DE2552410A1

DE2552410A1 - Umrichterschaltung

Info

Publication number: DE2552410A1
Application number: DE19752552410
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl Ing Amelunxen
Original assignee: Brown Boveri und Cie AG Germany; BBC Brown Boveri France SA
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1975-11-22
Filing date: 1975-11-22
Publication date: 1977-05-26
Also published as: DE2552410B2; DE2552410C3; CH594314A5

Description

"Umrichterschaltung"
Die Erfindung bezieht sich auf eine Unirichterschaltung zur Speisung von Wechsel- oder Drehstromverbrauchern mit einer Spannung unterschiedlicher Größe und Frequenz, bestehend aus einem Gleichrichter mit Gleichspannungszwischenkreis, einem zwangslöschbaren Gleichstromsteller zur Veränderung der Ai.isgangsspannung, einem Wechselrichter und einer Summenlöscheinrichtung zur Jeweiligen Löschung der Thyristoren des Wechselrichters, die mit den Ausgängen des Gleichstromstellers und mit den Gleichstrompolen des Wechselrichters verbunden ist, wobei in der Gleichstromleitung zum Wechselrichter eine Drossel liegt.
Unter Gleichspannungszwischenkreis wird ein an einen z. B.
dreiphasigen Gleichrichter sich anschließender Zwischenkreis mit konstanter Spannung verstanden. Die Ausnutzung einer Löscheinrichtung für mehrere Teilumrichter bzw. für mehrere Ventile eins Drehstrom"Wechselrichters ist z. B. bekannt aus dem Aufsatz von 0. Mohr "Untersuchungen am elastischen Mehrfachumrichter", Jb. Forsch, inst. AEG 5 (1936-1937), S. 11 bis 19, insbesondere S. 14;dem Aufsatz von L. Abraham,K.Heumann, F. Koppelmann, "Vechselrichter zur Drehzahlsteuerung von Käfigläufermotoren", AEG-Mitteilungen 54 (1964, 1/2) S. 89 ff, insbesonderen S. 91; Buch von Heumann/Stumpe 'tThyristoren" 3.
Aufl.(1974),B.G. Teubner-Verlag, Stuttgart.
Umrichterschaltungen der eingangs genannten Gattung werden heute vielfach eingesetzt und sind in ihrem Grundaufbau und in ihrer Wirkungsweise s.B. bekannt aus der DT-OS 2 237 117 und der US-PS 3 716 775. Bei derartigen Schaltungen dient die Längsinduktivität Je nach Lage in der Umrichterschaltung gemeinsam mit einer Querlcapazität zur Glättung der Gleich größen oder zur Ermöglichung einer negativen Löschspannung an den Thyristoren des Wechselrichters.
Es ist weiterhin bekannt, die Glättungsdrossel gleichzeitig als Schwingkreiselement zu benutzen, wobei der Schwingkreis im Störungsfall, z.B. Zündfehlern an den Thyristoren des Wechselrichters, mit seiner zweiten Halbwelle diese Thyristoren löscht (US-PS 3 832 573).
Die bekannten Schaltungen sind mit einem wesentlichen Nachteil behaftet, der in der Notwendigkeit begründet ist, die Induktivität der in der Gleichstromleitung zum Wechselrichter liegenden Drossel klein zu halten, um bei fehlendem Laststrom im Wechselrichter und somit in der Drossel die für den Betrieb der Summenlöscheinrichtung erforderliche Aufladlmg des Löschkondensators der Summenlöscheinrichtung in einer Löschphase des Gleichstromstelers zu gewährleisten.
Die Begrenzung der Induktivität der Drossel auf kleine Werte bewirkt eine nur unzureichende Glättung des durch die Rechtockform der Ausgangsspannung des Gleichstromstellers bedingten Stromes im Verbraucher, was z.B. bei motorischen Verbrauchern zu einer zusätzlichen Erwärmung führen kann.
Der Erfindung liegt ausgehend von der eingangs beschriebenen Umrichterschaltung die Aufgabe zugrunde, eine Festlegung bzw. Einstellung der Drossel auf den für den Normalbetrieb erforderlichen Wert zu ermöglichen.
Die Lösung besteht darein, daß erfindungsgemäß die Summenlöscheinrichtung mit ihrem einen Anschluß Über eine Reihenschaltung von einer weiteren Drossel und einer ersten Diode an den Ausgang des Gleichstrom.stellcrs und über eine zweite Diode an den dem gleichen Ausgang des Gleichstroustellers zugeordnoten ersten Gleichstrompol des Wcchselrichters angeschlossen ist und daß eine dritte Diode die Spannung an der zwischen Gleichstromsteller und Wechselrichter liegenden einen Drossel sowie eine vierte Diode die Spannung an der weiteren Drossel auf den Spannungswert des Zwischenkreises begrenzen.
Vorteilhaft wird eine Vergrößerung der Induktivität der einen Drossel auf belebige Werte dadurch ermöglicht, daß die weitere in der Induktivität auf den erforderlichen Wert begrenzte Drossel vom Ausgang des Gleichstromstellers her über die Diode auf die Anode des Löschthyristors her einwirkt. Weiterhin entkoppelt vorteilhaft die zweite Diode die Anode des Löschthyristors gegen den positiven Gleichstrompol des Wechselrichters, wobei weiterhin eine dritte Diode von diesem Gleichstroinpol zum Eingang des Wechselrichters in Durchlaßrichtung gepolt angeschaltet ist und eine vierte Diode vom Verbindungspunkt der weiteren Drossel mit der ersten Diode zum Eingang des Gleichstromstellers hin in Durchlaßrichtung gepolt angeschlossen ist und vorteilhaft diese Dioden die Spannung an den Jeweiligen Drosseln auf den Wert der Zwischenkreisspannung begrenzen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen Umrichter mit eingangsseitigem dreiphasigen Gleichrichter mit den Ventilen 1 bis 6, deren Bezeichnung der Stromleitfolge entspricht. Der Zwischenkreis besteht im wesentlichen aus einem Glättungskondensator 7, der für konstante Spannung sorgt. An den Zwischenkreis schließt sich ein Gleichstromsteller 102 an, der in an sich bekannter Weise (vergl. vorgenanntes Buch von Heumann/Stumpe) die Elemente 8 bis 15 enthält. An dem einen Ausgang 102' des Gleichstromstellers 102 liegt eine Drossel 16, an die ausgangsseitig sowohl die Summenlöscheinrichtung als auch der positive Gleichstrompol bzw. die positive Sammelschiene 104' des Wechselrichters 104 angeschlossen sind. Die Summenlöscheinrichtung 103 besteht in Üblicher Weise aus einem Löschthyristor 17, der in Reihe mit der Parallelschaltung eins Umladekreises aus einer Drossel 18 und einem Thyristor 19 mit einem Löschkondensator 20 liegt.
Der dreiphasige Wechselrichter besteht aus den Lastthyristoren 21 bis 26, die in der Stromleitfolge bezeichnet sind von und/denen die obere Gruppe 21, 23, 25 an die eine Anschlußseite der Ausgangswicklungen 27 bis 29 und die andere Gruppe 22, 24, 26 an die andere Seite dieser Ausgangswicklungen 27 bis 29 angeschlossen ist. Der einen Gruppe 21, 23, 25 der Lastthyristoren sind auf der anderen Seite der Ausgangswicklungen 27, 28, 29 angeschlossene Dioden 31, 33, 35 zugeordnet, die andererseits am Gleichstrompol 104' liegen, der anderen Gruppe 22, 24, 26 der Lastthyristoren sind Dioden 32, 34, 36 zugeordnet, die einerseits an der einen Seite der Ausgangswicklungen 27, 28, 29 und andererseits am anderen Gleichstrompol 104' des Wechselrichters angeschlossen sind. Am positiven Gleichstrompol 104' des Wechselrichters liegt weiterhin eine Diode 37, die in Durchlaßrichtung gepolt an den Ausgang 101' des Zwischenkreises angeschlossen ist. Ausgangsseitig des Wechselrichters liegt ein motorischer Verbraucher 40.
Die Summenlöscheinrichtung 103 ist mit ihrem einen Anschluß 103' über eine Reihenschaltung von einer weiteren Drossel 116 und einer ersten Diode 118 an den Ausgang 102' des Gleichstromstellers 102 und über eine zweite Diode 119 an den dem gleichen Ausgang 102' des Gleichstromstellers 102 zugeordneten ersten Gleichstrompol 104' des Wechselrichters 104 angeschlossen. Analog wie die dritte Diode 37 an die Drossel 16 ist eine vierte Diode 137 an den Verbindungspunkt zwischen der weiteren Drossel 116 und der ersten Diode 118 angeschlossen und mit Polung in Durchlaßrichtung an den einen Ausgang 101 t des Zwischenkreises.
Die Wirkungsweise der Umrichterschaltung kann als aus der vorgenannten Literatur bekannt vorausgesetzt werden.
116 Die Wirkung der weiteren Drossel/ist gegen den Gleichstrompol 104' entkoppelt. Die weitere Drossel 116 ermöglicht die für den Betrieb des Summenlöscbkreises erforderliche Aufladung des Löschkondensators 20 auch in der Löschphase des Gleichstromstellers. Die dritte und vierte Diode 37 und 137 dienen wie bereits erwähnt zur Sparmungsbegrensung.

