DE2335713B2 - Verfahren zum betrieb eines wechselrichters, der aus zwei parallel geschalteten teilwechselrichtern besteht, und schaltungsanordnung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betrieb eines Wechselrichters, der aus zwei parallel geschalteten Teilwechselrichtern besteht; die Wechselrichter-Eingänge sind an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen; die Wechselrichter-Ausgänge sind je über eine Drosselspule mit Mittelanzapfung verbunden; die beiden Ausgangswechselspannungen der Teilwechselrichter sind um einen zur Spannungssteuerung einstellbaren Steuerwinkel gegeneinander versetzt und mittels der Drosselspule zu einer an der Mittelanzapfung abgreifbaren mittleren Gesamtspannung zusammengesetzt.

Durch Parallelschaltung von zwei gleichartigen Wechselrichtern, die im folgenden als Teilwechselrichter bezeichnet werden sollen, läßt sich ein Wechselrichter mit günstigen Steuereigenschaften aufbauen. Die Teilwechselrichter können dabei mit Thyristoren oder Schalttransistoren als steuerbare Hauptventile bestückt sein. Der Vorteil eines derart aufgebauten selbstgeführten Wechselrichters gegenüber anderen Wechselrichterschaltungen liegt einerseits in einer Erhöhung der Ausgangsleistung und andererseits in der Möglichkeit, die Ausgangsspannung feinstufig zu beeinflussen, wenn jedem der beiden Teilwechselrichter ein individueller Schaltrhythmus zugeordnet wird.

Aus dem Konferenzbericht »Conference Record, IEEE International Semiconductor Power Converter Conference«, Baltimore, Md., USA, 8. — 10. 5.1972, Seite 2-4-1 bis 2-4-6, insbesondere Figur 3, ist der eingangs genannte Wechselrichter bekannt, der aus zwei dreiphasigen Teilwechselrichtern besteht, deren Eingänge an eine Gleichspannungsquelle angeschlossen sind. Die Ausgangsklemmen der Teilwechselrichter sind jeweils über eine Drosselspule verbunden, die eine Mittelanzapfung besitzt. An den drei Mittelanzapfungen wird die dreiphasige Gesamtspannung des Wechselrich-

ters abgegriffen. Die beiden Ausgangswechselspannungen sind um einen einstellbaren Steuerwinke! gegeneinander versetzt. Die Drosselspulen sorgeü dafür, daß die Ausgangswechselspannungen gemittelt werden. Bei dem bekannten Wechselrichter wird die Gesamtspannung und somit die Spannung am Verbraucher durch die Veränderung des Steuerwinkels gesteuert Ein Steuergerät verschiebt die Steuerimpulse, die den beiden Teilwechseirichtern zugeführt werden, derart gegeneinander, daß sic^ der gewünschte Steuerwinkel und damit die gewünschte Spannung am Verbraucher einstellt Dieses Verfahren wird als Schwenkverfahren, Additionsverfahren oder Drehtransformatorprinzip bezeichnet

Aus der Dissertation von H. Stemmler, »Steuerverfahren für ein- und mehrpulsige Unterschwingungswechselrichter zur Speisung von Kurzs°hlußläufermotoren«. Rheinisch-Wesifälische Technische Hochschule Aachen 1970, Bild 5/111.4 auf Seite 363 und zugehöriger Beschreibung auf Seite 81, ist der eingangs genannte Wechselrichter in dreiphasiger Ausfuhrung, allerdings ohne Betrieb nach dem Schwenkverfahren bekannt. Insgesamt sind sechs aus einer gemeinsamen Gleichspannungsquelle gespeiste einphasige Teilwechselrichter vorgesehen, von denen je zwei zu einem einphasigen Wechselrichter zusammengefaßt und ausgangsseitig über eine Saugdrossel mit Mittelanzapfung verbunden sind. Die Mittelanzapfungen der drei Saugdrosse^ sind an eine im Stern geschaltete dreiphasige Drehfeldmaschine angeschlossen. |ede der drei Saugdrosseln ist magnetisch für die Differenz-Spannungszeitflächen der Ausgangswechselspannungen beider Teilwechselrichter auszulegen. Jede Saugdrossel übernimmt also für gewisse Zeitintervalle einen Anteil der speisenden Gleichspannung. Dadurch ist eine beträchtliche Baugröße der Saugdrossel bedingt, die wiederum ein großes Gewicht der drei Wechselrichter verursacht. Insbesondere in Anwendungsfällen, in denen es auf eine geringe räumliche Ausdehnung und/oder ein geringes Gewicht des Wechselrichters ankommt, z. B. beim Antrieb eines elektrischen Triebfahrzeuges, ist man bestrebt, Drosselspulen möglichst geringer Typenleistung einzusetzen, was auch zu einer Kostenersparnis beiträgt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betrieb des eingangs genannten Wechselrichters anzugeben, das auf dem bekannten Schwenkverfahren aufbaut und zu einer beträchtlichen Reduzierung der BaugröSe der Drosselspule führt. Weiterhin sol! eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens angegeben werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Ausgangswechselspannungen jeweils im Bereich des Steuerwinkels, in dem sie entgegengesetzte Polarität haben, mindestens einmal und jeweils im selben Zeitpunkt gegenläufig umgesteuert werden.

Dieses Verfahren bewirkt, daß im Bereich des Steuerwinkels positive und negative Spannungszeitflächen geschaffen werden, deren Breite nur einen Bruchteil des Steuerwinkels beträgt. Damit wird die magnetische Beanspruchung der Drosselspule reduziert. Die Drosselspule kann daher für eine kleinere Spannungszeitfläche bemessen werden. Somit wird die Typengröße der Drosselspule begrenzt.

Als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es angesehen, daß durch das Umsteuern im Bereich des Steuerwinkels die aus beiden Ausgangswechselspannungen gebildete Gesamtspannune nicht beeinflußt wird. Sie ist in diesem Bereich stets Null. Dadurch wird erreicht daß die Gesamtspannung am Ausgang des Wechselrichters bei voller Aussteuerung den theoretisch maximal möglichen, durch die Höhe der Eingangsgleichspannung vorgegebenen Wert annehmen kann. Da die wiederholte Umsteuerung der beiden Ausgangswechselspannungen nur im Bereich des Steuerwinkels, also nur in einem Teilbereich der gesamten Periodendauer erfolgt kann man von einem teilgepulsten Wechselrichter sprechen.

