DE2415398C3 - Schaltungsanordnung mit einer Anzahl von Umrichtern, insbesondere von Direktumrichtern in Sternschaltung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einer ungeradzahligen Anzahl m von Umrichtern mit Einphasen-Wechselspannungsausgang, die jeweils einen linearisierenden Steuersatz besitzen und ausgangsseitig in symmetrischer m-phasiger Sternschaltung an eine /n-phasige symmetrische, in Stern geschaltete Last unter Ausschluß einer direkten Verbindung zwischen dem Sternpunkt der Umrichter und dem Sternpunkt dieser Last angeschlossen sind, wobei die Leiterspannungen an der Last jeweils einen vorgegebenen periodischen zeitlichen Verlauf besitzen und gemeinsam ein symmetrisches System bilden und wobei die m Umrichter derart gesteuert sind, daß sie eine im wesentlichen trapezförmige Wechselspannung liefern, die neben einer Grundschwingung auch mindestens eine Oberschwingung mit der Ordnungszahl m enthält.

Eine solche Schaltungsanordnung ist z. B. zur Speisung von Drehfeldmaschinen oder zur Speisung von Landes- oder Bordnetzen verwendbar. Als Umrichter werden dabei beispielsweise Zwischenkreisumrichter, Pulswechselrichter oder Direktumrichter eingesetzt. Diese sind insbesondere mit steuerbaren Halbleiter-Ventilen, vorwiegend mit Thyristoren, ausgerüstet. Bei einem Direktumrichter sind im allgemeinen alle Ausgangsleiter über gegenparallel geschaltete Ventile mit allen Eingangsleitern verbunden. Das Umrichten wird durch eine besondere Zündfolge der Ventile bewirkt. Üblicherweise wird dabei die Ausgangsspannung aus Abschnitten der Eingangsspannung zusammengesetzt Die Ausgangsspannung ist daher im allgemeinen niederfrequenter als die Eingangsspannung.

Es ist im Stande der Technik üblich, drei Umkehrstromrichter aus einem gemeinsamen Wechselspannungsnetz zu speisen und um je 120° el gegeneinander versetzt auszusteuern. Man erhält damit ein Drehstromsystem am Ausgang, das z. B. zur Speisung einer Drehstrommaschine herangezogen werden kann. Eine solche Schaltungsanordnung kann auch zur Speisung von Landes- oder Bordnetzen verwendet werden. Bei Verwendung einer symmetrischen dreiphasigen Last wird üblicherweise in allen drei Ausgangsleitern der Leiterstrom sinusförmig geregelt. Dazu sind drei getrennte Regelkreise vorgesehen, die in Abhängigkeit von der ermittelten Abweichung zwischen dem gemessenen Istwert des Leiterstroms und einem vorgegebenen Sollwert die Steuersignale der drei Direktumrichter verstellen (Siemens-Zeitschrift 45 (197t), S. 362-367),

Es liegt im Wesen eines Direktumrichters, daß der netzseitige Verschiebungsfaktor dann, wenn der Direkt umrichter nicht voll ausgesteuert ist, relativ gering ist, da durch die Anschnittsteuerung des Direktumrichters sein Blindleistungsbedarf hoch ist Unter dem Begriff »netzseitiger Verschiebungsfaktor« wird in diesem Zusammenhang der Cosinus desjenigen Phasenwinkel

ίο verstanden, der zwischen der Grundschwingung der speisenden Netzspannung und der Grundschwingung des speisenden Netzstroms besteht Im allgemeinen ist man bestrebt den netzseitigen Verschiebungsfaktor eines aus einem Wechselspannungsnetz gespeisten Umrichters möglichst groß und damit den Blindleistungsbedarf des Umrichters möglichst niedrig zu halten. Bei Umrichtern geht das Bestreben gleichzeitig dahin, die Spannungsbelastung der Ventile bei gleichbleibender Übertragungsleistung ebenfalls zu reduzie- ren. Anders ausgedrückt: Bei vorgegebener Eingangsspannung soll die übertragene Leistung bei jedem Aussteuerungsgrad möglichst groß sein.

Bei der eingangs genannten Schaltungsanordnung, die aus der deutschen Auslegeschrift 12 38 094 bekannt ist wird das Ziel verfolgt die von m = 3 Umrichtern an die Las: übertragene Leistung zu vergrößern. Eine volle Ausnutzung jedes Umrichters innerhalb praktisch des gesamten Frequenz- und Spannungsbereiches des Netzes wird hier dadurch erreicht daß die Steuerspan-

jo nung für die Ausgangsspannung statt einer reinen Sinuskurvenform eine abgeplattete Kurvenform hat. Dabei wird eine Steueranordnung verwendet die so aufgebaut ist daß jede Steuerspannung aus einer sinusförmigen Grundwelle und wenigstens einer der

r> durch 3 teilbaren ungeradzahligen Oberwellen (z. B. der 3. oder 9. Ordung) solcher Größe und Phasenlage besteht, daß die Maximalamplitude dieser Steuerspannung im Verhältnis zur Grundwelle reduziert ist Als Folge hiervon bekommen die Ausgangsspannungen der Umrichter eine Kurvenform, die im Verhältnis zur reinen Sinusform abgeplattet (»gestaucht«) ist wobei gemäß einer Ausführungsmöglichkeit die abgeplattete Kurvenform auch trapezförmig sein kann. Die Ausgangsspannungen enthalten somit dieselben Oberwel-

4Ί len mit durch 3 teilbarer Ordnungszahl wie die Steuerspannungen. Die verketteten Spannungen (Leiterspannungen) am Ausgang enthalten dagegen nicht die genannten Oberwellen, weil sich diese hier aufheben.

Demnach ist eine verbesserte Leistungsübertragung dann möglich, wem? das Verhältnis des Effektivwertes der Grundschwingung der Ausgangsspannung zum Effektivwert der speisenden Netzspannung vergrößert wird. Das gilt sowohl dann, wenn die speisende

