DE2522041A1 - Adaptive sperrung von inverterschaltungen - Google Patents

Description

Adaptive Sperrung von Inverterschaltungen.

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf impuls_kommutierte Inverter und insbesondere auf eine Regeleinrichtung und Schaltungsanordnung zur Ausbildung einer minimalen Sperrzeit für kommutierende Gleichrichter während des Impulsbreiten-Modulationsbetriebes von Invertersystemen.

Die Erfindung ist insbesondere für Inverterschaltungen des allgemeinen Typs anwendbar, wie sie in der US-PS 3 207 974 gezeigt und beschrieben sind. In Inverterschaltungen dieses Typs wird eine elektrische Gleichstromleistung geändert oder "invertiert" in einen Wechselstrom mittels Laststrom führender gattgesteuerter Gleichrichter, wie beispielsweise steuerbare Siliziumgieichrichter, die durch eine Kommutierungsschaltung ausgeschaltet werden, die gattgesteuerte Kommu-

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tierungsgleichrichter enthält. (Die hier genannten "gattgesteuerten Gleichrichter" sollen gattbetätigte regenerative Schalter umfassen, die durch das Anlegen einer Vorspannung in Sperrichtung an ihre Elektroden gelöscht werden.) Beispielsweise wird eine Gleichstromleistung in eine einphasige Wechselstromleistung durch ein Paar steuerbarer Lastgleichrichter und eine Kommutierungsschaltung invertiert, die ein entsprechendes Paar steuerbarer Kommutierungsgleichrichter, ein Paar Diodengleichrichter, einen Kommutierungskondensator und einen Kommutierungsinduktor umfasst. In einem mehrphasigen Invertersystem ist eine ähnliche Schaltungsanordnung für jede Phase vorgesehen. Um einen ersten Lastgleichrichter in seinen gesperrten Zustand zu kommutieren, wird der entsprechende erste Kommutierungsgleichrichter eingeschaltet bzw. durchgeschaltet, um einen Reihenschwingkreis, der den zugehörigen Kondensator und den zugehörigen Induktor aufweist, über den Lastgleichrichter geschaltet wird. Ein Stromimpuls, der von dem sich entladenden Reihenschwingkreis erzeugt wird, übernimmt die Funktion der Laststromzufuhr, wobei ein überhöhter Kommutierungsstrom durch eine Rückkopplungsdiode um den ersten Lastgleichrichter herumgeführt wird. Während der Kommutierungsstrom den Laststrom übersteigt, ist der erste Lastgleichrichter umgekehrt bzw. in Sperrichtung vorgespannt und abgeschaltet, wenn die rückwärts gerichtete Vorspannung für eine längere Periode andauert als die Abschaltzeit des Gleichrichters. Nachdem der Kommutierungskondensator auf eine entgegengesetzte Polarität aufgeladen worden ist, ist der erste Kommutierungsgleichrichter in Sperrichtung vorgespannt und hört deshalb auf zu leiten. Wenn dieser Zustand für die Abschaltzeit des ersten Kommutierungsgleichrichters beibehalten wird, leitet dieser nicht, wenn der zweite Kommutierungskondensator eingeschaltet wird, um den zweiten Lastgleichrichter zu kommutieren. Wenn jedoch der zweite Kommutierungsgleichrichter zu schnell eingeschaltet wird, bewirkt die dadurch gebildete Vorspannung in Durchlassrichtung über dem ersten Kommutierungsgleichrichter, dass dieser wieder leitend wird zusammen mit dem zweiten Kommutierungsgleichrichter.

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Das Ergebnis einer derartigen gleichzeitigen Leitfähigkeit beider Kommutierungsgleichrichter ist effektiv ein Kurzschluss, der als ein Kommutierungsgleichrichter-Durchschuss*

über der Gleichstromquelle bekannt ist. Ein Durchschuss kann zu weit höheren Stromwerten führen als denjenigen, die während des normalen Betriebes der Inverterschaltung auftreten. Es ist deshalb höchst erstrebenswert, dass derartige Durchschüsse der Kommutierungsgleichrichter vermieden werden.

Bei den in der eingangs genannten US-PS 3 207 974 beschriebenen InverterschaItungen wird eine Spannungsregelung durch eine schnelle im Zeitverhältnis gesteuerte Umschaltung oder "Zerhackung" erreicht, die der Ausgangsgrundfrequenz des Inverters überlagert ist. Diese im Zeitverhältnis gesteuerte Umschaltung erzeugt eine Reihe elektrischer Impulse mit einer Dauer oder "Breite", die vorwiegend durch die Geschwindigkeit bestimmt wird, mit der aufeinanderfolgende Kommutierungen auftreten. Da, wie eingangs bereits erläutert wurde, ein Kommutierungsgleichrichter nicht durchgeschaltet werden sollte, bevor der mit ihm in Reihe geschaltete Kommutierungsgleichrichter eine ausreichende Zeit zum vollständigen Abschalten hatte, wird deutlich, dass die Charakteristiken der Schaltungskomponenten, und zwar insbesondere die Abschaltzeit der Kommutierungsgleichrichter, die maximale Geschwindigkeit begrenzen, mit der aufeinanderfolgende Kommutierungen auftreten können. Anders ausgedrückt, begrenzen die Charakteristiken der Schaltungskomponenten die maximale Breite der elektrischen Impulse, die von jeder Phase des Inverters erzeugt werden.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, Zeitsteuermittel vorzusehen, um die Zündung oder Durchschaltung von einem der Kommutierungsgleichrichter abzutasten und anschliessend das Zünden des anderen Kommutierungsgleichrichters für ein festes Zeitintervall zu verhindern, das für eine vollständige Abschaltung des ersten Gleichrichters ausreicht. Um über dem gesamten Bereich des Inverterbetriebes voll wirksam zu sein,

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ist es wesentlich, dass die Zeitsteuerung ein ausreichendes festes Verzögerungsintervall liefert, das eine vollständige Abschaltung unter allen Betriebsbedingungen sicherstellt, die auftreten könnten. Anders ausgedrückt, muss die Zeitsteuerung so arbeiten, dass die vollständige Abschaltung nach dem längsten denkbaren Kommutierungsintervall durchgeführt wird. Da die Kommutierung unter Leerlaufbedingungen oder leichter Last typischerweise wesentlich länger dauert als die Kommutierung unter maximalen Lastbedingungen, ist es bisher wünschenswert gewesen, für ein Zeitsteuerintervall zu sorgen, das zu der längsten voraussagbaren Kommutierungszeit in Bezug steht. Da weiterhin das tatsächliche Zeitintervall, das durch die Zeitsteuerung gemessen wird, wesentlich von dem beabsichtigten Intervall abweichen kann, muss die Möglichkeit einer derartigen Abweichung in Rechnung gestellt werden, wenn die Schaltungsanordnung bzw. das Gerät konzipiert wird. Als Folge dieser Faktoren ist das feste Verzögerungsintervall, in dem eine Kommutierung der anderen Kommutierungsgleichrichter verhindert ist, typischerweise viel länger als es unter den meisten Betriebsbedingungen erforderlich ist.

Trotz der Tatsache, dass die Kommutierungszeit von den Lastbedingungen abhängt, wenn sie ermittelt werden kann, wenn ein leitender Kommutierungsgleichrichter abgeschaltet wird, dann kann die Zündung des entgegengesetzten Kommutierungsgleichrichters demzufolge gesteuert werden, um so die Breite der Ausgangsimpulse auf ein Minimum herabzusetzen. Zu diesem Zweck sind verschiedene Lösungen entwickelt worden, um den Stromfluss in dem Kommutierungskondensatorzweig des Inverters (der im allgemeinen der Kommutierungsstrom genannt wird) abzutasten und die Zündung eines Kommutierungsgleichrichters nach einem festen Zeitintervall zu gestatten, nachdem ein vorbestimmter Kommutierungsstromwert abgetastet worden ist. Eine derartige Lösung ist in der US-PS 3 718 853 gezeigt und beschrieben. Auch wenn die Lösung zur Verkürzung der Kommutierungsperiode erfolgreich ist und für viele Anwendungsfälle brauchbar ist, so ist sie doch nicht vollständig zufrieden-

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stellend hinsichtlich der Empfindlichkeit und der Betriebssicherheit für alle Applikationen. Insbesondere ist die Abtastung einer Beendigung des Kommutierungsstromflusses, was eine Anzeige dafür ist, dass ein Kommutierungsgleichrichter abgeschaltet worden ist, schwierig mit einem hohen Grad an Genauigkeit zu erreichen. Weiterhin ist die Feststellung eines negativen Zustandes (d.h. das Verschwinden eines Stromflusses) als eine Basis, auf der die nachfolgende Zündung des entgegengesetzten Kommutierungsgleichrichters gestattet wird, im allgemeinen nicht so präzise und zuverlässig wie die Feststellung eines positiven Zustandes. Beispielsweise existiert in dem System der negative Zustand (kein Kommutierungsstromfluss) für den überwiegenden Teil des Betriebszyklus, so dass kein Sperrsignal fur diese Zeitperiode geliefert wird. Demgegenüber ist die Periode, in der ein Kommutierungsstrom fliesst und während der ein Sperrsignal existiert, relativ kurz. Infolgedessen hat die Fehlergi'enze zum Feststellen der präzisen Zeit, in der die Kommutierungsgleichrichter gezündet sind, die Neigung, grosser zu sein.

Ein weiteres bekanntes Konstruktionsmerkmal besteht darin, eine polarisierte Dämpfungsanordnung zu der Invertergrundschaltung hinzuzufügen, um ein Heraufpumpen der Kondensatorspannung zu unterdrücken, indem sie nach jeder Kommutierung zur Gleichspannung entladen wird. Dies wird dadurch erreicht,, dass über jeden Kommutierungsgleichrichter eine Diode und ein Widerstand (die im allgemeinen als RUckstellwiderstände be-

werden,
zeichnet werden) geschalter / so dass die halbe im Kondensator gespeicherte überschüssige Energie zur Gleichstromeinspeisung zurückgeleitet und die andere Hälfte in den Widerständen abgeführt wird, um dadurch die Schaltungsanordnung für eine weitere Kommutierung zurückzustellen.

Es ist für Invei'terschaltungen allgemein gefunden worden, dass die Kommutierungszeit für grosse negative Lastströme (redundante Kommutierung) merklich zunimmt, wodurch der Spannungsregelungsbereich von Impulsbreiten-modulierten Invertern ein-

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geschränkt wird. Insbesondere in mehrphasigen Inverterschaltungen ist es möglich, dass sich Kommutierungen überlappen, und wenn dies auftritt, können eine oder mehrere der Phasen in einen unerwünschten Kommutierungstyp gezwungen werden, wie beispielsweise eine Doppelimpuls-Kommutierung, bei der ein langer zweiter Aufbauimpuls auftritt und den Kondensator wieder auflädt. In einem derartigen Fall ist es möglich, eine falsche Anzeige für den Kommutierungsstatus zu erhalten und dadurch die Zündung eines Kommutierungsgleichrichters zur falschen Zeit zu gestatten.

