DE2617694A1

DE2617694A1 - Umformer

Info

Publication number: DE2617694A1
Application number: DE19762617694
Authority: DE
Inventors: Kyozo Tachibana
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-04-28
Filing date: 1976-04-23
Publication date: 1976-11-18
Also published as: DE2617694C2; JPS5640593B2; US4045722A; FR2310021B1; JPS51127343A; FR2310021A1

Description

Die Erfindung betrifft einen aus einer Vielzahl von Gleichrichtern gebildeten Umformer, der bei Speisung mit Wechselstrom-Eingangsleistung eine gewünschte Gleichstrom- oder Wechselstrom-Ausgangsleistung liefert· Die Erfindung bezieht sich speziell auf einen Umformer, bei welchem Stromkonrponenten höherer Harmonischer, die an der Seite der Wechselstromspeisung zum KommutierungsZeitpunkt der Gleichrichter erzeugt werden, gering sind.

Ein Umformer dieser Art besteht aus einer Brückenschaltung gesteuerter Gleichrichter und einer Vielzahl ungesteuerter Gleichrichter oder aus einer Brückenschaltung nur einer Vielzahl gesteuerter Gleichrichter, wobei die Zündphase der gesteuerten Gleichrichter so gesteuert wird, daß eine Umformung von Wechselstromleistung in Gleichstromleistung erfolgt.

Ein derartiger Umformer bedient sich der eingangsseitig eingespeisten Wechselstromleistung, ohne irgend eine spezielle

6098"/,7/029G

25 17B94

Stromversorgung für die Kommutierung der Gleichrichter zu verwenden. Die elektrische Größe an der Lastseite des Umformers, z.B. die gleichgerichtete Spannung oder der gleichgerichtete Strom, ist wegen der Spannungswellenform der speisenden Wechselstromleistung einem Pulsieren unterworfen. In vielen Fallen wird dieses Pulsieren dadurch vermindert, daß man ein Filter oder eine Glättungsdrossel zwischen den Umformer und die Last schaltet, womit die Pulsation der an die Last gelieferten Leistung gedämpft wird.

Dennoch gibt es beim Betrieb von Umformern dieses Typs noch das Problem, daß auf der Seite, wo die Wechselstromleistung eingespeist wird, durch die Kommutierung der Gleichrichter Ströme höherer Harmonischer (Oberwellenströme) erzeugt werden. Die Funktionen eines Gleichrichters sind im wesentlichen darauf beschrankt, einen Strom entweder zu sperren oder durchzulassen. Zum Zeitpunkt der Kommutierung des Gleichrichters er~ fährt daher der V/echselstrom an der Speiseseite eine scharfe Änderung und nimmt eine Form ähnlich einer Rechteekwelle an. Somit besteht die Gefahr, daß in der den Umformer speisenden Wechselstromversorgung (z.B. in einem Wechselstromnetz) Komponenten höherer Harmonischer verursacht werden.

Wenn sich der Umformer beispielsweise auf einem Elektromobil befindet, dann können diese höheren Harmonischen oder Oberschwingungen des Stroms über die Fahrdrähte irgendwelche in der Nähe befindlichen nachrichtentechnischen Einrichtungen nachteilig beeinflussen, z.B. Induktionsstörungen oder andere lästige Erscheinungen hervorrufen.

Es ist vorgeschlagen worden, in die Wechselstromverbindung zwischen dem Wechselstrom-Speisenetz und dem Umformer eine Drosselspule einzufügen, so daß die Änderungen des Eingangswechselstroms zum Zeitpunkt der Kommutierung der Gleichrichter durch die Induktivität der Drosselspule gedämpft werden und somit die Oberschwingungen des Stroms vermindert werden.

ROqfK 7/0299 ORIGINAL INSPECTED

Die Drosselspule kann zwar die höheren Harmonischen im Strom herabsetzen, andererseits führt jedoch eine erhöhte Induktivität im Wechselstromkreis gewöhnlich zu einem verringerten Leistungsfaktor, womit die Ausgangsleistung des Umformers verbindert wird. Die Folge ist, daß man die Größe und Kapazität nicht nur des Umformers, sondern auch der auf der Wechselstrom-Speiseseite gelegenen Einrichtungen erhöhen muß, um eine gewünschte Ausgangsleistung zu e?halten.

Als Beispiel für einen Umformer sei eine Einphasen-Gleichrichterschaltung betrachtet· Die Änderungen des Eingangswechselstroms infolge der Kommutierung der Gleichrichter hängen vom Betrag der Spannung des Wechselstrom-Speisenetzes ab, die selbst eine Quelle für die Kommutierungsenergie darstellt. Im Falle daß die Spannung des Wechselstrom-Speisenet ztes sinusförmig verläuft, sind die Änderungen des Eingangswechselstroms steil, wenn die Kommutierung bei oder nahe der °/O°-Phase der Wechselspannung erfolgt, und langsam, wenn die Kommutierung bei oder nahe 0° oder 180° erfolgt.

Wenn also die Induktivität der einen Durchgang für den Kommutierungsström bildenden Kommutierungsschaltung bei maximaler oder minimaler Ausgangsleistung des Umformers kleiner ist als in den Fällen, wo die Ausgangsleistung nicht maximal oder minimal ist, dann können die Oberwellenkomponenten des Eingangswechselstroms einerseits allgemein vermindert werden, während andererseits der Wirkungsgrad des Umformers erhöht werden kann. Diese Erkenntnis liegt der vorliegenden Erfindung zugrunde.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Umformer vorzusehen, bei welchem die Oberwellenkomponenten im Eingangswechselstrom vermindert sind, während gleichzeitig der Wirkungsgrad des Umformers verbessert wird.

Ein erfindungsgemäß ausgebildeter Umformer besteht aus einer Vielzahl von Gleichrichtern, v^ ^aus einer eingangsseitig ein-

gespeisten Wechselstromleistung eine gewünschte Gleichstromoder Wechselstrom-Ausgangsleistung zu gewinnen. Es ist eine Vielzahl von magnetisch gekoppelten Drosselspulen vorgesehen, die in Reihe mit den Gleichrichtern in der Kommutierungsschaltung liegen, \i?elche die Wechselstrom-Speiseleistung als Ve'rsorgungsquelle nimmt.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert,

Figur 1 zeigt das Schaltbild einer als Einphasen-Gleichrichter·- schaltung ausgelegten Ausführungsform des erfirudungsgemäßen Umformers;

Figur 2 zeigt ßpannungs- und Stromverläufe in der Anordnung nach Figur 1 für den Fall eines Zündwinkels von 90°;

Figuren 3A, 3B, 30 und 3D sind Schaltbilder zur Erläuterung des Kommutierungsvorgangs bei der Anordnung nach Figur 1 im Falle des Zündwinkels von 90°;

Figur 4- zeigt Spannungs- und Stromverläufe bei der Anordnung nach Figur Ί für den Fall eines Zündwinkels von 0 ;

Figuren 5A und 5B veranschaulichen den Kommutierungsvorgang bei der Anordnung nach Figur 1 im Falle des Zündwinkels von 0°;

Figuren 6 bis ΛΛ zeigen andere Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Umformers·

Die Ausführungsform nach Figur 1 ist ein Beispiel für eine Einphasen-Gleichrichterschaltung· Die Gleichrichterschaltung 2 besteht aus Zweigen mit gesteuerten Gleichrichtern T* und Tp (die im folgenden mit "Thyristoren" bezeichnet werden) und anderen Zweigen mit ungesteuerten Gleichrichtern D, und Dp. Die Anode des Thyristors T. ist in Serie mit einer Drosselspule !•,j geschaltet, während die Kathode des Thyristors Tp in Serie mit einer Drosselspule L^ geschaltet ist. Die Drosselspulen L und Lg sind in den in Figur 1 gezeigten Polaritäten magnetisch miteinander gekoppelt.