γ, Netzspannung eine Gleichspannung, die z. B. von einem Gleichrichter, einer Batterie oder einem Gleichspannungsnetz geliefert wird, und jeder der Umrichter ein Wechselrichter ist, als auch dann, wenn die speisende Netzspannung ein·; Wechselspannung, die z. B. von

bo einem Wechselrichter, einem Generator oder einem Weehselspannungsnetz geliefert wird, und jeder Umrichter ein Direktumrichter oder ein Zwischenkreisumrichter ist. Es ist festzuhalten, daß bei der aus der deutschen

b> Auslegeschrift Ι2 3Γ094 bekannten Schaltungsanordnung nicht nur eine, sondern alle Steuerspannungen trapezförmig ausgebildet und zur Spannungssteuerung vorgesehen sind. Es ist somit lediglich eine Beeinflus-

sung der Ausgangsspannungen der einzelnen Umrichter möglich. Bei den üblichen Anwendungsfällen für Schaltungsanordnungen mit einer ungeradzahligen Anzahl von Umrichtern, beispielsweise zur Speisung von Drehfeldmaschinen oder zur Speisung von Landes- oder Bordnetzen, ist es jedoch wünschenswert, die Ausgangsströme auf einen zeitlich sinusförmigen Stromsollwert regeln zu können. Dies stößt bei der bekannten Schaltungsanordnung auf Schwierigkeiten, da die Steileingriffsmöglichkeit für die sinusförmige n> Stromregelung bereits durch die trapezförmige Spannungssteuerung besetzt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Schaltungsanordnung so auszugestalten, daß mit verhältnismäßig geringem Steuerungs- und Regelungsaufwand neben einer Steuerung der Ausgangsspannungen der Umrichter auf einen im wesentlichen trapezförmigen Verlauf auch eine Regelung der Ausgangs- oder Leiterströme an der Last aul einen sinusförmigen Verlauf möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß nur für einen der m Umrichter eine Steueranordnung zur Erzeugung einer im wesentlichen trapezförmigen, dem Steuersatz dieses Umrichters vorgegebenen Steuerspannung und für die restlichen Umrichter .·. jeweils ein Stromregelkreis zur Regelung des lastseitigen Leiterstroms auf einen vorgegebenen zeitlich sinusföi migen Stromsollwert vorgesehen ist.

Bei dieser Schaltungsanordnung erhält man eine Ausgangsspannung des besagten Umrichters, deren ," zeitlicher Verlauf gegenüber einem rein sinusförmigen zeitlichen Verlauf deformiert ist und eine »gestauchte« Amplitude besitzt. Da ausgangsseitige Leiterströme mit der Ordnungszahl 3. 9, 15 ... bei fehlender Verbindung zwischen dem Sternpunkt der Last und dem Sternpunk; ;■. der Umrichterausgänge nicht fließen können, bildet sich die »gestauchte« Ausgangsspannung des besagten Umrichters im wesentlichen auch an den Ausgängen der übrigen (m-\) Umrichter ab. Jeder der (m—\) Strornsolluerte ist sinusförmig. Er ist entweder pro ■■·< Periode sinusförmig oder besteht pro Periode aus zwei positiven oder zwei negativen sinusförmigen Halbschwingungen. Dadurch stellen sich sinusförmige Leiterströme ein. Wegen der fehlenden Sternpunktverbindung ist auch der restliche Leiterstrom sinusförmig. ;

Auch bei dieser Schaltungsanordnung ergibt sich gegenüber rein sinusförmiger Führung der Ausgangsspannungen eine hohe Leistungsübertragung, eine Reduzierung der Spannungsbelastung der Ventile der einzelnen Umrichter und. sofern aus einem Wechsel- > spannungsnetz gespeiste Direktcmrichter verwendet werden, eine nennenswerte Vergrößerung des netzseitigen Verschiebungsfaktors, insbesondere auch bei niedriger Aussteuerung der (vorzugsweise drei) Direktumrichter. Da die Steuerspannung des besagten ι Umrichters einen zeitlich im wesentlichen trapezförmigen Verlauf besitzt, ist der Verschiebungsfaktor auf der Netzseite der Schaltungsanordnung bei großer Aussteuerung besser als Verschiebungsfaktor auf der Lastseite. Insbesondere sollte hierbei die trapezförmige ^ Steuerspannung keine Oberschwingungen mit ungeradzahliger, nicht durch 3 teilbarer Ordnungszahl enthalten. Falls für die Speisung der Direktumrichter ein Transformator verwendet wird, kommt man mit einer relativ geringen Typenleistung dieses Transformators *- aus.

Zur Festlegung der Phase der Ausgangsspannung des besagten Umrichters kann die Schaltungsanordnung so ausgebildet werden, daß die zwischen dem Sternpunkt der Last und dem an die Last angeschlossenen Ausgangsleiter des besagten Umrichters liegende Sternspannung abgegriffen und der Steueranordnung zugeführt ist, welche hieraus die trapezförmige Steuerspannung derart bildet, daß die Nulldurchgänge im zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung des besagten Umrichters mit den Nulldurchgängen im zeitlichen Verlauf dieser Sternspannung übereinstimmen. Gegebenenfalls kann die Steuerspannung nach Untersetzung mittels eines Spannungswandlers aus der Sternspannung gewonnen werden. Auf diese Weise erhält man einen besonders einfachen Aufbau.

Um aus der Sternspannung mit einfachen Bauelementen eine trapezförmige Steuerspannung zu erhalten kann bevorzugt so vorgegangen werden, daß als Steueranordnung eine Verstärkerstufe vorgesehen ist daß die Sternspannung dem Signaleingang der Verstärkerstufe zugeführt ist, daß die Verstärkung und die Begrenzung der Verstärkerstufe in Abhängigkeit vom Scheitelwert der Sternspannung an der Last geführi sind und daß die Ausgangsspannung der Verstärkerstufe als Steuerspannung in den Steuersatz des besagtet! Umrichters gegeben ist. In diesem Fall kann zweck* übersichtlicher Trennung der einzelnen Funktionen al« Verstärkerstufe die Hintereinanderschaltung eine¹ Multipliziergliedes mit einem begrenzbaren Opera tionsverstarxer vorgesehen sein, wobei der eine Eingang des Multipliziergliedes und der Begrenzungseingang des Operationsverstärkers über einen Gleich richter und ein Glättungsglied mit der Sternspannung ar der Last beaufschlagt sind.

Insbesondere sollte die Verstärkerstufe so bemesser sein, daß sie eine Steuerspannung abgibt, derer zeitlicher Verlauf in jeder Halbperiode im wesentlicher einer zwischen 37.5° und 142,5° abgeschnittener Sinusform entspricht und deren Grundschwingung dieselbe Amplitude besitzt wie die der Vcrstärkerstuf« eingegebene Spannung. Dann erhält man eine Steuer spannung, die keine Oberschwingungen der dritten unc fünften Ordnung und Oberschwingungen der siebter Ordnung nur in vernachlässigbarem Umfange enthält Ein solches Vorgehen erscheint besonders vorteilhaft.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß dem Abgriff dei Sternspannung an der Last ein Glättungsglied nachge schaltet ist. Hierdurch können Störungen gering gehalten werden.

Werden an den Betrieb der Umrichter höhere dynamische Anforderungen gestellt, so kann eir Spannungsregelkreis zur Regelung der Differenzspan nung, die zwischen dem Sternpunkt am lastseitiger Ausgang der Umrichter einerseits und dem Sternpunk der Last andererseits herrscht, vorgesehen sein Aufgabe dieses Spannungsregelkreises ist es, di( genannte Differenzspannung auf einen vorgegebener Wert, der insbesondere Null ist, zu regeln.

