DE2733715A1

DE2733715A1 - Leistungs- steuer- oder wandlervorrichtung

Info

Publication number: DE2733715A1
Application number: DE19772733715
Authority: DE
Inventors: Masahiko Akamatsu
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1976-07-27
Filing date: 1977-07-26
Publication date: 1978-02-02
Also published as: US4146921A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Leistung-Steuer- oder Wandlervorrichtung mit zwangsweiser Kommutation unter Verwendung eines gesteuerten elektrischen Ventils.

Bei Wechselrichtern oder Gleichstrom-Leistungssteuervorrichtungen wird häufig wenigstens ein Paar gesteuerter Gleichrichterelemente geschaltet, die in Serien-Parallel-Verbindung (Brücken- oder Halbbrücken-Verbindung) verbunden sind. Für das Kommutieren derart verbundener Komponenten sind unterschiedliche Verfahren bekannt, von denen eines in der Japanischen Patentveröffentlichung Nr. 24447/67 beschrieben ist. Bei dem Verfahren sind eine Steuergleichrichterbrücke (Brücke aus gesteuerten elektrischen Ventilen) und eine Gleichrichterbrücke (Brücke aus elektrischen Ventilen) direkt bzw. galvanisch in Antiparallelverbindung gekoppelt. An beide Brücken wird ein Gegenvorspannungs-Impulsstrom angelegt, so daß dadurch gleichzeitig die gesteuerten Gleichrichterelemente ausgeschaltet werden. Dieses Verfahren ist insofern mangelhaft, als die Anstiegsgeschwindigkeit (Ausschalt-Geschwindigkeit dv/dt) der wieder angelegten Vorwärtsspannung unmittelbar nach dem Löschen bzw. Ausschal-

__ ten beträchtlich hoch ist. Ferner fließt der Gegenvorspannungs-Impulsstrom in eine Mehrzahl von Gleichrichterelementzweigen .

Die Verringerung der zu kommutierenden Vorwärtsströme der auszuschaltenden gesteuerten Gleichrichterelemente wird beträchtlichdurch Verdrahtungsinduktivitäten oder Anodendrosseln (wie z. B. Drosseln für die Begrenzung der Einschaltgeschwindigkeit di/dt oder Sättigungsdrosseln für die Begrenzung von dv/dt) behindert. Das heißt, die Kommutation oder das Anlegen einer Gegenvorspannung ist

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schwierig. Insbesondere Im Falle von Starkstromeinheiten verstärkt eine geringfügige Verdrahtungsinduktivität den gewünschten Kommutationsimpulsstrom beträchtlich.

Im Hinblick auf die vorgenannten Nachteile bekannter Vorrichtungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Wechselstromversorgungsvorrichtung mit leicht schaltbarer erzwungener Kommutation zu schaffen, die eine stromquellenartige Ausgangscharakteristik hat.

Demgemäß wird mit der Erfindung eine Leistungs-Steuer- oder Wandlervorrichtung geschaffen, die eine Kombination aus einer Brücke mit gesteuerten elektrischen Ventilen bzw. Stromventilen und einer Brücke mit elektrischen Ventilen bzw. Stromventilen, die miteinander in Antiparallelverbindung gekoppelt sind, in Reihe in positive und negative elektrische bzw. Stromwege eingeschleifte Gleichstromdrosseln, die die Brücke mit gesteuerten Stromventilen mit der Brücke mit Stromventilen in Antiparallelverbindung koppeln, eine Lösch- bzw. Ausschaltvorrichtung zum Anlegen einer Gegenvorspannung an die gesteuerten Stromventile der Brücke mit gesteuerten Stromventilen zu deren Ausschaltung und eine in den Koppelteil zwischen den jeweiligen Stromventilbrücken und einer Gleichstromleistungsquelle eingeschleifte Schaltvorrichtung aufweist. Die Ausschaltvorrichtung und die Gleichstromdrosseln wirken so zusammen, daß die gesteuerten Stromventile zwangsweise kommutieren. Die Gleichstromdrosseln glätten auch den Strom.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

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Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Grundausführungsform der Leistungs- Steueroder Wandlervorrichtung.

Fig. 2 (a) bis (e) zeigen für die Erläuterung der

Wirkungsweise der Vorrichtung Schaltungswege.

Fig. 3 zeigt Teilverbindungen von Teilschaltungen der Vorrichtung.

Fig. 4-9 sind Schaltbilder weiterer Ausführungsformen der Vorrichtung.

Fig. 10 zeigt für die Erläuterung der Wirkungsweise eines Ausführungsbeispiels der Vorrichtung eine Gruppe von Kurvenformen.

Fig. 11 ist eine schematische Darstellung eines Drehfeldmotors.

