die diesenfalls gegebene Situation, also für Δe' = 2.Δe, sind in Fig. 12 jene Spannungs- und Stromverläufe dargestellt, die sich bei einem erfindungsgemäßen, zufolge der Darstellung in Fig. 11 ausgeführten Stromrichter (13) ergeben, sofern dieser mit einem Zündverzögerungswinkel α = 210° in der erfindungsgemäßen Weise betrieben wird. Dabei ist für die in Fig. 12 skizzierten Diagramme wieder jene Darstellungsform mit einem, im Zeitintervall von τ = τ₁ bis τ = τ₂ sehr stark vergrößer­ ten Zeitmaßstab gewählt, die auch den Diagrammen in Fig. 8 sowie in Fig. 9 zugrunde liegt.

Die bisherigen Erläuterungen in der vorliegenden Beschreibung gingen davon aus, daß an den erfindungsgemäßen Stromrichter (13) zufolge der Darstellung in Fig. 4 gleichstromseitig ein Gleich­ stromzwischenkreis (10) mit der Zwischenkreisdrossel (12) mit der Induktivität L_Z angeschlossen ist. Es wurde eingangs aller­ dings bereits erwähnt, daß ein großes, technisch bedeutsames An­ wendungsfeld dadurch gekennzeichnet ist, daß der in Fig. 4 gleichstromseitig angeschlossene Gleichstromzwischenkreis (10) durch einen vorzugsweise "schlanken" Gleichspannungszwischen­ kreis ersetzt ist. Die auf diese Weise entstehende Anordnung ist in Fig. 13 dargestellt. In ihr ist an die Stelle des in Fig. 4 enthaltenen Gleichstromzwischenkreises (10) mit der Zwischen­ kreisdrossel (12) ein Gleichspannungszwischenkreis (20) mit dem Zwischenkreiskondensator (21) mit der Kapazität C_Z getreten. Da auch in dieser Anordnung die einzelnen Kommutierungen grundsätz­ lich gleich verlaufen, genügt es für die folgenden Überlegungen völlig, eine dieser Kommutierungen repräsentativ für alle zu be­ leuchten.

Im folgenden soll daher wieder alleine die Kommutierung des gleichgerichteten Stromes i_g vom RSIGBT a auf den RSIGBT c be­ trachtet werden, die daher wieder als "betrachtete Kommutierung" bezeichnet wird. Vor Beginn dieser "betrachteten Kommutierung" fließt der gleichgerichtete Strom i_g gemäß dem in Fig. 13 strichpunktiert eingetragenen Strompfad von der in Fig. 13 unten gezeichneten Schiene des Gleichspannungszwischenkreises (20) über den RSIGBT b, die untere Drossel L_T (8), die Sternspan­ nungsquelle e_T (5), die Sternspannungsquelle e_R (3), die obere Drossel L_R (6) sowie über den RSIGBT a zur oberen Schiene des Gleichspannungszwischenkreises (20). Für den Fall, daß die "betrachtete Kommutierung" nicht aktiv beeinflußt wird, beginnt die Stromübergabe vom RSIGBT a auf den RSIGBT c dann, wenn der RSIGBT c vermöge einer Vergrößerung seiner Gate-Emitter-Spannung eingeschaltet wird und dabei die Bedingung e_S < e_R erfüllt ist. Dann beginnt sich ein Strom i_c über die Sternspannungsquelle e_S (4), die mittlere Drossel L_S (7) und den RSIGBT c auszubil­ den, der in Fig. 13 gestrichelt eingetragen ist. Gleichzeitig beginnt sich der punktiert eingetragene, über die Sternspan­ nungsquelle e_R (3), die obere Drossel L_R (6) und den RSIGBT a fließende Strom i_a zu vermindern. Die Summe aus den beiden Strö­ men i_a und i_c ist der gleichgerichtete Strom i_g. Die "betrach­ tete Kommutierung" ist abgeschlossen, wenn i_a = 0 und i_c = i_g ge­ worden ist. Von der "betrachteten Kommutierung" nur mittelbar berührt wird der über den RSIGBT b, die untere Drossel L_T (8) und die Sternspannungsquelle e_T (5) fließende Strom ib. Für den letztgenannten gilt unmittelbar vor der "betrachteten Kommutie­ rung" vom RSIGBT a auf den RSIGBT c, während dieser Kommutierung und unmittelbar danach i_b = i_g Infolgedessen kann der in Fig. 13 vermöge der Strichfolge lang-kurz-kurz umrahmte Schaltungs­ teil (22) für die Analyse der "betrachteten Kommutierung" vom RSIGBT a auf den RSIGBT c aus der Gesamtanordnung herausgelöst und gesondert betrachtet werden. Für dieses Vorhaben ist der ge­ nannte Schaltungsteil (22) in Fig. 14 nochmals in übersichtli­ cher Weise dargestellt.