Dieser Spannungsregelkreis kann im einfachsten FaI derart ausgestaltet sein, daß ein Spannungsreglei vorgesehen ist, dessen Vergleicher einerseits mit dei Differenzspannung und andererseits mit einem Vorzugs weise auf Null gesetzten Sollwert gespeist und desser Ausgang an ein Additionsglied angeschlossen ist, da: der Steueranordnung zur Beeinflussung der Steuerspan nung zugeordnet ist. Als Sapnnungsregler kanr insbesondere ein solcher mit Integralverhalten vorgese hen sein. Dieser wirkt dann gleichzeitig als Regler unc Zeitgiied, wodurch eine besondere Zeitstufe eingespar wird. Es kann weiterhin vorgesehen sein, daß dai

Additionsglied einerseits mil dem Ausgang des Spannungsreglers und andererseits über einen Gleichrichter und ein Glättungsglied mit dem Abgriff der Sternspannung an der Last verbunden ist. Dadurch wird ein besonderer Spannungsabgriff eingespart. Das Additionsglied kann weiterhin ausgangsseitig an den Stelleingängen für die Verstärkung und die Begrenzung der Veuidrkerstufe angeschlossen sein. Hierdurch ist eine schnelle Beeinflussung möglich.

Für die meisten Anwendungsfälle wird es wichtig sein, daß die Zeitkonstante des Spannungsregelkreises groß gewählt ist gegenüber der Periodendauer der dritten Oberschwingung der Ausgangsspannung des besagten Umrichters. Die Einstellung der Zeitkonstante läßt sich besonders einfach an einem Regler mit Integralverhalten durchführen. In diesem Fall kann als Sollwert der Differenzspannung Null gewählt sein.

Gemäß einer grundlegenden Ausführungsform kann so vorgegangen werden, daß die Steueranordnung des besagten Umrichters durch einen Spannungsregelkreis zur Regelung seiner Ausgangsspannung gebildet ist, in dem ein Spannungsregler vorgesehen ist, dessen Vergleicher einerseits mit der Ausgangsspannung des besagten Umrichters und andererseits mit einem zeitlich trapezförmigen Spannungssollwert gespeist und dessen Ausgang an den Eingang des Steuersatzes angeschlossen ist.

Bei dieser Ausführungsform ist also vorgesehen, daß die Leiterströme von (Vn-I) Umrichtern und die Ausgangsspannung des besagten einen Umrichters gleichzeitig sinusförmig bzw. trapezförmig geregelt werden. Im Gegensatz zu bekannten Schaltungsanordnungen werden keine überlagerten Regelkreise benötigt. Dadurch erreicht man eine schnellere Regelung bei einfachem Aufbau. Da im Spannungsregelkreis ein zeitlich trapezförmiger Spannungssollwert vorgegeben ist, wird bewirkt, daß der Verschiebungsfaktor auf der Netzseite der Umrichter bei hoher Aussteuerung größer und damit besser ist als auf der Lastseite. Der zeitlich trapezförmige Spannungssollwert sollte dabei insbesondere keine Oberschwingungen mit ungeradzahliger, nicht durch 3 teilbarer Ordnungszahl enthalten. Mit anderen Worten: Oberschwingungen mit der Ordnungszahl 5, 7, 11, 13 ... sollen nicht im Spannungssollwert enthalten sein, während Oberschwingungen mit der Ordnungszahl 3,9,15... mit einer niederen Amplitude enthalten sein können. In diesem Fall erreicht man einen besonders großen netz^itigen Verschiebungsfaktor.

Eine besonders einfache Sollwertvorgabe ergibt sich dadurch, daß die zwischen dem Sternpunkt der Last und dem an die Last angeschlossenen Ausgangsleiter des besagten Umrichters liegende Sternspannung abgegriffen und einem Sollwertgeber zugeführt ist, welcher einen Spannungssollwert derart abgibt, daß die Nulldurchgänge im zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung des besagten Umrichters mit den Nulldurchgängen im zeitlichen Verlauf dieser Sternspannung übereinstimmen. Auf diese Weise wird die Phase der Ausgangsspannung des besagten Umrichters festgelegt In diesem Fall sorgt der Spannungsregelkreis dafür, daß die Differenz zwischen der Ausgangsspannung des besagten Umrichters und der entsprechenden Sternspannung zu Null geregelt wird. Mit anderen Worten: Die Regelung wird so vorgenommen, daß der Sternpunkt der ausgangsseitig verbundenen Umrichter im Vektordiagramm mit dem Sternpunkt der Last stets zusammenfällt.

Um hierbei mit einfachen Bauelementen aus der Sternspannung eine trapezförmige Sollwertspannung zu erhalten, deren Nulldurchgänge mit den Nulldurchgängen der Sternspannung übereinstimmen, kann so vorgegangen werden, daß als Sollwertgeber eine Verstärkerstufe vorgesehen ist, daß die Sternspannung dem Signaleingang der Verstärkerstufe zugeführt ist, daß die Verstärkung und die Begrenzung der Verstärkerstufe in Abhängigkeit vom Scheitelwert mindestens einer der Sternspannungen an der Last geführt sind und daß die Ausgangsspannung der Verstärkerstufe als Spannungssollwert in den Spannungsregelkreis des besagten Umrichters gegeben ist. Anstelle des Scheitelwertes kann auch der Mittelwert oder der Effektivwert dieser abgegriffenen Sternspannung oder ein Mittelwert aus allen Sternspannungen herangezogen werden. In jedem Fall erhält man einen trapezförmigen Spannungssollwert, der aus der Sinusform durch Abschneiden eines 'Teils der Amplitude hervorgeht. Die Verstärkerstufe sollte dabei so bemessen sein, daß sie einen Spannungssollwert abgibt, dessen zeitlicher Verlauf in jeder Halbperiode im wesentlichen einer zwischen 37,5° und 142,5° abgeschnittenen Sinusfunktion entspricht und dessen Grundschwingung dieselbe Amplitude besitzt wie die der Verstärkerstufe eingegebene Spannung.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von 8 Figuren näher erläutert. Für gleiche oder ähnliche Bauglieder werden dabei dieselben Bezugszeichen verwendet. Im einzelnen zeigt

F i g. 1 eine Schaltungsanordnung mit drei Umrichtern, zwei Stromregelkreisen und einem Spannungsregelkreis,

F i g. 2 ein Zeitdiagramm für den Stromsollwert des ersten Umrichters,

Fig.3 ein Zeitdiagramm für den Stromsollwert des zweiten Umrichters,

Fig.4 ein Zeitdiagramm für den Spannungssollwert des dritten Umrichters,

Fig.5 ein Diagramm, in dem der netzseitige Verschiebungsfaktor in Abhängigkeit vom lastseitigen Verschiebungsfaktor und vom Aussteuerungsgrad der Umrichter bei einer Führung des dritten Umrichters auf sinusförmige Ausgangsspannung eingetragen ist