Seine Schaltfrequenz kann gegenüber vollem Pulsbetrieb relativ niedrig gehalten werden. Der Geräteaufwand für die Steuerung des Wechselrichters ist geringer im Vergleich zu einem Wechselrichter mit gleichem Steuerbereich, der nach den bekannten Verfahren der Impulsbreitenmodulation (vergl. z. B. Siemens-Zeitschrift 45 [1971], Heft 3. Seiten 154 bis 161) mit gepulster Ausgangsspannung arbeitet.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Bereich des Steuerwinkels durch die Umsteuerungen der beiden Teilwechselrichter in eine Anzahl gleich großer Abschnitte unterteilt wird. Diese Weiterbildung hat einen besonders einfachen Aufbau des Steuergerätes zur Folge, da die Umsteuerbefehle in äquidistanten Zeitabständen gegeben werden können.

Ändert sich der Steuerwinkel, so wird sich bei festgehaltener Anzahl von Abschnitten auch der zeitliche Abstand zwischen zwei Umsteuerungen ändern. Nach einer weiteren, im Anspruch 3 näher definierten Ausbildung der Erfindung wird der einwandfreie Betrieb des Wechselrichters gewährleistet, indem bei einer Veränderung des Steuerwinkels die Anzahl der Umsteuerungen bereichsweise derart geändert wird, daß sich der zeitliche Abstand zwischen zwei Umsteuerungen innerhalb zweier vorgegebener Grenzen bewegt.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: eine Frequenzerzeugerstufe gibt zwei modifizierte Dreieckspannungen, welche gleiche Frequenz und Amplitude besitzen und um die Hälfte ihrer Periodendauer gegeneinander phasenverschoben sind; die modifizierten Dreieckspannungen und eine Anzahl von spannungsmäßig äquidistanten Teil-Spannungen, die mittels eines Spannungsteilers aus einer gemeinsamen, den Steuerwinkel bestimmenden Steuerspannung gewonnen sind, sind zwei mit einer Anzahl von Komparatoren ausgestattete Komparatorgruppen zugeführt; zwei Modulationsstufen, die jeweils den Komparatorgruppen nachgeschaltet sind, legen den zeitlichen Verlauf der gewünschten Ausgangswechselspannungen der Teilwechselrichter im Bereich des Steuerwinkels in der Weise fest, daß jeweils beim Umschalten eines der Komparatoren eine Umsteuerung erfolgt.

Weitere Ausgestaltungen werden in den Unteransprüchen beschrieben.

Mögliche Ausführungsformen der Erfindung werden im Wege des Beispiels im folgenden an Hand der Figuren näher erläutert.
Es zeigt

Fig. 1 in prinzipieller Darstellung eine an sich

bekannte dreiphasige Wechselrichterschaltung mit drei Wechselrichtern, von denen jeder aus zwei Teilwechselrichtern besteht, die nach dem erfindungsgemäßen Betriebsverfahren betrieben werden können,

Fig.2 bis 5 Spannungs-Zeit-Diagramme zur Veranschaulichung eines bekannten Betriebsverfahrens,

F i g. 6 bis 9 entsprechende Spannungs-Zeit-Diagramme zur Veranschaulichung eines ausgewählten Betriebsverfahrens nach der Erfindung,

Fig. 10 weitere Diagramme zur Veranschaulichung von Bereichswechseln bei Änderung der Arbeitsfrequenz und des Steuerwinkels der Teilwechselrichter,

Fig. 11 ein Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung,

Fig. 12 bis 30 in der Schaltungsanordnung von Fig. 11 auftretende Signale in Form von Zeitdiagrammen,

F i g. 31 einen Spannungsteiler und eine Schaltergruppe in ausführlicher Darstellung,

Fig.32 eine Modulationsstufe in ausführlicher Darstellung,

F i g. 33 einen Phasensignalgeber in ausführlicher Darstellung und

F i g. 34 einen Setzsignalgeber in ausführlicher Darstellung.

F i g. 1 zeigt eine dreiphasige Wechselrichterschaltung mit drei Wechselrichtern Wl, W2und W3, die zur Speisung einer dreiphasigen Last B dient. Jeder der drei Wechselrichter Wl, W2 und W3 besteht aus zwei gleichartig aufgebauten Teilwechselrichtern WH, W12 bzw. W21, W22 bzw. W31, W32, deren Eingänge an eine gemeinsame Gleichspannungsquelle angeschlossen sind. Als Gleichspannungsquelle sind eine positive und eine negative Gleichspannungs-Sammelschiene P bzw. N vorgesehen, zwischen denen die ungesteuerte Gleichspannung U_g liegt. Es kann sich dabei um eine Fahrleitung eines Triebfahrzeugs, aber auch um die Ausgangsklemmen eines ungesteuerten Gleichrichters oder einer Batterie handeln. Zwischen den beiden Gleichspannungs-Sammeischienen P, N ist gestrichelt ein elektrischer Mittelpunkt M eingezeichnet. Dieser praktisch nicht zugängliche Mittelpunkt M soll bei der Erläuterung das Ve -ständnis erleichtern. Zwischen dem (gedachten) Mittelpunkt M und der positiven Gleichspannungs-Sammelschiene fliegt somit die Gleichspannung + Ugl2, und zwischen dem (gedachten) Mittelpunkt M und der negativen Gleichspannungs-Sammelschiene /Vliegt die Gleichspannung - Ug/2.

Die Ausgänge all, a 12 der beiden einander zugeordneten Teilwechselrichter IVlI, W12 sind über eine in der Mitte angezapfte Drosselspule DX miteinander verbunden. Entsprechend sind auch die Ausgänge c 21 und a 22 der beiden Teilwechselrichter W21. IV22 über eine in der Mitte angezapfte Drosselspule D 2 verbunden und das gleiche gilt für die Ausgänge a 31 und a 32 der beiden Teilwechselrichter 1V31, W32 und die in der Mitte angezapfte Drosselspule D 3. Die beiden Drosseheilwicklungen jeder Drosselspule Dl, D 2 bzw. D 3 sind jeweils magnetisch miteinander verkettet. Sie haben also jeweils einen gemeinsamen Magnetkern, was durch die nicht näher bezeichneten Doppelstriche an den Drosselspulen Di. D2 und D3 angedeutet ist. Diese Drosselspulen Di. D2 und D3 wirken als Saugdrosseln. Sie können auch als Spartransformatoren angesehen werden. Sie setzen die von den Teilwechselrichtern WlI. W12 bzw. W2i. IV22 bzw. IV3I. W32 gelieferten Ausgangswechselspannungen zu Gesamtspannungen zusammen, die an den Anzapfungen R. S bzw. 7"abgegriffen werden können.