Die beiden Wechselstrom-Eingangsklemmen der Gleichrichterschaltung 2 sind mit den Anschlüssen a und b der Sekundärwiäclung VZ₂ eines

r, η π q /. 7 /0"¹T¹ - 5 -

ORlGiNAL INSPECTED

Transformators 1 verbunden, dessen Primärwicklung W. an eine Wechselstrom-Speisequelle (nicht dargestellt) angeschlossen ist· Zwischen den Gleichstrom-Ausgangsklemmen ρ und η der Gleichrichterschaltung 2 liegt die Serienschaltung einer Glättungsdrossel 3 und einer Gleichstromlast 4-, die z.B. . ein Gleichstrommotor sein kann.

Die Kommutierung der Thyristoren T^ und T₂ und der D_x. und Dp der Gleichrichterschaltung 2 wird mit Hilfe der Wechselstrom-Speisequelle erreicht.

Die Arbeitsweise der Gleichrichterschaltung 2 wird weiter unten beschrieben. Zunächst sei anhand der Figuren 2 und 3 die Wirkungsweise der Drosselspulen L_x. und L₂ für den Fall erläutert, daß der Zündwinkel der Thyristoren T_x. und T₂ nahe 90° liegt, wo die Änderung des Eingangswechselstroms der Gleichrichterschaltung 2 sehr steil ist. In der Spannungsund Stromverläufe zeigenden Figur 2 stellt die Kurve (A) den Verlauf einer in der Sekundärwicklung W₂ des Transformators 1 induzierten Wechselspannung dar, die Kurve (B) zeigt den Verlauf eines in der Sekundärwicklung W₂ fließenden Wechselstroms, die Kurve (C) zeigt den Verlauf des im Thyristors T_x. fließenden Stroms, und die Kurve (D) zeigt den Verlauf des im Thyristor T₂ fließenden Stroms. Die schraffierten Teile der Wechselspannungs-Wellenform (A) stellen die Spannungen dar, die zwischen den Gleichspannungs-Ausgangsklemmen ρ und η der Gleichrichterschaltung 2 erhalten werden sollen.

Allgemein ist die Gleichrichterschaltung 2 so ausgelegt, daß die jeweiligen Zündphasen der Thyristoren T_x. und Tp in den positiven und negativen Halbwellen der Wechselspannung jeweils gleich sind, und daher wird nachstehend stellvertretend für diese beiden Fälle nur auf die positive Halbwelle eingegangen.

Der mit der Wellenform (B) in Figur 2 gezeigte Wechselstromverlauf läßt sich in Abschnitte (I) bis (IV) unterteilen, und zwar entsprechend dem Kommutierungsbetrieb der Thyristoren T_x.

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2 H i 7 R LU

und T₂ und der Dioden D. und D₂ bei einem Zündwinkel von nahe 90°.

Die den Abschnitten (I) bis (IV) zugeordneten verschiedenen Betriebszustände der Schaltung sind in den Figuren 3A bis 3D veranschaulicht. In diesen Figuren zeigen dicke Linien den Stromdurchgang und gestrichelte Linien den Weg des Kommutierungsstroms i«.

In Figur 3A,die den dem Abschnitt (I) in Figur 2 zugeordneten Schaltungszustand zeigt, wird bei Änderung der Wechselspannung an der Sekundärwicklung V/p von einem negativen auf einen positiven Wert der leitende Zustand der Diode D, und des Thyristors Tp in einen Zustand geändert, wo die Diode Dp mit ihrer natürlichen Stromleitung beginnt. Anders ausgedrückt: die Figur 3A zeigt einen Schaltungszustand im Verlauf der Umschaltung oder Kommutierung vom Thyristor Tp auf die Diode Dp. Zwischen den Klemmen a und b wird ein Kommutierungskreis oder eine geschlossene Schleife gebildet, die aus der Drosselspule L₂, dem Thyristor T₂ und der Diode D₂ besteht. In dieser Schleife fließt der Kommutierungsstrom i« in Richtung des in der Zeichnung eingetragenen Heils, so daß der Thyristor T₂ gesperrt wird.

Die Änderung des Kommutierungsstroms ig wird durch die Wirkung der Drosselspule L₂ gedämpft, was zur Folge hat, daß die Änderung des Wechselstroms im Abschnitt (I) weniger steil ist, als es beim Fehlen der Drosselspule L₂ der Fallwäre·

Wenn der Thyristor T₂ in der beschriebenen Weise gesperrt worden ist, geht die Schaltung in ihren dem Abschnitt (II) nach Figur zugeordneten Zustand über. Dieser Schaltungszustand J.st in Figur JB veranschaulicht. Hier leiten die Dioden D. und Dp, und daher fließt kein Strom im Wechselstromkreis, während ein Gleichstrom von der Klemme ρ über die Glättungsdrossel 3» die Gleichstromlast 4-, die Klemme n, die Diode D₂ und die Klemme b zur Diode D^ fließt. Der Thyristor T. steht unter Durchlasspannung

fi 0 <? 8 h 7 / Π ? <1 0

ORIGINAL INSPECTED

i /

•und kann daher in einen leitenden Zustand gelangen, sobald er gezündet wird·

In genau dem Augenblick, zu dem der Thyristor T. bei oder nahe dem Phasenwinkel von 90° gezündet wird, erfolgt der Übergang in den dem Abschnitt (ill) in Figur 2 zugeordneten Betriebszustand. Dieser Sehaltungszustand ist in Figur 30 veranschaulicht und stellt den Kommutierungsvorgang von der Diode D. auf den Thyristor T. dar. Hier bilden die Drosselspule L., der Thyristor T. und die Diode D. einen Kommutierungskreis bzw. eine geschlossene Schleife, in welcher der Komrautierungsstrom i.„ in der durch den Pfeil gezeigten Richtung fließt, womit die Diode D. gesperrt wird. Die Änderung des Kommutierungsstroms Xq wird durch die Wirkung der Drosselspule L. gedämpft, so daß die Änderung des Wechselstroms im Abschnitt (III) sanfter ist, als es beim Fehlen der Drosselspule L. der Fall wäre.