Die Fig. 1 ist ein Schaltbild einer Ausführungsform der Wandlervorrichtung. Die Vorrichtung hat eine Mehrzahl von Reihenschaltungen 1 aus Paaren gesteuerter Gleichrichterelemente (die im folgenden nur als Thyristorbrücke bezeichnet werden), eine Mehrzahl von Reihenschaltungen 2 aus Paaren von Gleichrichterelementen (die im folgenden nur als Diodenbrücken bezeichnet werden), eine erste Drossel 5a, eine zweite Drossel 5b, eine Umkehr- oder Gegenvorspannungsvorrichtung 3 mit einer Gegenvorspannungsquelle 31 und einem Festkörper- bzw. Halbleiterhilfsschalter 32 und einen Festkörper- bzw. Halbleiterschalter 4. Die Reihenverbindungspunkte beider Brücken sind miteinander verbunden und bilden Wechselpotential- oder Pulsierpotential-Ausgangsanschlüsse ü,

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V und W (die Wechselstromausgangsanschlüssen eines Wechselrichters entsprechen). Gleichstromeingangsanschlüsse P und N sind an eine (nicht gezeigte) Gleichstromquelle angeschlossen, über irgendeine Kombination aus diesen Anschlüssen U, V, W, P und N kann ein nicht gezeigter Verbraucher bzw. eine nicht gezeigte Last geschaltet werden. Die Last kann auch zwischen die Anschlüsse irgendeiner Kombination von Wechselpotentialanschlüssen oder Anschlüssen mit nicht wechselndem Potential anderer hier nicht gezeigter gleichartiger Vorrichtungen geschaltet sein. Veränderungen der Kombination der mit dieser Last verbundenen Anschlüsse ermöglichen die Übertragung und die Aufnahme von Wechselstromleistung oder Gleichstromleistung

und die Abgabe unterschiedlicher Impulsleistungen. 15

In Fig. 2 sind einige typische Schaltungszustands-Schaltbilder (Schaltungswege) für die Darstellung einiger typischer Funktionen bei der Ausführungsform nach Fig. 1 gezeigt. Außer den dargestellten Schaltungszuständen ergeben Veränderungen bei der Kombination der Teilzustände vielerlei weitere Arten von Stromkreisen.

Die Fig. 2 (a) zeigt eine typische Stromversorgungs-Betriebsart, bei der eine Schleife gebildet ist, die über

den Weg Gleichstromquelle 100 - Halbleiterschalter 4 erste Drossel 5a - irgendeines der gesteuerten Gleichrichterelemente IP am positiven Anschluß - Last 200 irgendeines der gesteuerten Gleichrichterelemente 1N am negativen Anschluß - zweite Drossel 5b verläuft. Die

Fig. 2 (b) zeigt einen typischen Schaltungszustand mit freiem Schleifenstrom (Nullspannungsbetriebsart), bei dem der Halbleiterschalter 4 im Ausschaltzustand ist. Dabei sind entsprechend den wirksamen Belastungswegen ein geeignetes Gleichrichterelement oder geeignete Gleichrichterelemente 2P am positiven Anschluß und ein Gleichrichter-

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element oder Gleichrichterelemente 2N am negativen Anschluß leitend, so daß sie mit der ersten und der zweiten Drossel 5a und 5b und den bei der vorgenannten Betriebsart leitenden gesteuerten Gleichrichterelementen 1P und 1N zur Bildung einer einzelnen oder vieler Kurzschlußschleifen zusammenwirken. Bei dieser Funktionsweise mit freiem Schleifenstrom ist die Spannung zwischen einem ersten Knoten Q₁ und einem zweiten Knoten Q_ nahezu Null.

Mit der Wiederholung des Ein- und Ausschaltens des Halbleiterschalters 4 wird daher der Wechsel zwischen der Stromzufuhrbetriebsart und der Betriebsart mit freiem Schleifenstrom wiederholt. Folglich ist es möglich, die Spannung und den Strom im zeitlichen Durchschnitt zu steuern.

Zur Löschung bzw. Ausschaltung vor dem Leitendschalten der gesteuerten Gleichrichterelemente wird mittels der Gegenvorspannungsvorrichtung 3 während der Ausschaltzeit des Halbleiterschalters 4 eine Gegenspannung zwischen einen dritten und einen vierten Knoten Q₃ bzw. Q., d. h. an die Thyristorbrücke 1 angelegt oder der Halbleiterschalter 4 wird ausgeschaltet. Der Gegenspannungsbetrieb ist in Fig. 2 (c) dargestellt. Wie in dieser Figur gezeigt ist, wird eine Spannung Vr der Gegenvorspannungsquelle 31 zwischen den dritten und den vierten Knoten Q₃ bzw. Q₄ angelegt. Bei diesem Betrieb ist eine Schleife J - 5b 2N - 2P - 5a - 3 gebildet, woraus sich ergibt, daß die Gegenspannung Vr unter Aufteilung an die erste und die zweite Drossel 5a bzw. 5b angelegt ist. Wenn nur das gesteuerte Gleichrichterelement IF an dem positiven Anschluß ausgeschaltet werden soll, wird die Gegenspannung zwischen den dritten und den zweiten Knoten Q₃ bzw. Q. angelegt bzw. die Gegenvorspannungsvorrichtung 3 zwischen die Knoten Q^ und Q₂ geschaltet. Gleichermaßen wird die Gegenvorspannung zwischen den ersten und den vierten Knoten Q₁ und Q. ange-