Es ist deshalb eine \ufgabe der vorliegenden Erfindung, eine minimale Sperrzeit für Kommutierungsgleichrichter eines Invertersystems zu schaffen.

Diese \ufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Stromfluss in einer Rückstellwiderstandsschaltung abgetastet wird, um eine Anzeige zu erhalten, dass ein parallel geschalteter Kommutierungsgleichrichter in Sperrichtung vorgespannt ist durch einen Überladungsstrom von dem Kommutierungskondensator. Es ist dann eine feste Zeitverzögerung gleichgross wie die Abschaltzeit des Kommutierungsgleichrichters vorgesehen, bevor der entgegengesetzte in Reihe geschaltete Kommutierungskondensator durch das Regelsystem eingeschaltet werden darf. Auf diese Weise liefert das plötzliche Auftreten eines wesentlichen Stromflusses in dem Rückstellwiderstand eine sichere und relativ präzise Anzeige, dass der Kommutierungsgleichrichter eine Sperrspannung aufweist und somit abgeschaltet werden sollte. Dieser positive Zustand existiert nur während derjenigen Periode, in der sich der/ladungsstrom entlädt, wobei der negative Zustand während des übrigen überwiegenden Teiles des Betriebszyklus besteht.

In einem weiteren Merkmal der Erfindung wird eineVerzögerung von einem festen Zeitintervall eingeführt und während dieser Zeit bewirkt die Abtastung eines Rückstellstromes nicht, dass das Regelsystem bei der Zündung eines Kommutierungsgleichrich-

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ters arbeitet. Das Kommutierungssystem wird dann effektiv inaktiv oder gesperrt gehalten bis nach einem Zeitpunkt, in dem eine Doppelimpuls-Kommutierungssituation eine falsche Anzeige an die Abtasteinrichtung gegeben haben kann. Es ist gerade diese Zeit, die die minimale Breite des Ausgangsspannungsimpulses bestimmt.

Gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein anderes festes Zeitverzögerungsintervall vorgesehen, um die maximale Breite des Spannungsimpulses einzustellen. Wenn die für den Rückstellstrom empfindliche Position der Schaltungsanordnung versagt, den Kommutierungsgleichrichter innerhalb dieses Intervalles zu zünden, nachdem ein Rückstellstrom das erstemal abgetastet worden ist, dann wird er gezwungen, an diesem Punkt zu zünden.

Die Erfindung wird nun mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand der folgenden Beschreibung und der Zeichnung eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Figur 1 ist ein schematisches Schaltbil ' von dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Figur 2 ist eine graphische Darstellung von typischen Wellenformen, die zu dem Inverter-Kommutierungszyklus gehören.

Figur 3 ist eine graphische Darstellung der Leitungszeit über dem Laststrom für einen Kommutierungsgleichrichter.

Figur 4 ist eine graphische Darstellung einer Kommutierungsstrom-Wellenform, bei der ein Doppelimpuls auftritt.

Figur 5 ist ein schematisches Schaltbild von dem Abtast- und Sperrabschnitt von dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

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Figur 6 ist ein vereinfachtes schematisches Schaltbild der Zündsteuerschaltungen des bevorzugten Ausführungsbeispiels.

In Figur 1 ist ein dreiphasiges Antriebssystem mit einstellbarer Drehzahl dargestellt, wie es in der US-PS 3 207 974 beschrieben ist. Es enthält einen dreiphasigen Induktionsmotor 11 mit Phasen A, B und C, die mit einem Wechselstrom von einer Leistungswandlereinrichtung gespeist werden, die einphasige Vollweg-Inverterschaltungen 12,13 und 14 umfasst. Jede der Inverter-Phasenschaltungen 12, 13 und 14 wandelt die elektrische Gleichstromleistung von einer Gleichstromquelle 16 in eine Wechselstromleistung um, die dem Motor 11 zugeführt wird. Es kann jede zweckmässige Gleichstromquelle verwendet werden, wie beispielsweise eine Gleichrichtervorrichtung zum Umwandeln der Wechselstrom-Eingangsleistung in eine eingerichtete Ausgangsleistung. Typischerweise wird bei Fahrantrieben die Gleichstromleistung durch eine dritte Schiene oder eine Fahrlel^tungsverbindung (nicht gezeigt) auf das Fahrzeug übertragen. Um die Welligkeit zu dämpfen und eine Gleichstromquelle mit kleiner Impedanz zu bilden, ist ein Filter vorgesehen, das einen Induktor 17, der mit dem positiven Anschluss 18 der Gleichstromquelle 16 verbunden ist, und ein Kondensator 19 umfasst, der mit der Induktivität 17 an der Verbindungsstelle 21 mit dem negativen Anschluss 22 der Gleichstromquelle 16 verbunden ist. Somit wird deutlich, dass die Leistungswandlereinrichtung wechselweise dazu verwendet werden konnte, eine elektrische Eingangswechselleistung in eine elektrische Ausgangswechselleistung mit einer unterschiedlichen Frequenz umzuwandeln, wie in einem Zyklokonverter.

Die Leistungswandlereinrichtung, die vorzugsweise ein sinuswellenförmiger Impulsbreiten-modulierter Spannungsinverter ist, ist mit dem Verbindungspunkt 21 über eine positive Sammelschiene 23 und mit der negativen Gleichspannungsquelle 22 durch eine negative Sammelschiene 24 verbunden, wobei die Phasenschaltungen 12, 13 und 14 den Sammelschienen 23 und 24

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durch entsprechende positive Sammelleiter 26, 27 und 28 mit einzelnen Induktivitäten bzw. Induktoren 31, 32 bzw. 33 parallel geschaltet sind. Die einzelnen Phasen des Induktionsmotors 11 sind mit ihren entsprechenden Phasenschaltungen 12, 13 und 14 durch Leiter 36, 37 und 38 in der Weise verbunden, dass die abwechselnde Umschaltung jeder Phase zwischen den positiven und negativen Sammelleitern 23 und 24 gestattet ist, wie es im folgenden noch näher erläutert wird. Die Steuerung der Schaltungen 12, 13 und 14 wird durch eine Kommutierungssteuerschaltung 39 aufrechterhalten, die im folgenden noch beschrieben wird.

Die Leistungswandler-Phasenschaltungen 12, 13 und 14 weisen einen im wesentlichen gleichen Aufbau und eine gleiche Wirkungsweise auf, und zu Darstellungszwecken wird nun die Schaltungsanordnung 14 näher beschrieben. Ein klares Verständnis der grundlegenden Wirkungsprinzipien des Inverters kann aus der eingangs bereits erwähnten US-PS 3 207 974 entnommen werden.

Die Phasenschaltung 14 umfasst zwei Sätze von zwei in Reihe geschalteten gattergesteuerten Halbleitergleichrichtern 46, 47, 48 und 49, die zwischen den Einlassanschluss 51 und die negative Sammelleitung 24 geschaltet sind. Die gattergesteuerten Gleichrichter sind im wesentlichen PNPN-Halbleitervorrichtungen, wobei die Stromleitung durch die Vorrichtung hindurch durch das Anlegen eines kleinen Steuerstromes von der Kommutierungssteuerschaltung 39 auf Leitungen 41 bis 45 an eine Steuerelektrode eingeleitet wird, die einen Teil der Vorrichtung bildet. Eine Kommutierungsschaltung mit einer Induktivität 52 und einem Kondensator 53, die in Reihe geschaltet sind, ist zwischen dem Verbindungspunkt 56 der zwei Laststrom führenden, gattergesteuerten Gleichrichtern 48 und 49 und defl Verbindungspunkt 54 der zwei gattergesteuerten Kommutierungsgieichrichter 46 und 47 geschaltet. Zwei Kommutierungsdioden 57 und 58 sind entsprechenden gattergesteuerten Gleichrichtern 48 und 49 mit umgekehrtem Polaritätssinn parallel geschaltet,

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um die Blindleistung an die Gleichstromeinspeisung 16 zurückzuführen, die mit induktiven oder kapazitiven Lasten oder mit der Leistungserzeugung durch Motoren während des Bremsens in Verbindung steht. Wenn ein Inverter eine induktive Last speist, wird der Laststromgleichrichter plötzlich durch den Kommutierungsimpuls abgeschaltet. Die . . Polarität des komplementären gesteuerten Gleichrichters ist nicht geeignet, sondern ein Rückkopplungsgleichrichter 57 und 58,der (direkt oder effektiv) invers parallel zu diesem komplementären steuerbaren Gleichrichter geschaltet ist, bildet den notwendigen Leitungspfad. Ein ähnlicher Rückkopplungsgleichrichter, der über den anderen gesteuerten Gleichrichter geschaltet ist, arbeitet während der anderen Halbwelle. Über die entsprechenden gattergesteuerten Gleichrichter 46 und sind mit umgekehrter Polarität Kommutierungsrückstellwiderstände 59 und Gl und Dioden 62 und 63 geschaltet. Die Vorrichtungen 63, 61, 59 und 62 sind in der genannten Reihenfolge von der Leitung 24 bis zum Verbindungspunkt 51 geschaltet. Die in Reihe geschalteten Dioden sind so., it im wesentlichen parallel zu den Gleichrichtern 46 und 47 geschaltet und diesbezüglich umgekehrt gepolt. Wie nachfolgend noch beschrieben wird, ist die Primärwicklung 67 eines Transformators in eine Leitung 60 geschaltet zwischen einem Knotenpunkt 54 und dem Knotenpunkt 65 von Widerständen 59 und 61. Die Rückstellwiderstände 59 und 61 können in einem einzelnen Widerstand zusammengefasst sein, der in der de«, Knotenpunkt 54 und de« Knotenpunkt 65 verbindenden Leitung 60 angeordnet ist« Der Zweck dieser Widerstände und Dioden besteht darin, die Überspannung abzuführen zbw. zu entladen, die auf dem Kommutierungskondensator 53 auftritt, wenn der Laststrom in der noch zu beschreibenden Weise kommutiert wird. Der Knotenpunkt 56 ist durch die Leitung 38 mit der Wicklung der Phase C des Induktionsmotors 11 so verbunden, dass, wenn der Knotenpunkt 56 zwischen den positiven und negativen Sammelleitungen 23 und 24 durch das abwechselnde Zünden der Laststrom führenden Gleichrichter 48 und 49 umgeschaltet wird, die Spannung am Knotenpunkt 56 und somit in der Phase C des Motors

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sich dementsprechend ändert. Durch eine richtige Zeitsteuerung (timing) der Zündsignale von der Kommutierungssteuerschaltung 39 zum Triggern der Gleichrichter 48 und 49 kann die gewünschte Spannungsform erhalten werden, die der Phase C aufgedrückt werden soll. In ähnlicher Weise wird die Zündung der Kommutierungsgleichrichter 46 und 47 auch in der richtigen Sequenz und nach Plan durch die Kommutierungssteuerschaltung 39 gesteuert .