Mit dem Sperren der Diode D_x. erfolgt der Übergang in den Betriebszustand, der dem Abschnitt (IV) nach Figur 2 zugeordnet ist. Dieser Sehaltungszustand ist in Figur 3D dargestellt. Hier wiüd die Wechselspannung an der Sekundärwicklung Wp durch die Gleichrichterschaltung 2 gleichgerichtet, und der Gleichstromlast 4- wird eine Gleichspannung angelegt, und der Strom fließt von der Klemme a über die Drosselspule L^, den Thyristor T^, die Klemme p, die Glättungsdrossel 3, die Gleichstromlast 4-, die Klemme η und die Diode Dp zur Klemme b,

Dieser Zustand geht in die nächste Halbwelle (negativer Polarität) der Wechselspannung über, wo das Spiel ähnlich wie in der vorhergehenden (positiven) Halbwelle von neuem beginnt.

Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß die Stromänderung durch die Wirkung der Drosselspulen L- und Lp gedämpft wird und es somit möglich ist, Oberwellenströme im Falle von Zündwinkeln bei oder nahe 90°gering zu halten, wo die mit Kommutierung des Thyristors oder der Diode auftretende Änderung

w η π ρ, /. 7 / η ? η η

ORIGINAL INSPECTED

des »veoiisslstr-sais am sohlrfstsn iat_c Dieser Effekt ist natürlich nislit zjiS Zündwinkel von 90° begrenzt_f vielmehr wird die l-nlemns ·?.■?? ^-ongslatross auch dann diirefe die Drosselspulen ff-iiäsipft, -."siir: dsr Zündwinkel irgendwo in der Mitte seines * T >-i 'S "ΪΤ *-■» * "," ^ "J'*Th * -*"f C^ £·! J^ '-* "■: ^J Ä T ^^ jQ^ S ^j^ °a iÄ &_" fj ^

'•"-'inn die Ausgangsleistung der Gleichrichter schaltung auf ihr Msxismri oder ihr Minimum eingestellt ist, dann ist die Änderung im Wechselstrom von sich aus sanft. Die Funktion der Drosselspulen bei einem Zündwinkel von 0 , bei dem die Ausgangsleistung der Gleichrichterschaltung maximal ist, sei nachstehend anhand der Figuren 4 und 5 erläutert.

Ähnlich wie Figur 2 zeigt die Figur 4- Spannungs- und Stromverläufe, wobei die Kurve (A) eine Wechselspannungs-Wellenform, die Kurve (B) eine Wechselstrom-Wellenform, die Kurve (C) die Wellenform des im Thyristor T.fließenden Stroms und die Kurve (D) die Wellenform des im Thyristor Tg fließenden Stroms darstellt. Die Figur 5A veranschaulicht den Zustand der Schaltung, der dem Abschnitt (I) in Figur 4 zugeordnet ist, und die Figur 5B veranschaulicht den dem Abschnitt (II) zugeordneten Schaltungszustand.

?ei -sine^ 5üiia:ii2?k9l von 0 kann eine positive Halbwelle der Wechselspannung csispi/alsweise in zwei Betriebsabschnitte (I) und (II) iintertsilt werden. Unmittelbar vor dem Abschnitt (I) sind der Thyristor SU und die Diode D. im leitenden Zustand. In Eetriebsabssliiiittfl) wird der Thyristor T^ gezündet und die Diode Bp gelangt in einen natürlichen Leitzustand, sobald die Polarität der Weshselspansung vom Negativen ins Positive wechselt. Das jieiSt« im Abschnitt (I) vollzieht sich eine Kommutierung gleicfcseitig sGwoiii von dsr Bi©de D^ auf den Thyristor T. als auoli vom Shyristor Tg auf die Diode D^·

Ein erster Konmutierungskreis bzw. eine geschlossene Schleife wird von der Klemme a, der Drosselspule L^, dem Thyristor T_x., Der Diode D. und der Klemme c gebildet, während ein zweiter

Kommutierungskreis ödss.^; sine gesölilosseae Schleife von der Klemme a, der Drosselspule L^₉ dem Thyristor Tp_f der Biod/s D^ und der Klemme bo gebildet wird, wie es in Figur 5A dargestellt ist· In diesen beiden Kreisen fließen Kommutierungsströme i^.,_: und i_Cp in den durch Pfeile angezeigten Eichtungen, um die Diode D. und dem Thyristor Tp zu sperren· Falls die jeweiligen Impedanzen dieser Kreise gleich sind, sind auch die Kommutierungsströme ±Qy, und i_G2 in diesen Kreisen einander gleich· Die Drosselspulen L_x. und L₂ sind über einen einzigen Magnetkern magnetisch miteinander gekoppelt und derart angeordnet, daß die Richtungen der durch sie fließenden Kommutierungsströme zueinander entgegengesetzt sind. Selbst wenn sich also die in den beiden auf den einzigen Magnetkern gewickelten Spulen fließenden Ströme andern, löschen sich die resultierenden Änderungen der magnetomotorischen Kraft infolge der beiden Spulen einander aus, so daß die Drosselspulen hier keine Induktivität darstellen·

Diese Periode fällt in eine Zeit, wo der Betrag der Wechselspannung klein ist· Der Kommutierungsstrom ist daher während dieser Periode von Anfang an einer sanften Änderung unterworfen, und die Änderung in der Wirkungsweise der Drosselspulen führt nicht dazu, daß die Oberwellenkomponenten des Wechselstroms stärker werden. Mit dem Sperren des Thyristors Tp und der Diode D bei abgeschlossener Kommutierung erfolgt ein Übergang in den Abschnitt (II). Der diesem Abschnitt augeordnete Schaltungszustand ist in Figur 5B veranschaulicht· Ein Strom fließt von der Klemme a über die Drosselspule L^, den Thyristor T^, die Klemme p, die Glättungsdrossel 3» die Gleichstromlast die Klemme η und die Diode D₂ zur Klemme b, womit die Last 4-effektiv mit einer Gleichspannung gespeist wird·

An diesen dem Abschnitt (II) zugeordneten Schaltungszustand schließt sich eine negative Halbwelle an, während welcher sich eine ähnliche Betriebsfolge wie in der positiven Halbwelle abspielt. Die Vorgänge während der negativen Halbzelle brauchen daher nicht im einzelnen beschrieben zu werden.

