DE2552410B2

DE2552410B2 - Umrichterschaltung

Info

Publication number: DE2552410B2
Application number: DE19752552410
Authority: DE
Inventors: Bernd Dipl.-Ing. 6840 Lampertheim Amelunxen
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Germany
Current assignee: ABB AG Germany
Priority date: 1975-11-22
Filing date: 1975-11-22
Publication date: 1980-09-18
Also published as: DE2552410A1; CH594314A5; DE2552410C3

Description

Die Erfindung betrifft eine Umrichterschaltung zur Speisung von Wechsel- oder Drehstromverbrauchern mit Spannung von veränderbarer Größe und Frequenz, bestehend aus einer Einspeiseschaltung, enthaltend einen Gleichrichter und einen Gleichspannungszwischenkreis, aus einem selbstgeführten Wechselrichter, enthaltend Thyristoren und antiparallele Dioden, aus einer Löscheinrichtung, enthaltend einen Löschkondensator und einen Löschthyristor zur Löschung der Thyristoren des Wechselrichters, und aus einer Glättungsdrossel in der Gleichstromzuleitung zum Wechselrichter.

Umrichterschaltungen der eingangs genannten Gattung werden heute vielfach eingesetzt und sind in ihrem Grundaufbau und in ihrer Wirkungsweise z. B. bekannt aus der DE-OS 22 37 117 und der US-PS 37 16 775. Bei derartigen Schaltungen dient die Längsinduktivität je nach Lage in der Umrichterschaltung gemeinsam mit einer Querkapazität zur Glättung der Gleichgrößen oder zur Erzeugung 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. bei Zündfehlern an den Thyristoren des Wechselrichters, mit seiner zweiten Halbwelle diese Thyristoren löscht (US-PS 38 32 573).

Die Ausnutzung einer Löscheinrichtung für mehrere Teilumrichter bzw. für mehrere Ventile eines Drehstrom- Wechselrichters ist z. B. bekannt aus dem Aufsatz von O. Mohr »Untersuchungen am elastischen Mehrfachumrichter«, Jb. Forsch., inst. AEG 5 (1936— 19J7), Seite 14; dem Aufsatz von L. Abraham, K. Heumann, F. Koppelmann, »Wechselrichter zur Drehzahlsteuerung von Käfigläufermotoren«, AEG-Mitteilungen 54 (1964. 1/2). jcitc 89 ff. insbesondere Seite 91; oder dem Buch von Hcumann/Stumpe »Thyristoren« 3. Aufl. (1974), B. G. Teubner-Verlag, Stuttgart Seite 185 bis 187.

Die bekannten Schaltungen sind mit einem wesentlichen Nachteil behaftet, der in der Notwendigkeit begründet ist, die Induktivität der in der Gleichstromleitung zum Wechselrichter liegenden Glättungsdrossel klein zu halten, um bei fehlendem Laststrom im Wechselrichter und somit in der Drossel die für den Betrieb der Löscheinrichtung erforderliche Aufladung des Löschkondensators in einer Löschphase des Gleichstromitellers zu gewährleisten. Die Begrenzung

ίο der Induktivität der Drossel auf kleine Werte bewirkt eine nur unzureichende Glättung des 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 Dimensionierung der Glättungsdrossel auf den für den Normalbetrieb erforderlichen Wert zu ermöglichen.

Die Lösung besteht darin, daß zwischen Εϊηερείβε-

schaltung und Glättungsdrossel ein Gleichstromsteller vorgesehen ist, daß die Löscheinrichtung als Summenlöscheinrichtung ausgebildet ist, daß parallel zur Glättungsdrossel eine zweite Drossel an den positiven Ausgang des Gleichstromstellers angeschlossen ist, daß beide Drosseln ausgangsseitig über je eine Entkopplungsdiode mit der Summenlöscheinrichtung und über je eine Abschneidediode mit dem positiven Pol der Einspeiseschaltung verbunden sind.
Damit ergeben sich die Vorteile, daß eine Vergrößerung der Induktivität der Glättungsdrossel auf beliebige Werte möglich ist, da die zweite, in der Induktivität auf den erforderlichen Wert begrenzte Drossel die Aufladung des Löschkondensators übernehmen kann. Außerdem ist die Anode des Löschthyristors gegen den positiven Gleichstrompol des Wechselrichters entkoppelt und die Abschneidedioden begrenzen die Spannung an den jeweiligen Drosseln auf den Wert der Zwischenkreisspannung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in der

Zeichnung dargestellten Ausführungebeispieles näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Umrichter, dessen Einspeiseschaltung 101 aus einem dreiphasigen Gleichrichter mit den Ventilen 1 bis 6 besteht, deren