An die Anzapfungen R. S, T ist die Belastung B angeschlossen, die im vorliegenden Beispiel im Stern geschaltet Kt und eine Drehfeldmaschine größerer Leistung, z. B. in einem elektrischen Schienenfahrzeuj oder einem Hüttenwerk, sein kann. Zur Steuerung de

Teilwechselrichter WH, Wi2 W32 ist eil

Steuergerät 57"vorgesehen, das diese über Steuerleitun gen mit Steuersignalen versorgt. Um die Übersichtlich keit zu wahren, sind nur insgesamt zwei Steuerleitunget eingezeichnet, die vom Steuergerät 57" zu der Teilwechselrichtern 1V31 und W32 führen. Da: Steuergerät ST steuert die drei Wechselrichter Wl W2 und W3 derart, daß ihre an den Anzapfungen R. S Γ abgegriffenen, gegen den Mittelpunkt Λί gemessener Gesamtspannungen Urm, U_sm, LVm. um 120° gegenein ander versetzt sind.

Das Steuergerät ST wird seinerseits mit einei Frequenzsteuerspannung U/ versorgt sowie von einei Steuerspannung Us· gespeist, die in einem Spannungsre gelkreis erzeugt sein kann. Dieser umfaßt einen Reglei R, dem einerseits von einem an die Anzapfungen R, S. Ί angeschlossenen Istwertgeber G der Istwert dei Ausgangswechselspannungen und andererseits vor einem Sollwertgeber P₁, der als Potentiometer ausgebil det sein kann, ein einstellbarer Sollwert U* für die Spannung an der Belastung B zugeführt wird. Der Regelkreis sorgt dafür, daß die Belastung ßstets mit der gewünschten Spannung versorgt wird. Spannung und Frequenz werden proportional zueinander geführt Daher genügt es, die Frequenzsteuerspannung Ui und den Sollwert U* für die Spannung von ein und demselben Sollwertgeber fVabzugreifen.

Die Teilwechselrichter WU ... lV32sind im Ausführungsbeispiel so konstruiert, daß sie Zweipunktverhalten haben. Ihr an der Ausgangsklemme a 11... a 32 gemessenes elektrisches Ausgangspotential muß also zwischen dem positiven Potential der positiven Gleichspannungs-Sammelschiene P und dem negativen Potential der negativen Gleichspannungs-Sammelschiene /Vwechsein können.

Teilwechselrichter, die diese Forderung erfüllen, sind im Stande der Technik bekannt. Sie sind entweder mit Transistoren oder Thyristoren als steuerbare Haupiven tile bestückt. Beispielsweise lassen sich insgesamt sechs der in der Siemens-Zeitschrift 45 (1971). Heft 3, Seiten 154 bis 161 in Bild 8 auf Seite 158 gezeigten, mit zwei Kommutierungsdrosseln zwischen den Hauptventilen ausgerüsteten selbstgeführten Pulswechselrichtern als Teilwechselrichter WIl ... IV32 verwenden. Auch können als Teilwechselrichter WIl. W21 und W31 drei gleiche einphasige Stromrichter eingesetzt werden. wie es z. B. in den BBC-Nachrichten. Jahrgang 48.1966. Heft 1/66. Seiten 44 bis 52, in Bild 1 dargestellt ist. Eine Stromrichteranordnung gleichen Aufbaus wäre dann auch für die Teilwechselrichter W12, W22 und W32 heranzuziehen. Schließlich sind als Teilwechselrichter WIl... W32 auch Stromrichter geeignet, die z. B. im Lehrbuch »Principles of Inverter Circuits« von B. D. Bedford und R.G.Hoft, Verlag lohn Wiley & Sons, Inc. New York, London. Sidney, 1964, Seite 167 in Figur 7.1 dargestellt und beschrieben sind.

Die Ausgangswechselspannungen der Teilwechselrichter WIl... W32 sind Rechteckspannungen, deren Grundfrequenz die Arbeitsfrequenz ist. mit der die Belastung B betrieben wird. Zwischen den Ausgangswechselspannungen zusammengehöriger Teilwechselrichter WIl... W32 besteht jeweils eine Phasenverschiebung, die zur Steuerung oder Regelung der daraus zusammengesetzten Gesamtspannung benutzt werden kann. Dieses unter dem Namen »Schwenkverfahren«. »Additionsverfahren« oder »Verfahren nach dem

Prinzip des Drehtransformators« bekannte Verfahren wird am Wechselrichter WX im folgenden näher erläutert. Diese Erläuterungen gelten auch für die Wechselrichter VV2 und VV3, die jeweils um 120⁰C verschobene Gesamtspannungen aufweisen.

Die F i g. 2 bis 5 veranschaulichen das bekannte Schwenkverfahren. Die F i g. 2 und 3 zeigen den Verlauf der Ausgangswechselspannung Uw bzw. Uu, die Fig.4 den Verlauf der Drosselspannung Uo\ und die Fig.5 den Verlauf der Gesamtspannung Urm in Abhängigkeit von der Zeit ϊ bei fester Kreisfrequenz ω = 2πί, wobei / die Arbeitsfrequenz des Wechselrichters Wl ist. Zwischen den Ausgangswechselspannungen Uw und Un besteht eine Phasenverschiebung um den Winkel 2*. der einstellbar ist und im folgenden als Steuerwinkel 2ix bezeichnet wird. Die Steuersignale für die Hauptventile des ersten Teilwechselrichters Wn sind also um den Steuerwinkel 2tx gegenüber den entsprechenden Steuersignalen für die Hauptventile des zweiten Wechselrichters phasenverschoben. In dem Zeitraum 2«/ω, der dem Steuerwinkel 2\ entspricht, haben die Ausgangswechselspannungen U11. U11 verschiedene Polarität; die durch Addition gewonnene Gesamtspannung Urm (vergl. F i g. 5) ist hier Null. Die Gesamtspannung Urm erscheint also mit einem »Anschnitt«; ihr Grundschwingungs-Effektivwert wird mit zunehmendem halben Stcierwinkel \ nach einer Cosinusfunktion vermindert.

In den Zeiträumen 2j\/oj. die jeweils dem Steuerwinkel 2ος entsprechen, muß die Drosselspule D 1 die volle Gleichspannung übernehmen. Die Drosselspannung Ud\ an der gesamten Drosselwicklung ist in Fig.4 eingezeichnet und schraffiert hervorgehoben. Sie beträgt abwechselnd + U_g und - Ug. Die Spannungszeitfläche, die die Drosselspule D1 magnetisch beanspracht, hat also jeweils die Höhe U_g und eine Breite entsprechend dem Steuerwinkel 2rx.