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soL^eiLung gsht hervor, daß bei der nach Figur 1 die ansonsten zu höheren Harmonischen des Stroms führende Änderung des Wechselstroms durch die Induktivität der Drosselspulen in der Mitte des Steuerbereichs bei oder nahe der Zündphase von 90° effektiv sanfter

ο _o

gemacht wird« Im Falle eines Zündwinkels von O oder 180 , v?o die Ausgangsleistung der Gleichrichterschaltung maximal bzw· minimal ist, wirken die Drosselspulen so, daß sie keine Induktivität darbieten. Hierdurch wird eine unnötige Verlängerung der Kommutierung vermieden und somit der Wirkungsgrad der Gleichrichterschaltung verbessert·

Wie weiter unten noch erläutert werden wird, kommt es in der Schaltungsanordnung nach Figur Λ manchmal vor, daß dem Thyristor T^ im Betriebsabschnitt (III) nach Figur 2 eine hohe in Sperriohtung gepolte Spannung angelegt wird· Unter dieser Bedingung wird zwischen den Wechselstromklemmen a und b eine geschlossene Schleife gebildet, die aus der Drosselspule L., dem [Thyristor T. und der Diode D^ besteht. Die an der Sekundärwicklung Wp erzeugte Spannung wird der Drosselspule L, angelegt» , Da die Spannung an der Klemme a gegenüber der Spannung an der Klemme b positiv ist, ist die der Drosselspule L. angelegte Spannung an der mit einem schwarzen Punkt in der Zeichnung markierten Seite positiv. Andererseits v/ird in der Drosselspule Lp, die über einen gemeinsamen Magnetkern mit der Drosselspule L, magnetisch gekoppelt ist, eine Spannung induziert, die ebenfalls an der mit einem schwarzen Punkt markierten Seite positiv ist· Diese induzierte Spannung hängt vom Verhältnis der Windungszahl der Drosselspule L₂ zur Windungszahl der Drosselspule L, ab. Wenn dieses Windungsvfrliältnis auf i eingestellt ist, dann ist die besagte induzierte Spannung gleich der in der Sekundärwicklung Wg induzierten Spannung. Die Diode Dg ist andererseits in einem leitenden Zustand· Dem Thyristor Tg wird eine Spannung angelegt, die doppelt so hoch wie die Spannung an der Sekundärwicklung W₂ ist, und zwar über eine Schleife; die- τοη der Sekundärwicklung W₂ über die Klemme a, die Drosselspule L₂, den

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Thyristor Tp, die Diode D^ raid die Klemme b Eiimiek zur Sekundärwicklung Wp verläuft· Diese Spannung ist der Durchlassrichtung des Thyristors T₂ entgegengerichtet· Eine solche Spannung wird im Verlauf der nächsten Halbwelle der Wechselspannung auch am Thyristor T, erzeugt. Aus diesem Grund ist es notwendig, daß Öeder der Transistoren T. und Tp eine doppelt so hohe Gegenoder Sperrspannung aushält wie im Falle des Fehlens der Drosselspulen.

Zur Lösung dieses Problems gibt es mehrere Wege. Ein erster Weg besteht darin, einen Thyristor zu verwenden, dessen Durchbruchsspannung in Sperrichtung höher ist als die von den Drosselspulen bewirkte Spannung. Eine zweite Alternative besteht darin, einen Thyristor in Beihe mit einer Diode zu schalten, so daß mindestens ein Teil der Sperr£5pannung von der Diode mitgetragen wird.

Eine dritte Möglichkeit zur Lösung des oben genannten Problems bietet eine andere Ausführungsform der Erfindung, die in Figur 6 dargestellt ist, Bei dieser Ausführungsform ist die Klemme a der Sekundärwicklung V/p des Transformators mit der Wechselstrom-Eingangsklemme a¹ der Gleiehriehtersehaltung 2 über eine zusätzliche Drosselspule Lg verbunden, &.ϊι_β &si^; üTOi-sformatorausgang ist nicht wie im Falle der Figur 1 direkt mit der Wesliselstrom-Eingangsklemme der Gleichrichterschaltung 2 verbunden. Die anderen Verbindungen in der Anordnung nach Figur 6 sind genauso wie im Falle der Figur 1. Das Schema nach Figur 6 zeigt den Zustand der in einer solchen Verbindungsart ausgelegten Schaltung während der Kommutierungsperiode, die dem Abschnitt (III) in Figur 2 entspricht. Die Kommutierungsstromkomponente i« -.fließt von der Wicklung W₂ über die Klemme a, die Drosselspule Lg, die Klemme a¹, die Drosselspule L^., den Thyristor T. , die Diode Dj und die Klemme b zurück zur Wicklung Wp. Die an der Sekundärwicklung Wp erzeugte Spannung E₂ teilt sich auf die Drosselspulen Lg und L. auf. Die Spannungen an den Drosselspulen Lg und L₁ seien mit E^g und Er. bezeichnet und die Induktivitäten der Spulen seien mit Lg und L,, bezeichnet. Zwischen

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η η π ί /. 7 / η -> η ο

INSPECTED

diesen Otö^szl mid der Spanning j% bsstsiit die folgende Beziehung:

L-

.β Spannung Ξ _:ν g^isslien den Weohselstrom-Eingangsklemmen a¹

.nd 1' laßt sich andrerseits so ausdrucken:

= ¹I-,

C2)

Es sei angenommen, daß

(3)

und die Drosselspulen L. und L₂ gleiche Windungszahl haben Die an die Drosselspule L^ gelegte Spannung beträgt dann:

- ^E2 ·

Somit ist die dem Thyristor nung 7,},_o gage'Dsn durch:

ⁿ Sperrichtung angelegte Span

^{= S}a'

a'b

^2E2

Wie man an der Gleichung (5) erkennen kann, kann die dem Thyristor 'I₀ angelegte Sperrspannung auch beim Vorhandensein der Drosselspulen niedriger als die Spannung an der Sekundärwicklung Wo gemacht werden, und zwar so weit, wie k größer ist als 1· Wie aus Gleichung (3) ersichtlich, bedeutet das Symbol k das Verhältnis zwischen den Induktivitäten der Dros-

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ORIGINAL INSPECTED

seispulen Lg und L., iJkü.±G,h das Seilmigsvsrlaältnis eier Spannung E₀. Die susätsiiehe Drosselspule L_Q ist hier in den Leitungsabschnitt eingefügt, in welchem der Kommutierungsstrom fließt, so daß sich die Spannung E_P auf die Spulen L_q, L. und. L₂ aufteilt und dadurch die den Thyristoren T. und T₂ angelegte Spannung unter den Wert der Sperr-Durchbruchsspannung dieser Thyristoren vermindert werden kann.

