DE2641294B1 - Circuit arrangement with a number of converters with single-phase AC voltage output - Google Patents

Circuit arrangement with a number of converters with single-phase AC voltage output

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Abstract

The arrangement comprises m converters (U1, U2, U3) having a single-phase AC voltage output, which are connected on the output side to an m-phase load (6), in a balanced m-phase star circuit. In this case, in each case one current control loop (10, 14), having a sinusoidal preset required current value (I1*, I2*) is allocated to m-1 converters (U1, U2). The last converter (U3) is voltage-controlled. A control arrangement is used for this purpose which is connected upstream of the drive unit (9) of this converter (U3) and contains an addition element (93) which is supplied with the negative output voltage (U'S1, U'S2) of the two current regulators (10, 14). This enables a good dynamic range for controlling the conversion, particularly in the case of direct conversion, with simple construction. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung mit einer Anzahl m von Umrichtern mit Einphasen-Wechselspannungsausgang, die jeweils einen linearisierenden Steuersatz besitzen und ausgangsseitig in symmetrischer m-phasiger Sternschaltung an eine m-phasige symmetrische Last unter Ausschluß einer direkten Verbindung zwischen dem Sternpunkt der Umrichter und dem Sternpunkt dieser Last angeschlossen sind, wobei die Leiterspannungen an der Last jeweils einen vorgegebenen periodischen zeitlichen Verlauf besitzen und gemeinsam ein symmetrisches System bilden, wobei für einen der m Umrichter eine Steueranordnung zur Steuerung seiner Ausgangsspannung auf einen zeitlich periodischen Verlauf und für die restlichen Umrichter jeweils ein Stromregelkreis zur Regelung des lastseitigen Leiterstromes vorgesehen ist und wobei in den Stromregelkreisen jeweils ein sinusförmiger Stromsollwert vorgegeben ist. The invention relates to a circuit arrangement with a Number m of converters with single-phase AC voltage output that each have a linearizing tax rate and a symmetrical one on the output side m-phase star connection to an m-phase symmetrical load with the exclusion of a direct connection between the star point of the converter and the star point of this Load are connected, the conductor voltages at the load each being a given have a periodic course over time and together have a symmetrical system form, with a control arrangement for controlling its one of the m converters Output voltage to a periodic curve over time and for the rest Inverter each has a current control loop for regulating the load-side conductor current is provided and a sinusoidal current setpoint in each of the current control loops is given.

Eine solche Schaltungsanordnung ist aus der DE-OS 24 15 398, Anspruch 5 bis 19 und Fig. 7 samt zugehöriger Beschreibung, bekannt. Hierbei wird also einer der Umrichter gesteuert, während die restlichen Umrichter in Stromregelkreisen geregelt werden. Bei der bekannten Schaltungsanordnung wird die Steuerspannung dem Steuersatz des besagten Umrichters speziell derart vorgegeben, daß die Ausgangsspannung dieses Umrichters einen zeitlich periodischen Verlauf besitzt, der neben einer sinusförmigen Grundwelle auch mindestens eine Oberwelle mit ungerader, durch m teilbarer Ordnungszahl enthält. Die Ausgangsspannung ist dadurch der Trapezform weitgehend angenähert. Durch diese Maßnahmen wird gegenüber einer reinen Sinusform erreicht, daß bei gleichbleibender Ventilbeanspruchung die übertragene Leistung vergrößert wird. Bevorzugt wird die trapezförmige Steuerspannung dadurch gewonnen, daß die zwischen dem Sternpunkt der Last und dem an die Last angeschlossenen Ausgangsleiter des besagten Umrichters liegende Sternspannung abgegriffen und anschließend trapezförmig deformiert wird. Bei der bekannten Schaltungsanordnung ist ebenso wie vorliegend ein linearisierender Steuersatz für den besagten und die anderen Umrichter vorausgesetzt. Such a circuit arrangement is from DE-OS 24 15 398, claim 5 to 19 and FIG. 7 and the associated description are known. So here is one the inverter is controlled, while the remaining inverters are regulated in current control loops will. In the known circuit arrangement, the control voltage is the control rate of said converter specifically specified in such a way that the output voltage of this Inverter has a periodic course over time, which in addition to a sinusoidal Fundamental wave also has at least one harmonic with an odd atomic number that can be divided by m contains. The output voltage is thus largely approximated to the trapezoidal shape. By these measures, compared to a pure sinusoidal shape, it is achieved that with a constant Valve load the transmitted power is increased. Is preferred trapezoidal control voltage obtained in that the between the star point of the Load and the output conductor of said converter connected to the load lying star voltage is tapped and then deformed into a trapezoidal shape. In the known circuit arrangement, as in the present case, there is a linearizing one Tax rate assumed for the aforementioned and the other inverters.

In der DE-OS 24 15 398 ist auch angegeben (Ansprüche 20 bis 27 und Fig. 1 samt zugehöriger Beschreibung), daß für den besagten Umrichter ein Spannungsregelkreis zur Regelung seiner Ausgangsspannung und für den restlichen (m - 1) Umrichter jeweils ein Stromregelkreis zur Regelung des lastseitigen Leiterstroms vorgesehen ist. In DE-OS 24 15 398 is also indicated (claims 20 to 27 and Fig. 1 and the associated description) that a voltage control loop for said converter for regulating its output voltage and for the remaining (m - 1) inverter, respectively a current control circuit for regulating the load-side conductor current is provided.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die eingangs genannte Schaltungsanordnung, bei der die Ausgangsspannung des besagten Umrichters rein sinusförmig oder aber auch trapezförmig geführt sein kann, hinsichtlich ihrer Steueranordnung besonders einfach auszugestalten, also den Aufwand für die Steuerung besonders gering zu halten, und bezüglich ihres dynamischen Verhaltens zu verbessern. The object of the present invention is to provide the aforementioned Circuit arrangement in which the output voltage of said converter is purely sinusoidal or it can also be guided in a trapezoidal shape, with regard to its control arrangement particularly easy to design, so the effort for the control is particularly low and to improve their dynamic behavior.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Steueranordnung des besagten Umrichters ein Additionsglied enthält, das als Steuerspannung die negative Summe der Ausgangsspannungen der Stromregler in den Stromregelkreisen der restlichen (m - 1) Umrichter bildet. This object is achieved according to the invention in that the control arrangement of said converter contains an adder, the negative as the control voltage Sum of the output voltages of the current regulators in the current control loops of the remaining ones (m - 1) converter forms.

Da eine Linearisierung der Stromrichterkennlinie (Ausgangsspannung des Umrichters aufgetragen gegen die Steuerspannung) durch einen linearisierenden arc-cos-Steuersatz oder einen herkömmlichen Steuersatz mit einer vorgeschalteten Linearisierungsstufe vorausgesetzt ist, stellen die einzelnen Steuerspannungen ein Spannungssystem, bei Verwendung von drei Umrichtern speziell ein Drehspannungssystem dar, und es gilt, daß die Summe aller Steuerspannungen gleich Null ist. Daraus ergibt sich, daß die Steuerspannung des einen Umrichters als negative Summe der Steuerspannungen der anderen Umrichter dargestellt werden kann. Durch diese Bedingung ist das System bei (m - 1) von der Stromregelung vorgegebenen Steuerspannungen eindeutig bestimmt. -Für die in die Last fließenden Ströme gilt im übrigen entsprechend die Bedingung, daß die Summe aller Einzelströme Null ergeben muß, da der Sternpunkt der Last nicht angeschlossen ist. Since a linearization of the converter characteristic (output voltage of the converter plotted against the control voltage) by a linearizing arc-cos tax rate or a conventional tax rate with an upstream A linearization stage is required, set the individual control voltages Voltage system, especially a three-phase voltage system when using three inverters and it applies that the sum of all control voltages is zero. From this it follows that the control voltage of one converter is the negative sum of the control voltages the other inverter can be displayed. By this condition the system is at (m - 1) the control voltages specified by the current regulation are clearly determined. - For the currents flowing into the load, the following condition applies accordingly, that the sum of all individual currents must be zero, since the star point of the load is not connected.