Zur Verminderung der Spannungszeitflächen an der Drosselspule Dl wird nun ein Pulsbetrieb eingeführt, der in den Diagrammen der F i g. 6 bis 9 verdeutlicht wird. Dieser Pulsbetrieb ist jeweils auf den Bereich des Steuerwinkels 2a beschränkt. Innerhalb der Periodendauer der Ausgangswechselspannungen U\ 1, Un gibt es zwei solcher Bereiche. Innerhalb dieser Bereiche werden die beiden Ausgangswechselspannungen mindestens einmal und jeweils im selben Zeitpunkt umgesteuert.

Die F i g. 6 bis 9 beziehen sich auf den beispielsweise herausgegriffenen Fall daß in jedem Bereich des Steuerwinkels 2λ beide Ausgangswechselspannungen L/11. LZ₁₂ gleichzeitig π = 2mal mal zusätzlich umgeschaltet werden. Die Anzahl η ist also die Zahl der Umschaltungen oder Umsteuerungen innerhalb des Bereiches des Steuerwinkels 2*. Die Bereichsgrenzen werden dabei nicht mitgezählt. Die Zahl η kann in anderen Fällen beträchtlich größer als 2 sein.

Die F i g. 6 und 7 zeigen den zeitlichen Verlauf der teilgepulsten Ausgangswechselspannungen Un bzw. I/12. die F i g. 8 den zeitlichen Verlauf der Drosselspannung Um und die Fig.9 den zehlichen Verlauf der zugehörigen Gesamtspannung Urm. Man erkennt, daß zwischen den Winkeln φΐ und ψ2 zwei zusätzliche Umsteuerungen bei den Winkeln «pll und φ!2 vorgenommen werden. Diese erfolgen, wie aus einem Vergleich von Fig.6 mit Fig.7 deutlich wird, gleichzeitig und in entgegengesetzter Richtung. Entsprechend werden auch zwischen den Winkeln ςρ3 und αΛ zwei zusätzliche Umsteuerungen bei den Winkeln φ31 und <p32 vorgenommen. Ebenso gibt es zwei zusätzliche Umsteuerungen zwischen den Winkeln φ5 und φ6 bei den Winkeln φ51 und g>52. Wie aus den F i g. 6 und 7 hervorgeht, werden die Umsteuerungen der beiden Teilwechselrichter WIl, W12 bevorzugt so vorgenommen, daß der Bereich des Steuerwinkels 2λ in eine Anzahl (n + 1) Abschnitte unterteilt wird, die alle gleich groß sind.

Da, wie soeben vorausgesetzt wurde, die zusätzlichen Schaltflanken den Bereich des Steuerwinkels 2« in gleich lange Abschnitte unterteilen, liegen an der Drosselspule D1 jeweils anstelle eines Spannungsblokkes der Breite 2a (vergl. Fig.4) jetzt insgesamt (n + 1) = 3 Spannungsblöcke wechselnder Polarität der Breite ω · Al = 2&/(π + 1) = 2a/3. vergl. Fig. 8. Die Drosselspule D1 ist für einen dieser Spannungsblöcke auszulegen. Die Beanspruchung der Drosselspule D\ wird also auf l/(n + 1) = 1/3 vermindert.

Es ist also festzuhalten, daß im allgemeinen Fall η zusätzliche Umschaltungen eine Verringerung der Beanspruchung der Drosselspule Di um den Faktor 1/(/j + 1) bewirken. Weiterhin ist bemerkenswert, daß die Gesamtspannung Urm nach F i g. 9 im Bereich des Steuerwinkels 2λ — wie in F i g. 5 — unverändert Null bleibt, da die beiden Teilwechselrichter WIl, W12 in diesem Bereich nach wie vor Ausgangswechselspannungen Uw. Un stets unterschiedlicher Polarität liefern. Die Gesamtspannung Urm und damit die Gesamtausgangsspannung der Wechselrichter Wl, W2, W3 wird durch das Pulsen in den genannten Bereichen nicht beeinflußt.

Im Interesse einer beträchtlichen Verminderung der Drosselbaugröße sollte die Anzahl η der zusätzlichen Umschaltungen möglichst groß gewählt werden. Da jedoch mit der Anzahl η die Schaltfrequenz der Teilwechselrichter WlI, W12 ansteigt, und da der Schahflankenabstand (Breite der Abschnitte) mit Rücksicht auf die Kommutierungsvorgänge in den Teil wechselrichtern WlI, W12 eine gewisse Mindestzeit at_m,n nicht unterschreiten darf, ergibt sich unter Berücksichtigung der zulässigen Betriebsdaten für jede Ausgangsfrequenz /"und für jeden Steuerwinkel 2* eine optimale Anzahl n.

Wenn ein größerer Steuerbereich hinsichtlich Arbeitsfrequenz / und Ausgangsspannung beherrscht werden soll, ergibt sich daraus die Notwendigkeit, die Anzahl n bereichsweise zu ändern. Das Diagramm nach Fig. 10 zeigt den zeitlichen Abstand At zwischen zwei zusätzlichen Umsteuerungen, also die Zeitdauer At der einzelnen Spannungsblöcke (vergl. F i g. 4 und 8) an der Drosselspule D1, in Abhängigkeit von der Arbeitsfrequenz f. die auf die maximale Arbeitsfrequenz fm, bezogen ist Dabei wurde angenommen, daß die Gesamtspannung Urm mit Hilfe des Steuerwinkels 2« proportional zur Arbeitsfrequenz /'geändert wird. Eine solche Proportionalität wird gewöhnlich verlangt, wenn als Belastung B eine Drehfeldmaschine, insbesondere eine Asynchronmaschine, vorgesehen ist Der zeitliche Abstand At ist dabei ein Maß für die Spannungszeitfläche und damit für die Beanspruchung der Drosselspule.