Unter der in aller Regel zulässigen Voraussetzung, daß sich die "betrachtete Kommutierung" angesichts ihre aktiven Beeinflussung stets so rasch vollzieht, daß sich währenddessen die Spannungen e_R, e_S sowie e_T nicht nennenswert verändern, und daß sich wäh­ renddessen auch die Spannung u_CZ am Zwischenkreiskondensa­ tor (21) mit der Kapazität C_Z nicht nennenswert verändert, ist für die Anordnung nach Fig. 14 das in Fig. 15 dargestellte Er­ satzschaltbild gültig. Darin kennzeichnet der Index 0, der an den Spannungen e_R0, e_S0 und u_K0 angebracht ist, den Wert dieser Spannungen zum Zeitpunkt des Einschaltens des RSIGBT's c. In Fig. 15 ist bereits berücksichtigt, daß in dieser Anordnung dann, wenn die beiden Ströme i_a und i_c durch die beiden RSIGBT's a und c größer als null sind, über den Hauptstromelek­ troden dieser beiden RSIGBT's vermöge einer geeigneten Beein­ flussung von deren Ansteuerstrecken die Spannungen u_a < 0 (beim RSIGBT a) und u_c < 0 (beim RSIGBT c) aufgespannt werden können. Die dann an den Drosseln L_R (6), L_S (7) und L_T (8) anliegenden Spannungen sind nach dem Überlagerungssatz höchst einfach zu er­ mitteln. Die an der Drossel L_R (6) entgegen der dort gegebenen Stromflußrichtung gepfeilte Spannung hat den Wert 1/3.(u_K0-u_c+2.u_a). Die an der Drossel L_S (7) in der dort gege­ benen Stromflußrichtung gepfeilte Spannung hat den Wert 1/2.u_K0-2.u_c+u_a). An der Drossel L_T (8) erscheint eine, in der dort gegebenen Stromflußrichtung gepfeilte Spannung 1/3.(u_K0-u_c-u_a). Wie aus den vorstehend angegebenen Spannungen und Fig. 15 unmittelbar hervorgeht, ist für eine "verzögerte" bzw. "gebremste" Kommutierung während des Zeitintervalls von ei­ nem gewünschten Kommutierungsbeginn bis zum erfolgreichen Ab­ schluß dieser Kommutierung für die Spannung u_c am RSIGBT c ein positiver Vorgabewert u_cV einzustellen und für die Spannung u_a am RSIGBT a der Wert null beizubehalten. Die Kommutierung läuft diesenfalls langsamer ab als dann, wenn sie nicht in der be­ schriebenen Weise aktiv beeinflußt wird. Unter diesen Umständen hat die an der Drossel L_R (6) wirksame, entgegen der dort gege­ benen Stromflußrichtung gepfeilte Spannung, den Wert 1/3.(u_K0-u_c). Die an der Drossel L_S (7) wirksame, in der dort gegebenen Stromflußrichtung gepfeilte Spannung hat dann den Wert 2/3.(u_K0-u_c). An der Drossel L_T (8) erscheint eine, in der dort gegebenen Stromflußrichtung gepfeilte Spannung 1/3.(u_K0ωu_c). Die DIN/VDE-Vorschriften werden unter diesen Umständen dann solange nicht verletzt, wie der Spannungswert 2/3.√3.(u_K0-u_c) kleiner ist als der bereits früher genannte, maximal zulässige Span­ nungswert Δe. Eine schnellstmögliche Kommutierung unter Einhal­ tung der DIN/VDE-Vorschriften erfordert für die Spannung u_c am RSIGBT c unter diesen Umständen also einen Vorgabewert u_cV = u_K0-Δe.1/2.√3. Aus den vorstehend angegebenen Spannungen und Fig. 15 geht des weiteren hervor, daß für eine "aktivierte" oder "beschleunigte" Kommutierung während des Zeitintervalls von einem gewünschten Kommutierungsbeginn bis zum erfolgreichen Ab­ schluß dieser Kommutierung für die Spannung u_a am RSIGBT a ein positiver Vorgabewert u_aV einzustellen und für die Spannung u_c am RSIGBT c der Wert null herbeizuführen ist. Die Kommutierung läuft dann schneller ab oder kommt überhaupt erst zustande, weil sie in der beschriebenen Weise aktiv beeinflußt wird. Diesen­ falls hat die an der Drossel L_R (6) wirksame, entgegen der dort gegebenen Stromflußrichtung gepfeilte Spannung den Wert 1/3.(u_K0+2.u_a). Die an der Drossel L_S (7) wirksame, in der dort gegebenen Stromflußrichtung gepfeilte Spannung hat den Wert 1/3.(2.u_K0+u_a). An der Drossel L_T (8) erscheint eine, in der dort gegebenen Stromflußrichtung gepfeilte Spannung 1/3.(u_K0-u_a). Für die beiden, hinsichtlich des praktischen Ein­ satzes am meisten interessierenden Fälle α ≈ 0° und α ≈ 180° wer­ den die DIN/VDE-Vorschriften unter diesen Umständen dann solange nicht verletzt, wie der Spannungswert 2/3.√3.u_a kleiner ist als der bereits früher genannte, maximal zulässige Spannungswert Δe. Eine schnellstmögliche Kommutierung unter Einhaltung der DIN/VDE-Vorschriften erfordert unter diesen Umständen für die Spannung u_a am RSIGBT a also einen Vorgabewert u_aV = Δe.1/2.√3.

Als Beispiel für eine "verzögerte" bzw. "gebremste" Kommutierung sind in Fig. 16 jene Spannungs- und Stromverläufe dargestellt, welche sich bei einem erfindungsgemäßen, zufolge der Darstellung in Fig. 13 ausgeführten Stromrichter (13) ergeben, sofern dieser mit einem Zündverzögerungswinkel α = 15° in der vorstehend beschriebenen, erfindungsgemäßen Weise betrieben wird. Der bes­ seren Übersicht wegen sind die Verläufe der Spannungen u_aund u_c sowie der Ströme i_a und i_c nur in jenem Zeitbereich gezeichnet, der für die betrachtete Kommutierung relevant ist. Außerdem ist für die in Fig. 16 skizzierten Diagramme wieder jene Darstel­ lungsform mit einem, im Zeitintervall von τ = τ₁ bis τ = τ₂ sehr stark vergrößerten Zeitmaßstab gewählt, die erstmals für die Diagramme in Fig. 8 gewählt wurde.

In dem durch Fig. 16 gekennzeichneten Betriebszustand nimmt der Stromrichter nach Fig. 13 auf seiner Drehspannungsseite Wirk­ leistung sowie induktive Blindleistung auf und gibt auf seiner Gleichstromseite Leistung ab.

Als Beispiel für eine "aktivierte" Kommutierung sind in Fig. 17 jene Spannungs- und Stromverläufe dargestellt, wie sie sich bei einem erfindungsgemäßen, zufolge der Darstellung in Fig. 13 aus­ geführten Stromrichter (13) ergeben, sofern dieser mit einem Zünderverzögerungswinkel α = 180° in der vorstehend beschrie­ benen, erfindungsgemäßen Weise betrieben wird. Der besseren Übersicht wegen sind auch hier die Verläufe der Spannungen u_a und u_c sowie der Ströme i_a und i_c nur in jenem Zeitbereich ge­ zeichnet, der für die betrachtete Kommutierung relevant ist. Au­ ßerdem ist für die in Fig. 17 skizzierten Diagramme wieder jene Darstellungsform mit einem, im Zeitintervall von τ = τ₁ bis τ = τ₂ sehr stark vergrößerten Zeitmaßstab gewählt, die erstmals für die Diagramme in Fig. 8 gewählt wurde. In dem durch Fig. 17 ge­ kennzeichneten Betriebszustand nimmt der Stromrichter nach Fig. 13 auf seiner Gleichstromseite Leistung auf und gibt auf seiner Drehspannungsseite Wirkleistung sowie induktive Blindlei­ stung ab.

