DE2339034C2 - Selbstgeführter Wechselrichter - Google Patents

Description

$owie mit folgenden kennzeichnenden Merkmalen:

f) die Schaltglieder (Si, S3; S \.Sn) zwischen den Endklemmen (Ei. £3: £1. En) und der gemeinsamen Ausgangsklt.nme (A) bestehen jeweils aus einer Gegenparallelschaltung eines gesteuerten Hauptventils (hu lh; h\, hi„-j) und eines ungesteuerten Rückarbeitsventils (du (/2).

g) die Schaltglieder (S₂, S,*\) zwischen den Verbindim^sklemmen (Er. E„ E,.,. E_n-1) und der gemeinsamen lusgan^ klemme (A) bestehen jeweils aus eine- Gegenparallelschaltung zweier gesteuerter Haupt vet> Je (hj. hy, hj. hj,-,

2. Wechselrichter nach Anspruch I, gekennzeichnet durch folgende weitere Merkmale:

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h) die gesteuerten Hauptventile (hu hu Ai. hj„.j) der Schaltglieder (S,, Sy, Su S_n) zwischen den Endklemmen der Hintereinanderschaltung und der gemeinsamen Ausgangsklemme sind an eine gemeinsame Drosselspule (L,\) angeschlossen.

i) die ungesteuerten Rückarbeitsventile (du dj) der Schaltglieder (Su Sy. Su S_n) zwischen den Endklemmen der Hintereinandersclnliung und der gemeinsamen Ausgangsklemme sind an eine gemeinsame Drosselspule (L, 3. L,„) angeschlossen,

k) die beiden Hauptventile (z.B. fo, Aj,-i) der Schaltglieder (Sj) zwischen den Verbindungsklemmen der einzelnen Gleichspannungsquel- len und der gemeinsamen Ausgangsklemme sind jeweils gleichfalls an eine gemeinsame Drosselspule (L,_}. L,,) angeschlossen (Fig. 5).

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Die Erfindung betrifft einen selbstgeführten Wechselrichter mit folgenden Merkmalen:

a) de Wechselrichter enthält eine Anzahl von Sei iltgliederr,

b) die Schaltglieder enthalten jeweils ein gesteuertes HaiiDtventil.

c) den Hauptventilen der Schaltglieder ist eine Löschanordnung mit Kommutierungskondensator zugeordnet,

d) der Wechselrichter ist an eine Hintereinanderschaltung von n— 1 Gleichspannungsquellen angeschlossen, wobei π eine ganze Zahl größer als 2 ist,

e) die EndkJemmen der Hintereinanderschaltung und die Verbindungsklemmen der einzelnen Gleichspannungsquellen sind jeweils über ein Schaltglied an eine gemeinsame Ausgangsklemme gelegt

Ein derartiger Wechselrichter zur Erzeugung einer treppenförmigen, an die Sinusform angenäherten Ausgangswechselspannunff ist aus der US-PS 31 00 851 bekannt Der bekannte Wechselrichter ist allerdings für induktive Lasten, insbesondere zur Speisung von Drehfeldmaschinen, nicht geeignet

Bei selbstgeführten Wechselrichtern ist es ferner bekannt, den gesteuerten Hauptventilen ungesteuerte Rückarbeitsventile gegenparallel zu schalten, damit der Strom bei jedem Schaltzustand in jede Richtung fließen kann (Siemens-Zeitschrift 1971. Seite 154 bis 161). Die Anwendung dieser bekannten Antiparallelschaltung von Rückarbeitsdioden zu den gesteuerten Hauptventilen bei allen Schaltgliedern des eingangs genannten bekannten Wechselrichters führt jedoch nicht dazu, daß dieser nunmehr auch induktive Lasten speLen könnte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Wechselrichter für den Betrieb an einer induktiven Last unter Vermeidung von Kommutierungsschwierigkeiten auszugestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

f) die Schaltglieder zwischen den Endklemmen und der gemeinsamen Ausgangsklemme bestehen jeweils aus einer Gegenparallelschaltung eines gesteuerten Hauptventils und eines ungesteuerten Rückarbeitsventils.

g) die Schaltglieder zwischen den Vsrbindungsklemmen und der gemeinsamen Ausgangsklemme bestehen jeweils aus einer Geger<paraIIelschaltung zweier gesteuerter Hauptventile.

Der erfindungsgemäße Wechselrichter ermöglicht die Speisung induktiver Lasten bei einem geringen Schaltungsmehraufwand gegenüber dem bekannten Wechselrichter zur Speisung ausschließlich ohmscher Lasten.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemä-Gen Wechselrichters enthält folgende Merkmale:

h) die gesteuerten Hauptventile der Schaltglieder zwischen den Endklemmen der Hintereinanderschaltung und der gemeinsamen Ausgangsklemme sind an eine gemeinsame Drosselspule abgeschlossen,

i) die ungesteuerten Rückarbeitsventile der Schaltglieder zwischen den Endklemmen der Hintereinanderschaltung und der gemeinsamen Ausgangsklemme sind an eine gemeinsame Drosselspule angeschlossen.

k) die beiden Häuptventile der Schältglieder zwischen den Verbindungsklemmen der einzelnen Gleichspannungsquellen und der gemeinsamen Ausgangsklemme sind jeweils gleichfalls an eine gemeinsame Drosselspule angeschlossen.

Zur Erzeugung einer ausreichenden Sperrspannung für die Kommutierung von Halbleiterventilen, die eine

ausreichend lange Zeit ansteht, ist es bekannt, den Halbleiterventilen eine Drosselspule in Reihe zu schalten. Eine derartige Drosselspule dient auch zur Begrenzung der Stromanstiegsgeschwindigkeit bei der Kommutierung. Bei der obengenannten Weiterbildung der Erfindung werden weniger Drosselspulen benötigt als HalbieUerventile vorhanden sind Eine mehr fache Ausnutzung der Drosselspulen ist möglich, da die Schaltglieder nur nacheinander in der durch ihren Aufbau vorgegebenen Reihenfolge betätigt werden.

n:,- Erfindung wird anhand der Zeichnungen im einzelnen erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen einphasigen Dreipunkt-Wechselrichter gemäß der Erfindung mit drei Schaltgliedern und zwei Löschanordnungen, is

Fig.2 eii.en einphasigen Dreipunkt-Wechselrichter gemäß F i g. 1 in einer ausführlichen Schaltung,

F i g. 3 eine Tabelle, in der alle überhaupt möglichen Kommutierungen des Wechselrichters gemäß Fig.2 eingetragen sind, zo

Fig.4 einen η-Punkt-Wechselrichter in prinzipieller Darstellung,

F i g. 5 einen einphasigen n-Punkt-Wechselrichter in ausführlicher Schaltung,

F i g. 6 und 7 den zeitlichen Verlauf von Ausgangs-Wechselspannungen des n- Punkt-Wechselrichters gemäß F i g. 4 oder 5,

Fig.8 einen dreiphasigen Dreipunkt-Wechselrichter in prinzipieller Darstellung,

F i g. 9 — 13 zugehörige Zeitdiagramme und

Fig. 14 einen dreiphasigen Dreipunkt-Wechselrichter in ausführlicher Schaltung.