Infolge der Verwendung der bereits vorhandenen Ausgangsspannungen der einzelnen Stromregler bei der Bildung der Steuerspannung des besagten Umrichters kommt die Schaltungsanordnung mit wenigen und einfachen Bauelementen aus. Da die Steuerspannung des besagten Umrichters bereits vor der Ausbildung der Ausgangsspannungen der restlichen Umrichter gebildet wird, erhält man ein schnelles Ansprechen der Schaltungsanordnung und damit ein gutes dynamisches Verhalten. As a result of the use of the already existing output voltages of the individual current regulators in the formation of the control voltage of said converter the circuit arrangement comes with a few and simple components. Since the Control voltage of the converter in question before the output voltages are established the rest of the inverter is formed, the response is fast Circuit arrangement and thus good dynamic behavior.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß das Additionsglied zusätzlich vom Ausgang eines Spannungsreglers beaufschlagt ist, dessen Vergleicher einerseits der Istwert der Ausgangsspannung des besagten Umrichters und andererseits ein Spannungssollwert mit zeitlich periodischem Verlauf vorgegeben sind. Als Spannungssollwert kann hierbei z B. die zwischen dem Sternpunkt der Last und dem an die Last angeschlossenen Ausgangsleiter des besagten Umrichters liegende Sternspannung vorgesehen sein. A special embodiment of the invention is characterized by this from that the addition element is additionally acted upon by the output of a voltage regulator is whose comparator on the one hand the actual value of the output voltage of said Converter and, on the other hand, a voltage setpoint with a periodic course over time are given. The voltage setpoint between the neutral point, for example, can be used here the load and the output conductor of said converter connected to the load lying star voltage be provided.

Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist demnach vorgesehen, daß der Spannungssteuerung des besagten Umrichters eine Spannungsregelung überlagert wird. Der Spannungssteuerung wird hierbei jedoch Priorität eingeräumt. Die überlagerte Spannungsregelung braucht nurmehr die Ungenauigkeiten und Fehler der Spannungssteuerung auszuregeln. Für die Dynamik der Schaltungsanordnung ist dabei nach wie vor die schnelle Spannungssteuerung verantwortlich. Bei dieser Ausgestaltung wird die symmetrierende Wirkung der Last ausgenutzt. In this embodiment of the invention it is therefore provided that a voltage regulation is superimposed on the voltage control of said converter will. However, priority is given to voltage control. The superimposed Voltage regulation now only needs the inaccuracies and errors of the voltage control to regulate. For the dynamics of the circuit arrangement is still the fast voltage control responsible. In this configuration, the symmetric Effect of the load exploited.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung mit überlagerter Spannungsregelung kann vorgesehen sein, daß das Additionsglied zusätzlich vom Ausgang eines Spannungsreglers beaufschlagt ist, dessen Vergleicher einerseits als Istwert die Differenzspannung, die zwischen dem Sternpunkt der Umrichter und dem Sternpunkt der Last herrscht, und ein Differenzspannungssollwert, der bei sinusförmigem Betrieb insbesondere Null beträgt, vorgegeben sind. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung ist also wiederum der Spannungssteuerung eine symmetrierende Spannungsregelung überlagert, die die Ungenauigkeiten der Spannungssteuerung ausreaelt. According to a further embodiment of the invention with superimposed Voltage regulation can be provided that the addition element is also connected to the output a voltage regulator is applied, its comparator on the one hand as an actual value the differential voltage between the star point of the converter and the star point the load prevails, and a differential voltage setpoint that is used in sinusoidal operation in particular is zero, are given. In this embodiment of the invention so, in turn, the voltage control is superimposed by a symmetric voltage control, which realizes the inaccuracies of the voltage control.

Beim Gegenstand nach Fig. 1 der deutschen Offenlegungsschrift 24 15 398 ist, wie bereits ausgeführt wurde, allein eine Spannungsregelung des besagten Umrichters vorgesehen, während die restlichen Umrichter in Stromregelkreisen geregelt werden. Experimente an einer solchen Schaltungsanordnung haben ergeben, daß sich infolge der Spannungsregelung bei besonderen Betriebszuständen des be- sagten Umrichters unerwünschte Regelschwingungen ausbilden können. Um die Regelschwingungen zu YE nt bgi dLI bekanntg SohwGtang oW-nung Optimierungsarbeiten im Spannungsregelkreis erforderlich. Weiter haben Experimente ergeben, daß die Regelvorgänge bei der bekannten Schaltungsanordnung je nach Einstellung gegebenenfalls zu langsam vonstatten gehen können. Demgegenüber ist die vorliegende Spannungssteuerung immer stabil. In the object according to FIG. 1 of German Offenlegungsschrift 24 15 398 is, as has already been stated, solely a voltage regulation of the aforementioned Converter provided, while the remaining converter is regulated in current control loops will. Experiments on such a circuit arrangement have shown that due to the voltage regulation in special operating conditions of the said Inverter can train unwanted control oscillations. To the control oscillations zu YE nt bgi dLI known SohwGtang oW-nung Optimization work in the voltage control loop necessary. Experiments have also shown that the control processes in the known Circuit arrangement may proceed too slowly depending on the setting can. In contrast, the present voltage control is always stable.

Bei ihr entfallen die besagten Optimierungsarbeiten, und Eingriffe auf die Ausgangsspannung werden in schnellstmöglicher Weise vorgenommen. Bei überlagerter Spannungsregelung hat diese nur beschränkten Durchgriff; sie regelt - wie bereits erwähnt - nur die Ungenauigkeiten der Spannungssteuerung aus.With her, the aforementioned optimization work and interventions are omitted on the output voltage are made in the fastest possible way. With overlaid Voltage regulation has this only limited penetration; it regulates - as already mentioned - only the inaccuracies of the voltage control out.

Sie kann daher vergleichsweise langsam gemacht werden und ist somit bezüglich der Stabilität unkritisch. - Gegenüber der bekannten Schaltungsanordnung ergeben sich demnach als Vorteile eine Erhöhung der Stellgeschwindigkeit und eine Erhöhung der Regelungsstabilität.It can therefore be made comparatively slowly and is therefore not critical in terms of stability. - Compared to the known circuit arrangement there are therefore advantages as an increase in the actuating speed and a Increase in control stability.

Die Schaltungsanordnung sorgt bei entsprechender Sollwertvorgabe dafür, daß die Lastströme sinusförmig ausgebildet sind. Bei entsprechender Sollwertvorgabe besitzt auch die Ausgangsspannung der einzelnen Umrichter gleichfalls Sinusform. Um aber auch bei dieser Schaltungsanordnung den Vorteil der relativ großen übertragenen Leistung (vgl. DE-OS 24 15 398) zu erhalten, muß dafür gesorgt werden, daß die Steuerspannungen der linearisierenden Steuersätze der einzelnen Umrichter einen trapezförmigen Zeitverlauf annehmen. Die Umwandlung der sinusförmigen Steuerspannungen in trapezförmige Steuerspannungen läßt sich dadurch erreichen, daß zwischen den Ausgang des Additionsgliedes und den Eingang des dem besagten Umrichter zugeordneten Steuersatzes sowie zwischen den Ausgang eines jeden Stromreglers und den Eingang des zugeordneten Steuersatzes jeweils eine Spannungsformierschaltung zum Hinzufügen mindestens einer Oberschwingung mit ungerader, durch m teilbarer Ordnungszahl zwischengeschaltet ist. Die gute Dynamik der Schaltungsanordnung wird durch die zusätzlichen Spannungsformierschaltungen nicht beeinträchtigt. The circuit arrangement provides for a corresponding setpoint specification that the load currents are sinusoidal. With a corresponding setpoint specification the output voltage of the individual converters also has a sinusoidal shape. But in order to also take advantage of the relatively large transmitted in this circuit arrangement To obtain performance (see. DE-OS 24 15 398), it must be ensured that the control voltages the linearizing tax rates of the individual inverters have a trapezoidal time curve accept. The conversion of the sinusoidal control voltages into trapezoidal control voltages can be achieved in that between the output of the adder and the Input of the tax rate assigned to said converter and between the Output of each current regulator and the input of the assigned tax rate respectively a voltage shaping circuit for adding at least one harmonic odd ordinal number divisible by m is interposed. The good dynamics the circuit arrangement is made possible by the additional voltage shaping circuits not affected.