Eine weitere, neuartige und hinsichtlich ihres Leistungsvermö­ gens für die praktische Anwendung höchst vorteilhafte Anordnung entsteht dann, wenn zwei Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung gemäß der Darstellung in Fig. 18 gemeinsam an das­ selbe Drehspannungssystem angeschlossen und auf ihrer jeweiligen Gleichspannungsseite antiparallel verbunden werden. In der An­ ordnung nach Fig. 18 sind die antiparallel verbundenen Gleich­ spannungsseiten ihrerseits beispielhaft mit den beiden Anschlüs­ sen eines Gleichspannungszwischenkreises (20) verbunden. Diese, insgesamt wenig aufwendige Anordnung erlaubt einen technisch sehr bedeutsamen Vierquadrantenbetrieb, das heißt sowohl eine Umkehrung der Strom- als auch der Spannungsrichtung auf ihrer Gleichspannungsseite. Sofern in der Anordnung nach Fig. 18 der Strom i_g positive Werte aufweisen soll, wird der in Fig. 18 ent­ haltene Stromrichter II (23) gesperrt. Dieser positive Strom i_g wird in der Anordnung nach Fig. 18 dann vom Stromrichter I (24) geführt. Wird dessen Zündverzögerungswinkel α_I dann beispiels­ weise auf den Wert α_I = 0° eingestellt, so erhält man eine ne­ gative Spannung u_CZ. Wird dieser Zündverzögerungswinkel aber zum Beispiel auf den Wert α_I = 180° eingestellt, so ergibt sich eine positive Spannung u_CZ. Analog hierzu wird dann, wenn in der An­ ordnung nach Fig. 18 der Strom i_g negative Werte aufweisen soll, der in Fig. 18 enthaltene Stromrichter I (24) gesperrt. Der ge­ nannte, negative Strom i_g wird in der Anordnung nach Fig. 18 vom Stromrichter II (23) geführt. Wird dessen Zündverzögerungswinkel α_II beispielsweise auf den Wert α_II = 0° eingestellt, so erhält man eine positive Spannung u_CZ. Wird dieser Zündverzögerungs­ winkel aber zum Beispiel auf den Wert α_II = 180° eingestellt, so ergibt sich eine negative Spannung u_CZ. Es ist also sowohl eine Umkehrung der Strom- als auch der Spannungsrichtung auf der Gleichstromseite der Stromrichterkombination nach Fig. 18 mög­ lich.

Der für die praktische Anwendung wichtigste Einsatzfall ist wohl jener, bei welchem eine Umkehrung des Stromes i_g gefordert wird, auf eine Umkehrung der Spannung u_CZ dagegen verzichtet werden kann. Dann kann die in Fig. 18 vorgestellte Stromrichterkombina­ tion dahingehend vereinfacht werden, daß die im dort skizzierten Stromrichter II (23) enthaltenen Hauptstromventile entfernt und durch gleichsinnig gepolte Dioden ersetzt werden. Die auf diese Weise entstehende Anordnung ist in Fig. 19 dargestellt. Damit stellt sich bei dem in Fig. 19 enthaltenen Stromrichter II (25) automatisch stets der Betriebszustand α_II = 0° ein. Demzufolge ist der hierzu gleichstromseitig antiparallel geschaltete Strom­ richter I (24) mit einem Zündverzögerungswinkel von α_I ≈ 180° zu betreiben.

Selbstverständlich können in jedem Stromrichter mit aktiv beein­ flußter Kommutierung und in jeder Stromrichterkombination, die einen derartigen Stromrichter enthält, die dort enthaltenen, in Rückwärtsrichtung sperrenden und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Hauptstromventile jeweils durch eine gleichsinnig gepolte Reihenschaltung von jeweils einem, in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Hauptstromventil, vorzugsweise von einem IGBT, und von jeweils einer Diode ersetzt werden.

Als Beispiel für diese Möglichkeit ist in Fig. 20 der in Fig. 13 dargestellte Stromrichter (13) nochmals skizziert, nachdem des­ sen insgesamt sechs RSIGBT's a bis f jeweils durch eine gleich­ sinnig gepolte Reihenschaltung von jeweils einem IGBT (26) und von jeweils einer Diode (27) ersetzt wurden. Sofern der auf die­ se Weise entstandene Stromrichter (28) in Fig. 20 mit einem Zündverzögerungswinkel α ≈ 0° betrieben wird, sind die dort enthaltenen Dioden (27) zur Aufnahme der dabei entstehenden Rückwärtsspannung unbedingt erforderlich. Wird dieser Stromrich­ ter (28) dagegen stets mit einem Zündverzögerungswinkel α≈ 180° betrieben, so werden die darin enthaltenen Dioden (27) nicht mit Rückwärtsspannung beansprucht. Dann können die Dioden (27) sämt­ lich überbrückt werden und damit selbst entfallen. Eine derarti­ ge Vorgehensweise ist bei allen erfindungsgemäßen Stromrichtern mit aktiv beeinflußter Kommutierung möglich. Sofern die in sol­ chen enthaltenen, in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Haupt­ stromventile nicht mit Rückwärtsspannung beansprucht werden, müssen sie eben in Rückwärtsrichtung auch nicht sperrfähig sein.

Der Schlüsselgedanke der hiermit vorgelegten Erfindung kann aber auch in der folgenden, modifizierten Weise genutzt werden. Dabei werden parallel zu den einzelnen Hauptventilzweigen zum Zwecke der Kommutierung Hilfszweige geschaffen. Damit wird es möglich, anstelle der für eine unmittelbar aktiv beeinflußte Kommutierung erforderlichen, in Rückwärtsrichtung sperrenden und in Vorwärts­ richtung stetig steuerbaren Hauptstromventile die bereits weit verbreiteten, rückwärts sperrenden sowie ein- und ausschaltbaren Hauptstromventile zu verwenden. Eine aktiv beeinflußte Kommutie­ rung erfolgt dann grundsätzlich unter Nutzung von einem der ge­ nannten Hilfszweige, während die in Rückwärtsrichtung sperrenden sowie ein- und ausschaltbaren Hauptstromventile entsprechend de­ ren Vermögen nur vollständig ein- und ausgeschaltet werden. Bei dieser modifizierten Nutzung des erfindungsgemäßen Schlüsselge­ dankens werden also aus den bisher entstandenen Stromrichtern die dort enthaltenen, in Rückwärtsrichtung sperrenden und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Hauptstromventile herausge­ nommen. Angesichts dessen sollen die soeben genannten Haupt­ stromventile im folgenden auch kurz als "herausgenommene Haupt­ stromventile" bezeichnet werden. Für jedes einzelne "heraus­ genommene Hauptstromventil" wird nun ein, an dessen Stelle tre­ tendes, rückwärts sperrendes sowie ein- und ausschaltbares Hauptstromventil ersatzweise eingefügt. Angesichts dieser Vorge­ hensweise sollen die letztgenannten Hauptstromventile im folgen­ den auch kurz als "ersatzweise eingefügte Hauptstromventile" be­ zeichnet werden. Diese "ersatzweise eingefügten Hauptstromventi­ le" werden in die ursprüngliche Anordnung so eingebaut, daß sie in derselben Richtung zur Stromführung fähig sind wie jene "her­ ausgenommenen Hauptstromventile" an deren Stelle die "ersatz­ weise eingefügten Hauptstromventile" treten. Des weiteren wird parallel zu jedem "ersatzweise eingefügten Hauptstromventil", von dessen Stromzuflußelektrode, der sogenannten Anode, zu des­ sen Stromabflußelektrode, der sogenannten Kathode, ein Hilfs­ strompfad geschaffen, der in derselben Richtung zu Stromführung fähig ist, wie jenes "ersatzweise eingefügte Hauptstromventil" zu dessen Anoden-Kathodenstrecke dieser Hilfsstrompfad parallel geschaltet ist. Für die weitere Ausgestaltung dieser modifizierten Nutzung des erfindungsgemäßen Schlüsselgedankens gibt es zwei verschiedene Wege.