Der vorstehend beschriebene dritte Lösungsweg kann auch ohne die Verwendung einer gesonderten Drosselspule Lg realisiert werden, indem man die Eigen- oder Innenreaktanz L_ß ausnutzt, die dem Transformator i, den Speise- oder Netzleitungen, dem Generator und anderen nicht dargestellten Teilen der Leistungsversorgungsschaltung eigen ist. Die Spannung Έ^ teilt sich auf die Reaktanz Lg und die Drosselspulen L,- und Lp auf, so daß die dem Thyristor angelegte Spannung unter den Wert der Sperr-Durchbruchsspannung vermindert wird· Wenn man die Innenreaktanz Lg der Leistungsversorgungsschaltung wie z.B. des Transformators 1 im Sinne der Realisierung des beschriebenen dritten Lösungswegs gezielt erhöht, dann erhält man eine einfache und kompakte Umformeranlage. ~

Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen sind die Thyristoren T. und T₂ des Einphasen-Brückengleichrichters jeweils in Reihe mit den Drosselspulen geschaltet, die über einen gemeinsamen Magnetkern miteinander gekoppelt sind. Die erfindungsgemäße Wirkung der Drosselspulen wird allgemein gesagt dadurch erzielt, daß mehrere, über einen gemeinsamen Magnetkern gekoppelte Drosselspulen in der Schaltung wirksam sind, wenn sie zu verschiedenen Zeiten von Kommutierungsstrom durchflossen werden, und daß die Drosselspulen miteinander in solcher Polarität gekoppelt sind, daß sich die Xnderungen in der magnetomotorischen Kraft einander auslöschen, wenn die jeweiligen Zeiten, zu denen sie von Kommutierungsstrom durchflossen werden, zusammenfallen. Dies kann auch mit verschiedenen abgewandelten Anordnungen erreicht werden.

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SL::.3 iisEi:^ Abi/r.iic.lioag-11 ist In '~'Lgux- 7 daxgestellt. Der Uhter-τ-τ-ΐιΐθ'ΐ ειιγ Sahaltmigsaiiordming nach Figur 1 besteht darin, daß Drosselspulen L₅, und L^ in Reihe mit den Dioden D, und Dp gescii&ltet sind, daß ferner die Drosselspulen L. und L^ magnetisch miteinander gekoppelt sind und daß die Drosselspulen Lp und L^ ebenfalls magnetisch miteinander gekoppelt sind. Auch in diesem Fall fließt der durch den Thyristor Tp gehende Kommutierungsstrom gleichzeitig in der Diode Dp,während der durch den Thyristor T. gelangende Kommutierungsstrom auch in der Diode D. fließt, so daß der gleiche Vorteil wie bei der zuvor beschriebenen Ausführungsform erreicht wird. Vorzugsweise sind die vier Drosselspulen L-, Lp, L-, und L₂, über einen gemeinsamen Magnetkern miteinander gekoppelt, was zu einem höheren Wirkungsgrad des Magnetkerns führt·

Die Figur 8 veranschaulicht die Anwendung der Erfindung bei einer sogenannten "Gleichrichterschaltung mit Mittelanzapfung". Die Gleichrichterschaltimg 2 ist aus einer Diode D. und zwei Thyristoren T. und T₂ aufgebaut. Die Anoden der Thyristoren T. und Tp und der Diode D sind an eine gemeinsame negative Klemme η angeschlossen. Die Sekundärwicklung Iv* hat neben ihren Endanschlüssen a und b eine I-littelansapfung Θ. Die Klemme s der Mittelanzapfung θ ist mit der- Kathode der Diode D. verbunden, während die Anschlüsse a und b über die Drosselspulen L. und Lp mit den Kathoden der Thyristoren T. und Tp verbunden sind. Wenn die VJechselspannung positiv ist, dann flis£t ein Strom über den Weg, der die Klemme n, den Thyristor T., die Drosselspule L^, die Klemme a, die Wicklung W₂, die Mittelanzapfung Θ, die Klemme s und die Klemme ρ enthält, so daß die Spannung zwischen der Mittelanzapfung 0 und der Klemme a gleichgerichtet wird. Wenn die Wechselspannung negativ ist, dann fließt ein Stxom von der Klemme η über den Thyristor T₂, die Drosselspule L₂, die Klemme b, die Wicklung W₂, die Anzapfung θ und die Eiemme s zur Klemme p, womit die Spannung zwischen der Mittelansapfung 0 und der Klemme b gleichgerichtet wird. Wenn der Zündwinkel der Thyristoren T^ und T₂ nicht gleich 0 ist, dann leiten der Thyristor T^, die Diode D^, der Thyristor T₂, die Diode D^ und der Thyristor T^ in dieser- Reihenfolge, so daß die

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2 B ! 7 8 P 4

jeweiligen Kommutierungszeiten für die Thyristoren T. und T₀ verschieden sind· Selbst wenn also die Drosselspulen L. vuiö. Lp miteinander über einen gemeinsamen Magnetkern gekoppelt sind, dämpft eine dieser Spulen die scharfe Änderung des Kommutierungsstroms· Bei einem Zündwinkel von O⁰ hingegen werden nur die Thyristoren T. und Tp abwechselnd leitend. In diesem Fall fließt der Kommutierungsstrom abwechselnd in entgegengesetzten Richtungen über den Weg, der die Wicklung ⁷igs die Klemme a, die Spule L^, den Thyristor T^, den Thyristor Tg, die Spule Lp, die Klemme b und wieder die Wicklung W₀ enthalte Durch magnetische Kopplung der Drosselspulen L. und L^ über einen gemeinsamen Magnetkern in der mit den schwarzen Punkten angezeigten Polarität können sich die durch die Kommutierungsstromkomponenten verursachten Änderungen der magnetomotorischen Kraft gegenseitig auslöschen, so daß keine Induktivität dargeboten wirde Eine Anwendung der Erfindung bei einer Gleichrichterschaltung mit Mittelanzapfung macht es somit möglich, die Vorteile der Drosselspulen im Umformer mit einer minimalen Anzahl von Thyristoren oder dergleichen auszunutzen·

Die Figur 9 zeigt in einer weiteren Abwandlung die Anwendung der Erfindung auf eine Gleichrichterschaltung eines anderen Typs. Hier liegt zwischen den Klemmen ρ und η dar Sleichstromseite des Gleichrichters 2 eine Parallelschaltung aus drei Zweigen, deren erster zwei Thyristoren T^ und T~ in Serien-■ ohaltung, deren zweiter zwei Thyristoren T, und T₁, in Serien- r. ε-ltung und deren dritter zwei Dioden D_x. und D~ in Serien- --Itung enthält. Die Verbindungspunkte zwischen den Thyristo- ^ und T₂, zwischen den Thyristoren T, und T^ und zwischen Dioden D und D^ dieser drei Serienschaltungen sind jeweils •rinem gesonderten der drei Anschlüsse a, θ und b der Sekunr-.,Ic2-ilung W₀ des Transformators verbunden· Das Merkmal der Ausführungsform nach Figur 9 besteht darin, daß in der oben beschriebenen Grundschaltung die Drosselspule L_x. zwischen die Klemme s und den Thyristor T₇. eingefügt ist und daß die Drosselspule Lg zwischen die Klemme s und den Thyristor T₁, eingefügt

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π π ^ςΊ η /. 7 / η ? ο η

ist und daS die beiden Drosselspulen miteinander über einen gemeinsamen Magnetkern gekoppelt sind.