Beim Vorhandensein einer der Spannungssteuerung für den besagten Umrichter überlagerten Spannungsregelung ist diese nach einer ersten Methode so langsam zu machen, daß sie die »gewünschten« Oberschwingungen in der Ausgangs spannung nicht ausregelt. Als »gewünschte« Oberschwingungen gelten hier die in der gewünschten Trapezspannung enthaltenen Oberschwingungen mit ungeradzahliger, durch drei teilbarer Ordnungszahl. Nach einer zweiten, demgegenüber technisch verbesserten Methode werden dem Sollwert der überlagerten Spannungsregelung die »gewünschten« Oberschwingungen als Spannungszusatzsollwert aufgeschaltet. Auch dadurch kann verhindert werden, daß die »gewünschten« Oberschwingungen ausgeregelt werden. Dieser Spannungszusatzsollwert kann sich insbesondere aus der Differenz der Spannungen am Eingang und am Ausgang einer Spannungsformierschaltung ergeben. In the presence of one of the voltage controls for the said Voltage regulation superimposed on converters is based on a first method slowly to make that you get the "desired" harmonics in the output voltage not corrects. The "desired" harmonics are those in the desired Trapezoidal voltage contained harmonics with odd-numbered, divisible by three Atomic number. According to a second, technically improved method the setpoint of the superimposed voltage control the »desired« harmonics switched on as an additional voltage setpoint. This can also prevent that the "desired" harmonics are regulated. This additional voltage setpoint can result in particular from the difference between the voltages at the input and at the output result in a voltage shaping circuit.

Die Umwandlung in trapezförmige Steuerspannungen kann auf verschiedene Weise vorgenommen werden. Ausführungsbeispiele hierfür sind in den Unteransprüchen 8 bis 10 gekennzeichnet. The conversion into trapezoidal control voltages can be done in different ways Way to be made. Embodiments for this are in the subclaims 8 to 10 marked.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand von vier Figuren näher erläutert. Embodiments of the invention are described below with reference to four figures explained in more detail.

Es zeigt F i g. 1 eine Schaltungsanordnung mit drei Umnchtam, zzei 5zzomlegelkleisen und einer Spdn nungssteuerung, der gegebenenfalls auch ein Spannungsregelkreis übergeordnet sein kann, für wahlweise sinusförmigen oder auch trapezförmigen Verlauf derAusgangsspannungen der einzelnen Umrichter, F i g. 2 eine erste Spannungsformierschaltung für trapezförmigen Betrieb zum Einsatz bei einer Schaltungsanordnung nach F i g. 1, F i g. 3 eine zweite Spannungsformierschaltung dieser Art und F i g. 4 eine dritte, besonders günstige Spannungsformierschaltung dieser Art. It shows F i g. 1 a circuit arrangement with three Umnchtam, zzei 5zomlegelkleisen and a voltage control, which may also have a voltage control loop can be superordinate, for either sinusoidal or trapezoidal course the output voltages of the individual converters, F i g. 2 a first voltage shaping circuit for trapezoidal operation for use in a circuit arrangement according to FIG. 1, Fig. 3 shows a second voltage shaping circuit of this type and FIG. 4 a third, particularly favorable voltage forming circuit of this type.

Die Schaltungsanordnung nach F i g. 1 umfaßt drei Umrichter 1, 2, 3, die über einen Transformator 4 mit drei getrennten Sekundärwicklungen an ein dreiphasiges Wechselspannungsnetz 5 mit den Phasenleitern U, V, W angeschlossen sind. Als Umrichter 1, 2, 3 sind Umkehr-Stromrichter, die für einen Betrieb in beiden Energierichtungen eingerichtet sind, insbesondere Direktumrichter, vorgesehen. Jeder Umrichter 1, 2, 3 besteht aus zwei gegenparallel geschalteten Teilstromrichtern mit steuerbaren Ventilen in Drehstrombrückenschaltung. Als steuerbare Ventile können insbesondere Thyristoren vorgesehen sein. The circuit arrangement according to FIG. 1 comprises three inverters 1, 2, 3, which are connected to a transformer 4 with three separate secondary windings three-phase AC voltage network 5 with the phase conductors U, V, W connected are. As converters 1, 2, 3 are reversing converters that are designed to operate in both Energy directions are set up, in particular direct converters, provided. Everyone Converter 1, 2, 3 consists of two partial converters connected in opposition in parallel with controllable valves in three-phase bridge circuit. As controllable valves can in particular thyristors may be provided.

Jeweils ein Ausgangsleiter der Umrichter 1, 2, 3 ist an einen gemeinsamen Sternpunkt Mu angeschlossen. Der jeweilige andere Ausgangsleiter ist mit einer der Klemmen R, S, T einer dreiphasigen Last 6 verbunden. Es handelt sich dabei insbesondere um eine symmetrische Last 6, z. B. um eine Drehfeldmaschine M. Als Drehfeldmaschine M kann sowohl eine Synchron- als auch eine Asynchronmaschine verwendet werden. Die Wicklungen der Drehfeldmaschine M können dabei sowohl im Dreieck als auch im Stern geschaltet sein. Der Sternpunkt MM der Last 6 ist herausgeführt eingezeichnet. Er ist nicht mit dem ausgangsseitigen Sternpunkt Mu der drei Umrichter 1, 2, 3 verbunden. One output conductor of each of the converters 1, 2, 3 is connected to a common Star point Mu connected. The respective other output conductor is with one of the Terminals R, S, T of a three-phase load 6 connected. It is in particular around a symmetrical load 6, e.g. B. to a induction machine M. As an induction machine M, both a synchronous and an asynchronous machine can be used. the Windings of the induction machine M can be either in a triangle or in a star be switched. The star point MM of the load 6 is drawn out. He is not connected to the output-side star point Mu of the three inverters 1, 2, 3.

Die Schaltungsanordnung eignet sich z. B. zum Antrieb einer Zementmühle, eines Walzwerkes, eines Baggers, eines Windkanals oder zur Speisung von Bahnumformern. The circuit arrangement is suitable, for. B. to drive a cement mill, a rolling mill, an excavator, a wind tunnel or for feeding railway converters.

Jedem der Umrichter 1, 2, 3 ist ein linearisierender Steuersatz7, 8 bzw. 9 zugeordnet. Es handelt sich dabei um üblicherweise verwendete sogenannte »arccos-Steuersätze« oder um sogenannte Sägezahnsteuersätze mit vorgeschalteter Linearisierungsstufe zur Linearisierung der Steuerkennlinie. Die Steuersätze 7, 8 und 9 haben die Aufgabe, die steuerbaren Ventile der Umrichter 1, 2, 3 in Abhängigkeit einer periodischen Steuerspannung Usl, Us2 bzw. U53 mit vorgegebenem Steuerwinkel und in festgelegter Reihenfolge mit Zündimpulsen zu versorgen. Each of the inverters 1, 2, 3 has a linearizing control rate7, 8 or 9 assigned. These are commonly used so-called »Arccos tax rates« or so-called sawtooth tax rates with a preceding Linearization stage for linearization of the control characteristic. The tax rates 7, 8 and 9 have the task of controlling the valves of the converters 1, 2, 3 as a function a periodic control voltage Usl, Us2 or U53 with a specified control angle and to be supplied with ignition pulses in a defined sequence.

Die beiden Steuersätze 7 und 8 sind jeweils Bestandteil eines Strom-Regelkreises, während der Steuersatz9 Bestandteil einer Steueranordnung ist, der ein Spannungsregelkreis überlagert sein kann. Die Stromregelkreise sind zur Regelung des lastseitigen Leiterstroms li bzw. 12 vorgesehen, während der dem dritten Umrichter 3 möglicherweise zugeordnete Spannungsregelkreis zur Regelung seiner Ausgangsspannung U3 dient. The two tax rates 7 and 8 are each part of a current control circuit, while the Steuersatz9 is part of a control arrangement, the voltage control loop can be superimposed. The current control loops are used to regulate the load-side conductor current li or 12 is provided, during which the third converter 3 may be assigned Voltage control loop is used to regulate its output voltage U3.

Die Steuerspannung U51 für den Steuersatz 7 wird von einem Stromregler 10 geliefert, dessen vorgeschalteter Vergleicher 11 den Istwert I1 des lastseitigen Leiterstroms mit einem Stromsollwert I, vergleicht. The control voltage U51 for the tax rate 7 is provided by a current regulator 10 supplied, the upstream comparator 11 of which the actual value I1 of the load-side Phase current with a current setpoint I, compares.