Im Betrieb werden Steuersignale von der Kommutierungssteuerschaltung 39 über Leitungen 43 und 44 an die Steuerelektroden von jedem der gattergesteuerten Gleichrichter 48 und 49 von der Phasenschaltung lh geliefert. Wenn der steuerbare Gleichrichter 48 angesteuert ist, ist das an dem Knotenpunkt 56 auftretende Potential dasjenige der positiven Eingangsklemme 51 und stellt somit im Kern die Lastausgangsspannung dar, die durch diese Phase des Inverters geliefert wird. Während desjenigen Zeitintervalles, in dem der gattergesteuerte Gleichrichter 48 durchgeschaltet ist, ist das Potential am Knotenpunkt 56 und an einem Punkt 64 zwischen der Induktivität 52 und der Kapazität 53 im wesentlichen das Potential der positiven Eingangsklemme 51, während der Knotenpunkt 54 auf einem gewissen negativ η Potential gehalten wird, das gleichjbder kleiner ist als das negative Potential der Leistungseinspeisung. Demzufolge wird der Kondensator 53 auf ein Potential aufgeladen, das der Differenz zwischen dem Knotenpunkt 54 und dem Punkt 64 entspricht. Wenn anschliessend der gattergesteuerte Gleichrichter 46 leitend gemacht wird, springt das Potential des Knotenpunktes 54 auf die positive Spannung an der Eingangsklemme 51 und das Potential des Punktes 54 springt über dasjenige an der positiven Klemme 51 um den Betrag des Potentials über deal Kondensator 53 hinaus. Nachdem dies geschehen ist, wird der Kondensator 53 durch einen Strom durch die Induktivität 52 und durch die Kommutierungsdiode 57 und den gattergesteuerten Gleichrichter 46 entladen und hält eine umgekehrte Polarität über dem gattergesteuerten Gleichrichter 48 aufrecht, wodurch cueser gattergesteuerte Gleich-

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richter abgeschaltet bzw. gesperrt wird. Bei der Entladung durch die Induktivität 52 wird ein magnetisches i^?eld um die Induktivität herum aufgebaut, das beim Zusammenbrechen bewirkt, dass eine Ladung umgekehrter Polarität über dem Kondensator 53 aufgebaut wird, so dass der Punkt 64 negativ wird in Bezug auf den Knotenpunkt 54. Anschliessend kann der Laststrom führende gattergesteuerte Gleichrichter 49 leitend gemacht werden, was zu einer Verbindung des Knotenpunktes 5G mit der negativen Sammelleitung 24 führt, wodurch sofort das Potential am Knotenpunkt 56 von dem vollen positiven Potential der Klemme 51 auf das volle negative Potential an der Sammelleitung 24 gedrückt wird. Zu dieser Zeit wird der Kondensator 53 weiter geladen in Richtung auf den negativen Wert der Sammelleitung 24.

Aufgrund des Schwungradeffektes der Induktivität 52 und der Induktivität 33 wird der Kondensator 53 auf ein Potential aufgeladen, das etwas grosser als das volle Potential zwischen den Sammelleitungen 23 und 24 ist. Zu dieser Zeit wird das Potential am Punkt 54 positiv in Bezug auf die negative Sammelleitung 24, wobei dem gattergesteuerten Gleichrichter 46 eine umgekehrte bzw. Sperrspannung aufgedrückt wird, um ihn abzuschalten. Wenn dies geschieht, beginnt die Rückstelldiode 62 Strom über den Rückstellwiderstand 59 zur Eingangsklemme 51 zurückzuleiten. Auf diese Weise wird der flberladungsstrom von dem Kondensator 53 entladen, um die Schaltungsanordnung für die nächste Kommutierung zurückzustellen, wobei die Hälfte der überschüssigen Energie zur Gleichstromeinspeisung zurückgeleitet und die andere Hälfte in dem Rückstellwiderstand 59 verbraucht wird. Somit wird deutlich, dass das Auftreten des Stromflusses im Widerstand 59 eine Anzeige dafür ist, dass ein Zustand einer bestehenden Rückwärtsspannung über dem Gleichrichter 46 besteht, und nach einem kurzen Zeitraum, der gleich der \bschaltzeit des Gleichrichters 46 ist, wird er tatsächlich abgeschaltet bzw. gesperrt. Wie bereits ausgeführt wurde, ist diese Bestimmung signifikant, da nur jetzt der andere Kommutierungsgleichrichter 4 7 gezün-

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det werden kann, um den gegenüberliegenden Laststrom führenden Gleichrichter 49 zu kommutieren.

Die Feststellung des Stromflusses im Ruckstellwiderstand 5 9 wird mit einem Stromtransformator 66 erreicht, der zwischen die Knotenpunkte 54 und 65 geschaltet ist. Der Stromtransformator besitzt einen bekannten Aufbau mit einer Primärspule 67, die in der Leitung 60 in Reihe geschaltet ist, einem Kern 68 und einer Sekundärspule 69, deren Leiter 71 und 72 mit der Kommutierungssteuerschaltung 39 verbunden sind. Beim ersten Auftreten des Stromflusses in der Leitung 60 wird ein Signal von der Kommutierungssteuerschaltung 39 empfangen, dessen Funktion darin besteht, das dem Koramutierungsgleichrichter 4 7 zugeführte Zündsignal für eine feste Zeitperiode zu verzögern. Dies stellt eine angemessene Kommutierungszeit sicher für das Abschalten des Kommutierungsgleichrichters 46.

In ähnlicher Weise wird der Kommutierungsgleichrichter 47 gezündet zum Abschalten des Lastgleichrichters 49. Wenn der Kommutierungsgleichrichter 47 anschliessend umgekehrt vorgespannt wird, wird der Knotenpunkt 54 negativ in Bezug auf die Leitung 24, und die Rückstelldiode 63 leitet Strom von der Leitung 24 zum Kondensator 53 über den Rückstellwiderstand 61. Somit wird ein Überladungsstrom vom Kondensator 53 in

ähnlicher Weise entladen bzw. abgeführt, um die Schaltungsan-, Ordnung für die nächste Kommutierung zurückzustellen. Dieser Stromfluss wird in ähnlicher Weise durch den Stromtransformator 66 festgestellt.

Die Phasenschaltungen 12 und 13 weisen einen gleichen Aufbau auf wie die Phasenschaltung 14 und die Zündung der darin enthaltenen Gleichrichter wird in ähnlicher Weise gesteuert durch die Kommutierungssteuerschaltung 39. Ein möglicherweise auftretender Zustand ist der, dass eine gleichzeitige Kommutierung von irgendwelchen zwei Phasen des Inverters erfolgt, wodurch eine gegenseitige Störung durch die gemeinsame Induktivität in den Gleichstromleitungen bewirkt wird. Es ist dann

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möglich, einen unerwünschten doppelten Kommutierungsimpuls in einer der Phasen zu erhalten, wie es im folgenden noch näher beschrieben wird.

In den Figuren 2A und B sind Wellenformen für sowohl den Kommutierungsstrom als auch den Rückstellstrom für einen vollen Kommutierungszyklus gezeigt. Zunächst sei die Wellenform des Kommutierungsstromes gemäss Figur 2Λ betrachtet, wobei angenommen sei, dass der Laststrom führende Gleichrichter 48 leitet und dass der Kondensator 53 geladen ist, wobei in ihm kein Strom fliesst. Am Punkt a wird der Kommutierungsgleichrichter 46 gezündet und der Kondensator 53 beginnt sich über die Induktivität 52 zu entladen. Der Stromfluss nimmt schnell sinusförmig zu bis zum Punkt b und nimmt dann in symmetrischer Weise bis zum Punkt c ab, zu welcher Zeit der den Hauptstrom führende Gleichrichter 49 eingeschaltet wird. Der Kondensator 53 entlädt sich weiterhin in der gleichen Richtung, bis eine Rückwärtsspannung dem Gleichrichter 46 aufgedrückt wird, Um ihn an einem Punkt abzuschalten, der zeitlich dem Punkt d entspricht. An diesem Punkt ist der Stromfluss des Kondensators Null. Zu dieser Zeit beginnt eine Rückwärtsspannung, d.h. eine Vorspannung in Sperrichtung über dem.Gleichrichter 46, der diese Vorrichtung abschaltet bzw. sperrt. Gleichzeitig damit beginnt der Überladungsstrom auf dem Kondensator 46 in entgegengesetzter Richtung durch den Rückstellwiderstand 59 und die Diode 62 zu fliessen und kehrt schliesslich wieder am Punkt e auf Null zurück. Somit bildet der Überladungsstrom eine positive Anzeige, dass eine Rückwärtsspannung, d.h. eine Vorspannung in Sperrichtung, an den Kommutierungsgleichrichter 46 angelegt ist. Der Kommutierungsstrom bleibt dann auf Null, bis der nächste Zyklus am Punkt f beginnt.

Bezüglich der Wellenform des Rückstellstromes gemäss Figur 2 B besteht kein Rückstellstromfluss in dem Betriebszyklus während der Zeit (von Punkt a bis Punkt d), in der der Kommutierungsstrom fliesst. Am Punkt m, der zeitlich dem Punkt d

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gemäss Figur 2A entspricht, ist die Sperrspannung dem gattergesteuerten Gleichrichter 46 aufgedrückt worden, um diesen zu sperren, und an diesem Punkt beginnt der Rucksteilstrom zu fliessen. Der Stromfluss nimmt bis zum Punkt η zu und nimmt dann graduell ab bis auf den Wert Null, den er am Punkt ρ erreicht. Er bleibt Null bis zum Beginn des nächsten Zyklus am Punkt q.