Fig 1 zeigt für den Fall n=i einen selbstgeführten Wechselrichter mit drei Schaltgliedern 51. 52. 53, der an eine Hintereinanderschaltung von zwei Gleichspannungsquellen Q1 und Q 2 mit Spannungen Ui und LJ 2 angeschlossen ist. Endklemmen £1 bzw. £3 der Hintereinanderschaltung sind über die Schaltglieder 51 bzw. 53 und eine Verbindungsklemme E 2 ist über das Schaltglied 52 mit einem Punkt N verbunden, der unmittelbai mit einer Ausgangsklemme A verbunden ist. Die Verbindungsklemme £2 ist mit einer weiteren Ausgangsklemme B verbunden. Zwischen den Ausgangsklemmen A. B liegt als Last P eine elektrische Maschine, die vom Wechselrichter mit einer Ausgangs- « wechselspannung Uab gespeist wird.

Das Schaltglied 5 1 enthält eine Antiparallelschaltung eines steuerbaren Hauptventils A 1 mit einem ungeiteuerten Rückarbeitsventil d\. Das Schaltglied 52 enthält eine Antiparallelschaltung von zwei steuerbaren Hauptventilen Λ 2 und Λ 3. die je nach Schaltzustand auch als Freilaufventile arbeiten. Das Schaltglied 53 schließlich enthält eine Antiparallelschaltung eines Steuerbaren Hauptventils A 4 mit einem ungesteuerten Rückarbeitsventil </2. Die ungesteuerten Rückarbeitsventile d\. c/2. normalerweise übliche Halbleiter-Dioden, greifen ein. wenn bei Vorhandensein einer Gegenspannung oder eines induktiven Lastanteils die Last Pgeneratonsch arbeitet. Als steuerbare Hauptventile Al ... ή4 können z.B. Transistoren verwendet werden. Es werden aber bevorzugt Thyristoren eingesetzt, insbesondere wenn der Wechselrichter die Last P mit einem hohen Ausgangswechselstrom speisen soll. Die Hauptventile Λ1 ... Λ4 werden durch die Ausgangssignale eines Steuergeräts C gesteuert. Die (n- 1) Gleichspatinungfiqiiellen Q 1, Q2 können Batterien oder Gleichrichter sein.

Um die Schaliglieuvr 5J, 52 und 53 jederzeit abschalten zu können, müssen die Hauptventiie Al
A 4 zwangslöschbar sein. Das ist in F1 g. 1 durch die zwei Steuerelektroden an de· Haupt'-MiiSen hi ... A4 angedeutet. Bei Transistoren bereitet das Abschalten keine Schwierigkeiten. Bei Thyristoren hingegen müssen Löschanordnungen vorhanden sein. Der Aufbau des Weehseänditers vereinfacht sich nun unter Berücksichtigung dieser Forderung ganz wesentlich, wenn — wie in F i g. 1 prinzipiell eingezeichnet — für benachbarte Schaltglieder 51, 52 und 52, 53 jeweils eine einzige Löschanordnung L 12 bzw. L 23 herangezogen wird. Jede Löschanordnung L 12, L 23 enthält einen für die benachbarten Schaltglieder 51, 52 und 52, 53 gemeinsamen Kommutierungskondensator Gi bzw. G2· Der Kommutierungskondensator Gi kann mittels zweier elektronischer Löschschalter f 1 und 12 wahlweise an das Hauptventil Al oder das Hauptventil A2 geschaltet werden. Entsprechend kann der Kommutierungskondensator Ck 2 mittels zweier elektronischer Löschschalter f 3 und i4 wahlweise an das Hauptventil A3 oder das Hauptventil A4 ge'pgt werden. Das betreffende Hauptventil A 1 ... A4 wird gelöscht wenn die Kondensatorspannung als Sperrspannung eine Mindestdauer lang an seiner Anoden-Kathoden-Strekke liegt Die Verwendung nur jeweils eines einzigen Kornnritierungskondensators Gi oder C* 2 zwischen benachDarten Schaltgliedern 51, 52 bzw. 52, 53 ist möglich, da jeweils nur zwischen diesen benachbarten Schaltgliedern 51. 52 bzw. SZ 53 umgeschaltet wird.

F i g. 2 zeigt einen einphasigen selbstgeführten Dreipunkt-Wechselrichter gemäß der Erfindung in ausführlicher Darstellung. Dieser kann insbesondere für eine Last Pmit hoher Leistung oder auch vornehmlich für die unterbrecliungsfreie Stromversorgung eingesetzt werden. Anwendungsbeispiele für später erläuterte dreiphasige Ausführungsformen sind drehzahleinstellbare Antriebe mit Drehfeldmaschinen hoher Leistung, z. B. 500 KVA und mehr. Stromrichter-Lokomotiven. Rollgänge in Walzwerken und ebenfalls die unterbrechungsfreie Stromversorgung bei elektronischen Datenverarbeitungsanlagen oder Bordnetzen.

Hie Schaltungsanordnung des Wechselrichters in F i g. 2 geht aus der schematisch dargestellten Schaltung des Wechselrichters in F i g. 1 hervor. Es gilt also wieder π = 3. Die Löschschalter fl bis <4 snd durch Löschventile /1 bis /4. insbesonde-e Thyristoren, ersetzt. Mit jedem Kommutierungskondensator Qi, G 2. deren Kapazität 1. B. je 50 μΡ betragen kann, ist noch eine Kommutierungsdrossel Lk 1 bzw. Ln in Reihe geschaltet. Die Induktivität jeder Kommutierungsdrossel ί-*ι. Lk 2 kann z.B. 5 μΗ betragen. Die beiden Löschanordnungen L12 und L 23 bestehen somit jeweils aus einem Kominutierungskondensator Ck 1 bz*. Ck 2. zwei steuerbaren Lösch ventilen Ii. 12 bzw. /3. /4 und einer Kommutierungsdrossel L* 1 bzw. L_k 2·