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legt, wenn nur das gesteuerte Gleichrichterelement 1N am negativen Anschluß ausgeschaltet werden soll.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 wird die Gegenvorspannung zwischen dem dritten und dem vierten Knoten eingeprägt und an die gesteuerten Gleichrichterelemente werden die in Fig. 2(c) gezeigten Spannungen mit den Vorzeichen + und - angelegt, nämlich die Gegenvorspannung unter Aufteilung mittels der ersten und der zweiten Dros sei 5a und 5b. Im einzelnen erhält das durch gestrichelte Linien angedeutete gesteuerte Gleichrichterelement 1P am positiven Brückenanschluß als Gegenspannung über die Schleife 31 - 32 - 5b - 2N - 1P - 31 die Differenzspannung zwischen der Spannung über der zweiten Drossel 5b und der Gegenspannung Vr, nämlich die der Spannung über der ersten Drossel 5a gleiche Spannung. Andererseits erhält das gesteuerte Gleichrichterelement 1N am negativen Brückenanschluß als Gegenspannung die Differenzspannung zwischen der Gegenvorspannung Vr und der Spannung über der ersten

Drossel 5a, nämlich die der Spannung über der zweiten

Drossel 5b gleiche Spannung. Bei dem Gegenvorspannungsbetrieb fließt der Laststrom über die mit strichpunktierten Linien dargestellte Schleife 5a - 31 - 32 - 5b - 2N - 200 -2P - 5a, während über die Schleife 5a - 31 - 32 - 5b - 2N - 2P - 5a ein geringer Strom fließt, der durch Anlegen von Spannung an die beiden Drosseln ansteigt.

Durch den vorgenannten Gegenvorspannungsbetrieb wird irgendeines der gesteuerten Gleichrichterelemente ausgeschaltet und wieder eingeschaltet, so daß auf diese Heise die Schaltung auf den Stromversorgungsbetrieb oder den Betrieb mit freiem Schleifenstrom überführt werden kann, die über andere Elemente ausgeführt werden.

Die Fig. 2(d) zeigt einen typischen Leistungs-

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regenerier- oder Rückgewinnungsbetrieb, bei dem die Leistung über eine Schleife aus Last 200 - Gleichrichterelement 2P - Halbleiterschalter 4 in Gegenrichtung Gleichstromquelle 100 - Gleichrichterelement 2N rückgewonnen wird. Bei dieser Betriebsweise kann die Gegenrichtung bzw. Rückleitung des Halbleiterschalters durch ein im Halbleiterschalter angebrachtes Gleichrichterelement 4 5 gebildet sein, das den Gegenstrom aufnimmt.

In dem Fall, daß die Last eine Mehrzahl von Zweigen hat (wie beispielsweise eine Mehrphasenlast), erfolgt tatsächlich gleichzeitig die Stromversorgung einer Teillast, die Rückgewinnung bei einer nächsten Teillast und der Schleifenstromfluß bei einer weiteren Teillast.

Die vorstehend aufgeführten Schaltungsgrundzustände können auf unterschiedliche Weise modifiziert werden. Durch geeignetes Umschalten zwischen diesen Zuständen kann eine gewünschte Leistungssteuerung oder Leistungswandlung erreicht werden. Einige typische Anwendungsbeispiele dafür sind Wechselrichter, Leistungsverstärker, Gleichstromleistungssteuervorrichtungen u. dgl.

Die Fig. 3 zeigt Beispiele von Teilschaltungen der Steuer- oder Wandlervorrichtung, wobei (e), (a) und (b) jeweils Beispiele für den Halbleiterschalter 4 sind, von denen die Ausfuhrungsform gemäß dem Beispiel (e) für die Gegenvorspannungsvorrichtung verwendbar ist. Das Ausführungsbeispiel (a) weist einen Thyristor 41 und eine zu diesem in Antiparallelverbindung geschaltete Diode 45 auf. Anstelle der Kombination aus Diode und Thyristor kann ein gegenleitender bzw. Zweiweg-Thyristor verwendet werden. Der Thyristor 41 wird mittels einer Ausschaltkommutiervorrichtung aus einem Transistor 42, einem Impulsstromtransformator (Impulstransformator) 4 3 und einem Leistungs-