Der Stromsollwert Il wird dem Vergleicher 11 von einem Sollwertgeber 12 zugeführt, der in F i g. 1 als Potentiometer dargestellt ist. Der Stromsollwert Il hat einen zeitlich sinusförmigen Verlauf. Der Istwert Il des ebenfalls sinusförmigen Leiterstroms wird dem Vergleicher 11 von einem Stromwandler 13 zugeführt, der in dem mit der Klemme R verbundenen Ausgangsleiter des Umrichters 1 angeordnet ist.The current setpoint II is supplied to the comparator 11 by a setpoint generator 12 supplied, which is shown in FIG. 1 is shown as a potentiometer. The current setpoint Il has a sinusoidal curve over time. The actual value Il of the likewise sinusoidal Conductor current is fed to the comparator 11 from a current transformer 13, which is shown in the output conductor of the converter 1 connected to the terminal R is arranged.

Ein entsprechend aufgebauter Stromregelkreis zur Regelung des lastseitigen Leiterstroms 12 ist dem zweiten Umrichter 2 zugeordnet. Bei diesem Stromregelkreis wird die Steuerspannung U52 für den Steuersatz 8 von einem Strom regler 14 geliefert. Diesem ist ein Vergleicher 15 vorgeschaltet, der den Istwert I2 des lastseitigen Leiterstroms mit einem Stromsollwert i vergleicht. Der Stromsollwert I2* ist an einem Sollwertgeber 16 abgegriffen, der wiederum als Potentiometer dargestellt ist. Der Strom sollwert 12* hat widerum einen zeitlich sinusförmigen Verlauf Der Istwert I2 des ausgangsseitigen Leiterstroms wird von einem Stromwandler 17 ermittelt, der in dem mit der Klemme S verbundenen Ausgangsleiter des zweiten Umrichters 2 angeordnet ist. A correspondingly constructed current control loop for regulating the load-side Conductor current 12 is assigned to the second converter 2. With this current control loop the control voltage U52 for the tax rate 8 is supplied by a current regulator 14. This is preceded by a comparator 15, which determines the actual value I2 of the load-side Compares line current with a current setpoint i. The current setpoint I2 * is on a setpoint generator 16 tapped, which in turn is shown as a potentiometer. The current setpoint 12 * has, in turn, a sinusoidal curve over time. The actual value I2 of the output-side conductor current is determined by a current transformer 17, the arranged in the output conductor of the second converter 2 connected to the terminal S. is.

Zur Lieferung der Steuerspannung U53 für den Steuersatz 9 des dritten Umrichters 3 wird eine Steueranordnung herangezogen, die ein Additionsglied 93 umfaßt. Diesem Additionsglied 93 wird einerseits die Ausgangsspannung Usl des Stromreglers 10 und andererseits auch die Ausgangsspannung U's2 des Stromreglers 14 zugeführt. Wie in F i g. 1 durch die beiden Minuszeichen am Additionsglied 93 angedeutet, bildet dieses aus den Ausgangsspannungen U'sl und U's2 die negative Summe als Ausgangsspannung U'53. Diese Ausgangsspannung Uts3 wird als Steuerspannung für den Steuersatz 9 verwendet. To supply the control voltage U53 for the tax rate 9 of the third Converter 3, a control arrangement is used, which includes an adder 93. On the one hand, the output voltage Usl of the current regulator is supplied to this addition element 93 10 and on the other hand also the output voltage U's2 of the current regulator 14 is supplied. As in Fig. 1 indicated by the two minus signs on the adder 93, forms this from the output voltages U'sl and U's2 the negative sum as the output voltage U'53. This output voltage Uts3 is used as the control voltage for the control set 9.

Es ist hiernach festzuhalten, daß die Steuerspannung U53 für den Steuersatz 9 des dritten Umrichters 3 aus der negativen Summe der Ausgangsspannungen Usl und U512 der beiden Stromregler 10 und 14 gebildet wird. It should be noted below that the control voltage U53 for the Tax rate 9 of the third converter 3 from the negative sum of the output voltages Usl and U512 of the two current regulators 10 and 14 is formed.

Den Steuersätzen 7, 8, 9 ist weiter eine Kommandostufe 22 zugeordnet, die mit den Stromistwerten Ii und I2 gespeist ist. Die Kommandostufe 22 bildet für jeden Steuersatz7, 8, 9 ein Signal, welches angibt, für welchen der beiden Teilstromrichter die Steuerimpulse jeweils freigegeben werden sollen. A command level 22 is also assigned to tax rates 7, 8, 9, which is fed with the actual current values Ii and I2. The command level 22 forms for each tax rate 7, 8, 9 a signal which indicates for which of the two converter components the control impulses should be released.

Für die weitere Betrachtung wird zunächst davon ausgegangen, daß Usl = U51 und Q2 = U52 und US, = U53 gilt. For further consideration it is initially assumed that Usl = U51 and Q2 = U52 and US, = U53 applies.

Da eine Linearisierung der einzelnen Umrichterkennlinien durch jeweils einen linearisierenden arccos-Steuersatz 7, 8 und 9 vorausgesetzt wurde, stellen die Steuerspannungen Ud, U,2 und U53 ein Drehspannungssystem dar; es gilt Usi + U52 + U53 = 0 und damit U53 = - U51 - U52. Durch diese Bedingung ist das System durch die zwei von der Stromregelung vorgegebenen Steuerspannungen Ud, U52 eindeutig bestimmt. - Für die Ströme gilt übrigens ebenfalls die entsprechende Drehstrombedingung I1 + I2 + I3 = 0, da der Sternpunkt MM der Last 6 nicht mit dem Sternpunkt Mu der Umrichter 1,2, 3 verbunden ist. Since a linearization of the individual converter characteristics by a linearizing arccos tax rate 7, 8 and 9 was assumed the control voltages Ud, U, 2 and U53 represent a three-phase voltage system; Usi + applies U52 + U53 = 0 and thus U53 = - U51 - U52. By this condition the system is clearly through the two control voltages Ud, U52 specified by the current regulator certainly. - Incidentally, the corresponding three-phase current condition also applies to the currents I1 + I2 + I3 = 0, since the star point MM of the load 6 does not match the star point Mud Inverter 1, 2, 3 is connected.

Der Spannungs steuerung des dritten Umrichters 3 kann nach F i g. 1 noch eine Spannungsregelung überlagert sein. Um in F i g. 1 anzudeuten, daß diese Uberlagerung zwar möglich, jedoch nicht zwingend erforderlich ist, sind die Bauelemente der überlagerten Spannungsregelung gestrichelt eingezeichnet. The voltage control of the third converter 3 can according to FIG. 1 a voltage regulation can be superimposed. In order to show in FIG. 1 to indicate that this Overlaying is possible, but not absolutely necessary, are the components the superimposed voltage regulation is shown in dashed lines.

Die Einrichtung zur Spannungsregelung umfaßt einen Spannungsregler 20, dessen Ausgang zusätzlich an einen weiteren Eingang des Additionsgliedes 93 geschaltet ist. Dem Spannungsregler 20 ist ein Vergleicher 19 vorgeschaltet, dem nach einer ersten Ausgestaltung einerseits der Istwert der Ausgangsspannung U3 des dritten Umrichters 3 und andererseits ein zeitlich veränderlicher Spannungssollwert U3* von sinusförmigem Spannungsverlauf vorgegeben sind. The device for voltage regulation comprises a voltage regulator 20, the output of which is also connected to a further input of the adder 93 is switched. The voltage regulator 20 is preceded by a comparator 19, the According to a first embodiment, on the one hand, the actual value of the output voltage U3 des third converter 3 and on the other hand a time-variable voltage setpoint U3 * are given by a sinusoidal voltage curve.

Der Istwert der Ausgangsspannung U3 kann mittels eines (nicht gezeigten) Spannungswandlers am Ausgang des Umrichters 3 abgegriffen sein. Zur Abgabe des Spannungssollwertes U3* kann ein besonderer (nicht gezeigter) Sollwertgeber vorgesehen sein. Als Spannungssollwert U3* kann aber auch die zwischen dem Sternpunkt MM der Last 6 und dem an die Last 6 angeschlossenen Ausgangsleiter T des dritten Umrichters 3 liegende Sternspannung U3M verwendet werden.The actual value of the output voltage U3 can be determined by means of a (not shown) Voltage converter to be tapped at the output of the converter 3. For output of the voltage setpoint A special setpoint generator (not shown) can be provided for U3 *. As a voltage setpoint U3 * can, however, also be the one between the star point MM of the load 6 and that of the load 6 connected output conductor T of the third converter 3 lying star voltage U3M can be used.