F i g. 6 ein Diagramm, in dem der netzseitige Verschiebungsfaktor in Abhängigkeit vom lastseitigen Verschiebungsfaktor und vom Aussteuerungsgrad bei einer Führung des dritten Umrichters auf trapezförmige Ausgangsspannung eingetragen ist,

F i g. 7 eine Schaltungsanordnung mit drei Umrichtern, 7wei Stromregelkreisen und einer Steueranordnung für den dritten Umrichter mit zusätzlichem Sternpankt-Differenzspannungs-Regelkreisund

F i g. 8 ein Zeitdiagramm zur Veranschaulichung der Gewinnung der Steuerspannung für den dritten Umrichter aus der Sternspannung an der Last

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 umfaßt drei Umrichter 1, 2, 3, die über einen Transformator 4 mit drei getrennten Sekundärwicklungen an ein dreiphasiges Wechselspannungsnetz 5 mit den Phasenleitern U, V, W angeschlossen sind. Als Umrichter 1, 2, 3 sind Umkehr-Stromrichter, die für einen Betrieb in beiden Energierichtungen eingerichtet sind, insbesondere Direktumrichter, vorgesehen. Jeder Umrichter 1, 2, 3 besteht aus zwei gegenparallel geschalteten Teilstromrichtern mit steuerbaren Ventilen in Drehstrombrükkenschaltung. Als steuerbare Ventile können insbesondere Thyristoren vorgesehen sein. Jeweils ein Aus-

gangsleiter der Umrichter 1, 2, 3 ist an einem gemeinsamen Sternpunkt Mu angeschlossen. Der jeweilige andere Ausgangsleiter ist mit einer der Klemmen R, S, T einer dreiphasigen Last 6 verbunden. Es handelt sich dabei um eine symmetrische Last 6, z. B. um eine Drehfeldmaschine M. Als Drehfeldmaschine kann sowohl eine Synchron- als auch eine Asynchronmaschine verwendet wurden. Die Wicklungen der Drehfeldmaschine können dabei sowohl im Dreieck als auch im Stern geschaltet sein. Der Sternpunkt Mm der Last 6 ist herausgeführt eingezeichnet Er darf nicht mit dem ausgangsseitigen Sternpunkt Mn der drei Umrichter 1, 2, 3 verbunden werden. Damit erübrigt sich sowohl ein vierter Schleifring bei Läuferspeisung einer Drehfeldmaschine als auch eine Verbindungsschiene zwischen den beiden Sternpunkten Af(/und Mm-

Jedem der Umrichter 1, 2, 3 ist ein insbesondere linearisierender Steuerstatz 7,8 bzw. 9 zugeordnet. Die Steuersätze 7, 8 und 9 haben die Aufgabe, die steuerbaren Ventile der Umrichter 1, 2 bzw. 3 in Abhängigkeit einer periodischen Steuerspannung U_s\, Ui₂ bzw. Ua mit vorgegebenem Steuerwinkel und in festgelegter Reihenfolge mit Zündimpulsen zu versorgen. Die Steuersätze 7, 8 und 9 sind jeweils Bestandteil eines Regelkreises. Dem ersten und zweiten Umrichter 1 bzw. 2 ist jeweils ein Stromregelkreis zur Regelung des lastseitigen Leiterstroms l\ bzw. I₂ zugeordnet, während für den dritten Umrichter 3 ein Spannungsregelkreis zur Regelung seiner Ausgangsspannung Ui vorgesehen ist.

Die Steuerspannung U_s\ für den Steuersatz 7 wird von einem Stromregler 10 geliefert, dessen vorgeschalteter Vergleicher 11 den Istwert I\ des lastseitigen Leiterstroms mit einem Stromsollwert It vergleicht. Der Stromsollwert It wird dem Vergleicher 11 von einem Sollwertgeber 12 zugeführt, der in F i g. 1 als Potentiometer dargestellt ist. Der vom Sollwertgeber 12 abgegebene Stromsollwert l\ hat einen zeitlich sinusförmigen Verlauf. Der Istwert Itdes ebenfalls sinusförmigen Leiterstroms wird dem Vergleicher 11 von einem Stromwandler 13 zugeführt, der in dem mit der Klemme R verbundenen Ausgangsleiter des Umrichters 1 angeordnet ist.

Ein entsprechend aufgebauter Stromregelkreis zur Regelung des lastseitigen Leiterstroms I₂ ist dem zweiten Umrichter 2 zugeordnet. Bei diesem Stromregelkreis wird die Steuerspannung U_a für den Steuersatz 8 von einem Stromregler 14 geliefert. Diesem ist ein Vergleicher 15 vorgeschaltet, der den Istwert I₂ des lastseitigen Leiterstroms mit einem Stromsollwert I₂ vergleicht Der Stromsollwert I₂ ist an einem Sollwertgeber 16 abgegriffen, der wiederum als Potentiometer dargestellt ist. Der Stromsollwert /fhat wiederum einen zeitlich * sinusförmigen Verlauf. Der Istwert I₂ des ausgangsseitigen Leiterstroms wird von einem Stromwandler 17 ermittelt der in dem mit der Klemme S verbundenen Ausgangsleiter des zweiten Umrichters 2 angeordnet ist

Zur Lieferung der Steuerspannung Ua für den Steuersatz 9 des dritten Umrichters 3 wird eine Anordnung herangezogen, die einen Spannungsregler 18 umfaßt Der Vergleicher 19 des Spannungsreglers 18 wird durch den Istwert Uj der Ausgangsspannung dieses dritten Umrichters 3 und von einem Spannungssollwert U* beaufschlagt Der Spannungssollwert Uj wird dem Vergieicher 19 von einem Sollwertgeber 20 zugeführt, der in F ι g. 1 rein schematisch als Potentiometer dargestellt ist Dieser Spannungssollwert t/fhat einen zeitlich trapezförmigen Verlauf. Der Istwert U₁ der Ausgangsspannung wird dem Vergleicher 19 von einem Abgriff 21, im allgemeinen von einem Spannungswandler zugeführt, der zwischen den beiden Ausgangsleitern des dritten Umrichters 3 angeordnet ist. Die vom Spannungsregler 18 an den Steuersatz 9 abgegebene Steuerspannung Ua hat einen zeitlich periodischen Verlauf. Da hier linearisierende Steuersätze 7, 8, 9 verwendet werden, hat die Ausgangsspannung Uj des dritten Umrichters 3 denselben zeitlichen Verlauf wie die eingegebene Steuerspannung ίΛι.