Die vorstehend beschriebene Erscheinung, dass sich die Leitfähigkeitszeit des Gleichrichters mit dem Laststrom ändert, ist in Figur 3 dargestellt. Es wird deutlich, dass für negative Lastströme die Leitungszeit merklich länger ist als für einen positiven Laststrom. Da der wahrscheinlichere Betriebszustand derjenige mit einem positiven Laststrom ist, ist die Verwendung eines kurzen Zeitintervalles zwischen dieser Betriebszeit höchst erwünscht. Wo jedoch längere Zeitintervalle erforderlich sind als in negativen Laststromzuständen, ist es zwingend erforderlich, dass Massnahmen in dem System getroffen sind, um derartige Betriebszustände aufzunehmen. Das System gemäss der Erfindung ist so aufgebaut, dass in jedem

für
Augenblick/das kürzestmögliche Zeitintervall gesorgt ist, wenn aber einen weiten Bereich von Laststromzuständen gearbeitet wird. Es sei besonders darauf hingewiesen, dass, wenn der Laststrom negativ ist, wie es im Bremsbetrieb der Fall ist, Leistung zu Beginn der Kommutierung durch die Rückkopplungsdiode zurückgeleitet wird, und der Prozess der Löschung des Laststrom fahrenden Gleichrichters redundant ist, da dieser bereits nicht»leitend ist. Die Umkehr des Kondensatorstromes ist jedoch notwendig für eine nachfolgende erzwungene Kommutierung des entgegengesetzten bzw. gegenüberliegenden Gleichrichters.

Die Erscheinung des Doppelimpulses ist durch den Kommutierungsstrom gemäss Figur 4 dargestellt. Dies kann auftreten, wenn die Verzögerung der Zündung des Laststrom führenden Gleichrichters 49 relativ lang ist und der Laststrom durch die Diode fliesst, anstatt dass der Strom führende Gleich-

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richter oder zwei Phasen nahezu gleichzeitig kommutieren. Wenn der Kommutierungsgleichrichter 46 am Punkt r gezündet wird und der Gleichrichter 49 am Punkt s zündet, wird der Kondensatorstrom am Punkt t Null und der Kommutierungsgleichrichter 46 wird in Sperrichtung vorgespannt, bevor der Übergang des Laststromes von der Rückkopplungsdiode 57 auf den Gleichrichter 49 abgeschlossen ist. Wenn nun die Kondensatorspannung kleiner ist als die Gleichspannung, wird der Gleichrichter 46 wieder in Durchlassrichtung vorgespannt und zündet, vorausgesetzt dass weiterhin ein Steuerimpuls an seinem Gatter anliegt. Dann fliesst ein zweiter kleiner Impuls des Kondensatorstromes, wie es durch die gestrichelten Linien in Figur 4 angedeutet ist, um den Kondensator 53 über den Wert der Gleichspannungsleitung hinaus aufzuladen. Wenn der Kommutierungsgleichrichter 47 nun gezündet wird, bevor der Kommutierungsstrom auf Null zurückkehrt und den Gleichrichter 46 in Sperrichtung vorspannt, dann tritt ein Durchschuss auf. Es ist deshalb wichtig, dass die Kommutierungssteuerschaltung 39 kein falsches Signal am Punkt t empfängt, das der Steuerschalter 39 sagt, weiterzuarbeiten und den Gleichrichter 4 7 zu zünden. Deshalb ist eine Massnahme getroffen, um eine Zündung dieses Kommutierungsgleichrichters 47 für ein festes Zeitintervall T₁ nach dem Zünden des vorhergehenden Kommutierungsgleichrichters zu verhindern. Figur 2A stellt den sinusförmigen Kommutierungsstrom dar, der bis zu einem Maximum zur Zeit b ansteigt und anschliessend abfällt. Die gestrichelte Linie in Figur 2\ stellt den Abfall des Kommutierungsstromes dar, der ohne Zünden des Strom führenden Gleichrichters 49 auftreten würde. Ohne eine derartige Zündung würde der Kommutierungsstrom auf Null zur Zeit g abfallen. Dieses Zeitintervall stellt deshalb die minimale Zeitdauer des Kommutierungsstromes dar. In einem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurde das Zeitintervall T- so gewählt, dass es zu einer Zeit h endet, die ein kurzes Zeitintervall von beispielsweise 20 Mikrosekunden nach der Zeit g liegt.

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Die Kommutierungssteuerschaltung 39 umfasst eine Schaltungsanordnung zum Zünden der Laststrom führenden Gleichrichter und Kommutierungsgleichrichter. Da die für jede der Phasenschaltungen 12, 13 und 14 vorgesehene Schaltungsanordnung im wesentlichen gleich ist, wird im folgenden nur die Schaltungsanordnung für die Phasenschaltung 14 beschrieben. Figur 5 zeigt einen Schaltungsteil, der Impulse auf der Leitung 112 empfängt, die mit dem Zünden eines Kommutierungsgleichrichters im wesentlichen zusammenfallen, und der ein Sperrsignal auf der Leitung 123 erzeugt, das ein Zünden des nachfolgenden Kommutierungsgleichrichters für ein angemessenes Zeitintervall verhindert. Zusätzlich erzeugt die Schaltungsanordnung gemäss Figur 5 auch ein Signal auf der Leitung 122 zum Ansteuern des Kommutierungsgleichrichters zur Zeit a, d.h. nach Auftreten eines Impulses auf der Leitung 112, und sie erzeugt ein Signal auf der Leitung 131 zum Verhindern einer Ansteuerung von beiden Laststrom führenden Gleichrichtern während des Kommutierungsintervalles und dann zum Ansteuern eines Laststrom führenden Gleichrichters zur Zeit c, d.h. zu einem Zeitintervall T nachdem der Kommutierungsgleichrichter gezündet hat. Figur 6 stellt in vereinfachter Form einen Schaltungsabschnitt dar, der als Reaktion auf zugeführte Inverter-Befehlssignale und die vorstehend beschriebenen Signale, die durch die Schaltungsanordnung gemäss Figur 5 erzeugt werden, Signale erzeugt zum Zünden der Laststrom führenden Gleichrichter und der Kommutierungsgleichrichter und der zusätzlich die Zeitsteuer-Impulssignale erzeugt, die auf der Leitung 112 der Schaltungsanordnung gemäss Figur 5 zugeführt werden.

Die in Figur 5 gezeigte S¹ iuereinrichtung ist diejenige, die zu der Inverter-Phasenschaltung 14 gehört. Gleiche Einrichtungen sind für jede der Phasenschaltungen 12 und 13 vorgesehen. Alle diese Schaltungen sind in der Kommutierungssteuerschaltung 39 gemäss Figur 1 enthalten. Kurz gesagt, enthält die Einrichtung eine Abtastschaltung 73 zum Abtasten des Stromflusses in dem Ruckstellwiderstand, eine Ansteuer- bzw.

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Befähigungsschaltung 74, die die Diuer der Sperrimpuls-Verhinderungsschaltungen 76 und 77 steuert, welche die minimalen und maximalen Zeitgrenzen der Sperrimpulse festlegen, und eine Zeitsteuerschaltung 78 zum Regeln der Zündung der Laststrom führenden Gleichrichter.

Die Abtastschaltung 73 umfasst den Stromtransformator 66, der auch in Figur 1 gezeigt ist und dessen Sekundärspule 69 durch Leiter 71 und 72 mit den Anscnlüssen 79 und 81 einer Vollweg-Gleichrichterdiodenbrücke 82 verbunden ist. Die anderen Anschlüsse 83 und 84 der Brücke 82 sind auf entsprechende Weise mit Erde bzw. Masse und dem Eingang eines Operationsverstärkers 85 verbunden, der in noch zu beschreibender Weise als ein Komparator arbeitet. Ein Lastwiderstand 86 ist zwischen den Anschluss 84 und Erde zbw. Masse geschaltet, um ein geeignetes Spannungssignal zu liefern, das dem Rückstellstrom proportional ist und somit zum Einstellen der Empfindlichkeit der Schaltungsanordnung wirkt. Eine zweite Eingangsgrösse in de/J· Operationsverstärker 85 kommt von einem Knotenpunkt 87, der zwischen den zwei Widerständen 88 und 89 besteht, die eine Spannungsteilerschaltung bilden. Diese Spannungsteilerschaltung ist zwischen ein. Potential von plus 15 V und Erde bzw. Masse geschaltet. Die Eingangsgrösse vom Spannungsteiler dient zur Vorspannung des Operationsverstärkers 85, so dass, wenn der Wert des an seinen Anschluss angelegten Signals das vom Knotenpunkt 87 zugeführte Signal überschreitet, eine positive Ausgangsgrösse besteht, und wenn der Wert des Signals am Knotenpunkt 87 die Eingangsgrösse überschreitet, die \usgangsgrösse negativ ist. Der Ausgang ist zwischen plus 15 V und Erde bzw. Masse vorgespannt, so dass die Ausgangsgrösse des Knotenpunktes 91 entweder plus 15 V oder Null (Erde bzw. Masse) ist. Ein Widerstand 93 ist zwischen den Knotenpunkt 91 und den Eingang geschaltet, um für ein Hysteresis zu sorgen. Ein Teil der vorstehend beschriebenen Abtastschaltung tastet einen durch den Transformator 66 gekoppelten Überstrom ab und schaltet die Ausgangsgrösse am Knotenpunkt 91 des Operationsverstärkers 85 von einem nie-

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drigen Wert auf einen hohen Wert, wenn die Amplitude des Uberstromes einen vorbestimmten Referenzwert überschreitet, der an dem Knotenpunkt 87 festgelegt ist. Der Knotenpunkt öl ist durch einen Widerstand 94 mit dem Knotenpunkt 95 verbunden, der seinerseits über einen Widerstand 96 mit Erde bzw. Masse verbunden ist. Der Widerstand 94 und die Kapazität 96 bilden eine RC-Zeitschaltung und deren Parameter sind so gewählt, dass sie eine Zeitverzögerung gleich der Abschaltzeit eines Kommutierungsgleichrichters hat. Wie im folgenden noch erläutert wird, ist der Spannungsanstieg am Knotenpunkt 95 somit verzögert in Bezug auf den Anstieg am Knotenpunkt um ein Zeitintervall, das gleich der \bschaltzeit ist. Eine Diode 97 ist zwischen den Kondensator 96 und den Knotenpunkt 91 geschaltet, um für eine schnelle Zurückstellung der Zeitsteuerfunktion zu sorgen, wenn der Rückstellstrom verschwindet, um so gegen störende Eingangsgrössen zu diskriminieren.

Der Knotenpunkt 95 ist weiterhin durch eine Diode 98 und eine Leitung 125 mit dem Ausgang des NOR-Gatters 124 der Sperrschaltungen verbunden. Wie im folgenden noch erläutert wird, wird die Ausgangsgrösse des NOR-Gatters zwischen einem kleinen Wert und einem grossen Wert umgeschaltet. Die Diode 98 ist so gepolt, dass sie immer dann leitet, wenn die Spannung am Knotenpunkt 95 über dem kleinen Wert während derjenigen Zeitintervalle liegt, wenn die Ausgangsgrösse des NOR-Gatters sich auf einem kleinen Wert befindet. Somit können die Sperrschaltungen durch die Steuerung des Ausgangszustandes des NOR-Gatters selektiv den Knotenpunkt 95 festhalten, beispielsweise einen Spannungsanstieg am Knotenpunkt 95 verhindern. Weiterhin wird im folgenden noch beschrieben, dass ein geeigneter Wert des Spannungsanstieges am Knotenpunkt 95 eine Anzeige für die Beendigung der Sperrperiode ist.