Beim ersten Weg wird in den einzelnen Hilfsstrompfaden jeweils ein, spezifisch zu diesem Hilfsstrompfad gehörendes, in Rück­ wärtsrichtung sperrendes und in Vorwärtsrichtung stetig steuer­ bares Stromventil vorgesehen, welches nachstehend als "in Rück­ wärtsrichtung sperrendes und in Vorwärtsrichtung stetig steuer­ bares Hilfsstromventil" bezeichnet wird. Diese neu entstandene Schaltung wird nun so betrieben, daß dann, wenn ein in der ur­ sprünglichen Schaltung enthaltenes Hauptstromventil voll einge­ schaltet ist, das für dieses, nunmehr "herausgenommene Haupt­ stromventil" in der jetzt vorliegenden Anordnung "ersatzweise eingefügte Hauptstromventil" eingeschaltet ist, und daß dann, wenn ein in der ursprünglichen Schaltung enthaltenes Hauptstrom­ ventil voll ausgeschaltet ist, das für dieses, nunmehr "heraus­ genommene Hauptstromventil" in der jetzt vorliegenden Anordnung "ersatzweise eingefügte Hauptstromventil" ausgeschaltet ist, und daß das in jenem Hilfsstrompfad, der zu diesem "ersatzweise ein­ gefügten Hauptstromventil" parallel geschaltet ist, enthaltene "in Rückwärtsrichtung sperrende und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbare Hilfsstromventil" ebenfalls ausgeschaltet ist. Sofern zwischen den Hauptstromelektroden von einem der in der ursprüng­ lichen Schaltung enthaltenen Hauptstromventile eine, in Richtung des dort vorhandenen oder dort angestrebten Stromflusses positi­ ve, konstante oder variable Spannung u_soll eingestellt werden soll, findet dies in der jetzt vorliegenden Anordnung dadurch Berücksichtigung, daß jenes "ersatzweise eingefügte Hauptstrom­ ventil", das an die Stelle des genannten, vorliegend "heraus­ genommenen Hauptstromventils" getreten ist, abgeschaltet ist, und daß zwischen den Hauptstromelektroden des in jenem Hilfs­ strompfad, der zu diesem "ersatzweise eingefügten Hauptstrom­ ventil" parallel geschaltet ist, enthaltenen "in Rückwärtsrich­ tung sperrenden und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Hilfsstromventils" in Richtung des dort vorhandenen oder dort angestrebten Stromflusses die Spannung u_soll eingestellt wird.

Als Beispiel für diesen ersten Weg der modifizierten Nutzung des erfindungsgemäßen Schlüsselgedankens zeigt Fig. 21 die Anordnung nach Fig. 4, nachdem in der letztgenannten die dort ursprünglich enthaltenen, mit den Buchstaben a bis f bezeichneten RSIGBT's (14) herausgenommen wurden und an deren Stelle jeweils ein rückwärts sperrender GTO (29) als "ersatzweise eingefügtes Hauptstromventil" eingebaut wurde. Des weiteren wurde in der An­ ordnung nach Fig. 21 parallel zu jedem GTO (29), von dessen An­ ode zu dessen Kathode, ein Hilfsstrompfad geschaffen, der in derselben Richtung zur Stromführung fähig ist, wie derjenige GTO (29), zu dessen Anoden-Kathodenstrecke dieser Hilfsstrompfad parallel geschaltet ist. In jedem dieser Hilfsstrompfade ist je­ weils ein Hilfs-RSIGBT (30) enthalten, der als sogenanntes "in Rückwärtsrichtung sperrendes und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbares Hilfsstromventil" fungiert. Wenn in der ursprüngli­ chen Schaltung nach Fig. 4 zum Beispiel der mit a bezeichnete RSIGBT (14) voll eingeschaltet ist, so ist in der Anordnung nach Fig. 21 der für diesen ersatzweise eingefügte, ebenfalls mit a bezeichnete GTO (29) eingeschaltet. Umgekehrt ist dann, wenn in der ursprünglichen Schaltung nach Fig. 4 der dort mit a bezeich­ nete RSIGBT (14) ausgeschaltet ist, in der Anordnung nach Fig. 21 der für diesen ersatzweise eingefügte, ebenfalls mit a bezeichnete GTO (29) und der zu diesem ersatzweise eingefügten GTO (29) parallel geschaltete Hilfs-RSIGBT (30) ausgeschaltet. Sofern zwischen den Hauptstromelektroden von einem der in der ursprünglichen Schaltung enthaltenen RSIGBT's (14) in Richtung des dort vorhandenen oder des dort angestrebten Stromflusses ei­ ne Spannung u_soll eingestellt werden soll, findet dies in der in Fig. 21 dargestellten Anordnung dadurch Berücksichtigung, daß jener ersatzweise eingefügte GTO (29), der an die Stelle des ge­ nannten, vorliegend herausgenommenen RSIGBT's (14) getreten ist, abgeschaltet ist und daß zwischen den Hauptstromelektroden des zu diesem ersatzweise eingefügten GTO (29) parallel geschalteten Hilfs-RSIGBT's (30) in Richtung des dort vorhandenen oder dort angestrebten Stromflusses die Spannung u_soll eingestellt wird.