Im Bereich der maximalen Arbeitsfrequenz fan, (Wmn« 1) ist die Anzahl π = 0. Dieser Fall entspricht dem bekannten Betriebsverfahren nach den F i g. 2 bis 5. Mit abnehmender Arbeitsfrequenz /"erhöht sich nun der Steuerwinkel la. und damit der zeitliche Abstand At der Bereichsgrenzen. Hat dieser Abstand At bei der Arbeitsfrequenz /Ί einen vorgegebenen Maximalwert Atom erreicht der vorzugsweise gleich dem Doppelten der physikalisch z. B. durch die Freiwerdezeit bedingten

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Mindestzeit At_m\_n des Wechselrichters ist, so wird die Anzahl π von Null auf 1 erhöht, der zeitliche Abstand Δ t also auf den Wert At_mj„ halbiert. Mit weiter abnehmender Arbeitsfrequenz f wird bei der Arbeitsfrequenz f₂ wiederum der vorgegebene Maximalwert Δ t_max erreicht; dann wird die Anzahl π wieder um 1 auf η = 2 erhöht, der Bereich des Steuerwinkels 2a also jetzt in η = 3 Abschnitte eingeteilt. Entsprechend wird fortgefahren, so daß sich der in Fig. 10 unten eingezeichnete sägezahnförmige Kurvenverlauf ergibt, der auch rückwärts durchlaufen werden kann. Dabei ist zu beachten, daß die Erhöhung oder Erniedrigung der Anzahl η nicht unbedingt um Stufen von 1 vorgenommen zu werden braucht. Insbesondere bei höheren Zahlen π können Stufen von 2 oder mehr angebracht sein. Die Dimensionierung der Drosselspule richtet sich nach dem relativ niedrigen Maximalwert <4/_mj>.

In Fig. 10 ist zusätzlich gestrichelt der wesentlich ungünstigere Kurvenverlauf ohne teilgepulsten Betrieb eingezeichnet, der sich für π = 0 ergibt. Man erkennt, daß eine abnehmende Frequenz /"einen zunehmenden zeitlichen Abstand Δ t zur Folge hat. ]e größer daher der Frequenzsteuerbereich bei π = 0 sein soll, um so größer muß auch die Typenleistung der Drosselspule gewählt werden.

Fig. 11 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des bisher beschriebenen Verfahrens. Diese Schaltungsanordnung umfaßt im wesentlichen das schon in F i g. 1 angedeutete Steuergerät ST, das in f i g. 11 mit einer Reihe von Einzelheiten dargestellt ist. Abweichend von F i g. 1 wird dabei angenommen, daß die Steuerspannung U_a an einem Sollwertgeber P₅, der insbesondere als Potentiometer ausgebildet sein kann, abgegriffen wird. Die Frequenzsteuerspannung L'fwird — wie in Fig. 1 — an einem weiteren Sollwertgeber P/abgenommen.

Die Frequenzsteuerspannung Uf wird einem Oszillator O zugeführt. Dieser Oszillator O liefert eine Dreieckspannung D, deren Verlauf in Abhängigkeit von der Zeit /in Fig. 12 dargestellt ist, und eine dazu synchrone Rechteckspannung K deren zeitlicher Verlauf in Fig. 13 dargestellt ist. Die Frequenz dei beiden Spannungen D, V am Ausgang des Oszillators O ist durch die Frequenzsteuerspannung Uieinstellbar. Sie ist das Dreifache der gewünschten Grundschwingungsfrequenz der Gesamtspannung, die z. B. in F i g. 1 mit Urm bezeichnet ist. Die Periodendauer dieser Grundschwingungafrequenz ist in den Fig. 12 und 13 mit 7Ό benannt.

Die Dreieckspannung D wird einer Addierstufe F zugeführt. Diese bildet daraus und aus einer Gleichspannung Dm, die gleich der Amplitude der Dreieckspannung D ist und an einem Potentiometer P_d abgegriffen wird, zwei modifizierte Dreieckspannungen D \ und D H. Der zeitliche Verlauf dieser modifizierten Dreieckspannungen Dl und DII ist in den Fig. 14 bzw. 20 dargestellt. Wie aus dem Vergleich der F i g. 14 und 20 deutlich wird, sind die modifizierten Dreieckspannungen Dl und DIl um Γ/Β gegeneinander phasenverschoben. Sie besitzen nur noch positive Werte. Ihre Amplitude beträgt 2 D_ro Mit jeder der modifizierten Dreieckspannungen DI und DlI wird eine Komparatorgruppe CI bzw. CII gespeist Jede dieser Komparatorgruppen Cl. ClI enthält eine Anzahl von handelsüblichen Komparatorea die auch unter dem Namen Grenzwertmelder bekannt sind.

Aus F i g. 11 geht hervor, daß die Steuerspannung U_s, einem Spannungsteiler P zugeführt wird. Dieser Spannungsteiler P sorgt dafür, daß die Steuerspannung Us, in eine Anzahl von Teilspannungen unterteilt wird, die äquidistant abgestuft sind. Der Spannungsteiler P gibt also außer der Steuerspannung £Λ, eine Anzahl von Teilspannungen U\, U₂... ab.

In Fig. 31 ist ein solcher Spannungsteiler P dargestellt, der hier für den Betrieb mit maximal π = 6 zusätzlichen Umsteuerungen eingerichtet ist. Dabei ist η wiederum die Anzahl der gewünschten Umsteuerungen

ίο im Bereich des Steuerwinkels 2λ. Der Spannungsteiler P enthält eine Reihenschaltung von sieben gleich großen ohmschen Widerständen WO, WX... W6 Allgemein gesprochen benötigt man für η zusätzliche Umsteuerungen (n + 1) ohmsche Widerstünde WO, Wl ... Vom Potential ίΛ, beginnend ist von jedem zweiten Verbindungspunkt der Widerstände WO, Wl ... W6 ein Abgriff herausgeführt. An diesen Abgriffen erhält man die Teilspannungen Uu U₂ und lh. Aus F ι g. 31 geht weiterhin hervor, daß dem Spannungsteiler P eine Schaltergruppe Q mit sechs Schaltern ZO, Z1...Z5 vorgeschaltet ist. Dabei ist jeder Verbindungspunkt des Spannungsteilers Pan einen der Schalter ZO, Zl ... Z5 der Schalter^ruppe Q geführt. Der andere Kontakt is' jeweils auf Nullpotential gelegt. Als Schaller ZO,

Zl Z5 kommen insbesondere elektronische Schalter, /. B. Transistoren, in Betracht. Diese werden durch

Steuerbefehle Λ/0, /Vl Λ/5 angesteuert. Die

Herkunft und Bildung dieser Steuerbefehle Λ/ 0 N5

wird später erläutert. Durch die Wahl der Schalterstellungen ist jeweils die Anzahl η der gewünschten Umsteuerungen im Bereich des Steuerwinkels 2<x festgelegt.