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impulsgenerator 44 ausgeschaltet bzw. gelöscht. Der Leistungsimpulsgenerator 44 führt dem Impulstransformator 43 Impulsstrom zu. Ein Beispiel für den Leistungsimpulsgenerator ist eine Impuls-Lade/Entlade-Vorrichtung mit einem Transistor und einem Kondensator, einer Gleichstromleistungsquelle und einem Transistorschalter. Der Sekundärstrom des Impulstransformators 4 3 ist hinsichtlich der Stromstärke vervielfacht (Spannungsabwärtstransformation), damit der Transistor 4 2 auf der Emitter-Basis-Strecke und daraufhin auf der Kollektor-Emitter-Strecke leitend wird. Dabei gelangt der über den Weg P-Q₁ fließende Laststrom in den Transistor 42, wobei der Unterschied zwischen der Basis-Emitter-Spannung V und der Kollektor-Emitter-Spannung V , nämlich (^V _BE~^V _CE) ^als Gegenspannung für den Thyristor 41 dient. Dabei ist V_,_ größer als V_„.

ÖL· \-Ei

Ein solcher Transistor, bei dem nur Impulsleitung erfolgt, kann auf einfache Weise für eine Schaltung zur Behandlung im Vergleich zu einem ständig leitenden Transistor mit Stromverstärkung hoher Ströme und Spannungen verwendet werden.

Das Ausführungsbeispiel (b) der Zeichnung zeigt einen Thyristorzerhacker mit einem Schwing- oder Kommutierkondensator 49, einer Schwing- oder Kommutierdrossel 46 und Hilfsschaltern 47 und 48. Diese Hilfsschalter 47 und 48 können durch geeignete andere Bauteile wie gegenleitende oder rückleitende Thyristoren ersetzt werden.

Das Ausführungsbeispiel (e) der Zeichnung zeigt einen Thyristorzerhacker, bei dem ein Schwing—oder Kommutierkondensator 34 zwischen Wechselstromanschlüsse einer Thyristorbrücke mit Thyristoren 322a bis 322d geschaltet ist. Der Hauptstrom wird über einen ersten Durchgangsweg aus den Thyristoren 322a und 322d und einen zweiten Durchgangsweg aus den Thyristoren 322c und 322b

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geführt, wobei diese Durchgangswege abwechselnd leitend gemacht werden. Wenn einer der Durchgangswege leitend ist, wird beim Ausschalten einer der Thyristoren in dem anderen Durchgangsweg gezündet, wobei die Spannung an dem dabei geladenen Kondensator eine Gegenvorspannung für einen der Thyristoren in dem leitenden Durchgangsweg bildet. Das heißt, der Zerhacker wird unter Nutzung der Kommutation des Brückenwechselrichters durch das wechselweise Ausschalten und wechselweise Bilden der Durchgangswege betrieben.

Bei den in den Figuren 3(c), (d), (e) und (f) gezeigten Beispielen einer Gegenvorspannungsvorrichtung 3 zeigt (c) den Fall, bei dem eine Gegenvorspannungsquelle

-J₅ 31 zu einem Hilfshalbleiterschalter 321 (wie beispielsweise einem Transistor, einem Thyristorzerhacker, einem torgeschalteten Thyristor oder dergleichen) in Reihe geschaltet ist. Die Gegenvorspannungsquelle 31 kann beispielsweise aus einem Kondensator 311, einem Gleichrichter 312 und einer Wechselstromquelle 313 gebildet sein. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3(d) ist als Hilfshalbleiterschalter 321 gemäß der Fig. 3(c) ein Thyristorzerhacker 32 mit einem Gleichrichter 323, einem Thyristor 322, einem Kondensator 3 24 und einer Drossel verwendet. Die Fig. 3(e) zeigt den Fall, daß unter Verwendung des Schwing-Kondensators 34 und der Thyristorbrücke mit den Thyristoren 322a bis 3 22d zwischen den Anschlüssen χ und y eine Gegenvorspannung erzeugt wird, wobei abwechselnd ein erstes Paar von Brückenzweigen 322a und 322b und ein zweites Paar von Brückenzweigen 322c und 322d leitend gemacht werden. Die Ausführungsform nach Fig. 3(f) weist eine LC-Reihenschaltung mit einem Kondensator 34 und einer Drossel 35 auf. Die LC-Reihenschaltung ist zwischen den dritten Knoten Q₃ und den vierten Knoten Q₄ nach Fig. 1 geschaltet. Wenn der Haupt-Halbleiterschalter 4 leitet,