Für jeden Koinmutierungskondensator Gi, C 2 ist weiterhin eine Nachladeeinrichtung vorgesehen. Die Nachladeeinrichtung des Kommutierungskondensators G1 besteht aus der Reihenschaltung eines ungesteuerten Nachladeven'ls c/3 mit einem Nachladewiderstand R1. Diese Nachladeeinrichtung ist zwischen der Endkiemme £1 der Gleichspannungsquelle Q\ einerseits und der Verbindung beider Löschventüe /1 und /2 an dem einen Belag des Kommutierungskondensators Gi andererseits angeordnet. Da;. Nachladeventil </3 ist so gepo'i. daß eir Strom von dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle Q1 zum oberen Belag des Kommutierungskondensators Gi fließen kann. Der

Nachladewiderstand ist hochohmig und hat z.B. einen Wert von 1 kOhm. Entsprechend besteht die Nachladeeinrichtung des Kommutierungskondensators Ck2 ebenfalls aus der Reihenschaltung eines ungesteuerten Nachladeventils c/4 mit einem hochohmigen Nachladewiderstand R 2. Diese Reihenschaltung ist in Stromflußrichtung zwischen der Verbindung der beiden Löschventile 13 und 14 an dem einen Belag des Kommutierungskondensators Ck 7 einerseits und der Endklemme £3 der Gleichspannungsquelle Ql andererseits angeschlossen.

Im Gegensatz zu F i g. 1 sind die Ventile d 1 und h 1 und die Ventile Λ 4 und dl nicht direkt parallel geschaltet. Vielmehr ist jedem dieser Ventile eine Drosselspule zugeordnet. Da die Rückarbeitsventile d I₁ dl niemals gleichzeitig im Eingriff sind, genügt es, ihnen eine Drosselspule L,3 gemeinsam zuzuordnen. Dasselbe gilt für die Hauptveiitile Λ 1, Λ 4 und die Drosselspule L,\. Ebenso ist den beiden Hauptventilen hl, Λ3 gemeinsam eine Drosselspule L_s} Zugeordnet. Di€3C Drosselspulen L,\, L^, L,ikönnen z. B.eine Induktivität von z. B. je 1,5 μΗ haben. Sie sind, wie später deutlich werden wird, in Umladekreisen angeordnet und dienen zur Erzeugung einer negativen Sperrspannung beim Löschen eines der Hauptventile Λ1 und h 4.

Somit ist gemäß F i g. 2 die Reihenschaltung des RUckarbeitsventils d\ mit der Drosselspule L, 3 antiparallel zur Reihenschaltung des Hauptventils h 1 mit der Drosselspule L, _t geschaltet. Entsprechend ist die Reihenschaltung des Hauptventils Λ 4 mit der Drosselspule L₁I antiparallel zur Reihenschaltung des RUckarbeitsventils dl mit der Drosselspule L,_} geschaltet. Hingegen sind die Hauptventile Λ 2, Λ 3 auch hier wieder direkt antiparallel zueinander angeordnet und mit der Drosselspule L_si in Reihe geschaltet. Alle Drosselspulen L_s\, L,2, L,3 sind über den Punkt N mit der Ausgangsklemme A verbunden.

Es wird vorausgesetzt, daß die Last P einen induktiven Lastanteil besitzt. Zwischen Laststrom Me und Lastspannung ίΛ/jergibt sich somit eine Phasenver-Schiebung. Dann kann beim Umschalten vom einen Schaltzustand zum anderen der Laststrom i_Ag sowohl über die Last P in positiver Richtung von der Ausgangsklemme A zur Ausgangsklemme B, als auch in Gegenrichtung fließen. Die positive Richtung des Laststroms Ub ist in F i g. 2 durch den Pfeil markiert. Im Schaltzustand ζ 1 fließt der Laststrom /Us also entweder über das Hauptventil h 1 und die Drosselspule £., 1 oder über die Drosselspule L₅i und das Rückarbeitsventil d 1. Im Schaltzustand ζ 2 fließt der Laststrom Un entweder über das Hauptventil Λ 3 und die Drosselspule L_S2 oder über die Drosselspule L, 2 und das Hauptventil h 2. Und im Schaltzustand z3 fließt der Laststrom Ub entweder in positiver Richtung über das Rückarbeitsventil dl und die Drosselspule L$ 3 oder in negativer Richtung über die Drosselspule L_s 1 und das Hauptventil h 4. Der Wert des Lastsroms Ub kann z. B. 500 A oder mehr betragen.

Beim Übergang zwischen den Schaltzuständen wird der Laststrom Ub vom abkommutierenden Ventil auf das entsprechende Folgeventil kommutiert. Die möglichen Kommutierungen des in Fig.2 dargestellten Wechselrichters ergeben sich aus der Tabelle in Fig. 3. Es sind einstufige und zweistufige Kommutierungen möglifh. Die Funktionen des Wechselrichters und die beide Arten der Kommutierung sollen im folgenden nähe, erklärt werden. Die Kommutierung ist jederzeit, also unabhängig von der Richtung des Laststroms Ub. möglich.

Zunächst wird als erstes Beispiel der in Spalte I der Tabelle festgehaltene Übergang vom Schaltzustand z\ zum Schaltzustand zl bei positivem Laststrom Ub betrachtet. Es handelt sich, wie im folgenden deutlich wird, um eine zweistufige Kommutierung. Abkommutierendes Ventil ist das Hauptventil h 1, Folgeventil ist das Hauptventil h 3. Der Wechselrichter befindet sich zunächst im Zustand zl. Der Kommutierungskondensator Ctι ist — entgegen der Darstellung in Fig.2 — am unteren Belag positiv aufgeladen. Der Laststrom Μ« fließt von der Gleichspannungsquelle Q 1 über das Hauptventil hi und die Drosselspule L,ι in Pfeilrichtung über die Last Pund den Verbindungspunkt El in die Gleichspannungsquelle Q1 zurück. Die Kommutierung wird durch Zündung des Löschventils /1 eingeleitet. Der Kommutierungskondensator Cn entlädt sich in Gegenstromrichtung über das Hauptventil h 1 und löscht dieses. η»·Μ·» Ir·* Λ',λ a*·»· a ^ nmmiil ί«πιηηΒΒ|ιι(β .L...