In Fig. 31 ist der Fall eingezeichnet, bei dem η = 5 zusätzliche Umsteuerungen erreicht werden sollen Dazu ist der Schalter Z5 durch den Steuerbefehl /V5 geschlossen. Damit ist der Widerstand W6 überbrückt. Die Schalter ZObis Z4 sind geöffnet. Damit ergibt skh. daß die zwischen den Widerständen Wl und W2 abgegriffene Teilspannung U₁ gleich 4/6 U„ und die zwischen den Widerständen W3 und W4 abgegriffene Teilspannung U₂ gleich 2/6 U_s, ist. Die folgende Teilspannung Ui ist Null. Ausgehend von der Steuer spannung U_a haben also die Teilspannungen Lh, Lh, l stets denselben Abstand voneinander, der im vorliegen-

« den Fall 2/6 U_st beträgt. 1st eine andere Anzahl η von zusätzlichen Umsteuerungen gewünscht, so wird mittels der Steuerbefehle Λ/0 ... Λ/5 ein anderer der Schalter ZO... Z5 geschlossen.

Die Steuerspannung U_it und die Teilspannungen U\

U₇ und U₃ werden, wie aus F i g. 11 ersichtlich ist, den beiden Komparatorgruppen CI und CII zugeführt Diese enthalten jeweils für die Steuerspannung U_a und die Teilspannungen U\, U₂. lh je einen Komparator, im vorliegenden Fall also jeweils 4 Komparatoren.

In den Fig. 14 und 20 sind sämtliche Spannungen in ihrem Zeitverlauf dargestellt, die in den Komparatorgruppen Cl bzw. ClI miteinander verglichen werden Bei Übereinstimmung der Absolutwerte der verglichenen Spannungen, also in den Schnittpunkten, schäkel

*> der zugehörige Komparator um. Es entstehen am Ausgang der Komparatorgruppe CI für den beispiel haft betrachteten Fall π = 5 Ausgangssignale /401, /411 Λ2Ι und /431. Das Ausgangssignal Λ3Ι ist dabei Null. De? zeitliche Verlauf der anderen Ausgangssignale /401. AW

und A2\ ist in den Fig. 15 bis 17 dargestellt Entsprechend entstehen am Ausgang der Komparatorgruppe CII Ausgangssignale /U)II, /4111, /4211 und A3II von denen das Ausgangssignal Λ31Ι wiederum Null ist

Der zeitliche Verlauf der übrigen Ausgangssignale AOII, AIII und A2\l ist in den F i g. 21 bis 23 dargestellt.

Jeder Komparatorgruppe Cl und CII ist eine Modulationsstufe MI bzw. M Il zugeordnet, die mit den Ausgangssignalen /UM... A3I bzw. AOlI... .4311 gespeist werden. Am Ausgang der Modulationsstufen Cl, ClI entsteht daraus jeweils ein Modulationssignal LI bzw. LII. das den Verlauf der Ausgangswechselspannungen (vergl. Bezugszeichen Uw, Un in Fig. 1) im Bereich des Steuerwinkels 2« festlegt. Hierzu reichen bei geradzahliger Anzahl η von gewünschten Umsteuerungen die Ausgangssignale AOI ...A 311 als Informationsträger aus. Bei ungeradzahliger Anzahl η ist die Information nicht ausreichend, da jeweils .-mc zusätzliche Umsteuerung in den Nullpunkten der modifizierten Dreieckspannungen D I und DII (vergl. F i g. 14 jnd 20) erforderlich ist. Die dazu erforderliche zusätzliche Information wird aus einer Korrekturstufe K erhalten, die immer dann Korrektursignale K I und K II aus der Rechteckspannung Vdes Oszillators O bildet, wenn ein Signal X anzeigt, daß die Anzahl η ungerade ist. Das Korrektursignal K I ist im zeitlichen Verlauf identisch mit der Rechteckspannung V, das Korrektursignal K Il entspricht der inversen Rechteckspannung V. Die Korrektursignale K I. K Il sind in den Fig. 18 bzw. 24 dargestellt.

In Fig. 32 ist ein Ausführungsbeispiel für die Modulationsstufe MI gezeigt. Die Modulationsstufe MIl ist identisch aufgebaut, so daß es genügt, lediglich die Modulationsstufe M1 zu betrachten. Diese enthält eine Anzahl von neun NAND-Stufen VO bis YS, die logisch miteinander verknüpft sind. Die Anordnung der NAND-Stufen YO bis V3 sorgt im wesentlichen dafür, daß das Modulationssignal L I jedesmal dann umsc.ialtet. wenn eine der Spannungen LA,, U]. U₂, Uj (vergl. Fig. 14) gleich der modifizierten Dreieckspannung DI geworden ist. Die NAND-Stufen Y4 bis V8 sind für eine zusätzliche Umschaltung vorgesehen, die an der Stelle der Nullpunkte der modifizierten Dreieckspannung DI (vergl. F i g. 14) jeweils dann auftritt, wenn das Korrektursignal K 1 ungleich Null ist. Dabei entsteht durch die Abfallflanke des Korrektursignals K 1 auch eine zusätzliche Umschaltung jeweils im Maximum der modifizierten Dreieckspannung D1. die jedoch bei der Bildung der Ausgangswechselspannungen der Teilwechselrichter nicht in Erscheinung tritt. Die Funktion der Modulationsstufe M1 ergibt sich ohne weiteres aus der dargestellten Verknüpfung der NAND-Glieder VO bisV8.

Das von der Modulationsstufe MI abgegebene Modulationssignal LI ist in seinem zeitlichen Verlauf in Fig. 19 dargestellt Entsprechend ist das Modulationssignal LH der Modulationsstufe MII in Fig.25 dargestellt

Die Rechteckspannung V wird nach der F i g. 11 auch in zwei Ringzähler Bl unf BH eingespeist, die jeweils drei Ausgangsleitungen besitzen. Über jede der drei Ausgangsleitungen wird ein rechteckiges Signal ZH, ZIZ Z13 bzw. ZIIl. ZHZ ΖΠ3 der Dauer 773 abgegeben, die sich jeweils mit der Periodendauer T wiederholea Die Signale ZIl, ZlZ Z13 sind gegeneinander um 773 und gegenüber den entsprechenden Signalen ZHl. ZHZ Z1I3 jeweils um die Zeitdauer 772 versetzt Die Signale des Ringzählers B1 wechseln sich dabei im Maximum der modifizierten Dreieckspannung DI und die Signale des Ringzählers B H wechseln sich dabei im Maximum der modifizierten Dreieckspannung D" sb. Das ist in der F»ⁿ "» «ηΊ 7Ί thematisch dargestellt.