Beim zweiten Weg der modifizierten Nutzung des erfindungsgemäßen Schlüsselgedankens wird in den einzelnen Hilfsstrompfaden eine Reihenschaltung von mindestens einer, gegebenenfalls mehrfach genutzten Spannungssenke und von einem, jeweils nur zu einem Hilfsstrompfad gehörenden, rückwärts sperrenden sowie ein- und ausschaltbaren Stromventil vorgesehen, wobei das letztgenannte nachstehend auch als "rückwärts sperrendes sowie ein- und aus­ schaltbares Hilfsstromventil" bezeichnet werden soll. Diese neu entstandene Schaltung wird nun so betrieben, daß dann, wenn ein in der ursprünglichen Schaltung enthaltenes Hauptstromventil voll eingeschaltet ist, das für dieses, nunmehr "herausgenommene Hauptstromventil" in der jetzt vorliegenden Anordnung "ersatz­ weise eingefügte Hauptstromventil" eingeschaltet ist, und daß dann, wenn ein in der ursprünglichen Schaltung enthaltenes Hauptstromventil voll ausgeschaltet ist, das für dieses, nunmehr "herausgenommene Hauptstromventil" in der jetzt vorliegenden An­ ordnung "ersatzweise eingefügte Hauptstromventil" ausgeschaltet ist, und daß das in jenem Hilfsstrompfad, der zu diesem "ersatzweise eingefügten Hauptstromventil" parallel geschaltet ist, enthaltene "rückwärts sperrende sowie ein- und ausschaltba­ re Hilfsstromventil" ebenfalls ausgeschaltet ist. Sofern zwi­ schen den Hauptstromelektroden von einem der in der ursprüngli­ chen Schaltung enthaltenen Hauptstromventile eine, in Richtung des dort vorhandenen oder dort angestrebten Stromflusses positi­ ve, konstante oder variable Spannung u_soll eingestellt werden soll, findet dies in der jetzt vorliegenden Anordnung dadurch Berücksichtigung, daß jenes "ersatzweise eingefügte Hauptstrom­ ventil", das an die Stelle des genannten, vorliegend "heraus­ genommenen Hauptstromventils" getreten ist, abgeschaltet ist, und daß das in jenem Hilfsstrompfad, der zu diesem "ersatzweise eingefügten Hauptstromventil" parallel geschaltet ist, enthalte­ ne "rückwärts sperrende sowie ein- und ausschaltbare Hilfsstrom­ ventil" eingeschaltet ist, und daß die von dem durch dieses "rückwärts sperrende sowie ein- und ausschaltbare Hilfsstrom­ ventil" fließenden Strom genutzte Spannungssenke so eingestellt ist, daß an dieser Spannungssenke, von einem über sie fließenden Strom, in dessen Richtung eine Spannung mit dem Wert u_soll wach­ gerufen wird.

Als erstes Beispiel für diesen zweiten Weg der modifizierten Nutzung des erfindungsgemäßen Schlüsselgedankens zeigt Fig. 22 die Anordnung nach Fig. 4, nachdem in der letztgenannten die dort ursprünglich enthaltenen, mit den Buchstaben a bis f be­ zeichneten RSIGBT's (14) herausgenommen wurden und an deren Stelle jeweils ein rückwärts sperrender GTO (29) als "ersatz­ weise eingefügtes Hauptstromventil" eingebaut wurde. Des weite­ ren wurde in der Anordnung nach Fig. 22 parallel zu jedem GTO (29), von dessen Anode zu dessen Kathode, ein Hilfsstrompfad geschaffen, der in derselben Richtung zur Stromführung fähig ist, wie derjenige GTO (29), zu dessen Anoden-Kathodenstrecke dieser Hilfsstrompfad parallel geschaltet ist. Schließlich ist in jedem dieser Hilfsstrompfade jeweils eine, als Spannungssenke dienende Zenerdiode (31) und jeweils ein Hilfs-GTO (32) enthal­ ten, der als sogenanntes "rückwärts sperrendes sowie ein- und ausschaltbares Hilfsstromventil" fungiert. Wenn in der ursprüng­ lichen Schaltung nach Fig. 4 zum Beispiel der mit a bezeichnete RSIGBT (14) voll eingeschaltet ist, so ist in Anordnung nach Fig. 22 der für diesen ersatzweise eingefügte, ebenfalls mit a bezeichnete GTO (29) eingeschaltet. Umgekehrt ist dann, wenn in der ursprünglichen Schaltung nach Fig. 4 der dort mit a bezeich­ nete RSIGBT (14) ausgeschaltet ist, in der Anordnung nach Fig. 22 der für diesen ersatzweise eingefügte, ebenfalls mit a bezeichnete GTO (29) und der in jenem Hilfsstrompfad, der zu diesem ersatzweise eingefügten GTO (29) parallel geschaltet ist, enthaltene Hilfs-GTO (32) ausgeschaltet. Sofern zwischen den Hauptstromelektroden von einem der in der ursprünglichen Schal­ tung enthaltenen RSIGBT (14) in Richtung des dort vorhandenen oder des dort angestrebten Stromflusses eine Spannung u_soll ein­ gestellt werden soll, findet dies in der in Fig. 22 dargestell­ ten Anordnung dadurch Berücksichtigung, daß jener ersatzweise eingefügte GTO (29), der an die Stelle des genannten, vorliegend herausgenommenen RSIGBT's (14) getreten ist, abgeschaltet ist, und daß der in jenem Hilfsstrompfad, der zu diesem ersatzweise eingefügten GTO (29) parallel geschaltet ist, enthaltene Hilfs-GTO (32) eingeschaltet ist, und daß die Zenerspannungen der in Fig. 22 enthaltenen Zenerdioden (31) so groß gewählt sind, wie der vorgenannte Wert u_soll. Unter diesen Umständen verhält sich die in Fig. 22 dargestellte Anordnung gleich, wie die in Fig. 4 skizzierte, sofern bei der letztgenannten die an­ gestrebten Kommutierungen mittels eines konstanten Werts der Spannung u_soll herbeigeführt wird.

Als zweites Beispiel für diesen zweiten Weg der modifizierten Nutzung des erfindungsgemäßen Schlüsselgedankens zeigt Fig. 23 die Anordnung nach Fig. 13, nachdem in der letztgenannten die dort ursprünglich enthaltenen, mit den Buchstaben a bis f be­ zeichneten RSIGBT's (14) herausgenommen wurden und an deren Stelle jeweils ein rückwärts sperrender GTO (29) als "ersatz­ weise eingefügtes Hauptstromventil" eingebaut wurde. Des weite­ ren wurde in der Anordnung nach Fig. 23 parallel zu jedem GTO (29), von dessen Anode zu dessen Kathode, ein Hilfsstrompfad geschaffen, der in derselben Richtung zur Stromführung fähig ist, wie derjenige GTO (29), zu dessen Anoden-Kathodenstrecke dieser Hilfsstrompfad parallel geschaltet ist. Schließlich ist in jedem dieser Hilfsstrompfade jeweils ein Hilfs-GTO (32) ent­ halten, der als sogenanntes "rückwärts sperrendes sowie ein- und ausschaltbares Hilfsstromventil" fungiert. Des weiteren ist in jedem dieser Hilfsstrompfade eine Spannungssenke wirksam, die aus einem Transformator (33) und einem, diesem sekundärseitig nachgeschalteten, einphasigen Brückengleichrichter (34) besteht. Dieser Brückengleichrichter ist auf seiner Gleichstromseite mit den beiden Schienen des in Fig. 23 vorhandenem Gleichspannungs­ zwischenkreises (20) verbunden. Insgesamt sind in der in Fig. 23 dargestellten Anordnung zwei solcher Spannungssenken enthalten, die jeweils dreifach genutzt werden. Wenn in der ursprünglichen Schaltung nach Fig. 13 zum Beispiel der mit a bezeichnete RSIGBT (14) voll eingeschaltet ist, so ist in der Anordnung nach Fig. 23 der für diesen ersatzweise eingefügte, ebenfalls mit a bezeichnete GTO (29) eingeschaltet. Umgekehrt ist dann, wenn in der ursprünglichen Schaltung nach Fig. 13 der dort mit a be­ zeichnete RSIGBT (14) ausgeschaltet ist, in der Anordnung nach Fig. 23 der für diesen ersatzweise eingefügte, ebenfalls mit a bezeichnete GTO (29) und der in jenem Hilfsstrompfad, der zu diesem ersatzweise eingefügtem GTO (29) parallel geschaltet ist, enthaltene Hilfs-GTO (32) ausgeschaltet. Sofern zwischen den Hauptstromelektroden von einem der in der ursprünglichen Schal­ tung enthaltenen RSIGBT (14) in Richtung des dort vorhandenen oder des dort angestrebten Stromflusses eine Spannung u_soll ein­ gestellt werden soll, findet dies in der in Fig. 23 dargestell­ ten Anordnung dadurch Berücksichtigung, daß jener ersatzweise eingefügte GTO (29), der an die Stelle des genannten, vorliegend herausgenommenen RSIGBT's (14) getreten ist, abgeschaltet ist, und daß der in jenem Hilfsstrompfad, der zu diesem ersatzweise eingefügten GTO (29) parallel geschaltet ist, enthaltene Hilfs- GTO (32) eingeschaltet ist, und daß die Übersetzungsverhältnisse der beiden in Fig. 23 enthaltenen Transformatoren (33) so ge­ wählt sind, daß sich bei einem Stromfluß durch die Primärwick­ lungen der Transformatoren (33), wie er in der Anordnung nach Fig. 23 möglich ist, an diesen Primärwicklungen der vorgenannte Wert u_soll einstellt. Damit verhält sich die in Fig. 23 darge­ stellte Anordnung gleich, wie die in Fig. 13 skizzierte, sofern bei der letztgenannten die angestrebten Kommutierungen mittels eines konstanten Werts der Spannung u_soll herbeigeführt wird.