Claims

Patentanspruch Umrichterschaltung zur Speisung von Wechsel- oder Drehstromverbrauchern mit einer Spannung unterschiedlicher Größe und Frequenz, bestehend aus einem Gleichrichter mit Gleichspannungszwischenkreis, einem zwangslöschbaren Gleichstromsteller zur Veränderung der Ausgangs Spannung, einem Wechselrichter und einer Summenlöscheinrichtung zur jeweiligen Löschung der Thyristoren des Wechselrichters, die mit den Ausgängen des Gleichstromstellers und mit den Glerchstrompolen des Wechselrichters verbunden ist, wobei in der einen Gleichstromleitung zum Wechseirichter eine Drossel liegt, bcdurch Rekennzieic~hnet;, daß die Summenlöscheinrichtung (103) mit ihrem einen Anschluß (103') über eine Reihenschaltung von einer weiteren Drossel (116) und einer ersten Diode (118) an den Ausgang (102') des Gleichstromstellers (102) und über eine zweite Diode (119) an den dem gleichen Ausgang (102') des Gleichstronistellers (102) zugeordneten ersten Gleichstrompol (104') des Wechselrichters (104) angeschlossen ist und daß eine dritte Diode (37) die Spannung an der zwischen Gleichstromsteller (102) und Wechselrichter (104) liegenden einen Drossel ( 16) sowie eine vierte Diode (37) die Spannung an der weiteren Drossel (116) auf den Spannungswert des Zwischenkreises begrenzen.