Drei identisch aufgebaute Phasensignalgeber Wl, W2, W3, die den einzelnen Wechselrichtern IVl, W2 bzw. Wi in F i g. 1 zugeordnet sind, werden nach F i g. 11 mit diesen Signalen Z11... Z113 der Ringzähler B I, BII versorgt. Gleichzeitig werden ihnen jeweils die Modulationssignale LI, LlI und die Ausgangssignale A 01, A Oil der Komparatorgruppen CI bzw. CII, also jeweils zusätzlich noch 4 weitere Signale zugeführt. Die

ίο Phasensignalgeber HX, H 2 und H 3 liefern jeweils zwei Phasensignale /11, /12 bzw. / 21, / 22 bzw. / 31, / 32, die den Schalttakt der Teilwechselrichter IVH, W12 bzw. W21, W22 bzw. VV31, Wi2 festlegen. Die Phasensignale /11 ... / 32, von denen die Phasensignale /11, / 12 in Abhängigkeit von der Zeit t in den Fig.28 und 29 dargestellt sind, werden dazu im Signalumformer E X1 ... E 32 gegeben, die die für die Wechselrichterventile benötigten Steuergrößen liefern. Falls die Wechselrichter Wl, W2, W3 Thyristoren als steuerbare Ventile enthalten, dienen die Signalumformer EU ... E32 zur Bildung der Zündimpulse. Die Ausgänge der Signalumformer Eil ... E 32 sind in Fig. 11 mit rl, r2 bzw. si, s 2 bzw. t X, 12 bezeichnet. Dieselbe Bezeichnungsweise ist beim Steuergerät ST in F i g. 1 verwendet, so daß beide Figuren unmittelbar miteinander verglichen werden können. F i g. 30 zeigt die resultierende Gesamtspannung Urm (vergl. Fig. 1), deren Amplitude gleich der speisenden Gleichspannung L^ ist.
Ein Ausführungsbeispiel für den Phasensignalgeber //1 ist in Fig. 33 dargestellt. Die Phasensignalgeber H 2. Hi sind entsprechend aufgebaut. Der Phasensignalgeber Wl enthält eine Anzahl von NAND-Stufen V 9 bis K 25, die logisch miteinander verknüpft sind. Die Verknüpfung ergibt sich ohne weiteres aus F i g. 33 und braucht nicht näher erläutert zu werden.

Der Phasensignalgeber H X bewirkt im wesentlichen eine Verteilung der zugeführten Eingangssignale in 4 festgelegten Zeitbereichen a. b, c, d auf die beiden Ausgänge, also auf die Phasensignale /11 und /12. Die Zeitbereiche a, b, cund dsind zwischen den F i g. 28 und 29 eingezeichnet. Die Zeitbereiche bund dentsprechen jeweils dem Bereich des Steuerwinkels 2x. In diesen Bereichen werden die Phasensignale /11. /12 moduliert, also mehrfach umgesteuert. Das kommt dadurch zustande, daß im Zeitbereich b das Modulationssignal L H und im Zeitbereich ddas Modulationssignal L 1 dem Phasensignal /11 direkt und dem Phasensignal /12 invers zugeteilt wird. Die Verknüpfung ist weiter so getroffea daß in den Bereichen a, c die Phasensignale /11, /12 nicht moduliert werden.

Es wurde oben bereits ausgeführt daß die Schalter ZO... Z 5 der Schaltergruppe Q (vergl. F i g. 31) durch Steuerbefehle NO... N 5 gesetzt werdea die die Anzahl Ji der Umsteuerungen festlegen. Die Bildung der Steuerbefehle NO...N5 erfolgt wie aus Fig. 11 ersichtlich ist in einem Vor- und Rückwärtszähler VR. Jeweils nur einer der abgegebenen Steuerbefehle NO...N5 besitzt aktiven Zustand. Der Vor- und Rückwärtszähler VR besitzt zwei Eingänge, denen Setzsignale SV und SR zugeführt werden könnea Ein Wechsel des Setzsipnais SV von 1 nach 0 an dem einen Eingang bewirkt ein Weiterschalten des Vor- und Rückwärtszähiers VR in Vorwärtsrichtung, d. h. anstelle des gerade aktiven Steuerbefehls, z.B. NX wird der Steuerbefehl mit der nächsthöheren Ordnungszahl z. B. N 3. aktiv. Ein Wechsel des Setzsignals SR von 1 nach 0 am anderen Eingang bewirkt ein Weherschalten des Vor- und Rückwärtszählers VR in Rückwärtsrichtung,

d. h. anstelle des gerade aktivjn Steuerbefehls, ζ. Β. Ν 5, wird der Steuerbefehl mit der nächstniedrigen Ordnungszahl, z. B. NA aktiv. Ob die Ordnungszahl und damit die Anzahl π der zusätzlichen Umsteuerungen im Bereich des Steuerwinkels 2a geradzahlig oder ungeradzahlig ist, wird durch ein Signal X angegeben, das dem Vor- und Rückwärtszähler VR ebenfalls entnommen wird. Dazu werden die Steuerbefehle N1, N3, N5 ungerader Ordnungszahl invertiert einer (nicht dargestellten) NAND-Stufe mit drei Eingängen zügeführt; dieser wird das Signal X entnommen.

Die beiden Setzsignale SV und SR werden nach F i g. 11 in einem Setzsignalbildner SB gebildet Der Setzsignalbildner SB sorgt dafür, daß der zeitliche Abstand At zwischen zwei Umsteuerungen bei einer Verringerung des Steuerwinkels 2« einen minimalen Grenzwert nicht unterschreitet und bei einer Vergrößerung des Steuerwinkels 2« oder einer abnehmenden Arbeitsfrequenz einen maximalen Grenzwert nicht überschreitet Das Kriterium für die Bildung des Setzsignals SV ist dann gegeben, wenn der zeitliche Schaltflankenabstand At zwischen zwei beliebigen Schaltflanken im Bereich des Steuerwinkels 2« (vergl. F i g. 28) einen maximalen Grenzwert überschreitet, der gleich dem Doppelten des maximalen Grenzwerts 2Δΐηύη des Wechselrichters gewählt ist. Das Kriterium für die Bildung des Setzsignals SR ist dann gegeben, wenn der Schaltflankenabstand at zwischen zwei beliebigen Schaltflanken im Bereich des Steuerwinkels 2(x (vergl. Fig.28) einen Minimalwert unterschreitet, der gleich dem minimalen Grenzwert At_mm des Wechselrichters ist.

Zur Erfassung des Schaltflankenabstandes At werden dem Setzsignalbildner SB das Ausgangssignal A 01 oder Λ 011 der Komparatorgruppe CI bzw. CIl und zusätzlich das entsprechende Modulationssignal LI bzw. LII zugeführt. Im vorliegenden Fall sind es die zusammengehörigen Signale A OH und L II.