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wird der Kondensator 34 mit der in Fig. 3(f) gezeigten Polarität geladen. Bevor die Reihenschaltung 1 der gesteuerten Gleichrichterelemente ausgeschaltet wird, werden ihre Gleichstromanschlüsse (der dritte und der vierte Knoten Q₃ und Q₄) kurzgeschlossen. Das Kurzschließen erfolgt durch Zünden irgendeiner der Reihenschaltungen oder aller Reihenschaltungen aus den Thyristoren 1a und 1b, 1c und 1d oder 1e und 1f. Durch das Kurzschließen wird der Kondensator 34 entladen und durch Einwirkung der Drossel 35 (für die auch die Drahtinduktivität herangezogen werden kann) wieder mit der Polarität aufgeladen, die zu der in der Fig. 3(f) gezeigten entgegengesetzt ist. Diese Ladespannung entgegengesetzter Polarität spannt die ganze Thyristorbrücke 1 entgegengesetzt vor.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist bei dem

bisher beschriebenen Ausführungsbeispiel während der Gegenvorspannungsperiode der Haupt-Thyristorbrücke 1 (des Betriebs nach Fig. 2(c)) die Spannung der Haupt-Gleichstrom- quelle 1OO nicht direkt an die erste und die zweite Drossel 5a und 5b angelegt. Die an diesen anliegende Spannung ist die niedrige Gegenvorspannung Vr, so daß die in den Drosseln gespeicherte Energie gering ist. Die Gegenvorspannungsvorrichtung 3 ist mit dem Schwingkondensator ausgestattet. Falls dieser als Gegenvorspannungsquelle verwendet wird, wird er bei dem Gegenvorspannungsbetrieb nach Fig. 2(c) an die Gegenvorspannungsquelle 31 angeschlossen. In diesem Fall entlädt sich der Schwingkondensator 34 über eine Schleife 5b - 2N - 2P - 5a und wird dann mit entgegengesetzter Polarität wieder aufgeladen. Während dieser Zeit steigt der in der ersten und der zweiten Drossel 5a und 5b fließende Strom zeitweilig an, nimmt jedoch ab, wenn der Kondensator wieder mit entgegengesetzter Polarität aufgeladen wird. Wenn die Ströme in diesen Drosseln auf den ursprünglichen Wert zurückkehren.

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ist der Schwingkondensator 34 auf eine Spannung aufgeladen, deren Absolutwert gleich dem anfänglichen Wert ist, deren Polarität aber entgegengesetzt ist. Das heißt, es wird nicht die in den Drosseln 5a, 5b gespeicherte Energie erhöht, sondern nur die Polarität umgekehrt. Der Remanenzstrom, der im wesentlichen gleich dem Anfangsstrom der Drosseln ist, lädt den Kondensator 34 zusätzlich auf, damit bei dem Lade/Entlade-Vorgang auftretende Verluste kompensiert werden. Alternativ fließt der Remanenzstrom der Drosseln über den erneut gezündeten Thyristor und das Gleichrichterelement. In Fig. 2(e) ist die Schleife, über die dieser Strom fließt, durch 1P - 2P - 5a oder 1N - 5b 2N gezeigt. Wenn der Strom in der Drossel 5 mit demjenigen in der Last 200 übereinstimmt, wird der Schaltungskreis zu demjenigen nach Fig. 2(d) oder (a).Gemäß der vorstehenden Beschreibung entstehen bei der Wandlervorrichtung nur geringe Kommutationsverluste, da keine Sammlung oder Speicherung von Energie erfolgt. Wenn der Kommutierkondensator 34 verwendet wird, steigt bei dem Gegenvor-Spannungsbetrieb nach Fig. 2(c) die Thyristorspannung allmählich auf die Vorwärtsspannung an, während der Kondensator gegenpolig geladen wird. In Parallelverbindungsschaltung mit dem Kondensator 34 mit dem dritten und dem vierten Knoten Q^ und Q. als gemeinsamem Anschluß nimmt die Spannung der Thyristorbrücke 1 zur Vorwärtsspannung hin zu. Daher ist das Spannungsanstiegsverhältnis dv/dt unmittelbar nach dem Ausschalten niedrig, woraus sich eine Verringerung der Ausschaltbelastung der Thyristoren ergibt.

Da ferner die erste und die zweite Drossel 5a und 5b in Reihe in die Kurzschlußschleifen mit den Transistoren eingeschleift sind, wird bei Schwingungs- oder Kommutations· ausfall der Kurzschlußstrom begrenzt, wodurch der Schutz der Vorrichtung sichergestellt ist.