In den F i g. 2 bis 4 ist der Verlauf der Sollwerte /f, I₂ bzw. If in Abhängigkeit von der Zeit t eingetragen. 7ö bezeichnet darin die Periodendauer. Aus den drei Zeitdiagrammen ist zu entnehmen, daß die Stromsollwerte It und I₂ jeweils einen zeitlich sinusförmiger Verlauf besitzen und daß der Spannungssollwert Ut einen dazu phasenverschobenen, zeitlich trapezförmigen Verlauf mit positiven und negativer. Spannungs-Zeit-Flächen aufweist. Die Niveauebene des Spannungssollwerts L/ferstreckt sich über einen Bereich von jeweils etwa 105°el. Die Anstiegs- und Abfallflanken des Spannungssollwertes Uf sind im wesentlichen linear. Weiterhin geht aus den drei Zeitdiagrammen hervor, daß die Stromsollwerte If, /?um den Winkel 120°el oder um die Zeitdauer To/3 gegeneinander phasen- bzw. zeitversetzt sind. Die Zeitversetzung des Spannungssollwertes Uj richtet sich nach der Induktivität der Last 6 und beträgt, sofern die Last 6 rein ohmisch ist, ebenfalls 120° el.

Den Steuersätzen 7, 8, 9 ist nach F i g. 1 eine Kommandostufe 22 zugeordnet, die mit den Stromistwerten /ι und I₂ gespeist ist. Diese Istwerte /ι und I₂ können von den Stromwandlern 13 bzw. 17 geliefert sein. Die Kommandostufe 22 bildet für jeden Steuersatz 7,8,9 ein Signal, welches angibt, für welchen der beiden Teilstromrichter die Steuerimpulse freigegeben werden sollen. Zum Beispiel wird bei positivem Leiterstrom /i der positive Teilstromrichter, in F i g. 1 ist das der obere Teil des Umrichters 1, freigegeben. Entsprechend wird auch beim dritten Umrichter 3 vorgegangen, ^uch hier wird die Auswahl des zu betreibenden Teilstromrichters für positiven oder negativen Leiterstroms h aus den Istwerten /ι, I₂ der beiden anderen Umrichter 1, 2 gebildet. Bei der Signalbildung durch die Kommandostufe 22 wird davon ausgegangen, daß die Summe aller Leiterströme I\, I₂ und h Null ist, woraus sich bei Kenntnis der Istwerte /ι und I₂ das Vorzeichen des Leiterstroms h ergibt.

Gegenüber einer Schaltungsanordnung, bei der für den dritten Umrichter 3 anstelle des Spannungsregelkreises ebenfalls ein Stromregelkreis vorgesehen ist und bei der die Sternpunkte Mu und Mm miteinander verbunden sind, kann — unter der Voraussetzung gleicher Ausgangswirkleistung — bei der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 bei Verwendung eines trapezförmigen Spannungssollwerts Uf die Sekundärspannung des Transformators 4 kleiner gewählt werden. Dadurch verringert sich die erforderliche Typenleistung des Transformators 4, die sich nach dem Scheitelwert der zugeführten Spannung richtet, und zusätzlich auch die Spannungsbelastung der Ventile der drei Umrichter 1,2 und 3. Schließlich wird auch der netzseitige Verschiebungsfaktor cos φ vergrößert, insbesondere auch bei niedriger Aussteuerung der drei Umrichter 1,2 und 3.

Zur Regelung der Schaltungsanordnung nach F i g. 1 ist folgendes zu sagen: In zwei Ausgangsphasen werden die Leiterströme A und I₂ sinusförmig eereeelt In der

dritten Ausgangsphase fließt der Leiterstrom h frei. Er gehorcht dabei der Bedingung, daß die Summe der Momentanwerte aller Leiterströme /Ί, h und h in jedem Zeitpunkt Null ergibt. Diese Bedingung beruht auf der Tatsache, daß der Sternpunkt Mm der Last 6 nicht mit dem Sternpunkt Mu verbunden ist. Der Leiterstrom /j hat daher zwangläufig ebenfalls einen zeitlich sinusförmigen Verlauf. Die Leiterströme I\, I₂ und /3 sind symmetrisch. — In der dritten Ausgangsphase wird die Ausgangsspannung Ui trapezförmig geregelt. Durch die Wahl der Schaltungsanordnung und durch die sinusförmige Stromregelung ist gewährleistet, daß keine Stromoberschwingungen in den Leiterströmen /1, I₂, Λ auftreten. Das bedeutet, daß die verketteten Ausgangsspannungen zwischen den Klemmen R, S, T in jedem Fall sinusförmig sind. Die Ausgangsspannungen U\ und Ui der beiden Umrichter 1, 2 stellen sich entsprechend ebenfalls trapezförmig ein. Das bedeutet, daß die

Ui auch in gleicher Größe in den beiden anderen Ausgangsspa/inungen U\ und Ui auftreten.

Im Idealfall wird man die Ausgangsspannung U) des dritten Umrichters 3 so regeln, daß sie ausgeprägte Oberschwingungen der Ordnungszahl 3 und 9, aber keine Oberschwingungen mit ungeradzahliger, nicht durch 3 teilbarer Ordnungszahl enthält. Mit anderen Worten: Es sollen lediglich Oberschwingungen mit der Ordnungszahl 3,9,15... vorhanden sein. Die Amplitude der Oberschwingungen der Ordr-jngszahl 3 und 9 sollen dabei so gewählt sein, daß bei vergegebener Grundschwingung die maximalen Werte der Ausgangsspannung U) möglichst gering sind. Das bedeutet, daß der Spannungssollwert Ui in F i g. 4 bei vorgegebener Grundschwingung eine möglichst geringe Plateauhöhe besitzen soll. In diesem Idealfall stellt sich damit ein symmetrisches, unverzerrtes dreiphasiges Ausgangssystem U\, Ui, U] mit trapezförmigem Verlauf ein.

Gegenüber diesem Idealfall ist jedoch ein geringer Anteil der fünften und siebten Oberschwingung in der geregelten Ausgangsspannung U) ohne weiteres vertretbar. Diese Oberschwingungen treten, da wegen der sinusförmigen Stromregelung der Umrichter 1 und 2 keine Stromoberschwingungen fließen können, in derselben Größe und Phasenlage in den beiden anderen Ausgangsspannungen U\ und U₂ auf. Sie stellen damit eine geringe Vergrößerung der Spannungsbelastung der Ventile der Umrichter 1,2,3 gegenüber dem erwähnten Idealfall dar.

In der Praxis kann man eine solche Spannungsform, die nur wenig von dem Idealfall abweicht, dadurch erreichen, daß man als Sollwertgeber 20 eine Verstärkerstufe vorsieht, der man eine sinusförmige Spannung vorgibt. Die Verstärkung und die Begrenzung dieser Verstärkerstufe können dann in Abhängigkeit vom Scheitelwert der zugeführten sinusförmigen Spannung nachgeführt werden. Man erhält dadurch einen trapezförmigen Spannungssollwert Uf, der durch Abschneiden eines Teils der verstärkten Amplitude aus der sinusförmigen Spannung hervorgeht. Auf diese Möglichkeit der Verwendung einer Verstärkerstufe wird bei der Erläuterung von F i g. 7 noch näher eingegangen.