schlossen. Der Kondensatorstrom fließt von nun an teilweise als Laststrom Ub auf dem Wege über die Kommutierungsdrossel Lt ι. die Drosselspule L_{1 1}, die Last P, den Verbindungspunkt El, die Gleichspannungsquelle Q\ und das Löschventil /1 und teilweise über die Kommutierungsdrossel Lt ι. die Drosselspulen L,\ und L₁ j,das Rückarbeitsventil dl und das Löschventil /1. Diese Kommutierunvi-Zwischenstufe, bei der der Laststrom /Ueüber das Löschventil /1 fließt, ist dann beendet, wenn der Kondensatorstrom wieder auf den Wert des Laststromes /43 abgesunken ist. Dann wird das Rückarbeitsventil d I stromlos. Spätestens zu diesem Zeitpunkt wird das Hauptventil Λ 3 gezündet. In der sich anschließenden zweiten Kommutierungsstufe übernimmt das Hauptventil Λ 3 den Laststrom i_Ag. Die zweite Kommutierungsstufe ist abgeschlossen, wenn das Hauptventil Λ 3 den gesamten Laststrom iab übernommen hat und das Löschventil /1 erloschen ist. Dann ist der Kommutierungskondensator C* 1 umgeladen, d. h. sein oberer Belag ist positiv. Der Laststrom Ue fließt jetzt in einem Freilaufkreis, der aus der Last P, dem Verbindungspunkt E2, dem Hauptventil Λ 3 und der Drosselspule L₅ 2gebildet ist.
Die laststromabhängige Nachladung des Kommuticrungskondensators Ct 1 in der zweiten Kommutierungsstufe ist bei dem vorliegenden Dreipunkt-Wechselrichter geringer als bei einer Zweipunkt-Wechselrichterschaltung, die das mittlere Schaltglied S2 nicht besitzt. Das liegt daran, daß bei einer solchen Zweipunkt-Wechselrichterschaltung vährend der zweiten Kommutierungsstufe der Laststrom nach Maßgabe seiner Größe und beide Gleichspannungsquellen Qi und Ql zur Nachladung des Kommutierungskondensators Ck 1 beitragen würden, beim vorliegenden Wechselrichter neben dem Laststrom Ub jedoch nur die eine Gleichspannungsquelle Q1. Die Nachladung reicht deswegen bei kleinen Lastströmen Ub nicht zur Deckung der Umschwingverluste aus. Der Kommutierungskondensator Ck 1 wird daher zweckmäßigerweise in jedem Fall, also bei kleinen und großen Lastströmen Ub, bei jeder Kommutierung aus der Gleichspannungsquelle Qi zusätzlich nachgeladen. Das Hauptventil Λ 2 dient als Nachladeventil; es wird zusammen mit dem Hauptventil Λ 3 gegen Ende der Kommutierungs-

Zwischenstufe gezündet. Dadurch kann der Kornnutierungskondensator Cn aus der Gleichspannungsquelle Q\ über das Löschventil /1, den Kommutierung'kondensator Cn, die Kommutierungsdrossel Lk i. die Drosselspulen L, ι und L, _? und das Hauptventil Λ 2 ils Nachladekreis nachgeladen werden. Diese zusätzliche Nachladung verringert sieb -elbsttätig mit wachsender Nachladung durch den L^ststrom μλ-

2. Als zweites Beispiel wird der in Spalte 2 dor Tabelle aufgeführte Übergang vom Schaltzustand ζ 2 in den Schaltzustand ζ 1 bei positivem Laststrom Me betrachtet. Der Laststrom Me fließt also auf dem Wege von der Last P über den Verbindungspunkt £2, das lezündete Hauptventil Λ3 und die Drosselspii.e L₁ 2· Abkommutierendes Ventil ist also das Hauptventil Λ 3, Folgeventil ist das Hanptventil h 1. Es handelt sich um eine einstufige Kommutierung.

Zur Auslösung der Kommutierung wird das Hauptventil h 1 gezündet. Die Gleichspannung u 1 der Gleichspannungsquelle QX wirkt als treibende Spannung; sie treibt einen ansteigenden Kommutierungsstrom über das Hauptventil h I. die Drosselspulen L_s\ und L,2, und in Gegenrichtung über das Hauptventil ή3. Wenn dieser Kommutierungsstrom den Wert des über das Hauptventil Λ 3 und die Drosselspule L,2 fließenden Laststroms Me erreicht hat, erlischt das Hauptventil Λ 3. Der Laststrom Me fließt nun aus der Gleichspannungsqur'le Q 1 auf dem Wege über das Hauptventil h 1, die Drosselspule L₁ 1, die Last P und den Punkt M zur Gleichspannungsquelle Q X zurück.
Dem bisher geschilderten Vorgang überlagert sich ein Umschwingvorgang für die Ladung des Kommutierungskondensators Cn. Das Umschwingen wird durch Zünden des Löschventils /2 ausgelöst und vollzieht sich im Umschwingkreis, der aus dem Löschventil 12, dem Haupt ventil Λ 3, den Drosselspulen L,2 und L,\ sowie der Kommutierungsdrossel Lk 1 besteht.

3. Als drittes Beispiel wird der in Spalte 3 der Tabelle eingetragene Übergang vom Schaltzustand ζ 2 in den Schaltzustand ζ 3 bei positivem Laststrom Me betrachtet. Der Laststrom Ma fließt also zunächst 45 über das abkommutierende Hauptventil Λ 3. die Drosselspule L_s 2 und die Last P. Der Kommutierungskondensator Ck 2 sei in der eingezeichneten Weise positiv aufgeladen.

Die Kommutierung wird mit der ersten Kommutierungsstufe eingeleitet. Dabei werden sowohl das Löschventil /3 als auch das Hauptventil Λ 2 mit einem kurzen Zündimpuls gezündet. Die Spannung am Kommutierungskondensator Ck 2 treibt einen Kommutierungsstrom über die Kommutierungsdrossel Lk 2, die Drosselspulen L₅ 1 und L₄?. in Gegenrichtung über das Hauptventil Λ 3 sowie über das Löschventil /3. Wenn dieser Umschwingstrom den Wert des zwischen den Punkten EZ N fließenden Laststroms Ub erreicht hat, wird das Hauptventil Λ 3 stromlos und erlischt. Die erste Kommutierungsstufe ist abgeschlossen.
In der folgenden Kommutierungs-Zwischenstufe fließt der Laststrom Ub von der Last P im Kreis über den Punkt £2, das Löschventil /3, den Kommuiierungskondensaicr C* 2, die Konirnuticrungsdrossel Lk 2, die Drosselspule L₅I zur Last P zurück. Die Umladung des Kommutierungskondensators Ct 2 erfolgt also teilweise über die Last P. Solange der über den Kommutierungskondensator Cki fließende Umschwingstrom größer ist als der Laststrom m» zweigt die Differenz beider Ströme am Punkt N ab und fließt über die Drosselspule L_{x 2}. das Hauptventil h 2 und das Löschventil /3 zum oberen Belag des Kommutierungskondensators Cki- Die Kommutierungs-Zwischenstufe ist beendet, wenn Laststrom Ub und Umschwingsfrom wieder gleich groß geworden sind und das Hauptventil h 2 infolgedessen stromlos wird.
Während der zweiten Kommutierungsstufe ist die Spannung am umgeladenen Kommutierungskondensator Ck 2 bereits größer als die Gleichspannung U2. so daß sie einen anwachsenden Kommutierungsstrom in Gegenrichtung über das Löschventil /3, die Gleichspannungsquelle Q2, das Rückarbeitsventil rf 2. die Drosselspulen L_sS und L,, und die Kommutierungsdrossel Lk 2 treiben kann. Wenn dieser Kommutierungsstrom den Wert des Laststronvj ms erreicht, verlischt das Löschventil /3. Der Laststrom Me fließt jetzt über das Rückarbeitsventil t/2, die Drosselspule L₁), in positiver Richtung über die Last fund über die Gleichspannungsquelle Q 2.

