DE2315970C2 - Parallelschwingkreisumrichter mit einer Glättungsdrossel im Gleichstromzwischenkreis - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Umrichter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Ein derartiger Umrichter ist aus der DE-AS 16 15 126 bekannt. Solche Umrichter mit einem Parallelschwingkreis als Last, die beispielsweise zur Speisung von Induktionsöfen oder Härteanlagen benutzt werden, haben die Eingenschaft, daß die im Gleichsttomzwischenkreis angeordnete Induktivität den Wechselrichterbetrieb beeinflußt. Bei mittleren und hohen Gleichströmen zeigen sich keine Störungen. Bei niedrigen Stromstärken tritt jedoch unter anderem bedingt durch den entsprechend großen Phasenanschnittwinkel der Gleichrichtersteuerung ein Lücken des Gleichstroms auf. Solche Kickenden Gleichströme müssen jedoch an Parallelschwingkreisumrichtern unbedingt vermieden werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Umrichter der eingangs genannten Art dahin zu verbessern, daß die Verwendung gröberer raumgreifender Luftspalt-Glättungsdrosseln vermieden wird. Ferner soll die Induktionskennlinie der Glättungsdrossel auf preisgünstige Art an die erforderliche Form angepaßt werden.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 4 gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Es ist bekannt, den magnetischen Widerstand eines Induktors dadurch zu verändern, daß in den Luftspalt zwischen Kern und Joch seines Blechkerns eine Luftspalteinlage aus einem mit paramagnetischem oder ferromagnetischem Stoff angereicherten Material eingebracht wird. Dabei soll abweichend von der dem Erfindungsgegenstand zugrunde liegenden Aufgabe der Luftspalt größer gewählt werden können (DE-OS 21 24 478).

Die anliegende Zeichnung beschreibt ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung.

F i g. 1 zeigt zur Erläuterung einen Umrichter an sich bekannter Bauart, dessen Gleichstromzwischenkreis eine Glättungsdrossel enthält.

F i g. 2 zeigt eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Glättungsdrossel.

Fig.3 zeigt einen Schnitt durch die Drossel nach F i g. 2 entlang der Schnittlinie I-I.

F i g. 4 erläutert die Kennlinie der Drossel nach F i g. 2 bzw. F i g. 3.

In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Gleichrichter in Form einer steuerbaren Drehstrom-Gieichrichterbrückenschaltung. Die Ziffer 2 bezeichnet eine in beiden Phasen eines vom Gleichrichter 1 gespeisten Gleichstromzwischenkreises angeordnete Glättungsdrossel und die Ziffer 3 eine im Takte einer Wechselrichterfrequenz

ίο gesteuerte Wechselrichterbrückenschaltung, ciie den als Lastwiderstand dienenden Parallelschwingkreis 4 speist Dabei kann im Betrieb des Umrichters für mittlere und hohe Gleichstromwerte eine nicht unbeträchtliche Welligkeit in Kauf genommen werden.

Um auch bei niedrigen Gleichströmen im Gleichstromzwischenkreis einen befriedigenden Wechselrichterbetrieb zu gewährleisten, ist die Glättungsdrossel 2, entsprechend den F i g. 2 und 3, aus einem rahmenförmigen Magnetkern, Blechkern 9, aufgebaut, der an seiner Unter- und Oberseite durch jeweils zwei U-Träger 5 zusammengehalten wird. Die U-Träger 5 sind zu beiden Seiten des Blechkerns 9 jeweils durch Zuganker 6 miteinander verbunden. Die beiden senkrechten Schenkel des Magnetkerns werden jeweils von einer aus hohlem Kupferprofil aufgebauten einlagigen Drosselwicklung 7 umschlossen. Die Drosselwicklungen 7 sind dabei direkt an Anschlubplatten 8 unterstützt, welche ihrerseits an einem der unteren bzw. oberen U-Träger 5 elektrisch isoliert montiert sind.

Der Magnetkern 9 der über den größten Teil seines magnetischen Kreises aus Transformatorblechpaketen aufgebaut ist, enthält in seinen Schenkeln jeweils einen isolierenden Abschnitt 10 aus unmagnetischen und elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Hartpa-

pier, sowie einen Abschnitt 11, der auf gesintertem, ferromagnetischem Kernmaterial mit einer niedrigeren Sättigungsinduktion als die des Transformatorblechmaterials, Kernmaterials, aufgebaut ist. Eine elektrische Isolation der Kernabschnitte untereinander wird durch Hartpapierzwischenlagen 12 gewährleistet. Im magnetischen Kreis der Drossel sind jeweils (nicht dargestellt) mehrere Abschnitte (U) mit solchem ferromagnetischem Kernmaterial angeordnet, das jeweils eine voneinander abweichende Sättigungsinduktion B 2, B 3 und B 4 aufweist.

Fig.4 zeigt mit a' die Induktionskennlinie der Glättungsdrossel nach Fig.2 bzw. nach Fig.3. Im Vergleich dazu ist in die Zeichnung mit b die entsprechende Kennlinie einer üblichen Luftspaltdrossei eingetragen. Dabei ist mit Bo die Sättigungsinduktion für das Transformatorblech, mit B 2, B 3 und BA jeweils die Sättigungsinduktion der Abschnitte 11 bezeichnet. Die Beträge B 2, B 3 und B 4 entsprechen jeweils einem Knick in der Kennlinie A'.

Bei kleinen Stromstärken, bei denen die Gefahr des Lückens des Gleichstroms im Zwischenkreis besteht, kann eine wesentlich größere mittlere Steilheit der Kennlinie und damit eine bessere Glättung des Gleichstroms erzielt werden. Die gewünschte optimale Form der Kennlinie wird durch Aneinanderreihen mehrerer Abschnitte mit jeweils unterschiedlicher Sättigungsinduktion erreicht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Umrichter mit einem über einen steuerbaren Gleichrichter aus dem Wechselstromnetz gespeisten Wechselrichter und einem Parallelschwingkreis als Last, bei dem in dem Gleichstromzwischenkreis zwischen Gleichrichter und Wechselrichter eine Glättungsdrossel angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der lamellierte Blechkern (9) der Glättungsdrossel (2) Abschnitte (11) aus ferromagnetischem Kernmaterial enthält, in denen die Sättigungsinduktion niedriger als die des übrigen Blechkerns (9) ist und wobei jeder Abschnitt (11) ein ferromagnetisches Kernmaterial jeweils unterschiedlicher Sättigungsinduktion (B2, S3, B4) enthält.