Da der dritte Umrichter 3 bei trapezförmigem Verlauf der Ausgangsspannung Ui im Mittel über einen längeren Zeitraum höher ausgesteuert ist als bei der sonst üblichen sinusförmigen Spannungsführung, ist der Oberschwingungsgehalt des Stroms auf der Netzseite demgegenüber reduziert.

Durch die Stromregelung in zwei Ausgangsphasen kann sich, worauf bereits hingewiesen wurde, der Leiterstrom in der dritten Ausgangsphase frei ausbilden. Eine starre Verkuppelung der beiden Stromregelkreise über die Last 6 ist daher nicht gegeben. Entrprf chcndes gilt für den Spannungsregelkreis. Eine starre Kopplung der Grundwellen der drei Ausgangispannungen U\, U₂, U] ist also gleichfalls nicht vorhanden. Das Stromregelsystem ist daher weitgehend unabhängig vom Spannungsregelsystem, und umgekehrt.

Bei einer Spannungsregelung in allen drei Aiisgangsphasen würden sich schon bei geringen Unsymmetrien in den Ausgangsspannungen U\, U₂, Ui hohe Stromfehier ergeben, deren Größen durch das Verhältnis der Spannungsabweichung zu den Reaktanzen im Lastkreis bestimmt sind. Besonders störend sind in diesem Fall bereits geringe Gleichspannungsanteile, da die sich einstellenden Leitergleichströme nur durch die ohm· seilen Wiuersiäiiue der Lasi 6 begrenzt sind. Die

in Ausregelung solcher Fehler ist entweder wegen der erforderlichen Glättung des gemessenen Spannungsistwerts mit Zeitverlusten bei der Spannungsregelung oder mit einem höheren regeltechnischen AufwanJ verbunden. Bei der dargestellten Schaltungsanordnung

r, mit voneinander unabhängiger Strom- und Spannungsregelung werden die geschilderten Nachteile vermieden.

In den F i g. 5 und 6 ist der netzseitige Verschiebungsfaktorcos φ in Abhängigkeit vom lastseitigen Verschie-

)o bungsfaktor cos Φ und in Abhängigkeit vom Aussteuerungsgrad Ar der drei Umrichter 1, 2,3 bei sinusförmiger Stromregelung von zwei Ausgangsphasen dargestellt. F i g. 5 bezieht sich dabei auf eine Steuerung des dritten Umrichters 3 auf eine sinusförmige und F i g. 6 auf eine

π trapezförmige Ausgangsspannung U]. Ein Vergleich der beiden Fig.5 und 6 ergibt, daß bei jedem Aussteuerungsgrad k und bei vorgegebenem lastseitigem Verschiebungsfaktor cos Φ der netzseitige Verschiebungsfaktor cos φ bei der Aussteuerung auf trapezför-

in mige Ausgangsspannung U) (F i g. 6) größen d. h. besser ist als bei der Aussteuerung auf sinusförmige Ausgangsspannung U] (F i g. 5). Das gilt auch für einen geringen Aussteuerungsgrad k. Der Blindleistungsbedrvf der Schaltungsanordnung wird also durch die trapezförmige

4-, Spannungssteuerung reduziert. Eine nähere Betrachtung von Fig.6 zeigt weiter, daß bei einem hohen Aussteuerungsgrad, nämlich bei Ar = 0,9 und Ar= 1,0, der netzseitige Verschiebungsfaktor cos φ um einiges größer ist als der lastseitige Verschiebungsfaktor cos Φ.

-,ο Diese Eigenschaft kann für manche Anwendungsfälle von erheblicher Bedeutung sein.

In F i g. 7 ist eine weitere Schaltungsanordung mit drei Umrichtern 1, 2, 3 dargestellt, die wiederum über einen Transformator 4 an ein Wechselspannungsnetz 5

-,-, angeschlossen sind. Als Umrichter 1, 2, 3 sind wieder insbesondere Direktumrichter vorgesehen. Die Umrichter 1, 2, 3 sind lastseitig an einem Sternpunkt Mu im Stern geschalteL Je ein Ausgangsleiter ist mit einer der Klemmen R, S, T einer Last 6 verbunden, die als

bo Drehstrommaschine eingezeichnet ist. Der Sternpunkt der Last 6 ist mit Mm bezeichnet. Die beiden Sternpunkte Mm und Mu sind nicht miteinander verbunden. Die Umschaltung der Teilstromrichter wird durch eine Kommandostufe 22 bewirkt, die durch die

_fc5 Leiterströme f_u h gesteuert wird.

Für den ersten und zweiten Umrichter 1 bzw. 2 ist jeweils wieder ein Stromregelkreis zur Regelung des lastseitigen Leiterstroms /ι bzw. Λ vorgesehen. Diese

Stromregelkreise entsprechen denjenigen von Fig, I, so daß sich eine nähere Erläuterung erübrigt. Die Stromsollwerte /fund If haben wiederum jeweils einen sinusförmigen zeitlichen Verlauf (vergl. F i g. 2 bzw. 3).

Für den dritten Umrichter 3 ist eine Steueranordnung zur Steuerung seiner Ausgangsspannung U₃ auf einen periodischen, zeitlich trapezförmigen Verlauf vorgesehen. Diese Steueranordnung liefert eine trapezförmige Steuerspannung Ua (vergl. F i g. 4) an den Steuersatz 9.

Ais Steueranordnung ist eine Verstärkerstufe 23 vorgesehen. Diese wird über ein Glättungsgiied 24 von derjenigen Sternspannung U₃M der Last 6 gespeist, die zwischen dem Sternpunkt Mm der Last 6 und dem an die Last 6 angeschlossenen Ausgangsleiter des dritten Umrichters 3 abgreifbar ist. Besitzt die Last 6 keinen natürlichen oder zugänglichen Sternpunkt Mm, dann wird dieser in bekannter Weise durch Anschluß einer Sternschaltung von Impedanzen künstlich geschaffen. Die Verstärkerstufe 23 hat die Aufgabe, eine trapezförmige Steuerspannung Ua in der Weise an den Steuersatz 9 abzugeben, daß die Nulldurchgänge im zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung U₃ des dritten Umrichters 3 mit den Nulldurchgängen im zeitlichen Verlauf der Stemspannung U₃M übereinstimmen. Die NuUdurchgänge der Sternspannung U₁M sollen also die Phasenlage der trapezförmigen Steuerspannung Ua festlegen.

Die Verstärkerstufe 23 ist im vorliegenden Fall gleichzeitig so konstruiert worden, daß sie die trapezförmige Steuerspannung U& selbst bildet. Dazu wind die geglättete Sternspannung U₃M dem Signaleingang der Verstärkerstufe 23 zugeführt Weiterhin werden die Verstärkung und die Begrenzung der Verstärkerstufe 23 in Abhängigkeit vom Scheitelwert der geglätteten Stemspannung U₃M oder aller drei geglätteten Stemspannungen geführt Die Ausgangsspannung der Verstärkerstufe 23 wird als Steuerspannung Ua in den Steuersatz 9 gegeben.