Die Ansteuer- bzw. Befähigungsschaltung 74 wird dazu verwendet, den Sperrimpuls (lock-out pulse) beim Auftreten eines Spannungsanstieges am Knotenpunkt 95 zu beenden. Ein Leiter

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verbindet den Knotenpunkt 95 mit einem invertierenden Eingang des Operationsverstärkers 101. Widerstände 103 und 104 sind zwischen einem positiven Potential, von beispielsweise plus 15 V, und Erde bzw. Masse in Reihe geschaltet, und ihr Knotenpunkt 102 ist mit dem anderen Eingang des Operationsverstärkers verbunden, um diesem eine Schwellwert-Bezugsspannung zuzuführen. Ein Widerstand 108 ist zwischen den Knotenpunkt 102 und einen Ausgangsanschluss 106 des Verstärkers geschaltet, um für eine Hysteresis zu sorgen. In Ruhezuständen, wenn die Spannung am Knotenpunkt 95 unter dem Wert der Schwellwertspannung liegt, hat der Verstärker eine grosse Ausgangsgrösse, beispielsweise plus 15 V, an seinem Anschluss 106. Wenn jedoch der Spannungswert am Knotenpunkt 95 ansteigt, um die Schwellwertspannung zu überschreiten, wird die Ausgangsgrösse am Anschluss 106 auf einen kleinen Wert umgeschaltet. Diese Zustandsänderung ist eine Anzeige für das Ende des Sperrzeitintervalles. Eine Leitung 132, die zwischen den Knotenpunkt 106 und den Anschluss CD eines Multivibrators 111 in der Sperrschaltung 76 geschaltet ist, wird zur Beendigung des Sperrimpulses verwendet.

Es werden nun die Schaltungsanordnungen 76, 77 und 78 beschrieben, die jeweils einen monostabilen Multivibrator ill, 109 und 126 enthalten, die alle auf entsprechende Weise gleichzeitig durch das Impulssignal eingeschaltet werden, das durch die Leitung 112 an ihre entsprechenden Klemmen B angelegt wird. Jeder der Multivibratoren erzeugt eine rechteckige lusgangswello, deren Zeitdauer durch eine zugehörige RC-Schaltung festgelegt werden kann. Somit weist jeder Multivibrator einen Kondensator auf, der über seine zwei Anschlüsse geschaltet ist. Das eine Ende des Kondensators ist über einen Widerstand und ein Potentiometer mit einer Quelle für ein positives Potential in Reihe geschaltet, das beispielsweise plus 15 V betragen kann. Die RC-Schaltung des Multivibrators 111 umfasst einen Kondensator 117, einen Widerstand 119 und ein Potentiometer 118. Die Schaltung des Multivibrators 1OS umfasst einen Kondensator 113, einen Widerstand

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und ein Potentiometer 111 und der Multivibrator 11Π enthält einen Kondensator 127, einen Widerstand 128 und ein Potentiometer 129. Die Widerstands- und Kapnzitntsparameter von jeder Schaltungsanordnung sind so gewählt, dass sie eine geeignete Impulsdauer, d.h. Impulsbreite, liefern,und die MuI-tivibratoren arbeiten in der Weise, wie es in"Pulse, Digital and Switching Waveforms',¹ von Millman and Taub, McGraw Hill Inc. 1065, beschrieben ist.

78
Die Schaltungsanordnung/erzeugt ein ^usgangssignal an der Klemme Q des Multivibrators 126, der durch die Leitung 131 mit einer Zündschaltung für die strom--führenden gesteuerten Gleichrichter von einer Phasenschaltung des Inverters gekoppelt ist. Während der Ruhezustände hat die Ausgangsgrösse auf dem Q - Anschluss und auf der Leitung 131 einen hohen Wert, also beispielsweise plus 15 V. Beim Auftreten eines Impulses auf der L itung 112 wird das Signal auf der Leitung 131 auf einen kleinen Wert, beispielsweise Erdpotential, für ein Zeitintervall T umgeschaltet, das durch die Parameter der mit dem Multivibrator 126 verbundenen RC-Schaltung festgelegt ist. Am Ende der Zeit T kehrt das Signal zum hohen Wert um, wie es in Figur 2C gezeigt ist. Wie im folgenden in Verbindung mit Figur 6 noch beschrieben wird, ist die Leitung 131 mit dem Strom führenden steuerbaren Gleichrichter, beispielsweise dem Gleichrichter 49, zur Zeit T verbunden nach dem Zünden von einem der Kommutierungsgleichrichter, beispielsweise dem Gleichrichter 46.

Die Blockierschaltungen 76 und 77 arbeiten in Verbindung mit dt.i Schaltungen 73 und 74 zur Lieferung eines Sperrimpulses von richtiger Dauer auf der Leitung 123. Der Multivibrator 109 der Schaltung 77 erzeugt an seiner Ausgangsklemme Q ein Ruhesignal mit kleinem Wert, das auf einen grossen Wert umgeschaltet wird für ein Zeitintervall Tj, das durch die RC-Schaltung des Multivibrators 109 festgelegt ist, und das dann auf den kleinen Wert zurückkehrt. Die Leitung 112 koppelt dieses Signal, wie es in Figur 2D gezeigt ist, mit dem einen

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Eingang des NOR-Gatters 124. Wie nachfolgend in Verbindung mit Figur 6 beschrieben wird, ist die Leitung 122 zusätzlich mit der Zündschaltung des Kommutierungsgleichrichters gekoppelt, um so den entsprechenden Kommutierungsgleichrichter, beispielsweise den Gleichrichter 46, in Koinzidenz mit dem Auftreten des Taktimpulses auf der Leitung 112 zu zünden.

Der Multivibrator 111 der Schaltung 76 erzeugt an seinem Ausgang Q ein Ruhesignal mit grossem Wert, das auf einen kleinen Wert umgeschaltet wird in Koinzidenz mit dem Auftreten eines Impulses auf der Leitung 112. Die RC-Schaltung des Multivibrators ist so gewählt, dass die maximale Zeitdauer dieses Signales mit kleinem Wert am Anschluss Q und der damit verbundenen Leitung 123 wenigstens gleich dem maximalen Zeitintervall ist, das unter irgendwelchen Betriebsbedingungen zwischen dem Zünden von einem Kommutierungsgleichrichter, beispielsweise dem Gleichrichter 46, und dem anderen Kommutierungsgleichrichter, beispielsweise dem Gleichrichter 47, erforderlich ist. Eine Wellenform mit dieser maximalen Zeitdauer ist in Figur 2E dargestellt, die zur Zeit a beginnt und sich über den gestrichelt dargestellten Abschnitt bis zur Zeit k erstreckt. Es ist jedoch eine Massnahme getroffen für eine frühere Beendigung des Ausgangsimpulses an der Klemme Q in Anbetracht der Verbindung der Leitung 132 mit dem Anschluss CD des Multivibrators 111. Der Multivibrator erfordert das Anlegen eines Signales mit grossem Wert an der Klemme CD während der Erzeugung einer Rechteckwellen-Ausgangsgrösse. Die rechteckige Ausgangsgrösse wird vor ihrer maximalen Zeitdauer bei Beseitigung dieses Signales mit grossem Wert beendet. Wie vorstehend bereits beschrieben wurde, befindet sich das Signal auf der Leitung 132 auf einem hohen Wert bis zur geeigneten Endzeit des Sperrsignales, d.h. der Zeit T„. Zu dieser Zeit wird das Signal auf der Leitung 132 auf einen kleinen Wert umgeschaltet, wie es in Figur 2G gezeigt ist, und die rechteckige Ausgangswelle des Multivibrators 111, d.h. der Sperrimpuls auf der Leitung 123, wird gleichzeitig beendet. Diese rechteckige Ausgangswelle ist in

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Figur 2E durch die ausgezogen dargestellte Rechteckwelle der Zeitdauer T₂ dargestellt.

Das NOR-Gatter 124 empfängt Eingangssignale von den Leitungen 122 bzw. 123. Die Ausgangsgrösse des NOR-Gatters ist Null, d.h. es hat einen kleinen Wert, ausser während derjenigen Zeitintervalle, in denen die Eingangssignale auf beiden Leitungen 122 und 123 klein sind. Aus den Figuren 2D und 2E wird deutlich, dass dieser Zustand nur während des Zeitintervalles nach der Beendigung des Impulses auf der Leitung

122 und vor der Beendigung des Sperrimpulses auf der Leitung

123 auftreten kann, Anders ausgedrückt, ist die Ausgangsgrösse des NOR-Gatters 124 auf einem kleinen Wert, wie es in Figur 2F gezeigt ist, ausser während des Zeitintervalles nach Abschluss der Zeit T- aber vor Abschluss der Zeit Tg. Wie bereits beschrieben wurde, kann das Potential am Knotenpunkt der Schaltungsanordnung 73 als Reaktion auf einen Überstromfluss nur während des Zeitintervalles ansteigen, wenn die Ausgangsgrösse des NOR-Gatters einen grossen Wert besitzt, d.h. einen " 1-Zustand". Deshalb besteht der Sperrimpuls für seine maximale Periode, wenn er nicht eher beendet wird, aber nach der Zeit T-, als Reaktionen auf die Feststellung eines Kommutierungsstromes. Die Anordnung bildet somit eine Offnungs- bzw. Spalt-Steuerschaltung, die eine falsche Beendigung des Sperrimpulses verhindert. Die Öffnungs- und Zeitsteuerschaltungen verhindern deshalb eine Beendigung der Sperrperiode bis nach dem gleichzeitigen Auftreten einer Vorspannung in Sperrichtung von einem Kommutierungsgleichrichter für seine Abschaltzeit und die Beseitigung seines Steuerimpulses. Dies stellt sicher, dass der eine Kommutierungsgleichrichter vollständig abgeschaltet bzw. gesperrt ist und nicht wieder zünden kann, bevor der andere Kommutierungsgleichrichter gezündet wird.

Es wird nun auf Figur 6 eingegangen, die in vereinfachter Form denjenigen Abschnitt der Kommutierungssteuerschaltung darstellt, der Steuersignale an die Laststrom führenden und

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kommutierenden Gleichrichter von einer Phasenschaltung in Abhängigkeit von einem Inverter-Befehlssignal, das von einer äusseren Quelle angelegt wird, und von den Ausgangssignalen der in Figur 5 gezeigten Schaltungsanordnung zuführt.