Selbstverständlich können dann, wenn der Schlüsselgedanke der hiermit vorgelegten Erfindung in der vorstehend beschriebenen, modifizierten Weise genutzt wird, die dann darin enthaltenen, rückwärts sperrenden, ein- und ausschaltbaren Hauptstromventile entfernt und jeweils durch eine gleichsinnig gepolte Reihen­ schaltung von einem ein- und ausschaltbaren Hauptstromventil und von einer Diode ersetzt werden. Desgleichen können die darin ge­ gebenenfalls enthaltenen, "rückwärts sperrenden sowie ein- und ausschaltbaren Hilfsstromventile" entfernt und jeweils durch ei­ ne gleichsinnig gepolte Reihenschaltung von jeweils einem ein- und ausschaltbaren Stromventil und von jeweils einer Diode er­ setzt werden. Des weiteren können auch die darin gegebenenfalls enthaltenen, "in Rückwärtsrichtung sperrenden und in Vorwärts­ richtung stetig steuerbaren Hilfsstromventile" entfernt und je­ weils durch eine gleichsinnig gepolte Reihenschaltung von je­ weils einem, in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Stromventil und von jeweils einer Diode ersetzt werden. Schließlich dürfen dann jene der darin enthaltenen, beim vorgesehenen Einsatz nicht mit Rückwärtsspannung beanspruchten Dioden sämtlich überbrückt werden und damit selbst entfallen.

Claims (15)

1. An ein Wechsel- oder Drehspannungssystem angeschlossener, vorzugsweise in Brückenschaltung ausgeführter Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Hauptstromventile in Rückwärtsrichtung sperren und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbar sind, und daß dann, wenn nach dem Einschalten des anschließend zur Stromführung bestimmten Ventils die im Kommutierungskreis vom bisher stromführenden Ventil zum an­ schließend zur Stromführung bestimmten Ventil wirksame Kom­ mutierungsspannung im Hinblick auf die durch sie verursach­ ten wechselstromseitigen Rückwirkungen unzulässig groß wür­ de, durch eine Beeinflussung der Steuerstrecke des an­ schließend zur Stromführung bestimmten Ventils zwischen dessen Hauptstromelektroden eine, in Richtung des ange­ strebten Stromflusses positive, konstante oder variable, gegebenenfalls auch stromabhängige Spannung eingestellt wird, die jeweils so groß ist, daß die nunmehr im Kommutie­ rungskreis vom bisher stromführenden Ventil zum anschlie­ ßend zur Stromführung bestimmten Ventil wirksame Kommutie­ rungsspannung klein genug wird, daß die durch sie verur­ sachten wechselstromseitigen Rückwirkungen zulässig sind.

2. Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dasjenige Ventil, das im Ver­ lauf der genannten Kommutierung vom bisher stromführenden Ventil zum anschließend zur Stromführung bestimmten Ventil die Stromführung abgegeben hat, während seiner anschließen­ den, bis zu seinem nächsten Wiedereinschalten reichenden Sperrdauer durch eine Beeinflussung seiner Steuerstrecke jeweils mindestens so weit in seinen sperrenden Zustand versetzt und dort gehalten wird, daß es seiner weiteren Spannungsbeanspruchung in Vorwärtsrichtung voll ausgeschal­ tet standhält, und daß dasjenige Ventil, das im Verlauf der genannten Kommutierung vom bisher stromführenden Ventil zum anschließend zur Stromführung bestimmten Ventil die Strom­ führung übernommen hat, während seiner anschließenden, bis zum Beginn seiner nächsten Stromabgabe reichenden Leitdauer durch eine Beeinflussung seiner Steuerstrecke jeweils min­ destens so weit in seinen leitenden Zustand versetzt und dort gehalten wird, daß es seiner weiteren Strombeanspru­ chung in Vorwärtsrichtung voll eingeschaltet standhält.

3. An ein Wechsel- oder Drehspannungssystem angeschlossener, vorzugsweise in Brückenschaltung ausgeführter Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Hauptstromventile in Rückwärtsrichtung sperren und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbar sind, und daß dann, wenn nach dem Einschalten des anschließend zur Stromführung bestimmten Ventils die im Kommutierungskreis vom bisher stromführenden Ventil zum an­ schließend zur Stromführung bestimmten Ventil wirksame Kom­ mutierungsspannung für eine erfolgreiche Kommutierung zu klein ist, durch eine Beeinflussung der Steuerstrecke des bisher stromführenden Ventils zwischen dessen Hauptstrome­ lektroden eine, in Richtung des vorliegenden Stromflusses positive, konstante oder variable, gegebenenfalls auch stromabhängige Spannung eingestellt wird, die zum einen je­ weils groß genug ist, daß sich die angestrebte Kommutierung vom bisher stromführenden Ventil zum anschließend zur Stromführung bestimmten Ventil nunmehr erfolgreich voll­ zieht, und die zum anderen jeweils nur so groß ist, daß die nunmehr im Kommutierungskreis vom bisher stromführenden Ventil zum anschließend zur Stromführung bestimmten Ventil wirksame Kommutierungsspannung klein genug bleibt, daß die durch sie verursachten wechselstromseitigen Rückwirkungen zulässig sind.

4. Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung nach An­ spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dasjenige Ventil, das im Ver­ lauf der genannten Kommutierung vom bisher stromführenden Ventil zum anschließend zur Stromführung bestimmten Ventil die Stromführung abgegeben hat, während seiner anschließen­ den, bis zu seinem nächsten Wiedereinschalten reichenden Sperrdauer durch eine Beeinflussung seiner Steuerstrecke jeweils mindestens so weit in seinem sperrenden Zustand ge­ halten wird, daß es seiner weiteren Spannungsbeanspruchung in Vorwärtsrichtung voll ausgeschaltet standhält, und daß dasjenige Ventil, das im Verlauf der genannten Kommutierung vom bisher stromführenden Ventil zum anschließend zur Stromführung bestimmten Ventil die Stromführung übernommen hat, während seiner anschließenden, bis zum Beginn seiner nächsten Stromabgabe reichenden Leitdauer durch eine Beein­ flussung seiner Steuerstrecke jeweils mindestens so weit in seinem leitenden Zustand gehalten wird, daß es seiner wei­ teren Strombeanspruchung in Vorwärtsrichtung voll einge­ schaltet standhält.

5. Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 und einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Stromrichter je nach Einsatzbedarf entweder von einer der in den Ansprüchen 1 und 2 beschriebenen Betriebsweisen oder von einer der in den Ansprüchen 3 und 4 beschriebenen Betriebsweisen Ge­ brauch macht.

6. Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung nach einem der Ansprüche 1 oder 2 und einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Stromrichter während ein und derselben Kommutierungsvorgänge sowohl von einer der in den Ansprüchen 1 und 2 beschriebenen Betriebsweisen als auch von einer der in den Ansprüchen 3 und 4 beschriebenen Betriebsweisen Gebrauch macht.

7. Stromrichterkombination nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder Stromrichterkombination nach insgesamt zweien der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster, in Brückenschaltung ausgeführter Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutie­ rung (24) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und ein zweiter, in Brückenschaltung ausgeführter Stromrichter mit aktiv be­ einflußter Kommutierung (23) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 gemeinsam an dasselbe Wechsel- oder Drehspannungs­ system angeschlossen und auf ihren jeweiligen Gleichspan­ nungsseiten antiparallel verbunden sind.

8. Stromrichterkombination nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein erster, in Brückenschaltung ausgeführter Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutie­ rung (24) nach einem der Ansprüche 3 oder 4 und ein zwei­ ter, in Brückenschaltung ausgeführter Diodenstrom­ richter (25) gemeinsam an dasselbe Wechsel- oder Drehspan­ nungssystem angeschlossen und auf ihren jeweiligen Gleich­ spannungsseiten antiparallel verbunden sind.

9. Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder Stromrichterkombination nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die dort enthaltenen, in Rück­ wärtsrichtung sperrenden und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Hauptstromventile (14) entfernt und jeweils durch eine gleichsinnig gepolte Reihenschaltung von einem, in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Hauptstromven­ til (26) und von einer Diode (27) ersetzt sind.

10. Stromrichter oder Stromrichterkombination nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die dort enthaltenen Di­ oden (27), die beim vorgesehenen Einsatz nicht mit Rück­ wärtsspannung beansprucht werden, überbrückt sind und damit entbehrlich sind.

11. Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, oder Stromrichterkombination nach ei­ nem der Ansprüche 7 oder 8,

• - dadurch gekennzeichnet, daß die dort enthaltenen, in Rück­ wärtsrichtung sperrenden und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Hauptstromventile (14) herausgenommen und ange­ sichts dessen im folgenden auch kurz als "herausgenommene Hauptstromventile" bezeichnet werden, und daß für jedes einzelne dieser "herausgenommenen Hauptstromventile" ein, an dessen Stelle tretendes, rückwärts sperrendes sowie ein- und ausschaltbares Hauptstromventil (29) ersatzweise einge­ fügt wird, das angesichts dessen im folgenden auch kurz als "ersatzweise eingefügtes Hauptstromventil" bezeichnet wird, und daß die "ersatzweise eingefügten Hauptstromventile" in derselben Richtung zur Stromführung fähig sind wie jene "herausgenommenen Hauptstromventile", an deren Stelle die "ersatzweise eingefügten Hauptstromventile" treten und
• - dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem "ersatzweise eingefüg­ ten Hauptstromventil" von dessen Stromzuflußelektrode, der sogenannten Anode, zu dessen Stromabflußelektrode, der so­ genannten Kathode, jeweils ein Hilfsstrompfad parallel ge­ schaltet ist, der in derselben Richtung zur Stromführung fähig ist, wie jenes "ersatzweise eingefügte Hauptstromven­ til", zu dessen Anoden-Kathodenstrecke dieser Hilfsstrom­ pfad parallel geschaltet ist und
• - dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Hilfsstrompfa­ den jeweils ein, spezifisch zu diesem Hilfsstrompfad gehö­ rendes, in Rückwärtsrichtung sperrendes und in Vorwärts­ richtung stetig steuerbares Stromventil (30) vorhanden ist, welches nachstehend als "in Rückwärtsrichtung sperrendes und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbares Hilfsstromven­ til" bezeichnet wird, und
• - dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn ein in der ursprüng­ lichen Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthalte­ nes Hauptstromventil (14) voll eingeschaltet ist, das für dieses, nunmehr "herausgenommene Hauptstromventil" in der jetzt vorliegenden Anordnung "ersatzweise eingefügte Haupt­ stromventil" eingeschaltet ist und
• - dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn ein in der ursprüng­ lichen Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthalte­ nes Hauptstromventil (14) voll ausgeschaltet ist, das für dieses, nunmehr "herausgenommene Hauptstromventil" in der jetzt vorliegenden Anordnung "ersatzweise eingefügte Haupt­ stromventil" ausgeschaltet ist und daß das in jenem Hilfsstrompfad, der zu diesem "ersatzweise eingefügten Hauptstromventil" parallel geschaltet ist, enthaltene "in Rückwärtsrichtung sperrende und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbare Hilfsstromventil" ebenfalls voll ausgeschaltet ist und
• - dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn zwischen den Haupt­ stromelektroden von einem der in der ursprünglichen Schal­ tung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthaltenen Haupt­ stromventile (14) eine, in Richtung des dort vorhandenen oder dort angestrebten Stromflusses positive, konstante oder variable, gegebenenfalls auch stromabhängige Span­ nung u_soll eingestellt werden soll, dies in der jetzt vor­ liegenden Anordnung dadurch Berücksichtigung findet, daß jenes "ersatzweise eingefügte Hauptstromventil", das an die Stelle des genannten, vorliegend "herausgenommenen Haupt­ stromventils" getreten ist, abgeschaltet ist und zwischen den Hauptstromelektroden des in jenem Hilfsstrompfad, der zu diesem "ersatzweise eingefügten Hauptstromventil" paral­ lel geschaltet ist, enthaltenen "in Rückwärtsrichtung sper­ renden und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Hilfs­ stromventils" in Richtung des dort vorhandenen oder dort angestrebten Stromflusses die Spannung u_soll eingestellt wird.