Die Verstärkerstufe 23 besteht im vorliegenden Fall aus einer Hintereinanderschaltung eines Multipliziergliedes 25 mit einem begrenzbaren Operationsverstärker 26. Die Reihenfolge ihrer Anordnung ist beliebig. Der eine Eingang des Multipliziergliedes 25 ist über einen Gleichrichter 27 mit nachgeschaltetem Glättungsgiied 28 und der andere Eingang direkt mit der vom Glättungsgiied 24 geglätteten Stemspannung U₃M beaufschlagt Entsprechend ist auch der Begrenzungseingang des Operationsverstärkers 26 über denselben Gleichrichter 27 und dasselbe Glättungsgiied 28 mit der geglätteten Stemspannung U₃M beaufschlagt Die Bemessung der Verstärkerstufe 23 ist so getroffen, daß sie eine Steuerspannung Ua abgibt, deren zeitlicher Verlauf in jeder Halbperiode im wesentlichen einer zwischen 37,5° und 1423^s abgeschnittenen Sinusfunktion entspricht Die Grundschwingung der Ausgangsspannung der Verstärkerstufe 23 besitzt dieselbe Amplitude wie die ihr von dem Glättungsgiied 24 eingegebene Eingangsspannung. Die Amplitude der Steuerspannung Ua ist im angegebenen Bereich von 373° bis 1423° im wesentlichen konstant. Die Gewinnung der Steuerspannung Ua aus der Stemspannung Um soll im folgenden anhand von F i g. 8 näher erläutert werden.

Fig.8 zeigt den Verlauf einer vollen Periode verschiedener Spannungen in Abhängigkeit von der Zein t oder vom Phasenwinkel ωI. Die geglättete Stemspannung UiM. die praktisch rein sinusförmig ist, wird durch die Verstärkerstufe 23 verstärkt, so daß sich bei Vernachlässigung der Begrenzung der gestrichelt eingezeichnete Verlauf ihrer Ausgangsspannung ergeben würde. Die Begrenzung des Operationsverstärkers 26 sorgt nun dafür, daß die Ausgangsspannung im positiven und negativen Bereich in der Höhe 0,61 abgeschnitten wird, wobei ihre Amplitude mit 1 angenommen wurde. Man erhält somit als Steuerspannung Ua die durchgezogen eingezeichnete symmetrische Ausgangsspannung, die pro Halbperiode zwischen 0° und 373° etwa linear ansteigt, zwischen 373° und

ίο 1423° im wesentlichen konstant ist und zwischen 1423° und 180° etwa linear abfällt Es handelt sich also um eine abgeschnittene oder »gestauchte« Sinusschwingung, deren Plateaubreite 105° beträgt Durch die Nachführung der Verstärkung und der Begrenzung proportional zur Stemspannung U₃M ist gewährleistet daß die angegebenen Winkel bei einer Änderung der Höhe der Stemspannung U₃M praktisch nicht geändert werden. Die beschriebene, aus der Sinusform hervorgegangene Trapezform bleibt also stets erhalten.

Die abgeschnittene oder »gestauchte« Sinusschwingung hat die Eigenschaft daß sie keine Oberschwingung der 5. Ordnung und nur eine vernachlässigbare Oberschwingung der 7. Ordnung besitzt Das Verhältnis der Oberschwingung der 7. Ordnung, bezogen auf die

Grundschwingung, beträgt etwa 1%. Die in Fig.8

dargestellte Steuerspannung Ua mit abgeschnittener

Sinusform enthält eine Grundschwingung, die um etwa

15% über dem Scheitelwert von 0,61 liegt

Bei geringen dynamischen Anforderungen ist die

jo bisher bei Fig.7 beschriebene Steueranordnung voll ausreichend. Für höhere Ansprüche ist es jedoch zweckmäßig, einen Spannungsregelkreis vorzusehen, der die Differenzspannung Umm regelt die zwischen dem Stempunkt Mu am lastseitigen Ausgang der

j; Umrichter 1, 2 und 3 einerseits und dem natürlichen oder künstlichen Stempunkt Mm der Last 6 andererseits besteht

Bei diesem Spannungsregelkreis ist ein Spannungsregler 29 vorgesehen, dessen Vergleicher 30 einerseits mit der durch einen Gleichrichter 31 gleichgerichteten Differenzspannung Umm und andererseits mit einem von einem Sollwertgeber 32 gelieferten Sollwert Umm gespeist wird. Der Ausgang des Spannungsreglers 29 ist an dem einen Eingang eines Additionsgliedes 33 angeschlossen, das der Verstärkerstufe 23 zur Beeinflussung der Steuerspannung Ua zugeordnet ist Der andere Eingang des Additionsgliedes 33 ist an den Ausgang des Glättungsgliedes 28 angeschlossen. Sein Ausgang ist mit dem Verstärkungs- und dem Begrenzungseingang der

Verstärkerstufe 23 verbunden.

Als Spannungsregler 29 wird bevorzugt ein Regler mit Integralverhalten, z. B. ein PI-Regler oder ein reiner Integralregler, eingesetzt, der neben der Eigenschaft eines Reglers auch diejenige eines Zeitgliede? besitzt.

Die Zeitkonstante des Spannungsreglers 29 und damit diejenige des Spannungsregelkreises wird groß gegenüber der Periodendauer der Oberschwingung mit der Ordnungszahl 3 gewählt, die in der Differenzspannung Umm auftritt. Anstelle eines solchen Reglers mit

bo Integralverhalten, dessen Zeitkonstante in der angegebenen Weise dimensioniert ist, kann neben einem Regler auch ein Filter zur Eliminierung der dritten Oberschwingung vorgesehen sein. Der Sollwert Umm kann insbesondere gleich Null gewählt werden, so daß der Spannungsregelkreis dafür sorgt, daß die Grundschwingung der Differenzspannung Umm zwischen den Sternpunkten Mu und Mm zu Null geregelt wird. Solange die Grundschwingung der

Differenzspannung Umi ungleich Null ist, sorgt der Spannungsregelkreis für die Abgabe einer Korrekturgröße an das Additionsglied 33. Dadurch werden Verstärkung und Begrenzung der Verstärkerstufe 23 verändert, woraus sich eine Veränderung der in F i g. 8

dargestellten Amplituden ergibt Die Amplitude der Steuerspannung U₅₃ wird unter Beibehaltung der eingezeichneten Winkel so lange verändert, bis die Sternpunkte AfAf und Muauf demselben Potential liegen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnuneen

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Schaltungsanordnung mit einer ungeradzahligen Anzahl m von Umrichtern mit Einphasen-Wech- selspannungsausgang, die jeweils einen linearisierenden Steuersatz besitzen und ausgangsseitig in symmetrischer m-phasiger Sternschaltung an eine m-phasige symmetrische, in Stern geschaltete Last unter Ausschluß einer direkten Verbindung zwisehen dem Sternpunkt der Umrichter und dem Sternpunkt dieser Last angeschlossen sind, wobei die Leiterspannungen an der Last jeweils einen vorgegebenen periodischen zeitlichen Verlauf besitzen und gemeinsam ein symmetrisches System bilden und wobei die m Umrichter derart gesteuert sind, daß sie eine im wesentlichen trapezförmige Wechselspannung liefern, die neben einer Grundschwingung auch mindestens eine Oberschwingung mit der Ordnungszahl m enthält, dadurch gekennzeichnet, daß nur für einen (3) der m Umrichter eine Steueranordnung zur Erzeugung einer im wesentlichen trapezförmigen, dem Steuersatz (9) dieses Umrichters (3) vorgegebenen Steuerspannung (Ua) und für die restlichen (m— 1) Umrichter (1, 2) jeweils ein Stromregelkreis zur Regelung des lastseitigen Lefcsrstroms (h, I₂) auf einen vorgegebenen zeitlich sinusförmigen Stromsollwert (If, ß) vorgesehen ist (F i g. 1 und 7).

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch jo gekennzeichnet, daß die Umrichter mit Einphasen-Wechselspancungsausgang aus einem Wechselspannungsnetz gespeiste Direktuimbhter sind.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß iie zwischen dem >-, Sternpunkt (M_M)der Last (6) und dem an die Last (6) angeschlossenen Ausgangsleiter des besagten Umrichters (3) liegende Sternspannung (U₃m) abgegriffen und der Steueranordnung zugeführt ist, welche hieraus die trapezförmige Steuerspannung (Ua) derart bildet, daß die Nulldurchgänge im zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung (U₃) des besagten Umrichters (3) mit den Nulldurchgängen im zeitlichen Verlauf dieser Sternspannung (Um) übereinstimmen (F i g. 7). 4 ^r,

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Steueranordnung eine Verstärkerstufe (23) vorgesehen ist, daß die Sternspannung (UiM) dem Signaleingang der Verstärkerstufe (23) zugeführt ist, daß die Verstärkung und die 5η Begrenzung der Verstärkerstufe (23) in Abhängigkeit vom Scheitelwert der Sternspannung (Um) an der Last (6) geführt sind und daß die Ausgangsspannung der Verstärkerstufe (23) als Steuerspannung (Ua) in den Steuersatz (9) des besagten Umrichters τ, (3)gegeben ist(Fig. 7).

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkerstufe (23) die Hintereinanderschaltung eines Multipliziergliedes

(25) mit einem begrenzbaren Operationsverstärker ω

(26) vorgesehen ist und daß der eine Eingang des Multipliziergliedes (25) und der Begrenzungseingang des Operationsverstärkers (26) über einen Gleichrichter (27) und ein Glättungsglied (28) mit der Sternspannung (Uw) an der Last (6) beaufschlagt b^r, sind (F ig. 7).

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerstufe

(23) so bemessen ist, daß sie eine Steuerspannung (Ua) abgibt, deren zeitlicher Verlauf in jeder Halbperiode im wesentlichen einer zwischen 37,5" und 142,5° abgeschnittenen Sinusfunktion entspricht und deren Grundschwingung dieselbe Amplitude besitzt wie die der Verstärkerstufe (23) eingegebene Spannung (F i g. 7).

7. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dpQ dem Abgriff der Sternspannung (U_3M) ein Glättungsglied

(24) nachgeschaltet ist (F i g. 7).

8. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsregelkreis zur Regelung der Differenzspannung (Umm), die zwischen dem Sternpunkt (Mu) am lastseitigen Ausgang der Umrichter (1, 2, 3) einerseits und dem Sternpunkt (Mm) der Last (6) andererseits herrscht, vorgesehen ist (F i g. 7).

9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Spannungsregler (29) vorgesehen ist, dessen Vergleicher (30) einerseits mit der Differenzspannung (Umm) und andererseits mit einem vorzugsweise auf Null gesetzten Sollwert (Umm) gespeist und dessen Ausgang an ein Additionsglied (33) angeschlossen ist, das der Steueranordnung zur Beeinflussung der Steuerspannung (Ua) zugeordnet ist (F i g. 7).

10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsregler (29) Integralverhalten besitzt (F i g. 7).

11. Schaltungsanordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Additionsglied (33) einerseits mit dem Ausgang des Spannungsreglers (29) und andererseits über einen Gleichrichter (27) und ein Glättungsglied (28) mit dem Abgriff der Sternspannung (U₃m) an der Last (6) verbunden ist (F ig. 7).

12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Additionsglied (33) ausgangsseitig an den Stelleingängen für die Verstärkung und die Begrenzung der Verstärkerstufe (23) angeschlossen ist (F i g. 7).

13. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steueranordnung des besagten Umrichters (3) durch einen Spannungsregelkreis zur Regelung seiner Ausgangsspannung (Ui) gebildet ist, in dem ein Spannungsregler (18) vorgesehen ist, dessen Vergleicher (19) einerseits mit der Ausgangsspannung (U₃) des besagten Umrichters (3) und andererseits mit einem zeitlich trapezförmigen Spannungssollwert (U₃) gespeist und dessen Ausgang an den Eingang des Steuersatzes (9) angeschlossen ist (F i g. 1).

14. Schaltungsanordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen dem Sternpunkt (Mm) der Last (6) und dem an die Last (6) angeschlossenen Ausgangsleiter des besagten Umrichters (3) liegende Sternspannung (U_}M) abgegriffen und einem Sollwertgeber (20) zugeführt ist, welcher einen Spannungssollwert (U₃) derart abgibt, daß die Nulldurchgänge im zeitlichen Verlauf der Ausgangsspannung (U₃) des besagten Umrichters (3) mit den Nulldurchgängen im zeitlichen Verlauf dieser Sternspannung ^^übereinstimmen.

15. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß als Sollwertgeber (20) eine Verstärkerstufe vorgesehen ist, daß die Sternspannung (Uim) dem Signaleingang der Ver-

stärkerstufe zugeführt ist, daß die Verstärkung und die Begrenzung der Verstärkerstufe in Abhängigkeit vom Scheitelwert mindestens einer der Sternspannungen (z, B, U₃m) an der Last (6) geführt sind und daß die Ausgangsspannungen der Verstärkerstufe als Spannungssollwert (Ut) in den Spannungsregelkreis des besagten Umrichters (3) gegeben is L

16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkerstufe so bemessen ü>t, daß sie einen Spannungssollwert (Uf) abgibt, dessen zeitlicher Verlauf in jeder Halbperiode im wesentlichen einer zwischen 373° und 142^5° abgeschnittenen Sinusfunktion entspricht und dessen Grundschwingung dieselbe Amplitude besitzt wie die der Verstärkerstufe eingegebene Spannung.