Die laststromabhängige Nachladung des Kommutierungskondensators Ck 2 in der zweiten Kommutierungsstufe ist entsprechend dem I. Beispiel bei diesem Wechselrichter zu gering. Der Kommutierungskondensator Ck2 muß daher bei jeder Kommutierung aus der Gleichspannungsquelle Q 2 nachgeladen werden. Für die in diesem dritten Beispiel angeführte Kommutierung besteht der Nachladekreis aus dem positiven Pol der Gleichspannungsquelle Q2, dem Löschventil /3, dem Kommutierungskondensator Cki. der Kommutierungsdrossel Lk 2. dem Hauptventil Λ 4 und dem negativen Pol der Gleichspannungsquelle Q 2. Dieser Nachladekreis wird vor Erlöschen des Löschventils /3, also vor Beendigung der Kommutierung, durch Zünden des Hauptventils Λ 4 geschlossen. Der obere Belag des Kommutierungskondensators Ck 2 wird dadurch verstärkt positiv aufgeladen.

Als viertes Beispiel wird die in Spalte 4 der Tabelle aufgeführte Kommutierung vom Schaltzustand ζ 3 in den Schaltzustand ζ 2 bei positivem Laststrom Me betrachtet, also der umgekehrte Vorgang zum dritten Beispiel. Der Laststrom Ms fließt also zunächst von der Last Püber die Gleichspannungsquelle Ql, das Rückarbeitsventil d2 und die Drosselspule L_s} zur Last Pzurück. Vom Rückarbeitsventil c/2 soll der Laststrom Me auf das Hauptventil Λ 3 als Folgeventil kommutiert werden.

Die Kommutierung wird durch Zünden des Hauptventils Λ 3 ausgelöst. Danach treibt die Gleichspannung U 2 der Gleichspannungsquelle Q 2 einen ansteigenden Kommutierungsstrom über das Hauptventil Λ 3, die Drosselspulen L_s 2. L^ und in Gegenrichtung über das Rückarbeitsventil t/2. Wenn dieser Kommutierungsstrom den Wert des über das Rückarbeitsventil t/2 fließenden Laststroms Me erreicht hat, wird das Rückarbeitsventii t/2 stromlos. Der Laststrom Ub fließt nach abgeschlossener Kommutierung in positiver Richtung über das Hauptventil h 3 und die Drosselspule Ls 2 weiter.

Dem beschriebenen Vorgang überlagert sich ein Umschwingen der Ladung des Kommutierungskondensators G2. damit der Wechselrichter für den nächsten Übergang zwischen ist.
5. Die Kommutierung zwischen den anderen Schaltzuständen bei negativem Laststrom Iab erfolgt gemäß den Spalten 5 bis 8 der Tabelle in Fig. 8 ähnlich und braucht im einzelnen nicht erläutert zu werden.

Es soll nochmals auf die Bedeutung der Nachladeeinrichtungen R 1. d3 und R 2. t/4 eingegangen werden. Sie haben folgende Funktion:

Zum einen sorgen sie dafür, daß die beiden Kommutierungskondensatoren G ι, G 2 bereits vor dem Anlauf des Wechselrichters aufgeladen werden. Der Aufladestromkreis wird gebildet durch die beiden Gleichspannungsquellen Ql, <?2, die Nachladeeinrichlung d3, R 1, den Kommutierungskondensator Gn, die Koriirp.utierungsdro««?'" 'i! »nd At₂. den Kommutierungskondensator G 2 und die Nachladeeinrichtung R 2, </4. Der obere Belag des Kommutierungskondensators Ck ι und der untere Belag des Kommutierungskondensators Cic2 werden — wie in Fig.2 eingezeichnet — jeweils positiv aufgeladen.

Zum anderen sorgen die Nachladeeinrichtungen für die Erhaltung der Kommutierfähigkeit, wenn der Wechselrichter mit sehr niedriger Frequenz der Grundschwingung der Ausgangswechselspannung Uab betrieben wird. Wird der Wechselrichter nämlich mit jehr niedriger Grundschwingungsfrequenz betrieben, so ist bei bestimmten Spannungsverläufen, z. B. gemäß F i g. 3 oder F i g. 4, über längere Zeit, nämlich über etwa die halbe Periodendauer, nur jeweils einer der beiden Kommutierungskondensatoren Gi. G 2 an den Kommutierungen beteiligt. Die im anderen der beiden Kommutierungskondensatoren während dieser Zeit entstehenden Ladungsverluste werden mittlerweile durch die zugehörige Nachladeeinrichtung ausgeglichen. Wird beispielsweise längere Zeit nur der Kommutierungskondensator G1 zu den Kommutierungen herangezogen, so werden die Ladungsverluste des Kommutierungskondensators G 2 während dieser Zeit bei durchgeschaltetem Hauptventil h 1 über das Hauptventil Λ 1, die Kommutierungsdrossel Li₁ 2 und die Nachladeeinrichtung R 2, c/4 aus den Gleichspannungsquellen Q\,Q2 ausgeglichen.