12. Stromrichter mit aktiv beeinflußter Kommutierung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, oder Stromrichterkombination nach ei­ nem der Ansprüche 7 oder 8,

• - dadurch gekennzeichnet, daß die dort enthaltenen, in Rück­ wärtsrichtung sperrenden und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Hauptstromventile (14) herausgenommen und ange­ sichts dessen im folgenden auch kurz als "herausgenommene Hauptstromventile" bezeichnet werden, und daß für jedes einzelne dieser "herausgenommenen Hauptstromventilell ein, an dessen Stelle tretendes, rückwärts sperrendes sowie ein- und ausschaltbares Hauptstromventil (29) ersatzweise einge­ fügt wird, das angesichts dessen im folgenden auch kurz als "ersatzweise eingefügtes Hauptstromventil" bezeichnet wird, und daß die "ersatzweise eingefügten Hauptstromventile" in derselben Richtung zur Stromführung fähig sind wie jene "herausgenommenen Hauptstromventile", an deren Stelle die "ersatzweise eingefügten Hauptstromventile" treten und
• - dadurch gekennzeichnet, daß zu jedem "ersatzweise eingefüg­ ten Hauptstromventil" von dessen Stromzuflußelektrode, der sogenannten Anode, zu dessen Stromabflußelektrode, der so­ genannten Kathode, jeweils ein Hilfsstrompfad parallel ge­ schaltet ist, der in derselben Richtung zur Stromführung fähig ist, wie jenes "ersatzweise eingefügte Hauptstromven­ til", zu dessen Anoden-Kathodenstrecke dieser Hilfsstrom­ pfad parallel geschaltet ist und
• - dadurch gekennzeichnet, daß in den einzelnen Hilfsstrompfa­ den mindestens eine, gegebenenfalls mehrfach genutzte Span­ nungssenke und jeweils ein, spezifisch zu diesem Hilfs­ strompfad gehörendes, rückwärts sperrendes sowie ein- und ausschaltbares Stromventil (32) aufeinander folgen, wobei das letztgenannte nachstehend auch als "rückwärts sperren­ des sowie ein- und ausschaltbares Hilfsstromventil" be­ zeichnet wird, und
• - dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn ein in der ursprüng­ lichen Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthalte­ nes Hauptstromventil (14) voll eingeschaltet ist, das für dieses, nunmehr "herausgenommene Hauptstromventil" in der jetzt vorliegenden Anordnung "ersatzweise eingefügte Haupt­ stromventil" eingeschaltet ist und
• - dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn ein in der ursprüng­ lichen Schaltung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthalte­ nes Hauptstromventil (14) voll ausgeschaltet ist, das für dieses, nunmehr "herausgenommene Hauptstromventil" in der jetzt vorliegenden Anordnung "ersatzweise eingefügte Haupt­ stromventil" ausgeschaltet ist und daß das in jenem Hilfsstrompfad, der zu diesem "ersatzweise eingefügten Hauptstromventil" parallel geschaltet ist, enthaltene "rückwärts sperrende sowie ein- und ausschaltbare Hilfs­ stromventil" ebenfalls ausgeschaltet ist und
• - dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn zwischen den Haupt­ stromelektroden von einem der in der ursprünglichen Schal­ tung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 enthaltenen Haupt­ stromventile (14) eine, in Richtung des dort vorhandenen oder dort angestrebten Stromflusses positive, konstante oder variable, gegebenenfalls auch stromabhängige Span­ nung u_soll eingestellt werden soll, dies in der jetzt vor­ liegenden Anordnung dadurch Berücksichtigung findet, daß jenes "ersatzweise eingefügte Hauptstromventil", das an die Stelle des genannten, vorliegend "herausgenommenen Haupt­ stromventils" getreten ist, abgeschaltet ist und daß das in jenem Hilfsstrompfad, der zu diesem "ersatzweise einge­ fügten Hauptstromventil" parallel geschaltet ist, enthalte­ ne "rückwärts sperrende sowie ein- und ausschaltbare Hilfs­ stromventil" eingeschaltet ist und daß die von dem durch dieses "rückwärts sperrende sowie ein- und ausschaltbare Hilfsstromventil" fließenden Strom genutzte Spannungssenke so eingestellt ist, daß an dieser Spannungssenke, von einem über sie fließenden Strom, in dessen Richtung eine Spannung mit dem Wert u_soll wachgerufen wird.

13. Stromrichter oder Stromrichterkombination nach Anspruch 11,

• - dadurch gekennzeichnet, daß die dort enthaltenen, rückwärts sperrenden sowie ein- und ausschaltbaren Hauptstromventi­ le (29) entfernt und jeweils durch eine gleichsinnig gepol­ te Reihenschaltung von jeweils einem, ein- und ausschaltba­ ren Hauptstromventil und von jeweils einer Diode ersetzt sind und
• - dadurch gekennzeichnet, daß die dort enthaltenen, "in Rück­ wärtsrichtung sperrenden und in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Hilfsstromventile" entfernt und jeweils durch eine gleichsinnig gepolte Reihenschaltung von jeweils einem in Vorwärtsrichtung stetig steuerbaren Stromventil und von jeweils einer Diode ersetzt sind.

14. Stromrichter oder Stromrichterkombination nach Anspruch 12,

• - dadurch gekennzeichnet, daß die dort enthaltenen, rückwärts sperrenden sowie ein- und ausschaltbaren Hauptstromventi­ le (29) entfernt und jeweils durch eine gleichsinnig gepol­ te Reihenschaltung von jeweils einem ein- und ausschaltba­ ren Hauptstromventil und von jeweils einer Diode ersetzt sind und
• - dadurch gekennzeichnet, daß die dort enthaltenen, "rück­ wärts sperrenden sowie ein- und ausschaltbaren Hilfsstrom­ ventile" entfernt und jeweils durch eine gleichsinnig ge­ polte Reihenschaltung von jeweils einem ein- und ausschalt­ baren Stromventil und von jeweils einer Diode ersetzt sind.

15. Stromrichter oder Stromrichterkombination nach einem der An­ sprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die dort enthaltenen Dioden, die beim vorgesehenen Einsatz nicht mit Rückwärtsspannung beansprucht werden, überbrückt und damit entbehrlich sind.