Ein Inverter-Befehlssignal für die Phasenschaltung wird von einer äusseren Quelle an die Eingangsleitung 202 angelegt, die mit dem einen Eingang des AND-Gatters 208 und über einen Inverter 204 und eine Leitung 206 mit einem Eingang eines AND-Gatters 210 verbunden ist. Das Befehlssignal wird zwischen grossen und kleinen Werten umgeschaltet, wobei ein grosser Wert den Befehl für eine Verbindung der Lastschaltung mit der positiven Sammelschiene, beispielsweise eine Ansteuerung des Strom führenden Gleichrichters 48 gemäss Figur 1, und ein kleiner Wert einen Befehl gibt für eine Verbindung der Lastschaltung mit der negativen Sammelschiene, beispielsweise zum Ansteuern des Strom führenden Gleichrichters 49. Die Leitung 123 ist von den Sperr- bzw. Hemmschaltungen gemäss Figur 5 mit den anderen Eingängen der AND-Gatter 208 und 210 verbunden, um für eine Sperrung bzw. Verriegelung zu sorgen, wie es nachfolgend beschrieben wird. Die Ausgänge dieser Gatter sind durch Leitungen 212 bzw. 214 mit Anschlüssen S und R von einer Einstell/Rückstell-f lip flop-Vorrichtung 216 verbunden. Der Ausgang Q der Vorrichtung 216 ist durch eine Leitung 218 mit dem einen Eingang des AND-Gatters 232 verbunden, dessen Ausgangs leitung 43 mit dem Gatter des Strom führenden Gleichrichters 48, wie es in Figur 1 gezeigt ist,^Sund/ mit dem einen Eingang des \ND-Gatters 238 in Verbindung, dessen Ausgang durch eine Leitung 42 mit dem Gatter des kommutierenden Gleichrichters 47 verbunden ist. Der Ausgang Q der Vorrichtung 216 ist durch eine Leitung 220 mit dem einen Eingang des AND-Gatters 234 verbunden, dessen Ausgang durch eine Leitung 44 mit dem Gatter des s tromführenden Gleichrichters 49 und dem einen Eingang des AND-Gatters 236 verbunaen/ dessen Ausgang durch eine Leitung 41 mit dem Gatter des kommutierenden Gleichrichters 46 in Verbindung steht. Die Leitung

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218 als Eingang zum AND-Gatter 232 und die Leitung 220 als Eingang zum AND-Gatter 234 sorgen für eine leichte Zeitverzögerung, wie beispielsweise durch einen Widerstand und eine Kapazität (nicht dargestellt), um ein fehlerhaftes Zünden der Gleichrichter 48 und 49 nach einer Zustandsänderung der Vorrichtung 216 aber vor einer Erzeugung eines Impulses auf der Leitung 131 zu verhindern. Die Leitung 131 ist von der Sperrschaltung 78 gemäss Figur 5 mit den anderen Eingängen der AND-Gatter 232 und 234 verbunden. Die Leitung 122 ist von der Schaltungsanordnung 77 mit den anderen Eingängen der AND-Gatter 236 und 238 verbunden.

Die komplementären Signale an den Ausgangsanschlüssen Q und Q der Flipflop-Rückstellvorrichtung bilden die Zündsequenz für die Gleichrichter. Somit ermöglicht ein grosses Ausgangssignal am Anschluss Q ein Zünden der Gleichrichter 48 und 4 und ein hohes Ausgangssignal am Anschluss Q ermöglicht ein Zünden der Gleichrichter 49 und 46. Ein Gleichrichter kann jedoch nur gezündet werden, wenn ein hohes Signal an seiner Zündleitung ansteht. Dies erfordert ein gleichzeitiges Anlegen von Signalen mit hohen Werten an beide Eingänge des AND-Gatters, dessen Ausgang mit der Zündleitung verbunden ist, d.h. das gleichzeitige Anlegen von grossen Eingangsgrössen von der Vorrichtung 216 und von den Sperrschaltungen gemäss Figur 5.

Zu Erläuterungszwecken sei angenommen, dass als Reaktion auf ein Befehlssignal mit einem kleinen Wert, das die Ansteuerung des Gleichrichters 49 befiehlt, ein Signal mit einem grossen Wert gerade an dem Anschluss R der Vorrichtung 216 angelegt worden ist. Das Flipflop 216 ist deshalb in einen derartigen Zustand umgeschaltet worden, dass ein grosses Signal auf der Leitung Q und ein kleines Signal auf der Leitung Q besteht. Die kleinen Eingangssignale werden den AND-Gattern 232 und 238 zugeführt, so dass die Gleichrichter 48 und 47 nicht angesteuert werden können. Umgekehrt wird ein grosses Eingangssignal an dew einen Eingang von jedem AND-

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- 26 Gatter 234 und 236 angelegt.

Wie nachfolgend noch erläutert wird, wird ein Impulssignal auf der Leitung 112 erzeugt, kurz nach einer Zustandsänderung des Ausganges des Flipflop. Der Impuls bewirkt, dass das Signal des Kommutierungsgleichrichters auf der Leitung 122 gleichzeitig von einem kleinen Wert auf einen grossen Wert wechselt. Da sich dann beide Eingangsgrössen des AND-Gatters 236 auf einem hohen Wert befinden, erscheint auf der Leitung 41 ein grosses Signal, um auf diese Weise den Kommutierungsgleichrichter 46 für die Zeitdauer T.. durchzuschalten. Das Signal auf der Leitung 131 bleibt jedoch klein bis zum Ende der Zeit T, so dass Zündsignale zu den Laststrom führenden Gleichrichtern 48 und 49 gehemmt werden. Zu dieser Zeit wird das Signal auf der Leitung 131 auf einen grossen Wert umgeschaltet und ein grosses Signal wird an die Leitung 44 angelegt, um den Strom führenden Gleichrichter durchzuschalten. Die Ausgangssignale an den Anschlüssen Q und Q bleiben unverändert, und der Gleichrichter 49 leitet weiterhin, bis der Ausgangszustand der Vorrichtung 216 wieder umgeschaltet wird durch das Anlegen eines grossen Signales an den Anschluss S der Vorrichtung. Das \nlegen eines derartigen Signales als Reaktion auf ein grosses Befehlssignal schaltet die \usgangsgrösse am Anschluss Q auf einen grossen Wert und die Ausgangsgrösse am Anschluss Q auf einen kleinen Wert um, wodurch der Kommutierungsgleichrichter 47 und nach einem Zeitintervall T der Strom führende Gleichrichter 48 gezündet werden.

Die Verriegelungsignalschaltung verhindert jedoch eine vorzeitige Zustandsänderung der Ausgangsgrössen der Vorrichtung 216 und verhindert somit ein Zünden von nachfolgenden Kommutierungsgleichrichtern vor einer geeigneten Verriegelungszeit. Das Inverter-Befehlssignal wird dem einen Eingang von jedem AND-Gatter 208 und 210 zugeführt, so dass die Eingangsgrösse des AND-Gatters 208 einen grossen Wert und die Eingangsgrösse des AND-Gatters 210 einen kleinen Wert aufweist,

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wenn ein grosses Befehlssignal zugeführt wird. Umgekehrt hat die Eingangsgrösse des AND-Gatters 210 einen grossen Wert und die Eingangsgrösse des AND-Gatters 208 einen kleinen Wert, wenn ein kleines Befehlssignal zugeführt wird.

Eine Zustandsänderung der Vorrichtung 216, die in der Erzeugung eines Impulses auf der Leitung 112 und dem Zünden eines Kommutierungsgleichrichters resultiert, führt auch zur Erzeugung eines Sperr- bzw. Verriegelungsimpulses auf der Leitung 123 mit einer Zeitdauer T₃. Während dieses Zeitintervalle T_Q legt die Leitung 123 ein kleines Signal an die anderen Eingänge der \ND-Gatter 208 und 210. Demzufolge sind die Ausgangsgrössen dieser beiden Gatter auf einem kleinen Wert während des Zoitintervalles T„. Dies verhindert bzw. hemmt effektiv jede Änderung im Ausgangszustand der Vorrichtung 216 während des Zeitintervalles T„ und verhindert ein vorzeitiges Zünden der Kommutierungsgleichrichter, und zwar unabhängig vom Zustand des Inverter-Befehlssignals.

Es wurde bereits auf die Schaltungsanordnung zum Erzeugen von Zündimpulsen auf der Leitung 112 hingewiesen, die die Komponenten 222, 224, 226 und 230 umfasst. Die Ausgangsgrösse Q der Vorrichtung 216 wird direkt dem einen Eingang des exklusiven OR-Gatters 226 zugeführt und die Q-Ausgangsgrösse wird über die RC-Schaltung zugeführt, die den Widerstand 222 und den Kondensator 224 umfasst. Als Resultat wird ein Impuls am Ausgang der Schaltungsanordnung 226 mit einer Dauer erzeugt, die eine Funktion der Parameter der RC-Schaltung ist. Diese Impulse werden durch den Inverter 230 invertiert vor einer Zufuhr durch die Leitung 112 zur Schaltungsanordnung gemäss Figur 5.

Die Impulse auf der Leitung 112 werden wie folgt erzeugt. Die Ausgangsklemmen der Vorrichtung 216 sind immer komplementär, d.h. Q ist "0" und Q ist "1" oder Q ist "1" und Q ist "0". Deshalb haben unter Ruhebedingungen die Eingangsgrössen zu dem exklusiven OR-Gatter verschiedene Zustände,

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d.h. die eine hat einen hohen Wert und die andere hat einen niedrigen Wert. Die Ausgangsgrösse der Schaltungsanordnung 226 hat deshalb normalerweise einen hohen Wert und die invertierte Ausgangsgrösse auf derLeitung 112 ist auf dem gewünschten kleinen Wert. Wenn die Zustände der Ausgangsgrössen Q und Q umgeschaltet werden, durch Anlegen des geeigneten hohen Signales an die Eingangsklemme S oder R, wird der Zustand des von der Q-Klemme an den einen Eingang des exklusiven OR-Gatters angelegten Signals gleichzeitig umgeschaltet. Das an den anderen Eingang der Schaltungsanordnung 226 auf der Leitung 225 von dem Knotenpunkt des Widerstandes 222 und des Kondensators 224 angelegte Signal ändert jedoch seinen Zustand exponentiell mit einer Geschwindigkeit, die durch die RC-Schaltung bestimmt ist. Demzufolge haben für ein kurzes Intervall, das im wesentlichen mit der Zustandsänderung am Ausgang der Vorrichtung 216 koinzidiert, beide Eingangsgrössen zu dem exklusiven OR-Gatter identische Zustände. Demzufolge geht die Ausgangsgrösse des exklusiven OR-Gatters momentan auf einen kleinen Wert und die invertierte Ausgangsgrösse auf der Leitung 112 geht momentan auf einen hohen Wert, und somit werden die Taktsteuerimpulse geliefert, die zur Durchschaltung der Multivibratoren in der Schaltungsanordnung gemäss Figur 5 erforderlich sind.