In der ^leichrichterschaltung 2 nach Figur 9 werden die Thyristoren T₇ und T₁^ so gezündet, daß die aus den Thyristoren T,-maä T^ yii& den Dioden D. und Dp gebildete Brückengleichrichterschaltung £sini gebracht wird, die Wechselspannung zwischen der Mittelan-Es.pt'iE* © und der Klemme b der Sekundärwicklung V^ gleichzuceiL. 5a der Zündwinkel für die Thyristoren T^ und T^ kontinuierlich von 180° bis O gesteuert wird, erfährt die Spannung sraireheE, den G-leichstromausgangsklemmen ρ und η ebenfalls eine koirbiiii!.!etliche Änderung· Im übrigen ist die Anordnung der GIeieh- -iL'iehter schaltung bei dieser Ausführungsform die gleiche wie im "falls G.S3? 2Tigur 1, und daher ist die Punktion und Wirkungsweise £es SziG-sfif!spulen L₄, und Lg die gleiche wie weiter oben besehrie-

s- P

&.ctoinfcel eier Thyristoren T^ und T^, den Wert 0° f,r-5. der Sündwinkel der Thyristoren T^ und T₂ von 180° 3i gosf 0^' gesteuert, um so die Spannung zwischen den ⁵C-:aausgsi^f iklemmen ρ und η mehr zu erhöhen. In der ':ut wir-,ΐ. ler Zündwinkel der Thyristoren T-, und 5f„ na=

ο ρ 4 ■

^L 0 is.iL-Alten. Wenn der Zündwinkel der Thyristoren T^

-ί·Λ C"' ί,·-^, erfolgt die Kommutierung vom Thyristor i'_s ^aristc;? L"> und vom Thyristor T^ auf den Thyrist^E¹ SiSm !Teil siind die Zeiten der beiden Kommutieriing@i2 lon Τ»:::.^:_ίfroren T^ und T. und zwischen den Thyrigto^sa "©rev. Ii len, und daher bieten die Drosselspulen L, Z3 ©ffdlive Induktivität dar·

der Thyristoren T. und Tp den Wert 0^w ®:

θώ. die Thyristoren T. und T₃ gleichzeitig- ; ::-'L froren Tp und T₂, werden etesfells gleioliss: äSia Fall ist die Spannung sm 2/s>t Klemme s. U f an der Mittelanzapfung θ Irofcllsh der ΊΩμϊ i-^ und T^ können überhaupt KAiH leiten^ gs zwischen der Diode B_rfi :xl l^s Thyristö:

- 17 --1 q Ri 7 / Π ? ^ 0

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und zwischen der Diode Dg und dem Thyristor Tp wiederholt wird. In diesem Fall ist die Induktivität der Drosselspulen unwirksam. Im übrigen wird in der Schaltung nach Figur 9 durch die magnetische Kopplung der Drosselspulen L* und Ι»£ auch eine hohe Spannung an den Thyristoren T^ und T^ erzeugt. Es ist vorteilhaft, eine zusätzliche Drosselspule zur Aufteilung der Spannung in geeigneter Weise einzufügen, und zwar vorzugsweise zwischen die Anschlüsse θ und s, um die Zahl solcher Drosselspulen möglichst gering zu halten.

Anstatt die Drosselspulen L. und Lo wie im Falle der Figur 9 in Reihe mit den Thyristoren T, und T₁, zu schalten, kann man vorzugsweise eine Drosselspule L zwischen die Klemme a der

EL

Transformatorwicklung W^ und den gemeinsamen Anschluß a^ der Thyristoren T, und T2 schalten und eine Drosselspule L., vorzugsweise zwischen die Klemme b und den gemeinsamen Anschluß b^ der Dioden D. und D~ einfügen, wie es mit dem Schaltbild nach Figur 10 gezeigt ist. Die Drosselspulen L und L, sind miteinander über einen gemeinsamen Magnetkern gekoppelt. In der Anordnung nach Figur 10 werden die Thyristoren T, und T₁, zuerst gezündet* Die Gleichrichterschaltung 2 arbeitet mit den Thyristoren T-, und T^ und den Dioden D. iind D^ als Brückengleichrichter, um die Spannung zwischen den Anschlüssen θ und b gleichzurichten« Die mit dem Wechselstromkreis verbundene Drosselspule L-I₃ bildet für den Kommutierungsstrom eine effektive Induktivität. Dieser Zustand bleibt unverändert, auch nachdem der Zündwinkel der Thyristoren T^ und T^ den Wert 0° erreicht hat, wenn die Thyristoren T. und Tp gezündet werden. Wenn der Zündwinkel der Thyristoren T- und T^ nicht gleich O ist, dann erfolgen die Kommutierungen von D. auf T^ und von T, auf T,. im Verlauf einer Halbwelle der Wechselspannung zu verschiedenen Zeiten. Diese beiden verschiedenen Kommutierungen führen dazu, daß in den Drosselspulen L^ und L_& zu verschiedenen"Zeiten KommutierungsStromkomponenten schließen, so daß die Induktivitäten dieser Spulen wirksam sind. Wenn der Zündwinkel der Thyristoren T. und T2 den Wert 0° erreicht, dann können die Thyristoren T^ und T^ nicht leiten, sondern es erfolgt allein

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eine Kommutierung zwischen dem Thyristor T,. und der Diode D. und zwischen dem Thyristor T_p und der Diode D_p. Wenn der

Einphasen-Brückengleiehrichter■mit einem Zündwinkel von 0 gesteuert wird, dann fließen in den Drosselspulen L und L, zur gleichen Zeit gleiche Kommutierungsströme. Wenn also · die Spulen miteinander über einen gemeinsamen Magnetkern und in den durch die schwarzen Punkte angezeigten Polaritäten gekoppelt sind, dann bieten die Drosselspulen solchen Kommutierungsstromkomponenten keine Induktivität.

Die Erfindung wird also wirksam auch dort realisiert, wo die Drosselspulen mit dem Wechselstromkreis verbunden sind, wie es oben beschrieben ist. Auch in der Schaltung nach Figur 10 wird durch die magnetische Kopplung der Drosselspulen L und Ι», eine hohe Spannung an den Thyristoren T„ und a D ι

Tp und an den Dioden D- und Dp^ erzeugt. Diese Spannung kann ■wirksam durch eine v/eitere "spannungsteilende" Drosselspule vermindert werden, die vorzugsweise zwischen den Anschlüssen θ und s eingefügt wird, um die Gesamtanzahl der Drosselspulen möglichst gering zu halten·