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Die Fig. 4(a) zeigt ein Schaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels der Wandlervorrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist anstelle des Halbleiterschalters 4 in Fig. 1 ein Thyristorzerhacker verwendet. Ein Kondensator 34 ist gemeinschaftlich sowohl als Schwingkondensator des Thyristorzerhackers als auch als Schwingkondensator der Gegenspannungsvorrichtung 3 der Thyristorbrücke 1 verwendet. Der Kondensator 34 ist mit der in der Figur gezeigten Polarität geladen. Die Ladung erfolgt über den Weg P - 41 - 5a - 34 - 35 - 322 - 5b - N oder 61 - 41 5a - 34 - 35 - 62 - 61. Die Bezugszeichen 61 und 62 bezeichnen eine Hilfsladevorrichtung, die mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Die Hilfsladevorrichtung gewährleistet eine ausreichende Kondensatorladespannung, wenn die (nicht gezeigte) Haupt-Gleichstromquelle 100 eine niedrige Spannung abgibt. 62, d.h. ein Teil der Hilfs-1adevorrichtung, ist eine Serienschaltung mit einem Widerstand Rc oder einer Drossel 621 und einem Hilfsthyristor 622 oder eine Serienschaltung mit der Drossel 621 und einem Gleichrichterelement.

Zum Löschen bzw. Ausschalten des Haupt-Thyristors 41 des Thyristorzerhackers wird der Hilfsschalter 47 leitend gemacht, so daß der Thyristor 41 über eine Zerhackergegenvorspannungsschleife 47 - 35 - 34 - 1P - 2P - 41 45-47 gegenpolig vorgespannt wird. Über die Gegenvorspannungsschleife wird der Kondensator 34 mit der Polarität (+) bzw. Q gemäß der Darstellung in der Zeichnung gegenpolig geladen. Die gegenpolige Ladung erfolgt mittels der LC-Resonanz mit der Drossel bzw. Induktivität 35 in der genannten Schleife. Die Drossel 3 5 Kann in irgendeinen beliebigen der Zweige der Zerhackergegenvorspannungsschleife eingefügt sein.

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Zum Löschen bzw. Ausschalten der Thyristorbrücke 1 wird der Thyristorzerhacker (4) ausgeschaltet, wodurch wiederum der Hilfshalbleiterschalter 322 leitend gemacht wird. Als Folge davon wird der Kondensator 34 über die Schleife 34 - 35 - 322 - 5b - 2 - 5a - 34 geladen und entladen. Während dieser Zeit ist die Thyristorbrücke 1 über die Schleife 34 - 35 - 322 - 1 - 34 gegenpolig vorgespannt. Die an die erste Drossel 5a angelegte Spannung bildet die Gegenvorspannung des Thyristors 1P am positiven Brückenanschluß, während die an die zweiten Drossel 5b angelegte Spannung die Gegenvorspannung des Thyristors 1N an der negativen Anschlußseite bildet.

Die Fig. 4(b) zeigt Kurvenformen der Spannung V an dem Kondensator 34 und des Kondensatorstroms i_, als Strom i₄₇ und ferner als Strom i₃₂2 ^des Hilfshalbleiterschalters 322 bei dem vorstehend beschriebenen Kommutations-Vorgang.

^In Fig. 4 kann die antiparallel geschaltete Diode 45 in der durch die gestrichelte Linie dargestellten Lage 45* angeschlossen werden. Wenn in diesem Fall die Drossel 35 (oder 35' gemäß der Darstellung durch die gestrichelte Linie) magnetisch mit der ersten Drossel 5a gekoppelt ist, kann der Zerhacker-Haupt-Thyristor 41 mittels eines Spannungsimpulses gegenpolig vorgespannt werden. Im einzelnen wird dabei die Spannung mit der Polarität ± an dem Kondensator 34 über die Schleife 47 - 35/35' - 34 - 45' an die Drossel 35 oder 35' angelegt. Zugleich spannt die an der zweiten Drossel 5a induzierte Spannung den Haupt-Thyristor 41 gegenpolig vor (in der Zeichnung bezeichnet der schwarze Punkt jeweils das positive Ende). Dabei werden die Stromkurvenformen für den Kondensator 34 bzw. den Hilfs-Thyristor 47 im Spitzenwert begrenzt, wie es durch die gestrichelte Kurve ic¹ in Fig. 4(b) dargestellt ist.

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tiffl 15

Kurz ausgedruckt 1st die AusfUhrungsform nach Fig. 4 insofern vorteilhaft, als gemeinsame Kommutation verwendet wird.

■* Die Fig. 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel

der Wandlervorrichtung, das eine Modifikation der AusfUhrungsform nach Fig. 4 darstellt. Es werden zusätzlich ein Hilfshalbleiterschalter 322a und ein Hilfsgleichrichterelement 48 verwendet. Als Gegenvorspannungsschleife des Zerhackers wird die Schleife 47 - 34 - 48 - 41 - 45 35 - 47 herangezogen. Bei diesem Aufbau wird der Thyristor 41 des Zerhackers direkt gegenpolig vorgespannt. Die Gegenvorspannung der Thyristorbrücke 1 erfolgt über die