Es wird nun die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung beschrieben, wobei zunächst angenommen sei, dass der steuerbare Gleichrichter 48 leitend und der Kondensator 53 aufgeladen ist und in dem Schwingkreis kein Stromfluss besteht. Dann wird durch den Stromtransformator 66 kein Stromfluss abgetastet und die Ausgangsgrösse am Knotenpunkt 106 ist gross, d.h. plus 15 V. Zu einer dem Punkt "a" (Figur 2A) entsprechenden Zeit wird der Kommutierungsgleichrichter gezündet und der Kondensator beginnt sich aufzuladen, wie es vorstehend beschrieben wurde. Zu der gleichen Zeit, zu der der Gleichrichter 46 gezündet wird, wird ein Signal längs der Leitung 112 von jedem der monostabilen Multivibratoren in den Schaltungsanordnungen 76, 77 und 78 aufgenommen, um

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deren Zeitsteuerung zu beginnen. Die ^usgangsgrösse auf der Leitung 131 von der Klemme Q des Multivibrators 126 wird dann auf einen kleinen Wert umgeschaltet, diejenige auf der Leitung 122 von der Klemme Q des Multivibrators 109 wird auf einen hohen Wert geschaltet und diejenige auf der Leitung 123 von der Klemme Q des Multivibrators 111 wird auf einen kleinen Wert umgeschaltet. Wenn ein grosses Eingangssignal auf der Leitung 122 und ein kleines Eingangssignal auf der Leitung 123 dem NOR-Gatter 124 zugeführt werden, ist die Ausgangsgrösse zur Leitung 125 klein. Wenn somit ein positives Signal am Knotenpunkt 95 besteht, würde die Diode 9 8 leiten und effektiv jede positive Elngangsgrösse zu der Befähigungsschaltung längs der Leitung 99 "zudrehen". Nachdem eine feste Zeitperiode T vergangen ist, schliesst der Multivibrator 126 in der Schaltungsanordnung 78 und die Ausgangsgrösse zur Leitung 131 wird gross, wodurch ein Signal für den zu zündenden Strom führenden Gleichrichter 49 geliefert wird. Wenn der Gleichrichter 49 gezündet ist (Punkt c in Figur 2), fliesst der Kommutierungsstrom weiterhin in der gleichen Richtung und trotzdem wird kein Stromfluss durch den Stromtransformator 66 abgetastet. Nachdem eine Zeitperiode T₁ vergangen ist, schliesst der Multivibrator 109 in der Schaltungsanordnung 77 und liefert dadurch ein kleines Signal auf der Leitung 122 an das NOR-Gatter und ein hohes Ausgangssignal auf der Lei,-tung 125. Die Diode 98 ist somit abgeschaltet und gestattet ' anschliessend, dass die Spannung am Knotenpunkt 95 als Reaktion auf den abgetasteten Kommutierungsstrom ansteigt. Bis zu diesem Punkt hat die Sperr — bzw. Hemmschaltung 77 verhindert, dass die Abtast- und Befähigungsschaltungen 73 und 74 wirksam sind. Der Zweck hierfür besteht darin, das System davor zu schützen, auf Rauschen oder einen Doppelimpulszustand anzusprechen, wie es vorstehend beschrieben wurde. Wenn, mit anderen Worten, dieser Zustand tatsächlich auftritt, wie er in Figur 3 dargestellt ist, beginnt die Abtastschaltung am Punkt t zu arbeiten, um ein falsches Signal zu geben. Da jedoch die Zeit T. noch nicht verstrichen ist, wird die \btastschaltung unwirksam gemacht durch die kleine

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Ausgangsgrösse des NOR-Gatters 124. Sobald die Zeit T^ vergangen ist, beendet die Diode PS ihren leitenden Zustand und die Schaltungsanordnung 73 wird wirksam gemacht. In der Zwischenzeit ist der kritische Betriebszustand (d.h. während der Zeit zwischen dem Punkt t und dem Punkt u, wo ein falsches Signal auftritt) vergangen und die Schaltungsanordnung ist für einen Betrieb bereit, wenn der Rückstellstrom wieder abgetastet wird.

Zu einer dem Punkt "d" in Figur 2Λ entsprechenden Zeitperiode ist der Kommutierungsstromfluss auf Null abgefallen und über dem Gleichrichter 46 besteht eine Sperrspannung, um diesen zu sperren bzw. abzuschalten. Der Kommutierungsüberstrom beginnt dann sofort abzufallen längs der Leitung 60 durch den Rückstellwiderstand 51) und die Diode 62, wodurch ein Eingangssignal zum Stromtransformator C5G und ein positives \usgangssignal zum Knotenpunkt C-I gebildet werden. Der Kondensator 06 beginnt sich sofort über den Widerstand 04 aufzuladen, um dadurch eine Verzögerung für die Befähigungsschaltung zu bilden, indem er nicht gestattet, dass die Spannung am Knotenpunkt 95 sofort ansteigt. Die Parameter des Widerstandes 94 und des Kondensators 116 sind so gewählt, dass sie eine Zeitverzögerung gleich der Ibschaltzeit des Kommutierungsgleichrichters 46 liefern. Somit überschreitet die Spannung am Knotenpunkt 95 den Schwellwert am Knotenpunkt 102 zu einer Zeit, die der Zeit des Überströmtlusses plus der vorbestimmten \bschaltzeit des Kommutierungsgleichrichters entspricht, um so den Ausgang 106 von einem grossen auf einen kleinen Wert umzuschalten und den Sperrimpuls abzuschneiden.

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Claims (1)

1. Ansprüche

   ( 1. I Konunut ie rungs steuereinrichtung für eine Inverterschaltung mit ^—S ersten und zweiten laststromführenden, gattergesteuerten Gleichrichtern, die in Reihenschaltung einer Gleichstromquelle parallel geschaltet sind, mit ersten und zweiten gattergesteuerten Kommutierungsgleichrichtern, die in Reihenschaltung der Gleichstromquelle parallel geschaltet sind, und mit einer Kommutierungsschaltung, die die entsprechenden Verbindungspunkte der laststromführenden und kommutierenden gattergesteuerten Gleichrichter miteinander verbindet, wobei die Kommutierungssteuereinrichtung auf angelegte Inverter-Befehlssignale anspricht zum Zuführen von Steuersignalen zu den gattergesteuerten Gleichrichtern in einer vorbestimmten Sequenz, so daß die ersten und zweiten gattergesteuerten Kommutierungsgleichrichter aufeinanderfolgend durchschaltbar sind, gekennzeichnet durch

   a) Sperrsteuermittel zum Verhindern des Zündens des zweiten Kommutierungsgleichrichters beim Zünden des ersten Gleichrichters bis zum Auftreten eines Abschaltsignales,

   b) eine Kommutierungs-Abtasteinrichtung zum Liefern eines Kommutierungssignales beim Abtasten eines Zustandes in der Inverterschaltung, die die Applikation einer Sperrspannung über dem ersten Kommutierungsgleichrichter anzeigt zum Einleiten seiner Abschaltung,

   c) eine Ansteueranordnung, die mit der Kommutierungs-Abtasteinrichtung gekoppelt ist und allein auf ein Kommutierungssignal anspricht, das zwischen vorbestimmten ersten und zweiten Zeitintervallen auftritt nach der Durchschaltung des ersten gattergesteuerten Kommutierungsgleichrichters zum Erzeugen des Abschaltsignales.

   2. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das erste Zeitintervall wenigstens die minimale Zeitdauer des Kommutierungsstromflusses nach dem Durchschalten des ersten gattergesteuerten Kommutierungsgleichrichters umfaßt.

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   3. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Zeitintervall wenigstens die maximal mögliche Zeitdauer umfaßt, die zwischen den Zündungen der ersten und zweiten Kommutierungsgleichrichter unter jedem Lastzustand erforderlich ist.

   4. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteueranordnung Zeitverzögerungsmittel umfaßt zum Erzeugen des Abschaltsignales zu einem vorbestimmten Abschaltintervall nach dem Auftreten des Kommutierungssignales.

   5. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Zeitverzögerungsmittel in einer Richtung leitfähige Leitungsmittel umfassen, die für ein schnelles Zurückstellen der Zeitverzögerungsmittel bei Beseitigung der Sperrspannung über dem ersten Kommutierungsgleichrichter verbunden sind.

   6. Kommutierungssteuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5₃ gekennzeichnet durch

   a) eine Kommutierungs-Abtastanordnung zum Liefern eines Kommutierungssignales beim Abtasten eines Zustandes in der Inverterschaltung, die die Applikation einer Sperrspannung über dem ersten Kommutierungsgleichrichter anzeigt zum Einleiten seiner Abschaltung,

   b) eine Ansteueranordnung, die auf das Kommutierungssignal anspricht und an seinem Ausgang ein Abschaltsignal liefert, das zu einem Abschaltzeitintervall nach dem Auftreten des Kommutierungssignales auftritt,

   c) eine Sperrsignaleinrichtung zum Erzeugen eines Sperrsignals, die auf das Abschaltsignal anspricht, um den Wert des Sperrsignals von einem ersten in einen zweiten Zustand umzuschalten,

   d) eine Sperrschaltungsanordnung zum Verhindern der Zündung des zweiter) Kommutierungsgleichrichters beim Zünden des ersten

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   Xommutierungsgleichrichters bis zu derjenigen Zeit, zu der der Zustand des Sperrsignals von dem ersten Zustand in den zweiten Zustand umgsehaltet wird,

   e) eine Impulsgebereinrichtung zum Erzeugen eines vorbestimmten Ausgangssignales mit einer Zustandsänderung beim Ablauf eines vorbestimmten ersten Zeitintervalles nach dem Zünden des ersten Kommutierungsgleichrichters, wobei

   f) die Ansteueranordnung auf das Ausgangssignal und die Sperrsignale anspricht zum Anlegen des Abschaltsignales an die Sperrsignaleinrichtung ausschließlich als Reaktion auf das Auftreten eines Kommutierungssignales während eines Steuerzeitintervalles, das bei der Zustandsänderung des Sip-nales beginnt und endet, wenn das Sperrsignal von dem ersten zum zweiten Zustand umgeschaltet wird.

   Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrsignaleinrichtung ein Sperrsignal erzeugt, dessen Wert vom ersten zum zweiten Zustand umgeschaltet wird zu einem vorbestimmten Sperrimpuls-Zeitintervall nach dem Zünden des ersten Kommutierungsgleichrichters, wobei dieses Zeitintervall wenigstens gleich der maximal möglichen Zeitperiode ist, die zwischen den Zündungen der ersten und zweiten Kommutierungsgleichrichter erforderlich ist, falls ein Abschaltsignal nicht vorher an die Sperrsignaleinrichtung während des vorbestimmten Sperrzeitintervalles angelegt ist.

   Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrschaltungsanordnung einen Einj-angsanschluß aufweist, der mit einer Quelle für zwei Werte umfassende Inverter-Befehlssignale verbindbar ist, die aufeinanderfolgend erste und zweite Werte besitzen, die eine Anzeige dafür sind, daß Kommutierungsgleichrichter zu zünden sind, ferner Mittel zum Koppeln der Befehlssignale mit einem ersten Zustandswert über eine erste Ansteuereinrichtung zum Zünden des ersten Kommutiei-ungsgleichrichters

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   und zum Koppeln der Befehlssignale mit einem zweiten Zustands-. wert über eine zweite Ansteuereinrichtung zum Zünden des zweiten Kommutierungsgleichrichters und Mittel umfaßt zum Koppeln des Sperrsignales mit den ersten und zweiten Ansteuereinrichtungen zum Verhindern der Zündung des zweiten Kommutierungsgleichrichters nach dem Zünden des ersten Kommutierungsgleichrichters_/ bis das Sperrsignal von dem ersten in den zweiten Zustand umgeschaltet ist.

   9. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Kommutierungsschaltung in der Inverterschaltung kapazitive und induktive Mittel aufweist und daß erste und zweite Sätze in Reihe geschalteter Diodengleichrichter und Widerstände auf entsprechende Weise den ersten und zweiten gattergesteuerten Kommutierungsgleichrichtern parallel geschaltet sind mit entgegengesetzter Polarität, und daß die Kommutierungs-Abtastvorrichtung Stromabtastmittel aufweist zum Abtasten eines überladungs-Stromflusses in dem Diodengleichrichter, wenn in seinem parallel geschalteten Kommutierungsgleichrichter die Leitfähigkeit aufhört.

   10. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet , daß die Stromabtastmittel einen Transformator umfassen, dessen Primärwicklung in einen Stromkreis zwischen den Verbindungspunkt der Kommutierungsabtastmittel und einen gemeinsamen Verbindungspunkt der ersten und zweiten Sätze aus Gleichrichtern und Widerständen geschaltet ist.

   11. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet , daß die Sperrsignaleinrichtung einen Impulsgeber aufweist, die ein Sperrimpulssignal erzeugt, das von dem zweiten in den ersten Zustand umschaltbar ist im wesentlichen in Koinzidenz mit dem Zünden des ersten Kommutierungsgleichrichters und das von dem ersten in

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   den zweiten Zustand umschaltbar ist am Ende des vorbestimmten Sperrimpuls-Zeitintervalles oder zu einer früheren Zeit, wenn ein Abschaltsignal an die Sperrsignaleinrichtung angelegt ist, und die Sperrsehaltungsanordnung ein Zünden des zweiten Kommutierungsgleichrichters während desjenigen Zeitintervalles verhindert, in dem das Sperrsignal sich in seinem ersten Zustand befindet.

   12. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Impulsgeber ein zwei Werte umfassendes Ausgangsimpulssignal erzeugt, das in den einen Zustandswert umschaltbar ist im wesentlichen in Koinzidenz mit dem Zünden des ersten Kommutierungsgleichrichters und in einen zweiten Zustandswert umschaltbar ist am Ende des ersten Zeitintervalles.

   13. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuermittel eine Steuerschaltung, die auf die Sperr- und Ausgangsimpulssipcnale anspricht, und mit dem Ausgang der Steuerschaltung gekoppelte Mittel aufweist zum Verhindern der Erzeugung eines Abschaltsignales für die Sperrsignalmittel, außer während desjenigen Intervalles, das mit dem Umschalten des Ausgangsimpulssignales auf einen anderen Zustandswert beginnt und mit dem Umschalten des Sperrimpulssignales von dem ersten in den zweiten Zustand endet.

   lh. Kommutierungssteuereinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch

   a) einen ersten monostabilen Impulsgeber mit einem Triggereingang und einem Ausgang, der ein erstes Ausgangsimpulssignal liefert, das beim Anlegen eines Triggereingangssignales beginnt und eine vorbestimmte Zeitdauer aufweist,

   b) einen zweiten monostabilen Impulsgeber mit einem Triggereinfang, einem zweiten Eingang und einem Ausgang, der ein Sperrimpulssignal liefert, das beim Anlegen eines Trig^er-

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   eingangsslgnales beginnt und bei Ablauf einer Zeitdauer endet, die wenigstens gleich der maximal möglichen Zeltperlode ist, die zwischen dem Zünden des einen und anderen Kommutieriangsglelehrlenters erforderlich ist, wenn sie nicht zu einer früheren Zeit beendet wird, wenn ein Abschaltsi^nal an den zweiten Eingang angelegt ist,

   c) Mittel zum Anlegen eines Triggersignales an die Triggereingänge der ersten und zweiten Impulsgeber im wesentlichen gleichzeitig mit dem Zünden des einen Kommutierungsgleichri chte rs ₃

   d) Kopplungsmittel zum Koppeln des Sperrimpuls-Ausgangssignales des zweiten Impulsgebers mit den SperrmitteIn zum Verhindern der Zündung des anderen Kommutierungsgleichrichters während der Dauer des Sperrimpulses₃

   e) eine KommutIerungsabtasteinrichtung zum Erzeugen eines Kommutierungssignales an ihrem Ausgang beim Anlegen einer Sperrspannung über dem einen gattergesteuerten Kommutierungsgleichrichter zum Einleiten seiner Abschaltung,

   f) Zeitverzögerungsmittel zum Erzeugen eines Absehaltsignales zu einem vorbestimmten Abs ehalt-ZeItIntervall nach dem Auftreten des KommutierungssIgnales und

   g) eine Ansteueranordnung, die nur während eines Ansteuerzeltlntervalles anspricht, das mit dem Ende des ersten Ausgangsimpuls ·.Ignales beginnt und nach Abschluß des Sperrimpulssignales endet, zum Anlegen eines Signales in zeltlicher Koinzidenz mit dem Abschaltsignal an den zweiten Eingang des zweiten Impulsgebers, um das Sperrlmpulsslgaaal zu beenden und ein nachfolgendes Zünden des anderen KommutlerungsρIeIchrlchters zu ermöglichen.

   15- Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteueranordnung einen Umschaltkreis, der mit den Ausgängen der ersten und zweiten Impulsgeber gekoppelt ist, zum Erzeugen eines Ausgangssignales mit einem ersten Zustand während des Anste erzeitintervalles und eines Signale mit einem zweiten

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   Zustand während aller anderen Zeitintervalle und eine Sperranordnung aufweist zum Verhindern der Erzeugung eines Abschaltsignales j wenn sich das Ausgangssignal der Umsehaltanordnung in einem zweiten Zustand befindet.

   Ib. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitverzögerungsschaltung eine RC-Reihenschaltung aufweist, die dem Ausgang der Kommutierungsabtasteinrichtung parallel geschaltet ist und ein Abschaltsignal über dem kapazitiven Abschnitt der Schaltung liefert, und die Sperr anordnung eine erste in einer Richtung leitfähige Leitungsanordnung aufweist, die den Ausgang der Umschaltanordnung mit dem Verbindungsnunkt der Kapazitäts- und Widerstandsabschnitte koppelt, wobei die erste in einer Richtung leitfähige Leitungsanordnung derart gepolt ist, daß der Verbindungspunkt auf einen vorbestimmten Spannungswert während solcher Intervalle festgehalten ist, zu denen sich die Ausgangsgröße der Umschaltanordnung in einem zweiten Zustand befindet, so daß die Erzeugung eines Abschaltsignales verhindert ist.

   17. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite in einer Richtung leitfähige Leitungsanordnung vorgesehen ist, die derart geschaltet ist, daß die Kapazität bei Erzeugung des Abschaltsignals schnell entladbar ist.

   18. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungspunkt mit einem Eingang einer zweiten Umsehaltanordnung gekoppelt ist, deren Ausgang mit dem zweiten Eingang des zweiten Impulsgebers gekoppelt ist, wobei die zweite Umschaltanordnung derart vorgespannt ist, daß der Zustand ihres Ausgangssignals in Koinzidenz mit dem Erreichen eines vorbestimmten Wertes des Abschaltsignales an dem Verbindungspunkt umschaltbar ist.

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   19. Kommutierungssteuereinrichtunp; nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis l8, dadurch gekennzeichnet , daß die Sperranordnung zum Verhindern einer vorzeitigen Zündung des zweiten Kommutierungsgleichrichters umfaßt:

   a) eine Rückwärtsspannungs-Abtasteinrichtung zum Abtasten des Vorhandenseins eines diskreten Signals im Inverter, dessen Vorhandensein eine Anzeige für die Applikation einer Rückwärtsspannung an den ersten Kommutierungsgleichrichter ist, um dessen Abschaltung einzuleiten,

   b) Zeitsteuermittel, die auf das.diskrete Signal ansprechen, um ein festes Verzögerungsintervall zu derjenigen Zeit zu beginnen, zu der ein positiver Zustand abgetastet ist,

   c) Steuermittel, die auf andere als die Zeitsteuereinrichtung ansprechen, um eine Verhinderung der Einschaltung des zweiten Kommutierungsgleichrichters beim Zünden des ersten Kommutierungsgleichrichters zu beginnen, und die auf die Zeitsteueranordnung ansprechen, um die Verhinderung der Einschaltung des zweiten Kommutierungsgleichrichters am Ende des festen Verzögerungsintervalles zu beenden.

   20. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Inverterschaltung zusätzlich erste und zweite Sätze unilateral leitende Gleichrichter und in Reihe geschaltete Widerstände aufweist, die auf entsprechende Weise den ersten und zweiten g-.att ergesteuerten Kommut ie rungs- ^{i? :} gleichrichtern parallel und mit entgegengesetzter Polarität dazu geschaltet sind, und wobei die Vorspannungs-Abtasteinrichtung Mittel aufweist zum Abtasten eines Überladungs-Stromflusses in einem derartigen Satz-,--wenn dessen paralleler Kommutierungsgleichrichter zu leiten aufhört.

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   21. Kommutierungssteuereinrichtung; nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung zum direkten Abtasten des überladunp-s-Stromflusses eine Abtasteinrichtung aufweist, die zwischen den Verbindunp-spunktj den ersten und zweiten laststromführenden patterpesteuerten Gleichrichtern und den Verbindungspunkt der ersten und zweiten Sätze unilateral leitender Gleichrichter und in Reihe geschalteter Widerstände in Reihe geschaltet ist.

   22. Kommutierungssteuereinrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtasteinrichtung die Primärwicklung eines Transformators umfaßt, dessen Sekundärwicklung mit der Abtastanordnung gekoppelt ist.

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