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen betreffen Fälle, in denen Drosselspulen mit einem unabhängigen oder selbständigen Umformer verbunden sind. Häufig werden jedoch Umformersysteme verwendet, in denen sich mehrere verschiedenartige gesteuerte Gleichrichtereinheiten befinden,deren jede eine gesonderte Umformerfunktion hat und wobei die jeweiligen Einheiten in bestimmter Folge gesteuert werden. Bei einem solchen Umformersystem mit mehreren gesteuerten Gleichrichtereinheiten, wo die Kommutierungszeiten der einzelnen Einheiten im Verlauf des Steuervorgangs verschieden sind, aber am Ende des Steuervorgangs zusammenfallen können, seien die gesteuerten Gleichrichtereinheiten vorzugsweise mit Drosselspulen versehen und über einen gemeinsamen Magnetkern gekoppelt, womit es möglich wird, die Vorteile der vorliegenden Erfindung zu erzielen·

Jede der gesteuerten Gleichrichtereinheiten kann natürlich

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mit mehreren Drosselspulen versehen sein, die über einen gemeinsamen Magnetkern miteinander gekoppelt sind· Diese Methode ist jedoch wegen der erhöhten Anzahl der Drosselspulen nicht günstig· Im Gegensatz hierzu enthält die in Figur 11 gezeigte Ausführungsform der Erfindung nur ein Drosselspulenpaar· Bei dieser Ausführungsform besteht die Gleichrichterschaltung 2 aus zwei Gleichrichtereinheiten 21 und 22, deren Gleichstromssit« in Reihe geschaltet sind· Die Gleichrichtereinheit 21 hat denselben Aufbau wie die in Figur 9 dargestellte Gleichriefe.ie2?schal» tung· Die Gleichrichtereinheit 22 jedoch ist ein Brückengleichrichter mit den Dioden D^ und D^ und den Thyristoren T₁- wad ¹T_a. Der Transformator 1 hat zwei Sekundärwicklungen Wp,. unä ¥_Op mit jeweils gleicher Windungszahl, deren eine mit der Gleichrichter«. einheit 21 und deren andere mit der Gleichrichtereinheit 22 verbunden ist· Eine Reihenschaltung bestehend aus der GlattiaigB-drossel 3 und cLer Last 4- liegt zwischen den Gleichstromanscäit;?- -sen ρ und η der Gleichrichterschaltung 2. Die UmformerleistTS&g der Gleichrichtereinheit 22 wird zunächst auf 0 gehalten, ©i?ne die Thyristoren T₁- und Tg der Gleichrichtereinheit 22 zn %imämi· Unter dieser Bedingung wird die Gleichrichtereinheit 21 so ge™ steuert, daß ihre Umformerle istung anwächst· Wenn die uaforuiesleistung der Gleichrichtereinheit 21 nach Beendigtang ihr&s Πο©γ-fahrens einen Maximalwert erreicht, dann wird die t^f02?sesl@i stung der Gleichrichtereinheit 21 auf die Gleichrdüivim'si&^lt ; übergeben. Bei diesem Vorgang werden die Thyristoren ^ ·&£& -^ der Gleichrichtereinheit 22 mit einem Zündwinkel von 0 gosmdet, um in dieser Einheit 22 eine maximale UmformerleisttEg si: erreichen, während gleichzeitig die Umformerleistung üv'S iliiitc richtereinheit 21 auf 0 vermindert wird. Die der Gleichrichterschaltung 2 als Ganzes bleibt falls die Sekundärwicklungen W2,. und Wp^ gleiche haben und somit gleiche Spannung produzieren· Untea⁵ Hess dingung wird die Gleichrichtereinheit 21 wiederum |ρε*@"ΐκ die Umformerleistung der Gleichrichtereinheit 21 s-m SgAs Stellervorgangs wiederum ihren Maximalwert erreicht, ämsm. BXLGh die ümformerleistung der gesamten GleichrisfetergiiaS ihren Maximalwert· Bei diesem Steuerbetrieb wird die tereinheit 22 πατ zur Regelung der Einschaltung twä,

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/ O ' ι η :) U

v-M'ivsndi.i;, wärmend die Gleiohrielitereinhei^ 21 die kontinuier— liülie 3LiSg =?i9ii schnitt Steuerung übernimmt _c Hiermit wird ein gün- :ΓΪ1^6Ε Voi'Iial'^:2*: erreicht© Anders ausgedrückts Die Drossen— spulen L. 'md L,- wirken derart, daß sie während der Zündsteuerung If.fe I'c^ponentsn höherer Harmonischer vermindern, während an-1-rsrseits die maximale Ausgangsleistung der Gleichrichterschali'^ig "unvermindert bleibt. Da außerdem die Drosselspulen L* und I:-j ait einer Gleiehrichtereinheit verbunden sind, deren Umformerleistung die Hälfte der gesamten Umformerleistung beträgt, kann das Leistungsvermögen der Drosselspulen ebenfalls entsprechend vermindert werden.

Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen haben alle eine einphasige Wechselstromversorgung und stellen Anwendungsfälle der Erfindung in Verbindung mit einer Gleichrichterschaltung dar, die aus einer Kombination von Thyristoren und Dioden besteht. Die vorliegende Erfindung ist jedoch allgemein auf jedes Umformersystem anwendbar, bei welchem eine Wechselstromspeisung für die Kommutierung der Thyristoren und Diosen herangezogen wird. So kann die Erfindung beispielsweise bei einem Umformersysteffi Anwendung finden, welches mit einer drei- oder r.ehrphasigen ¥echselstromversorgung arbeitet. Auch kann der VmrOrcms:? ai*3 Thyristoren ohne irgendwelche Dioden bestehen. AuSer-d-aiL list iris Erfindung bei einem sogenannten Zyklokonverter anwendbar, um den Sieichstrom direkt in den Wechselstrom umzuformen.

Wie &M3 der vorstehenden Beschreibung hervorgeht, ist es mit der Erfindung möglich, Komponenten höherer Harmonischer im Eingangsvzechselstrom zu vermindern, ohne die maximale Umformerleistung des "lsiernsrsystems su vermindern. Sie verschiedenen 2esohr-Mn!~jin§»n_s die man ümforsersystemen bisher infolge der liöhersn Harmonisshen auferlegen Eußte, werden somit" wesentlich gelockert.

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Claims

Patentansprüche

( 1. j Einrichtung zur Umformung einer Wechselstromleistung ν_-''■' in eine gewünschte Leistung, gekennzeichnet durch einen Transformator (Ό, eine Gleichrichteranordnung (2) aus mehreren gesteuerten Gleichrichterelementen (z.B. T_x., T₂) und· mehreren ungesteuerten Gleichrichterelementen (z.B. D., D₂) oder aus einer Kombination mehrerer ge- steuerter Gleichrichterelement en, wobei die Gleichrichteranordnung über den Transformator mit einer Wechsel— strom-Speisequelle verbunden ist, die gleichzeitig als Kommutierungsstromquelle für die Gleichrichterelemente herangezogen wird, sowie mehrere Drosselspulen, (z.B. L_x., L₂), die in Reihe mit den Gleichrichterelementen. auf der Wechselstrom-Speiseseite der Gleichrichteran-■ Ordnung geschaltet sind und magnetisch miteinander gekoppelt sind (z.B. Figur 1).