Nach einer zweiten Ausgestaltung kann dem Vergleicher 19 einerseits als Istwert die Differenzspannung UMM, die zwischen dem Sternpunkt MM der Last 6 und dem Sternpunkt Mu der Umrichter 1, 2, 3 auftritt, und andererseits ein Spannungssollwert U MM zugeführt sein. Als Spannungssollwert U*MM wird hier der Wert Null vorgegeben. Diese zweite alternative Ausgestaltung ist in F i g. 1 dadurch angedeutet, daß die Symbole für die Spannungen UMM, U*MM in Klammern eingezeichnet sind. According to a second embodiment, the comparator 19 on the one hand the actual value is the differential voltage UMM, which is between the star point MM of the load 6 and the star point Mu of the converter 1, 2, 3 occurs, and on the other hand a voltage setpoint U MM be supplied. The value zero is specified here as the voltage setpoint U * MM. This second alternative embodiment is shown in FIG. 1 indicated that the Symbols for the voltages UMM, U * MM are drawn in brackets.

Bei der bisherigen Betrachtung war davon ausgegangen worden, daß die Ausgangsspannungen Ul, U2, U3 der einzelnen Umrichter 1, 2 bzw. 3 einen sinusförmigen Zeitverlauf besitzen sollen. In diesem Fall sind - entgegen F i g. 1 - die Ausgänge der Stromregler 10, 14 und des Additionsgliedes 93 direkt mit dem zugeordneten Steuersatz 7, 8 bzw. 9 verbunden. Das heißt, die Ausgangsspannung Usl, Q2 und Us3 ist jeweils gleich der entsprechenden Steuerspannung U51, U52 bzw. U53. The previous consideration had assumed that the output voltages Ul, U2, U3 of the individual converters 1, 2 and 3 are sinusoidal Should have the passage of time. In this case - contrary to FIG. 1 - the outputs the current regulator 10, 14 and the adder 93 directly with the assigned control rate 7, 8 or 9 connected. That is, the output voltage is Usl, Q2 and Us3, respectively equal to the corresponding control voltage U51, U52 or U53.

Um nun aber Ausgangsspannungen Ul, U2, U3 von trapezförmigem Zeitverlauf zu erhalten, werden zusätzlich drei Spannungsformierschaltungen 71a, 71b, 71c eingesetzt. Diese Spannungsformierschaltungen 71a, 71b, 71c sind einerseits zwischen den Ausgang der Stromregler 10 und 14 sowie des Additionsgliedes 93 und andererseits den Eingang der zugeordneten Steuersätze 7, 8 bzw. 9 geschaltet. Diese Spannungsformierschaltungen 71a, 71b, 71c haben die Eigenschaft, daß sie aus den sinusförmigen Ausgangsspannungen Usw, U, Us3 durch Hinzufügen mindestens einer Oberschwingung mit ungerader, durch m teilbarer Ordnungszahl von der Sinusform abweichende Steuerspannungen Usl, U52 bzw. Us3 bilden. But now to output voltages Ul, U2, U3 of trapezoidal time course To obtain three voltage shaping circuits 71a, 71b, 71c are additionally used. These voltage shaping circuits 71a, 71b, 71c are on the one hand between the output the current regulator 10 and 14 as well as the adder 93 and on the other hand the input the assigned tax rates 7, 8 or 9 switched. These voltage forming circuits 71a, 71b, 71c have the property that they are derived from the sinusoidal output voltages Etc., U, Us3 by adding at least one harmonic with an odd, through m divisible ordinal number deviating from the sinusoidal shape control voltages Usl, U52 or Us3.

Die trapezförmige Führung der Ausgangs spannungen Ut, U2 und U3 hat den Vorteil, daß eine relativ große Leistung über die Umrichter 1, 2 und 3 übertragen werden kann, daß aber dennoch die verketteten Spannungen an der Last 6 sinusförmig ausgebildet sind.The trapezoidal guidance of the output voltages Ut, U2 and U3 has the advantage that a relatively large amount of power is transmitted via converters 1, 2 and 3 can be, but that the interlinked voltages on the load 6 are still sinusoidal are trained.

Ist der Spannungssteuerung für den dritten Umrichter 3 eine Spannungsregelung in einer der beiden Ausgestaltungen der beschriebenen Art überlagert, so kann beim Betrieb der Umrichter 1, 2, 3 mit den Spannungsformierschaltungen 71a, 71b, 71c dem Spannungssollwert U3* oder U*MM am Vergleicher 19 noch ein Spannungssollwert U*3züberlagert werden. Dieser soll bewirken, daß die »gewünschten« Spannungsoberschwingungen in der Ausgangsspannung U3, die den trapezförmigen Verlauf ergeben, nicht von der sog 511/472 Spannungsregelung 19, 20 ausgeregelt werden. Der Spannungszusatzsollwert U*3Z wird hier von einer Addierstufe oder einem Differenzglied 99 geliefert, das in F i g. 1 strichliert eingezeichnet ist. Dem Differenzglied 99 ist einerseits die Eingangsspannung Us3 der Spannungsformierstufe 71c positiv und andererseits deren Ausgangsspannung U53 negativ aufgeschaltet. Die zusätzliche Aufschaltung hat zur Folge, daß die Trapezform der Ausgangsspannung U3 in jedem Fall sichergestellt ist. If the voltage control for the third converter 3 is a voltage regulation superimposed in one of the two embodiments of the type described, so can Operation of the converters 1, 2, 3 with the voltage shaping circuits 71a, 71b, 71c the voltage setpoint U3 * or U * MM at the comparator 19 is also a voltage setpoint U * 3z are superimposed. This should cause the "desired" voltage harmonics in the output voltage U3, which result in the trapezoidal curve, not from the so-called 511/472 Voltage regulation 19, 20 are regulated. The additional voltage setpoint U * 3Z is supplied here by an adder or a differential element 99, the in Fig. 1 is shown in dashed lines. The difference element 99 is on the one hand the input voltage Us3 of the voltage shaping stage 71c is positive and on the other hand whose output voltage U53 is applied negative. The additional activation has As a result, the trapezoidal shape of the output voltage U3 is guaranteed in any case is.

Die drei Spannungsformierschaltungen 71a, 71b und 71c lassen sich zu einer gemeinsamen Spannungsformierschaltung 71 zusammenfassen. Diese zeichnet sich dann durch einen besonders einfachen Aufbau aus. Drei Ausführungsbeispiele für eine solche gemeinsame Spannungsformierschaltung 71 sind in den F i g. 2 bis 4 gezeigt. The three voltage forming circuits 71a, 71b and 71c can be combine to form a common voltage shaping circuit 71. This draws are then characterized by a particularly simple structure. Three working examples for such a common voltage shaping circuit 71 are shown in FIGS. 2 to 4 shown.

Die Spannungsformierschaltung 71 nach F i g. 2 ist an sich aus Fig. 9 der DT-OS 24 15 398 bekannt. The voltage forming circuit 71 according to FIG. 2 is per se from Fig. 9 of DT-OS 24 15 398 known.

Hier sind den Steuersätzen 7, 8, 9 aller drei Umrichter 1, 2, 3 Steuerspannungen Usl, Uns2, U53 derart vorgegeben, daß die Ausgangsspannungen Ut, U2 bzw. U3 dieser Umrichter 1, 2, 3 einen periodischen Zeitverlauf besitzen und im wesentlichen keine Oberschwingungen mit der Ordnungszahl 5 und 7 enthalten. Es stellen sich auch zeitlich sinusförmige Leiterströme I1, I2 und I3 ein.Here are the tax rates 7, 8, 9 of all three inverters 1, 2, 3 control voltages Usl, Uns2, U53 specified in such a way that the output voltages Ut, U2 and U3 of these Inverters 1, 2, 3 have a periodic time course and essentially none Contains harmonics with ordinal numbers 5 and 7. There are also temporal sinusoidal phase currents I1, I2 and I3.

Dazu werden die drei Ausgangsspannungen Us", Uts2 und Uts3 der Stromregler 10, 14 bzw. des Additionsgliedes 93, die sinusförmig und jeweils um 1200 el gegeneinander versetzt sind, drei Additionsgliedern 37, 38 bzw. 39 vorgegeben. Mit Hilfe dieser Additionsglieder 37, 38, 39 werden die Steuerspannungen Ust, U52 und U53 aus einer der drei Ausgangsspannungen Ust, US, und Us3 durch Uberlagerung einer gemeinsamen Zusatzspannung Uz gewonnen. For this purpose, the three output voltages Us ", Uts2 and Uts3 are used as the current regulator 10, 14 or the adder 93, which are sinusoidal and each by 1200 el against each other are offset, three addition members 37, 38 and 39 are given. With the help of this Adders 37, 38, 39 are the control voltages Ust, U52 and U53 from one of the three output voltages Ust, US, and Us3 by superimposing a common one Additional voltage Uz gained.