Bei großem Laststrom Ub. ?■ B. bei /4β> 500 A, kann von den Kommutierungskondensatoren G1 G 2 während des Nachladevorganges mehr Energie aus den Spannungsquellen Ql, Q 2 aufgenommen werden, als zur Deckung der Umschwingverluste erforderlich ist. Um dieses zu verhindern, sind beim Wechselrichter in F i g. 2 noch zwei Rückladezweige vorgesehen. Diese bestehen jeweils aus der Serienschaltung eines ungesteuerten Rückladeventils rl bzw. r2 mit einem Rückladewiderstand R 3 bzw. R 4. Der ohmsche Wert der Rückladewiderstände R 3, R 4 liegt z. B. in der Größenordnung von einem Ohm. Der Rückladezweig rl, R3 ist zwischen der Endklemme Ei utiii dem oberen Belag des Kommutierungskondensators Ck 2 angeordnet. Der Rückladezweig r2, R 4 ist zwischen dem oberen Belag des Kommutierungskondensators Gi un 1 die Endklemme £2 geschaltet. Dabei ist die Katho : des Rückladeventils rl mit dem Pluspol der Gleich ,jannungsquelle Q1 und die Anode des Rückladeventiis r2 mit dem fviinuspoi der Gieichspannungsquelle <?2 verbunden. Ober diese Rückladezweige rl.

R 3 und r2, R4 fließt die überschüssige Energie in die Gleichspannungsquellen Ql bzw. Q 2 ab. Ist beispielsweise im Ξ haltzuiiand zi die Spannung des Kommutierungskondensators G2 größer als die Gleichspannung Uo= 2 U₁ = I Ui, dann schließt sich der Rückladekreis über den Rückladewiderstand R 3. das Rückladeventil rl, die Gleichspannungsquellen Qi, Q2 und weiter je nach der Richtung des Laststroms /^e entweder über das Rückarbeitsventil d2, die Drosselspulen Ln. L₅ 1 und die Kommutierungsdrossel Lk2 oder über das Hauptventil Λ 4 und die Kommutierungsdrossel Li 2.

Es wurde bereits erwähnt, daß zur Nachladung jedes Kommutierungskondensators Gi in der zweiten Kommutierungsstufe jeweils eine der beiden Gleichspannungsquellen Q1, Q2 und der Laststrom Ub beitragen. Der in Fig. 3 dargestellte Wechselrichter hat die Eigenschaft, daß auch bei hohem Laststrom mr z. B, bei Ub= 1000 A und mehr, diese Nachladung nur gering ist.

Sie bewirkt ein Ansteigen der Kondensatorspannung um z. B. nur 10%. Die Mittel zur Rückspeisung der geringen überschüssigen Ladung in die Gleichspannungsquellen Ql, Q2 also die Rückladekreise R3. rl. R 4, r 2 können daher so bemessen sein, daß nur geringe ohmsche Verluste entstehen. Der dargestellte Wechselrichter arbeitet daher selbst an der Grenze, die durch den maximal zulässigen Strom der heute üblichen Halbleiterventile vorgegeben ist, mit gutem Wirkungsgrad.

Das Prinzip des bisher erläuterten einphasigen Dreipunkt-Wechselrichters läßt sich zum Mehrpunkt-Wechselrichter und zum Mehrphasen-Wechselrichier erweitern. Der Mehrpunkt-Wechselrichter kann dabei ein- oder mehrphasig sein, oder — anders ausgedrückt — der Mehrphasen-Wechselrichter kann Dreipunktoder Mehrpunktverhalten haben. Als Beispiele werden im folgenden noch die Schaltung eines einphasigen n-Punkt-Wechseirichters in prinzipieller und ausführlicher Darstellung und eines dreiphasigen Dreipunkt-Wechselrichters angegeben. Diese Wechselrichter zeichnen sich ebenfalls dadurch aus, daß sie mehr als zwei Schaltglieder pro Ausgangsklemme haben.

Die Fig.4 und 5 zeigen im Prinzip bzw. in ausführlicher Darstellung einen einphasigen n-Punkt-

Wechselrichter. Um die Übersicht zu wahren, sind die Indizes an den Bezugszeichen der einzelnen Bauelemente ucfgesetzt. Die Nachladeeinrichtungen sind der Einfachheit halber weggelassen. Aus diesem n-Punkt-Wechselrichter geht mit /7=3 der Dreipunkt-Wechseirichter von F i g. 2 hervor, wovon man sich durch Einsetzen von n = 3 an den Indizes leicht überzeugen kann.

Der einphasige n-Punkt-Wechselrichter besteht aus n-\ Abschnitten mit (n-1) Gleichspannungsquellen Q\,... Q* ... Q_n-I, wobei / eine der Zahlen 1=2, 3,... (n—2) ist. Der Verbindungspunkt E_n, ist i. a der Spannungsmi'.telpunkt aller (/?— 1) hintereinander geschalteten Gleichspannungsquellen Qi ... Qi... Q_n-1· Bei einer ungeradzahligen Anzahl (n— 1) wird die

«J mittlere Gieichspannungsquelle eine Mittelanzapfung besitzen, die -dsn Verbindungspunkt E,·-, zum Ar;h!.i3 der Last P bildet Die Abschnitte 1 und (/?- U \π r'.&5 sind identisch mit den Abschnitten 1 und n—1=2 in Fig.2, so daß darauf nicht nochmals eingegangen zu werden braucht.

Die dazwischen liegenden (n—3) Abschnitte /zeigen einen untereinander gleichartigen Aufbau, der weitgehend mit dem Aufbau der Abschnitte 1 und (n-1)

übereinstimmt, jedes Schaltglied 5, mit ; = 2 (n- I),

also alle Schaltglieder mit Ausnahme der Schaltglieder S\ und 5,, an den beiden äußeren Enden d*s Wechselrichters, enthält eine direkte Antiparallelächaltung von zwei gesteuerten Hauptventilen und in Rf.'ihe dazu eine Drosselspule. Aus der gestrichelten Abtrennung im Abschnitt /' von Fig. 10 ergibt sich, daß ein iedes Schaltglied 5, nur zum Teil im Abschnitt i vertreten ist. Der andere Teil dieses Schaltgliedes befindet sich im benachbarten Abschnitt (/'—1). Ein Abschnitt /umfaßt somit einen Teil des Schaltgliedes S_h eine Löschanordnung L₁₁₊I und einen Teil des benachbarten Schaltgliedes S₁₊₁. Die Anordnung des Wechselrichters ist also wiederum so getroffen, daß jeweils zwisc'i.^n zwei benachbarten Schaltgliedern 5, und 5,^i eine einzige Löschanordnung L₁₁₊1 mit einem für beide Schaltglieder 5* S₁₊1 gemeinsamen Kommutierungskondensator Ck, angeordnet ist. Der Kommutierungskondensator Gt, wird also sowohl zum Löschen des Hauptventi'.r, /)2,-i im Schaltglied Si als auch zum Löschen des Hauptventils fo, im benachbarten Schaltglied S,+ ι herangezogen.