Schleife 322a - 34 - 322b - 5b - 2 - 5a - 322a. 15

Bei diesem AusfUhrungsbeispiel nach Fig. 5 kann ähnlich wie bei demjenigen nach Fig. 4 die Anschlußlage der antiparallel geschalteten Diode 45 auf die durch gestrichelte Linien gezeigte Lage 45' umgestellt werden. In diesem Fall kann die Induktivität bzw. Drossel 35 weggelassen werden. Da die Gegenvorspannungsschleife 47 - 34 48-41 durch den Haupt-Thyristor 41 unterbrochen ist, kann dadurch ein Kurzschließen der Schleife verhindert

werden. Die Polarität der Ladespannung des Kondensators

wird von der mit +/- bezeichneten Polarität nach Fig. 4 über die Schleife 47 - 34 - 48 - 5a - 45' auf die mit G) /(E) bezeichnete Polarität umgestellt.

Die Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Wandlervorrichtung, bei der der in Fig. 3(a) gezeigte Zerhacker verwendet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die in den Fig. 3(c) bis (f) gezeigte Gegenvorspannungsvorrichtung 3 zwischen den dritten und den vierten Knoten Q-, und Q. geschaltet sein. Die Fig. 6 Ji

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zeigt den Fall, daß die Gegenvorspannungsvorrichtung nach Fig. 3(e) in der Verbindung modifiziert ist. Wenn die Schaltung nach Fig. 3(e) unverändert verwendet wird, wird die Gegenvorspannung zwischen den dritten und vierten Knoten Q₃ und O₄ angelegt. Bei der modifizierten Ausführungsform nach Fig. 6 werden zwei Gegenvorspannungsschleifen verwendet. Die eine Schleife zum Anlegen der Gegenvorspannung zwischen den ersten und den vierten Knoten Q₁ und Q₄ ist Q₁ - 322a - 34 - 322b - Q₄ - 5b -

2 - Q.. Die andere Schleife für das Anlegen der Gegenvorspannung zwischen dem dritten und dem zweiten Knoten Q- und Q₂ ist Q₃ - 322c - 34 - 322d - Q₂ - 2 - 5a - Q₃. Im ersteren Fall wird der Thyristor 1N an der negativen Anschlüßseite über die Schleife 322a - 34 - 322b -1N-2P-322a gegenpolig vorgespannt. Im letzteren Fall wird der Thyristor IP an der positiven Anschlußseite über die Schleife 322c - 34 - 322d - 2N - 1P - 322c gegenpolig vorgespannt. Daraus ergibt sich, daß die Gegenvorspannung für die Thyristorbrücke 1 hoch eingestellt werden kann und daß die Thyristorbrücke 1 getrennt entweder an dem Thyristor am positiven Anschluß oder am Thyristor am negativen Anschluß ausgeschaltet werden kann.

Die Fig. 7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Wandlervorrichtung, die im Aufbau für eine Leistungs-Steuer- oder Wandlervorrichtung mit einer Mehrzahl von Verbrauchern 200A und 200B und dementsprechend mit ersten Reihenschaltungen 1A und 2A und zweiten Reihenschaltungen 1B und 2B gut geeignet ist. Mit einem einzigen Zerhacker als Halbleiterschalter 4 und den vier Knoten Q₁ bis Q₄ als gemeinsamen Potentialanschlüssen können bei diesem Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl von Thyristor-Reihenschaltungen 1A, 1B, eine Mehrzahl von Gleichrichterelement-Reihenschaltungen 2A und 2B und eine Mehrzahl von Ver-³^ brauchern bzw. Lasten 200A und 200B gesteuert werden.

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Hierbei ist anzumerken, daß bei diesem Beispiel für die Steuerung nur zwei Lasten und zugehörige Steuerschaltungen aufgeführt sind, jedoch weitere Lasten und zugehörige Schaltungen gesteuert werden können. Die zu steuernden Lasten können Wechselstromlasten, Gleichstromlasten, Differenzphasenlasten o. dgl. sein. Unterschiedliche Arten von Lasten können gesondert in Übereinstimmung mit den jeweiligen entsprechenden Eigenschaften gesteuert werden. In diesem Fall sind nur die Zeitsteuerungen für die Gegenvorspannung gemeinsam, d. h., der Gegenvorspannungsvorgang wird gleichzeitig zeitlich bestimmt. Die Einschaltzeitsteuerung (wie z. B. die Zündwinkel) der Thyristorserienschaltungen bzw. -gruppen werden in Übereinstimmung mit den jeweiligen Stromversorgungszielen bei den entsprechenden Lasten gesteuert.

In der Zeichnung bezeichnen 41, 45 und 47, 48 gegenleitende bzw. Zweiwegthyristoren und 4 9 eine Hilfs-

ladeimpedanz. Für den Schaltungsaufbau bei diesem Aus-20

führungsbeispiel sind in der tatsächlichen Ausführung die unterschiedlichen Kombinationen und Modifikationen möglich, die im einzelnen in den Fig. 3-6 gezeigt sind.