Die Zusatzspannung Uz enthält im vorliegenden Fall nur zwei Spannungsanteile verschiedener Frequenz. Die Frequenz dieser beiden Spannungsanteile beträgt das Dreifache und das Neunfache der Grundfrequenz der Ausgangsspannungen Us1> Us2 und U. In the present case, the additional voltage Uz contains only two voltage components different frequency. The frequency of these two voltage components is that Three times and nine times the basic frequency of the output voltages Us1> Us2 and U.

Die Zusatzspannung Uz enthält also nur Spannung anteile, deren Frequenz ein ungeradzahliges, durch drei teilbares Vielfaches der besagten Grundfrequenz ist.The additional voltage Uz therefore only contains voltage components whose frequency an odd multiple, divisible by three, of said basic frequency is.

Die Zusatzspannung Uz ist von der Ausgangsspannung Ust durch Frequenzvervielfachung abgeleitet. Dazu sind zwei Stufen vorgesehen. Jede besteht aus einem Frequenzvervielfacher 40, 42 mit dem Vervielfachungsfaktor m = 3 bzw. m = 9 und einem nachgeschalteten Multiplizierglied 41 bzw. 43. Die Ausgangs spannung Ust wird beiden Stufen zugeleitet. The additional voltage Uz is derived from the output voltage Ust by frequency multiplication derived. There are two stages for this. Each consists of a frequency multiplier 40, 42 with the multiplication factor m = 3 or m = 9 and a downstream Multiplier 41 or 43. The output voltage Ust is fed to both stages.

Mit Hilfe der Frequenzvervielfacher 40, 42 wird die dritte bzw. neunte Oberschwingung gebildet. Diese wird anschließend im Multiplizierglied 41 bzw. 43 mit einem konstanten oder nachgeführten Multiplikationssignal C3 bzw. Cg multipliziert. Zur Einstellung der Multiplikationssignale C3, C9 können (nicht gezeigte) Potentiometer vorgesehen sein. Die Verstärkungsfaktoren der aus Verstärkern aufgebauten Multiplizierglieder 41, 43 sind kleiner als 1. Die Multiplikationssignale C3 und Cg sind so gewählt, daß dieAusgangsspannungen U1, U2, U3 einen trapezförmigen Zeitverlauf mit möglichst waagerechtem Mittelteil besitzen.With the help of the frequency multipliers 40, 42, the third and ninth Harmonics formed. This is then in the multiplier 41 or 43 multiplied by a constant or tracked multiplication signal C3 or Cg. Potentiometers (not shown) can be used to set the multiplication signals C3, C9 be provided. The gain factors of the multipliers made up of amplifiers 41, 43 are smaller than 1. The multiplication signals C3 and Cg are chosen so that that the output voltages U1, U2, U3 have a trapezoidal time curve with as much as possible have a horizontal middle part.

Die Spannungsformierstufe 71 nach F i g. 3 ist an sich aus Fig. 10 der DT-OS 24 15 398 bekannt. Sie ist ebenfalls so aufgebaut, daß die Ausgangsspannungen U1, U2, U3 der Umrichter 1, 2 bzw. 3 einen periodischen Zeitverlauf besitzen, gegeneinander um 1200 el versetzt sind und im wesentlichen keine Oberschwingung mit der Ordnungszahl 5 und 7 enthalten. The voltage shaping stage 71 according to FIG. 3 is per se from FIG. 10 the DT-OS 24 15 398 known. It is also constructed so that the output voltages U1, U2, U3 of the converters 1, 2 and 3 have a periodic time curve, against each other are offset by 1200 el and essentially no harmonic with the ordinal number 5 and 7 included.

Bei dieser Spannungsformierschaltung 71 ist jede Ausgangsspannung U5,1, Us2 und Us, der Stromregler 10, 14 bzw. des Additionsgliedes 93 dem Signaleingang einer Verstärkerstufe 47, 48 bzw. 49 zugeführt. In this voltage forming circuit 71, each output voltage is U5,1, Us2 and Us, the current regulator 10, 14 or the adder 93 to the signal input an amplifier stage 47, 48 and 49 respectively.

Die Verstärkung und die Begrenzung jeder Verstärkerstufe 47, 48, 49 werden in Abhängigkeit vom Scheitelwert der am Eingang liegenden Ausgangsspannungen Usl, Us, bzw. U53 mit sinusförmigem zeitlichem Verlauf geführt.The gain and limitation of each amplifier stage 47, 48, 49 are dependent on the peak value of the output voltages at the input Usl, Us, or U53 with a sinusoidal course over time.

Jede Verstärkerstufe 47, 48, 49 besteht aus der Hintereinanderschaltung eines Multipliziergliedes 50, 51 bzw. 52 mit einem begrenzbaren Operationsverstärker 53, 54 bzw. 55. Jeweils sind der eine Eingang des Multipliziergliedes 50, 51, 52 und der Begrenzungseingang des Operationsverstärkers 53,54,55 an die Reihenschaltung aus einem Gleichrichter56 und einem nachgeschalteten Glättungsglied 57 angeschlossen. Diese Reihenschaltung56, 57 wird gemeinsam von allen drei Ausgangsspannungen Usl, U5,2 und Us3 gespeist. Für alle drei Verstärkungsstufen 47, 48 und 49 ist dabei nur eine gemeinsame Reihenschaltung 56, 57 vorgesehen. Jede Verstärkungsstufe 47, 48, 49 ist so bemessen, daß der zeitliche Verlauf jeder der Steuerspannungen Uns1, Uns2, U53 in jeder Halbperiode im wesentlichen einer zwischen 37,5° und 142,5° abgeschnittenen Sinusfunktion entspricht. Each amplifier stage 47, 48, 49 consists of the series connection a multiplier 50, 51 or 52 with a limitable operational amplifier 53, 54 and 55. One input of the multiplier 50, 51, 52 is in each case and the limiting input of the operational amplifier 53,54,55 to the series circuit from a rectifier 56 and a downstream smoothing element 57 connected. This series connection 56, 57 is shared by all three output voltages Usl, U5,2 and Us3 fed. For all three gain levels 47, 48 and 49 is included only one common series circuit 56, 57 is provided. Each gain stage 47, 48, 49 is dimensioned so that the time course of each of the control voltages Uns1, Uns2, U53 essentially cut off one between 37.5 ° and 142.5 ° in each half-period Sine function.

Die Spannungsformierstufe 71 nach F i g. 4 ist durch die DE-PS 23 45 035 im wesentlichen an sich bekannt. The voltage shaping stage 71 according to FIG. 4 is through DE-PS 23 45 035 essentially known per se.

Die Spannungsformierstufe 71 ist so aufgebaut, daß jede der Ausgangsspannungen, z. B. die Ausgangsspannung Uns1, jeweils im Bereich von n/3 bis 2 n/3 einer Halbwelle auf den t73/2 fachen Scheitelwert reduziert und die beiden übrigen Ausgangsspannungen, z. B. die Ausgangsspannungen Uns2, Us3 zugleich in den Randbereichen mit dem jeweiligen Differenzbetrag verstärkt werden.The voltage shaping stage 71 is constructed in such a way that each of the output voltages, z. B. the output voltage Uns1, each in the range from n / 3 to 2 n / 3 of a half-wave reduced to t73 / 2 times the peak value and the two remaining output voltages, z. B. the output voltages Uns2, Us3 at the same time in the edge areas with the respective Difference amount to be reinforced.