Die Fig.6 und 7 zeigten den Verlauf möglicher Ausgangswechselspannungen Uab in Abhängigkeit von der Zeit ι für einen (nicht im einzelnen dargestellten) n-Punkt-Wechselrichter mit n = 4 gemäß F i g. 4 oder 5, also für einen Vierpunkt-Wechselrichter. Dieser Vierpunkt-Wechselrichter entsteht, wenn man in Fig.4 die gestrichelten waagerechten Linien zwischen den einzelnen Abschnitten als Verbindungi'eitungen ausführt. Ein solcher Vierpunkt-Wechselrichter besitzt n—3 Gleichspannungsquellen C? 1· Q 2 und Q 3. Die mittlere Gleichspannungsquelle Q 2 soll dabei eine Mittelanzapfung E_n, zum Anschluß der Ausgangsklemme B besitzen. Es wird weiter vorausgesetzt, daß die drei Gleichspannungen LJ], U}. Ui gleich groß sind. Es gilt also Ui = U₂=U,= '/) U₀. Aus den Fig. 6 und 7 ist ersichtlich, daß der Maximalwert der Ausgangswechselspannung Uab dann '/2 U₀ beträgt. Es gibt /7 = 4 Schaltzustände: Schaltzustand z\ mit +'/2 LL Schaltzustand z2 mit +Ve Uo. Schaltzustand z3 mit -Ve LZ₀ und Schaltzustand ζA mit —'/2 U₀. Die Umschaltung erfolgt während jeder Periodendauer T stets nur zwischen benachbarten Schaltzuständen. Sie kann so vorgenommen werden, daß der Oberschwingungsgehalt der Ausgangswechselspannung Uab minimal wird oder daß eine vorgegebene Amplitude der Grundschwingung der Ausgangswechselspannung eingestellt wird. Das Aussehen der Schaltmuster, von denen die F i g. 6 und 7 lediglich zwei mögliche Beispiele zeigen, ist also nach diesen Kriterien oder beliebt? wählbar.

F i g. S zeigt in prinzipieller Darstellung einen dreiphasigen Dreipunkt-Wechselrichter. Er enthält (n—1}=2 O'.dchspannungsquellen Qi und Q2, die an der Mittelklemme £2 in Reihe geschaltet sind. Die Endkiemmen der Reihenschaltung sind mit Ei, E3 bezeichnet Die Gleichspannungen UX und Li 2 bind bevorzugt gleich groß, es gilt also Ui-Ul. Sie speisen über drei Schaltgiieder S1,52 und 53, die insbesondere als steuerbare Halbleiter-Ventile ausgeführt sind, eine dreiphasige Last P. die als Drehstrommaschine eingezeichn: ι '.st Die Wicklunger, sind im Stern geschaltet Der Sternpunkt lsi mit Ai₀ bezeichnet. Prinzipiell können die Wicklungen auch im Dreieck geschaltet sein.

jedes Schaltglied 51. 52 und 53, das drei Schaltstellungen besitzt, ist mit einer Strangklemrae R, S bzw. Fder Last P verbunden. In jeder Schaltstellung ist eine der drei Klemmen El, ET. odei E3 Her Gleichspannungsquellen Qi, Q2 an die betreffende Strangklemme R, 5 oder Γ gelegt. Eine nicht gezeigte Steuerungseinrichtung sorgt für die Umschaltung zwischen ι.ί.:η ^inzelnf.i '-chal' Stellungen.

Die einzelnen Spannungen des Dreipunkt-Wechselrichters sind auf die Mittelklemme El bezogen. Zwischen der Strangklemme R und der Mittelklemme E7 liegt somit die Spannung Ur, zwischen der Sifangklenrne 5 und der Mittelkiemiiie £2 die

ίο Spannung Us und zwischen der Strangid^mr.ie T und der Mittelklemme £"2 die Spannung Ut- Die Spannung zwischen dem Mittelpunkt M_p der Last P und der Mittelklemme E2 ist mit Um bezeichnet. An der Wicklung der Strangklemme R liegt die Spannung U_n

!5 Die Fig.9 bis Il zeigen die Spannungen Ur, Usund Ut in Abhängigkeit von der Zeit f. Aus diesen F i g. 9 bis 11 ergibt sich, daß die Schaltglieder 51,52 und 53 rr.it einer Phasenverschiebung von je 120° el. gesteuert werden. Jede Spannung Ur, Us und Ut zeigt einen trepperuüiiiiigcM Verlauf, der durch die drei Schaltzustand zusiandekommt. Die Breite einer Spannungs-Zeitfläche pro Halbperiode T/2 ist über den Steuerwinkel α einstellbar. Über den Steuerwinkel λ wird also der Effektivwert der Grundschwingung jeder Spannung Ur ί/sund (^-eingestellt.

Fig. 12 zeigt den zugehörigen zeitlichen Verlauf der Spannung Um zwischen der Mittelklemme £2 und dem Mittelpunkt M_p der Last P. Bemerkenswert ist, daß die Amplitude den Wert '/3 U1 nicht überschreitet.

In Fig. 13 ist der Verlauf der Strangspannung U_r an der Strangklemme R in Abhängigkeit von der Zeit f dargestellt. Dieser Verlauf ergibt sich durch Substraktion der Spannung (Af von der zugehörigen Spannung Ur. Man erkennt, daß der zeitliche Verlauf weitgehend der Sinusform angeglichen ist. Der sinusförmige Verlauf der Grundschwingung ist gestrichelt eingezeichnet. Die Amplitude dieser Grundschwingung ist, wie ohne weiteres /u ersehen ist, eine Funktion des Steuerwinkels

Besonders kleine Grund-chwingungsampütuden lassen sich erreichen, wenn die Spannungszeitflächen pro Halbperiode in den Fig.9 bis 11 nicht geschlossen, sondern von Spannungspausen durchsetzt sind, so daß sich ein Impulsmuster ergibt. Auch hier kain das Aussehen des Impulsmusters wiederum so gewählt werden, daß bei vorgegebener Grundschwingungsamplitude der Oberschwingungsanteil in der Ausgangsspannung (Strangspannung U_r in F i g. 13) minimal wird. Fig. 14 zeigt ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines dreiphasigen Γ-rfipnnkt-Wechselrichters in ausführ'iic'-.er Darstellung. Dieser Dreipunkt-Wechselnchter ergibt sich im wesentlichen durch eingangsseitige Parallelschaltung von drei einphasigen Dreipunkt-Wechselrichtern gemäß F i g. 2, wobei deren Ausgänge an die Strangklemmen der dreiphasigen Last Pangesnh'ossen werden. Die Rückleitung zwischen den iCiemmen B und £2 in F i g. 2 fehlt also jeweils. Der erste der drei einphasigen Dreipunkt-Wechselrichter gemäß F i g. 2 ist in F i g. 14 durch verstärkte Strichführung hervorgehoben. Die Bezugszeichen seiner Bauelemente sind wie die der beiden ssideren einphasigen Dreipunkt-WechseSrichter mit z«; !üäizes versehen, "rtubei der erste Index, der überall »1« lautet, den ersten dieser einphasigen Dreipunkt-Wechselrichter hezeichnen soii. Der zweite Index stiiv.ir.t mit dem Indc: des entsprechenden Bauc-iemen-.s "<·ί Fig.2 übereiü Entsprecherri ^c^ichnst der jeweih v>2< < i»utenoü erste 'ndex '.i-T: z'jsc-iic« ?\tlu 4er jsweiis »3« kiutcnde Index