Den Aufbau des Ausführungsbeispieles eines Setzsignalbildners SB zeigt im einzelnen Fig.34. Der Setzsignalbildner SB enthält zwei monostabile Kippstufen MK 1 und MK 2 jeweils mit der Laufzeit At_min und zwei monostabile Kippstufen MK 3 und MK 4 jeweils mit der Laufzeit 2At_mia sowie NAND-Glieder V26 bis V31. Die Kippsiufen MK 2 und MKZ werden vom direkten und die Kippstufen MK I und MK 4 werden mit Hilfe der NAND-Glieder Y26, Y27 vom inversen Modulationssignal LII angesteuert Dadurch bilden die Kippstufen MK 1 und MK 4 Ausgangssignale bei einer Anstiegsflanke und die Kippstufen MK2 und MK3 Ausgangssignale bei einer Abfallfianke cfcs Modulationssignals LII. Sobald sich die Ausgangssignale der monostabilen Kippstufen MXl und MK2, deren Zeitdauer jeweils A>_mi„ beträgt, innerhalb des Steuerbereichs 2« überschneiden, nimmt das Seizsignal SR infolge der logischen Verknüpfungen aktiven Zustand an. Der Vor- und Rückwärtszähler VR wird um eine Einheit zurückgeschaltet. Sobald sich die inversen Ausgangssignale der monostabilen Kippsiiufen MK3 und MK 4, deren Zeitdauer jeweils 2Al_mi„ beträgt, innerhalb des Steuerbereichs 2« überschneiden, nimmt das Setzsignal SV aktiven Zustand an. Es schaltet den Vor- und Rückwärtszähler VR um ein« Einheit in Vorwärtsrichtung weiter. Der neue Zustand des Vor- und Rückwärtszählers VR bewirkt im letzteren Fall, daß der Steuerbereich 2λ um eine Einheit weniger unterteilt wird.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Betneb eines Wechselrichters, der aus zwei parallel geschalteten Teilwechselrichtern besteht; die Wechselrichter-Eingänge sind an eine. Gleichspannungsquelle angeschlossen; die Wechselrichter-Ausgänge sind je über eine Drosselspule mit Mittelanzapfung verbunden; die beiden Ausgangswechselspannungen der Teilwechselrichter sind um einen zur Spannungssteuerung einstellbaren Steuerwinkel gegeneinander versetzt und mittels der Drosselspule zu einer an der Mittelanzapfung abgreifbaren mittleren Gesamtspannung zusammengesetzt; dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Ausgangswechselspannungen (Wi. Un) jeweils im Bereich des Steuerwinkels (2«), in dem sie entgegengesetzte Polarität haben, mindestens einmal und jeweils im selben Zeitpunkt gegenläufig umgesteuert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich des Steuerwinkels (2λ) durch η Umsteuerungen der beiden Teilwechselrichter (W 11, W12)in eine Anzahlen + 1)gleich großer Abschnitte unterteilt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer Veränderung des Steuerwinkels (2λ) die Anzahl (n + 1) der Abschnitte bereichsweise derart geändert wird, daß bei einer Verringerung des Steuerwinkels (2ix) der zeitliche Abstand (At) zwischen zwei Umsteuerungen einen minimalen Grenzwert (A/„,«,). der im wesentlichen durch die Freiwerdezeit der steuerbaren Ventile der Teilwechselrichter (W\\_s W12) bestimmt ist, nicht unterschreitet und daß mit abnehmender Arbeitsfrequenz (ί)άζτ beiden Teilwechselrichter (W 11, VV12) und/oder mit zunehmendem Steuerwinkel (2«) die Zunahme der Anzahl (n + 1) der Abschnitte gerade immer dann erfolgt, wenn der zeitliche Abstand (At) zwischen zwei Umsteuerungen gleich einem vorgegebenen maximalen Grenzwert (A t_m,_x) geworden ist.

4 Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der maximale Grenzwert (Atm») gleich dem Zweifachen des minimalen Grenzwerts (At_mn) gewählt ist.

5. Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale: eine Frequenzerzeugerstufe gibt zwei modifizierte Dreieckspannungen (Dl, DU) ab, welche gleiche Frequenz und Amplitude besitzen und um die Hälfte ihrer Periodendauer gegeneinander phasenverschoben sind; die modifizierten Dreieckspannungen (D I, DII) und eine Anzahl von spannungsmäßig äquidistanten Teilspannungen (U_sl, U_t, U2, Lh), die mittels eines Spannungsteilers (P) aus einer gemeinsamen, den Steuerwinkel (2ä) bestimmenden Steuerspannung (Ust) gewonnen sind, sind zwei mit einer Anzahl von Komparatoren ausgestatteten Komparatorgruppen (CI, CII) zugeführt; zwei Modulationsstufen (M I, MII), die jeweils den Komparatorgruppen (CI₁ CII) nachgeschaltet sind, legen den zeitlichen Verlauf der gewünschten Ausgangswechselspannungen (z.B. Uw, Un) der Teilwechselrichter (VVIl, W12) im Bereich des Steuerwinkels (2ä) in der Weise fest, daß jeweils beim Umschalten eines der Komparatoren eine Umsteuerung erfolgt.

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch zwei Ringzähler (B 1, BII), die von der Frequenzerzeugerstufe gespeist sind und an Phasensignalgeber (Hl, H 2, H 3) angeschlossen sind, die wiederum zusätzlich aus den Modulationsstufen (Ml, MIl) gespeist sind und deren Phasensignale (JUJ 12; / 21, J 22; /31. /32) den Schaltrhythinus der Teilwechselrichter (WIl, W12; W21, W22; W31, W32) festlegen.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 5 oder 6 und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine dem Spannungsteiler (P) vorgeschaltete Auswahlschaltung zur Einstellung des Spannungsteilerverhältnisses, die aus einer Schaltergruppe (Q) mit einer Anzahl von Schaltern (ZO. — Z 5) besteht, welche durch Steuerbefehle (NO, .... N 5) steuerbar sind-, die Steuerbefehle werden von einem Vor- und Rückwärtszähler (VR) abgegeben, an dessen Eingang ein Setzsignalbildner (SB) mit zwei monostabilen Kippstufen (MK 1, MK 2) angeschlossen ist, deren Laufzeit gleich der zwischen zwei Schaltflanken einzuhaltenden Mindestzeit (Ai_m,„) des Wechselrichters (Wl, W2, W3) ist. und mit zwei monostabilen Kippstufen (MK 3, MK 4). deren Laufzeit gleich dem Doppelten der zwischen zwei Schaltflanken einzuhaltenden Mindestzeit (At_mm) des Wechselrichters (Wl. W2, W3)ist.