Dazu ist für jede der drei eingangsseitig liegenden Ausgangsspannungen Usw, Us2 und Us3 jeweils ein Kanal, bestehend aus der Reihenschaltung eines Summierverstärkers 84, 86, 88 mit einer Begrenzerstufe 85, 87, 89 und aus einem Differenzverstärker 90, 91, 92 vorgesehen. Den Summierverstärkern 84, 86, 88 sind als Eingangssignale jeweils die ihnen zugeordnete Ausgangsspannung und die Ausgangssignale der beiden ihnen nicht zugeordneten Differenzverstärker 90, 91 und 92 zugeführt. Die Ausgangsspannungen der Summierverstärker 84, 86, 88 werden in den Begrenzerstufen 8S, 87, 89 auf positive und negative einstellbare Begrenzungswerte B+, B- begrenzt. Den Differenzverstärkern 90, 91, 92 sind als Eingangssignale jeweils die Ausgangsspannung und die Eingangsspannung der Begrenzerstufe 85, 87, 89 des betreffenden Kanals zugeführt. For this purpose is for each of the three output voltages on the input side Usw, Us2 and Us3 each have a channel consisting of a series connection of a summing amplifier 84, 86, 88 with a limiter stage 85, 87, 89 and a differential amplifier 90, 91, 92 are provided. The summing amplifiers 84, 86, 88 are used as input signals the output voltage assigned to them and the output signals of the two Differential amplifiers 90, 91 and 92 not assigned to them are supplied. The output voltages the summing amplifier 84, 86, 88 are positive in the limiter stages 8S, 87, 89 and negative adjustable limit values B +, B- limited. The differential amplifier 90, 91, 92 are the output voltage and the input voltage as input signals, respectively the limiter stage 85, 87, 89 of the channel concerned.

Zur Bereitstellung der Begrenzungswerte B+ und B - kann eine fest eingestellte positive bzw. negative Gleichspannung verwendet werden. Hierzu sind zwei Potentiometer 94 bzw. 95 vorgesehen. Der positive und der negative Begrenzungswert B+ und B- muß dabei jeweils auf den/2 fachen Wert der Maximalamplitude der Ausgangsspannungen Usl, U52 und U53 eingestellt werden. To provide the limit values B + and B - a fixed set positive or negative DC voltage can be used. These are two potentiometers 94 and 95 are provided. The positive and the negative limit value B + and B- must each be / 2 times the value of the maximum amplitude of the output voltages Usl, U52 and U53 can be set.

Die in F i g. 4 gezeigte Spannungsformierstufe 71 hat die Eigenschaft, daß die Kurvenform der ein- zelnen Ausgangsspannungen Usl, Uns2, U53 und damit die Kurvenform der Ausgangsspannungen Ul, U2, U3 von der Amplitude der Spannungsansteuerung abhängt. Das soll am Beispiel des dritten Umrichters 3 näher erläutert werden, wobei steigende Ausgangsspannung U3 angenommen wird. The in F i g. The voltage shaping stage 71 shown in FIG. 4 has the property that the curve shape of the individual output voltages Usl, Uns2, U53 and thus the curve shape of the output voltages Ul, U2, U3 from the amplitude depends on the voltage control. Using the example of the third converter 3 will be explained in more detail, assuming increasing output voltage U3.

In einem ersten Steuerabschnitt, der vom Amplitudenwert Null bis zum /3/2 fachen Wert der maximalen Grundschwingungsamplitude seiner Ausgangsspannung U3 reicht, ist die Ausgangsspannung U3 rein sinusförmig. Oberwellen sind hier also nicht vorhanden. Erst in einem zweiten Steuerabschnitt, der sich bei weiter steigender Amplitude der Steuerspannung U53 stufenlos an den ersten Abschnitt anschließt, wird automatisch auf die gewünschte Trapezform übergegangen. Und zwar nähert sich bei steigender Amplitude der Steuerspannung U53 die Ausgangsspannung U3 immer mehr der Trapezform. Das geschieht durch Deformierung der Sinusform; dabei ergibt sich in der Halbperiode eine Abflachung des Scheitels und eine gleichzeitige Anhebung der beiden Flanken. Diese Deformierung schreitet durch Verbreiterung des abgeflachten Scheitels und Anhebung der Flanken fort, bis bei maximaler Grundschwingungsamplitude der Ausgangsspannung U3 die endgültige Trapezform erreicht ist. Der Scheitelwert des abgeflachten Niveaus entspricht auch hier wieder den an den Potentiometern 94, 95 eingestellten Begrenzungswerten B+, B-. Dabei ist sichergestellt, daß im zweiten Steuerabschnitt die Ausgangsspannung U3 des Umrichters 3 neben der Grundschwingung nur Oberschwingungen mit ungeraden, durch 3 teilbaren Ordnungszahlen enthält. Dasselbe Verhalten ergibt sich auch bei den beiden anderen Ausgangsspannungen Ul, U2 Es sei noch darauf hingewiesen, daß durch die gegenseitige Verkopplung der Spannungsformierschaltungen nach F i g. 2 bis 4 die guten dynamischen Eigenschaften der Spannungssteuerung erhalten bleiben. In a first control section that ranges from the amplitude value zero to to / 3/2 times the value of the maximum fundamental oscillation amplitude of its output voltage U3 is sufficient, the output voltage U3 is purely sinusoidal. So there are harmonics here unavailable. Only in a second tax section, which increases as the tax rate continues to rise The amplitude of the control voltage U53 is continuously connected to the first section automatically changed to the desired trapezoidal shape. And that is approaching increasing amplitude of the control voltage U53, the output voltage U3 more and more of the Trapezoidal shape. This is done by deforming the sinusoidal shape; where in the half-period a flattening of the vertex and a simultaneous raising of the both flanks. This deformation progresses by widening the flattened one Apex and rise of the flanks until the fundamental oscillation amplitude has reached its maximum the output voltage U3 has reached its final trapezoidal shape. The peak value of the flattened level again corresponds to that of the potentiometers 94, 95 set limit values B +, B-. It is ensured that in the second Control section the output voltage U3 of the converter 3 in addition to the fundamental contains only harmonics with odd ordinal numbers divisible by 3. The same thing Behavior also results from the two other output voltages Ul, U2 Es sei still pointed out that by the mutual coupling of the voltage forming circuits according to FIG. 2 to 4 preserve the good dynamic properties of the voltage control stay.

Claims (11)