den dritten einphasigen Dreipunkt-Wechselrichter. Diese drei einphasigen Dreipunkt-Wechselrichter sind in Fig. 14 der leichteren Übersichtlichkeit wegen verschachtelt angeordnet Sie sind um 120° eL gegeneinander versetzt gesteuert Ihre Funktionsweise braucht, da bereits bei Fig.2 im einzelnen erläutert, nicht nochmals betrachtet zu werden.

Der dreiphasige Dreipunkt-Wechselrichter in F i g. 14 weist eine vorteilhafte Besonderheit auf, die sich nicht aus Fig.2 ergibt In Fig.2 war davon ausgegangen worden, daß zwei getrennte Gleichspannungsquellen vorliegen, die an einer Mittelklemme £2 in Reihe geschaltet sind. Die Endklemmen der Reihenschaltung waren mit £1 und £3 bezeichnet worden. Diese Klemmen Fl, E2 und £3, von denen aus die drei einphasigen Dreipunkt-Wechselrichter gespeist werden, sind auch in Fig. 14 eingetragen. Jedoch wird hier eine einzige Versorgungsgleichspannungsquelle G mit den Endklemmen Et und der Mittelklemme E2 zur Darstellung der Gleichspannungsquellen Qt, Q 2 (vergleiche Fig.2) verwendet Diese Versorgungsgi.eichspanp.ungsqueüe G umfaßt eine Anordnung von Dioden d5 bis d 10 in Drehstrom-Brückenschaltung, die über einen Transformator T mit den Eingangsklemmen u. v, w aus einem Drehstromnetz N gespeist wird. Die Primärwicklung des Transformators T ist bevorzugt im Dreieck geschaltet Seine Sekundärwicklung muß dann im Stern geschaltet sein. Zur Versorgungsgleichspannungsquelle G gehören noch zwei Kondensatoren Cl und C 2, die in Reihe zwischen die Endklemmen E1 und £3 geschaltet sind. Ihre Verbundungsleitung bildet den Anschluß für die Mittelklemme £2. Diese Mittelklemme £2 ist über eine Verbindungsleitung Z an den Sternpunkt der Sekundärwicklung des Transformators T angeschlossen. — Üblicherweise wird man — abweichend von Fig. 14 — den Transformator T weglassen, die Brückenanordnung direkt aus dem Drehstromnetz /V speisen und die Mittelklemme £2 über die Verbindungsleitung Z an den (nicht gezeigten) Sternpunkt des Drehstromnetzes A/anschließen.

Die in Fig. 14 gezeigte Versorgungsgleichspannungsquelle G enthält was hervorgehoben werden soll.

nur eine einzige Gleichspannungsquelie. Sie hat gegenüber zwei getrennten Gleichspamnungsquellen in Form von zwei Gleichrichtern, die jeweils aus einem Transformator gespeist werden, den Vorteil, daß

Bauelemente eingespart werden. Die Verwendung einer solchen Versorgungsgleichspannungsq^elle G ist deshalb möglich, weil die gleichspannungsseitjge Parallelschaltung der drei einphasigen Dreipunkt-Wechselrichter bei jeweils symmetrischer Steuerung (gleich große

ίο Spannungs-Zeitflächen in allen positiven und negativen Halbperioden) bewirkt, daß durch die Endklemmen £1 und £3 Ströme fließen, deren Gleichstrcmanteile gleich groß sind Die Kondensatoren Cl und C2, die einen Spannungsteiler darstellen, bleiben daher im Mittel auf dieselbe Spannung aufgeladen. Die Kondensatoren Cl und C2 wirken praktisch wie zwei einzelne unabhängige Gleichspannungsquellen entsprechend den Gleichspannungsquellen QX und Q2 in Fig.2. Mit anderen Worten: Das Potential der Mittelklemme £2 in Verbindung beider Kondensatoren Cl und C2 kann im zeitlichen Mittel als konstant angesehen werden.

Damit unvermeidliche Abweichungen von der gewünschten Symmetrie der Steuerung keine Veränderung dieses Potentials an der Mittelklemme £2

bewirken, ist — wie bereits erwähnt — die Mittelklemme £2 an den Sternpunkt der Sekundärwicklung des Transformators T oder des Drehstromnetzes N angeschlossen. Somit bildet die Brückenhälfte, die aus den Dioden t/5, dl und c/9 besteht für den Kondensator Cl eine Nachladeeinrichtung in dreiphasiger Mittelpunktschaltung, die bei unsymmetrischer Ansteuerung der drei einphasigen Wechselrichter ein Absinken der Kondensatorspannung verhindert Entsprechendes gilt für die Brückenhälfte, die aus den

Dioden c/6, d% und d 10 besteht und den Kondensator C2. Jede der beiden Nachladeeinrichtungen belastet den Transformator Γ nur gering. Dieser braucht daher, was als Vorteil angesehen wird, in seiner Typenleistung nicht für eine Belastung durch dreiphasige Mittelpunkt schaltungen, sondern lediglich für eine Belastung durch eine Drehstrom-Brückenschaltung ausgelegt zu werden.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Selbstgeführter Wechselrichter mit folgenden Merkmalen:

a) der Wechselrichter enthält eine Anzahl von Schaltgliedern,

b) die Schaltglieder enthalten jeweils ein gesteuertes Hauptventil,

c) den Hauptventilen der Schaltglieder ist eine Löschanordnung mit Kommutierungskondensator zugeordnet,

d) der Wechselrichter ist an eine Hintereinanderschaltung von n-\ Gleichspannungsquellen angeschlossen, wobei η eine ganze Zahl größer als 2 ist,

e) die Endklemmen der Hintereinanderschaltung und die Verbindungsklemmen der einzelnen Gleichspannungsquellen sind jeweils über ein SchaltgU"d an eine gemeinsame Ausgangsklem- » me geleg·,