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichteranordnung (2) eine Einphasen-Gleichrichterschaltung ist, invelcher die Gleichrichterelemente eine Brückenschaltung bilden, und daß die Drosselspulen (L., L₂) auf der Seite der gesteuerten Gleichrichter (T., T₂) vorgesehen sind, deren Zündphase kontinuierlich gesteuert wird (Figuren 1 und 6).

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleichrichteranordnung (2) eine Einphasen-GIeichrichterschaltung ist, in welcher die Gleichrichterelemente (T₁, T₂, D^, D₂) eine Brückenschaltung bilden,und daß jedes der Gleichrichterelemente mit einer der Drosselspulen (L^, L₂, L₅, L^) versehen ist und daß diejenigen Drosselspulen, die den in gegenüberliegenden Armen der Brückenschaltung liegenden Gleichrichterelementea ■zugeordnet sind, magnetisch miteinander gekoppelt sind (Figur 7).

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4c ^iuiii-oIiYiHig jiaal. AnspruoJb. -;, dadnreii gekennzeichnet, daß der Transformator (1) eine Wicklung (Wp) mit zwei Endanschlüssen (a, b) und einer Mittelanzapfung (O) aufweist; daß .jeder der beiden Endanschlüsse über eine Drosselspule (L , L^) mit einem Ende eines jeweils zur geordneten der gesteuerten Gleichrichterelemente (T*, T„) verbunden ist; daß die Mittelanzapfung mit einem Ende jedes der ungesteuerten Gleichrichterelemente (z.B. D.) verbunden ist; daß die anderen Enden der gesteuerten und ungesteuerten Gleichrichterelemente zusammengeschaltet sind (z.B. Figur 8).

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (1) eine Wicklung (W~) mit einer Mittelanzapfung (Θ)enthält; daß die Gleichrichteranordnung (2) eine Dreiphasen-Brückengleichrichterschaltung ist; daß die Gleichrichterelemente mit der Mittelanzapfung des Transformators verbunden sind; daß die mit der Mittelanzapfung verbundenen gesteuerten Gleichrichterelemente (T^, T^) mit den Drosselspulen (L., Lp) versehen sind (Fig.9).

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Transformator (1) eine Wicklung (Wp) mit zwei Endanschlüssen (a, b) und eine Mittelanzapfung (Θ) aufweist; daß die Gleichrichteranordnung (2) eine aus den Gleichrichterelementen gebildete Dreiphasen-Brückengleichrichterschaltung ist; daß die Wechselstromeingangsklemmen (a., s, b^j) der Gleichrichterschaltung mit den beiden Endanschlüssen und der Mittelanzapfung verbunden sind; dass die Drosselspulen (L , L, ) zwischen den beiden Endanschlüssen und den Wechselstromeingangsklemmen liegen (Figur 10).

7. Umformersystem, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleichrichteranordnung (2) vorgesehen ist, deren Wechselstromeingangsklemmen (a¹, b) über einen Transformator (1) mit einer Wechselströmspeisequelle verbunden sind und die

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eine Brückensclialtung aus mehreren gesteigerten Gleiohrichterelementen (z.B. T,., "Tp) vnd. mehr-er-sii iinge steileren Gleichrichterelementen (z.B. D^₅ B_p) öder eine Brückenschaltung aus einer Vielzahl gesteuerter Gleichrichter— elemente aufweist; daß die Wechselstroinspeisequelle ale Kommutierungsstromquelle für die Gleichrichtereleinente herangezogen wird; daß in ausgewählten Zweigen der Brückenschaltung Drosselspulen (z.B. L., Lp) eingefügt sind, die in Reihe mit den dort vorhandenen gesteuerten Gleichrichterelementen jeweils den betreffenden ausgewählten Brückenzweig "bilden; daß die Drosselspulen magnetisch miteinander gekoppelt sind; daß eine weitere Drosselspule (Lg) zwischen eine gegebene (a) zweier Speiseklemmen und diejenige Wechselstroraeingangsklemme (a¹) der Gleichrichterschaltung eingefügt ist, die mit der besagten gegebenen SpeisekXeimne verbunden ist (z.B. Figur 6).

8. Umformersystem, gekennzeichnet durch eine Wechselstrom— speisequelle, einen Transformator (1) mit einer an die Wechselstroinspeisequelle angeschlossenen Primärwicklung (W,.) und mehreren Sekundärwicklungen (Wp,., ^pp)i mehrere Gleichrichtereinheiten (21, 22), deren jede eine Brücken™ ' schaltung aus mehreren gesteuerten Gluioii^iilrae^eleraenttea und mehreren ungesteuerten Gleichrichterelementen oder eine Brückenschaltung aus einer Vielzahl gesteuerter Gleichrichterelemente enthält, wobei die Gleichstromausgangsseiten der jeweiligen Gleichrichtereinheiten zueinander in Reihe geschaltet sind, sowie mehrere Drosselspulen (L , L_?), die in ausgewählten Brückenzweigen einer ausgewählten der Gleichrichtereinheiten (21) jeweils in Reihe mit dem dort befindlichen gesteuerten Gleichrichterelement den betreffenden ausgewählten Brückenzweig bilden und die magnetisch miteinander gekoppelt sind.

9. Umformersystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorbestimiate der Sekundärwicklungen (Wp.), mit welcher- Sie v/eehselstromeingangsklemmen (a,., b,.) der be-

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sago^n ε. us gewählten GleieliriGhtsreinlisit (2i) verbunden slna, eine Mitte!anzapfung (9) auivjsistf daß die bes-.a^~ a^?.-.3g9b-jähr^:J3 Gleioli-Iohtereinlieit (21) eine Dreiphasen-Brüokenschaltung enthält_? deren Wechselstromein-

S₅ K,) sit den beiden Endanschlüssen

kleäisien (a^ _t S₅
raid niit der Mittelanzapfung der besagten Sekundärwicklung verbunden sind; daß die Drosselspulen (L^, Lp) in denjenigen Brüekenzv.'sigen angeordnet sind, an denen sich die mit der Mittelansapfung verbundene Wechselstromeingangsklemme (s) befindet und in der die gesteuerten Gleichrichterelemente (T^, T₁^) liegen·

10. Umformersystem nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß jede der Gleichriehtereinheiten (22), die nicht die besagte ausgewählte eine Gleichrichtereinheit (21) darstellen, eine Einphasen-Brückenschaltung enthält.

11. Umformersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß o'ede der Sekundärwicklungen (VZ₂^, ^22^ ^^es ^³⁷S²¹Sf⁰¹¹"* mators (1) die gleiche Windungszahl hat.

12« üffiformersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsleistung der ausgewählten einen Gleichx'iahtereinheit (21) kontinuierlich gesteuert wird, während die Ausgangsleistungen der anderen Gleichriehtereinheiten (22) lediglich eingeschaltet bzw« ausgeschaltet werden.

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