Patentansprüche: 1. Schaltungsanordnung mit einer Anzahl von Umrichtern mit Einphasen - Wechselspannungsausgang, die jeweils einen linearisierenden Steuersatz besitzen und ausgangsseitig in symmetrischer m-phasiger Sternschaltung an eine m-phasige symmetrische Last unter Ausschluß einer direkten Verbindung zwischen dem Sternpunkt der Umrichter und dem Sternpunkt dieser Last angeschlossen sind, wobei die Leiterspannun gen an der Last jeweils einen vorgegebenen periodischen zeitlichen Verlauf besitzen und gemeinsam ein symmetrisches System bilden, wobei für einen der m Umrichter eine Steueranordnung zur Steuerung seiner Ausgangsspannung auf einen zeitlich periodischen Verlauf und für die restlichen Umrichter jeweils ein Stromregelkreis zur Regelung des lastseitigen Leiterstroms vorgesehen ist und wobei in den Stromregelkreisen jeweils ein sinusförmiger Stromsollwert vorgegeben ist, d ad urch gek ennzeich n e t, daß die Steueranordnung des besagten Umrichters (3) ein Additionsglied (93) enthält, das als Steuerspannung (Us3) die negative Summe der Ausgangsspannungen (usw, U5,2) der Stromregler (10, 14) in den Stromregelkreisen der restlichen (m - 1) Umrichter (1, 2) bildet (F i g. 1). Claims: 1. Circuit arrangement with a number of converters with single-phase AC voltage output, each with a linearizing control rate and on the output side in a symmetrical m-phase star connection to an m-phase symmetrical load excluding a direct connection between the star point the converter and the star point of this load are connected, whereby the conductor voltage genes at the load each have a predetermined periodic time course and together form a symmetrical system, with one of the m converters one Control arrangement for controlling its output voltage on a time-periodic basis Course and a current control loop for each of the remaining converters of the load-side conductor current is provided and wherein in the current control loops a sinusoidal current setpoint is specified in each case, which is identified by e t that the control arrangement of said converter (3) has an adder (93) contains the negative sum of the output voltages as the control voltage (Us3) (etc., U5,2) the current regulator (10, 14) in the current control loops of the remaining (m - 1) Converter (1, 2) forms (Fig. 1). 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umrichter (1, 2, 3) mit Einphasen-Wechselspannungsausgang aus einem Wechselspannungsnetz (5) gespeiste Direktumrichter sind (F i g. 1). 2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the converters (1, 2, 3) with single-phase alternating voltage output from an alternating voltage network (5) are fed direct converters (Fig. 1). 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Additionsglied (93) zusätzlich vom Ausgang eines Spannungsreglers (20) beaufschlagt ist, dessen Vergleicher (19) einerseits der Istwert der Ausgangsspannung (U3) des besagten Umrichters (3) und andererseits ein Spannungssollwert (U3) mit zeitlich periodischem Verlauf vorgegeben sind (F i g. 1). 3. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the addition element (93) is additionally acted upon by the output of a voltage regulator (20) is, whose comparator (19) on the one hand the actual value of the output voltage (U3) of the said converter (3) and on the other hand a voltage setpoint (U3) with time periodic course are given (Fig. 1). 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Spannungssollwert (U3*) die zwischen dem Sternpunkt (MM) der Last (6) und dem an die Last (6) angeschlossenen Ausgangsleiter des besagten Umrichters (3) liegende Sternspannung (U3M) vorgesehen ist (F i g. 1). 4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that as the voltage setpoint (U3 *) between the star point (MM) of the load (6) and the output conductor of said converter (3) connected to the load (6) Star voltage (U3M) is provided (Fig. 1). 5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Additionsglied(93) zusätzlich vom Ausgang eines Spannungsreglers (20) beaufschlagt ist, dessen Vergleicher (19) einerseits als Istwert die Differenzspannung (UMM), die zwischen dem Sternpunkt (Mu) der Umrichter (1, 2, 3) und dem Sternpunkt (MM) der Last (6) herrscht, und ein Differenzspannungssollwert (UMM), der bei sinusförmigem Betrieb insbesondere Null beträgt, vorgegeben sind (F i g. 1). 5. Circuit arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that that the addition element (93) is additionally acted upon by the output of a voltage regulator (20) whose comparator (19) is, on the one hand, the actual value of the differential voltage (UMM), between the star point (Mu) of the converter (1, 2, 3) and the star point (MM) the load (6) prevails, and a differential voltage setpoint (UMM), the sinusoidal Operation is in particular zero, are specified (FIG. 1). 6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Ausgang des Additionsgliedes (93) und den Eingang des dem besagten Umrichter (3) zugeordneten Steuersatzes (9) sowie zwischen den Ausgang eines jeden Stromreglers (10, 14) und den Eingang des zugeordneten Steuersatzes (7, 8) jeweils eine Spannungsformierschaltung (71a, 71 b, 71 c; 71) zum Hinzufügen mindestens einer Oberschwingung mit ungerader, durch m teilbarer Ordnungszahl zwischengeschaltet ist (F i g. 1 bis 4). 6. Circuit arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized characterized in that between the output of the adder (93) and the input of the said converter (3) associated tax rate (9) and between the Output of each current regulator (10, 14) and the input of the assigned tax rate (7, 8) each have a voltage shaping circuit (71a, 71b, 71c; 71) to be added at least one harmonic with an odd ordinal number divisible by m is interposed is (Figs. 1 to 4). 7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 6 bei Rückbeziehung auf einen der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Vergleicher (19) des Spannungsreglers (20) ein Spannungszusatzsollwert (U3*Z) aufgeschaltet ist, dessen zeitlicher Verlauf der Differenz zwischen gewünschtem trapezförmigem Verlauf der Ausgangsspannung (U3) des besagten Umrichters (3) und dem zugehörigen sinusförmigen Verlauf entspricht (F i g. 1). 7. Circuit arrangement according to claim 6 when referring back to one of claims 3 to 5, characterized in that the comparator (19) of the voltage regulator (20) an additional voltage setpoint (U3 * Z) is switched on, the course of which over time the difference between the desired trapezoidal curve of the output voltage (U3) of said converter (3) and the associated sinusoidal curve (Fig. 1). 8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungszusatzsollwert (U3*Z) von einem Differenzglied (99) geliefert ist, das die Differenz zwischen der Ausgangsspannung (U53) des Additionsgliedes (93) und der Ausgangsspannung (um3) der Spannungsformierschaltung (71c) des besagten Umrichters (3) bildet (Fig. 1). 8. Circuit arrangement according to claim 7, characterized in that the additional voltage setpoint (U3 * Z) is supplied by a differential element (99), that is the difference between the output voltage (U53) of the adder (93) and the output voltage (um3) of the voltage shaping circuit (71c) of said Converter (3) forms (Fig. 1). 9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Spannungsformierschaltung (7) vorgesehen ist, wobei die Ausgangsspannung (usw, Us2s Uns3) eines Stromreglers (10, 14) oder des Additionsgliedes (93) in einen Frequenzvervielfacher (40, 42) mit dem Vervielfachungsfaktor n gegeben ist, wobei n eine der Zahlen 3, 9, 15, 21 ... 9. Circuit arrangement according to one of claims 6 to 8, characterized characterized in that a common voltage shaping circuit (7) is provided, where the output voltage (etc., Us2s Uns3) of a current regulator (10, 14) or the Adding element (93) in a frequency multiplier (40, 42) with the multiplication factor n is given, where n is one of the numbers 3, 9, 15, 21 ... ist, wobei dem Frequenzvervielfacher (40, 42) der Eingang eines Multipliziergliedes (41, 43) nachgeschaltet ist, dessen anderer Eingang mit einem Multiplikationssignal (Cn) beaufschlagt ist, wobei der Ausgang des Multipliziergliedes (41, 43) an den zweiten Eingang von m Additionsgliedern (37, 38, 39) angeschlossen ist, die den Steuersätzen (7, 8, 9) vorgeschaltet und an ihrem ersten Eingang mit je einer der Ausgangsspannungen (U51, U5,2, U53) der Stromregler (10, 14) und des Additionsgliedes (93) beaufschlagt sind (F i g. 2). is, the frequency multiplier (40, 42) being the input of a multiplier (41, 43) is connected downstream, the other input with a multiplication signal (Cn) is applied, the output of the multiplier (41, 43) to the second input of m adders (37, 38, 39) is connected to the Tax rates (7, 8, 9) upstream and at their first input with one of the Output voltages (U51, U5,2, U53) of the current regulator (10, 14) and the adder (93) are applied (Fig. 2). 10. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Spannungsformierstufe (71) vorgesehen ist, wobei die Ausgangsspannungen (usw, U5,2, Us3) der Stromregler (10, 14) und des Additionsgliedes (93) jeweils dem Signaleingang einer Verstärkerstufe (47, 48, 49) zugeführt sind, wobei die Verstärkung und die Spannungsbegrenzung der Verstärkerstufen (47, 48, 49) in Abhängigkeit vom Scheitelwert der Ausgangsspannungen (uns1, Us2 Us3) geführt sind und wobei die von jeder Verstärkerstufe (47, 48, 49) abgegebene Spannung als Steuerspannung (Usl Us2, Uns3) in den Steuersatz (7, 8, 9) des betreffenden Umrichters (1, 2, 3) gegeben ist (F i g. 3). 10. Circuit arrangement according to one of claims 6 to 8, characterized characterized in that a common voltage shaping stage (71) is provided, wherein the output voltages (etc., U5,2, Us3) of the current regulator (10, 14) and the adder (93) are each fed to the signal input of an amplifier stage (47, 48, 49), wherein the gain and the voltage limitation of the amplifier stages (47, 48, 49) depending on the peak value of the output voltages (uns1, Us2, Us3) are and wherein the voltage output by each amplifier stage (47, 48, 49) as Control voltage (Usl Us2, Uns3) in the tax rate (7, 8, 9) of the relevant converter (1, 2, 3) is given (Fig. 3). 11. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemeinsame Spannungsformierstufe (71) vorgesehen ist, die jede der Ausgangsspannungen (U511, Us2 Uns3) der Stromregler (10, 14) und des Additionsgliedes (93) jeweils im Bereich von n/3 bis 2n/3 einer Halbwelle auf den 7 fachen Scheitelwert reduziert und die beiden übrigen Ausgangsspannungen zugleich in den Randbereichen mit dem jeweiligen Differenzbetrag verstärkt (F i g. 4). 11. Circuit arrangement according to one of claims 6 to 8, characterized characterized in that a common voltage forming stage (71) is provided which each of the output voltages (U511, Us2, Uns3) of the current regulator (10, 14) and the adder (93) each in the range from n / 3 to 2n / 3 of a half-wave to 7 times the peak value reduced and the two remaining output voltages at the same time in the edge areas reinforced with the respective difference (Fig. 4).
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