4^r> Bezeichnung der Stromleitfolge entspricht. Der Zwischenkreis besteht im wesentlichen aus einem Glättungskondensator 7, der für konstante Spannung sorgt. An die Einspeiseschaltung 101 schließt sich ein Gleichstromsteller 102 an, der in an sich bekannter Weise (vergl. vorgenanntes Buch von Heumann/Stumpe Seite 142 ff.) die Elemente 8 bis 15 enthält An dem positiven Ausgang 102' des Gleichstromstellers 102 liegt eine Glättungsdrossel 16, an die ausgangsseitig sowohl die Summenlöscheinrichtung 103 als auch der positive Gleichstrompol 104' des Wechselrichters 104 angeschlossen sind. Die Summenlöscheinrichtung 103 besteht in üblicher Weise aus einem Löschthyristor 17, der in Reihe mit der Parallelschaltung eines Umladekreises aus einer Drossel 18 und einem Thyristor 19 mit einem

Löschkondensator 20 liegt.

Der dreiphasige Wechselrichter 104 besteht aus den l.astthyristoren 21 bis 26, die in der Stromleitfolge bezeichnet sind und von denen die obere Gruppe 21,23, 25 an die eine Anschlußseite der Ausgangswicklungen

μ 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 Lasithyristoren sind auf der anderen Seite der Ausgangswicklungen 27,

28, 29 angeschlossene antiparallele Dioden 31, 33, 35 zugeordnet, die andererseits am positiven Gleichstrompol 104' liegen; der anderen Gruppe 22, 24, 26 der Lastthyristoren sind ebenfalls antiparallele Dioden 32, 34,36 zugeordnet, die einerseits an der einen Seite der Ausgangswicklungen 27, 28, 29 und andererseits am negativen Gleichstrompol 104" des Wechselrichters 104 angeschlossen sind. Ausgangsseitig des Wechselrichters 104 liegt ein motorischer Verbraucher 40.

Parallel zur G'ättungsdrossel 16 liegt eine zweite Drossel 116. Die beiden Drosseln 16, 116 sind ausgangsseitig über je eine Entkopplungsdiode 118,119 mit dem positiven Anschluß 103' der Summenlöscheinrichtung 103 verbunden. Außerdem sind die Drosseln 16,116 ausgangsseitig über je eine Abschneidediode 37, 137 mit dem positiven Pol 101' der Einspeiscschaltung 101 verbunden, so daß die Spannung am positiven Gleichstrompol 104' des Wechselrichters 104 und am positiven Anschluß 103' der Summenlöscheinrichtung 103 nicht über den Wert der Spannung auf dem Glattungskondensator 7 ansteigen kann. Die negativen Pole 101", 102", 103", 104" der Schaltungskomponenten 101,102,103,104 des Umrichters sind unmittelbar miteinander verbunden.

Die Wirkungsweise der Umrichterschaltung kann als aus der vorgenannten Literatur bekannt vorausgesetzt werden.

ίο Die zweite Drossel 116 ist gegen den Gleichstrompol 104' entkoppelt Sie ermöglicht die für den Betrieb des Summeniöschkreises 103 erforderliche Aufladung des Löschkondensators 20 auch in der Löschphase des Gleichstromstellers 1OZ Die Glättungsdrossel 16 kann daher ohne Rücksichtnahme auf die Summenlöscheinrichtung 103 so dimensioniert werden, daß dem Wechselrichter 104 ein optimal geglätteter Strom angeboten wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Umrichterschaltung zur Speisung von Wechseloder Drchstromveicbrauehem mit Spannung von veränderbarer Größe und Frequenz, bestehend aus einer Einspeiseschaltung, enthaltend einen Gleichrichter und einen Gleichspannungszwischenkreis, aus einem selbstgeführten Wechselrichter, enthaltend Thyristoren und antiparallele Dioden, aus einer Löscheinrichtung, enthaltend einen Löschkondensator und einen Löschthyristor zur Löschung der Thyristoren des Wechselrichters, und aus einer Glättungsdrossel in der Gleichstromzuleitung zum Wechselrichter, dadurch gekennzeichnet, daS zwischen Einspeiseschaltung (101) und Glättungsdrossel (16) ein Gleichstromsteller (102) vorgesehen ist, daß die Löscheinrichtung als Summenlöscheinrichtung (103) ausgebildet ist, daß parallel zur Glättungsdrossel (16) eine zweite Drossel (116) an den positiven Ausgang (102') des Gleichstromstellers (102) abgeschlossen ist, daß beide Drosseln (16,116) ausgangsseitig über je eine Entkopplungsdiode (118, 119) mit der Summenlöscheinrichtung (103) und über je eine Abschneidediode (37,137) mit dem positiven Pol (101') der Einspeiseschaltung(lOl) verbunden sind.