Nachfolgend wird das Steuerverfahren bei der Leistungs- Steuer- oder Wandlervorrichtung beschrieben.

Die Fig. 8 bzw. 9 zeigen eine Leistungsschaltung bzw. eine Steuerschaltung in Ausführungsbeispielen, die die Steuerung der Steuer- oder Wandlervorrichtung betreffen.

In der Schaltung nach Fig. 8 wird eine Unterbrechervorrichtung bzw. ein Halbleiterschalter 4 in der Leitfähigkeit mittels eines Signals MP₄ gesteuert, das in dem

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zeitlichen Verhältnis (der Impulsbreite) moduliert ist. An die Unterbrechervorrichtung 4 ist eine Zeitschaltverhältnis-Steuervorrichtung 11 für die Erzeugung des Signals MP- angeschlossen. Das Signal MP4 ist mittels eines vierten Synchronisiersignals S- (Impuls-Dreieckoder Sägezahnwelle) synchronisiert und in seinem Zeitverhältnis (Impulsbreite, Leitungszeitverhältnis des Halbleiterschalters 4) mittels eines Ausgangssignals einer Vergleichsvorrichtung bzw. Vergleichsschaltung (Verstärkerschaltung) 83 gesteuert. Der Unterschied zwischen einem Ausgangssignal I, einer Strommeßvorrichtung 8 oder 8' und einer Strombefehlsgröße I wird in die Vergleichsschaltung 83 eingegeben. Die Strombefehlsgröße I„ kann ein Ausgangssignal einer Spannungsvergleichsvorrichtung 73 sein, in der ein Ausgangssignal V einer Lastspannungsmeßvorrichtung 7 und eine Spannungsbezugsgröße V _f verglichen werden. Die Lastspannung kann in diesem Fall dadurch gesteuert werden, daß die Stromsteuerung als Nebenschleife oder Unterschleife behandelt wird. Anstelle der Kombination aus einem Transformator 71 und einer Gleichrichtereinrichtung 7 2 bei der Spannungsmeßvorrichtung 7 kann auch irgendein anderes Meßverfahren angewandt werden.

Ein Mehrfachsignalgenerator oder Synchronisiersignalgenerator 9 erzeugt das vierte Synchronisiersignal S., ein Synchronisiersignal S₂ für die Stromventilgruppe bzw. Thyristorbrücke 1 und ein Gegenvorspannungs-Zeitsteuersignal S₃ für die Gegenvorspannungsvorrichtung 3. Diese Signale können in manchen Fällen gemeinschaftlich benutzt werden. Die jeweiligen Stromventile bzv/. Thyristoren 1a bis 1f der Stromventilgruppe bzw. Thyristorbrücke 1 werden durch Ausgangssignale DP einer Impulsverteilervorrichtung (Leitsignal-Verteilervorrichtung) 10 gesteuert. Die Impuls-

³^ verteilervorrichtung 10 besteht im wesentlichen aus bei-

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spielsweise einem Ringzähler o. dgl. (Kombination von Schieberegistern, Ringzähler, Vorwärts/Rückwärts-Zähler und Teiler). Diese Impulsverteilervorrichtung zündet die jeweiligen Stromventile bzw. Thyristoren, nötigenfalls unter Verwendung von Trennverstärkern.

Die Fig. 10 (a) bis (d) sind eine Gruppe von Zeitsteuerdiagrammen für die Erläuterung des vorstehend beschriebenen Steuersystems. In der Figur zeigt (a) das Synchronisiersignal S2, (b) das Zeitverhältnis-Steuersignal MP., (C₁) bis (Cg) Leitungssteuerungs-Verteilersignale DP_a bis DP_f für die jeweiligen Stromventile bzw. Thyristoren 1a bis 1f und (d) das Zeitsteuersignal S₃ für die Gegenvorspannungsimpulserzeugung.

Beim Leiten der Unterbrechervorrichtung bzw. des Halbleiterschalters 4 wird der Schaltungszustand zu dem in Fig. 2(a) gezeigten, während bei Nichtleiten des Halbleiterschalters 4 der Schaltungszustand zu dem in Fig. 2(b) gezeigten wird. Der Strom I^ in dem elektrischen Gleichstromweg mit den Gleichstrom-Drosseln 5a und 5b wird ständig gemäß der Darstellung in Fig. 10(g) gesteuert. Der (einphasige) Ausgangsstrom an eine Wechselstrom-Last 200 nimmt gemäß der Darstellung in Fig. 10(h) nahezu rechteckige Kurvenformen an. Das heißt, die Gleichstrom-Drosseln 5a und 5b dienen sowohl dazu, die Stromventile bzw. Thyristoren auszuschalten, als auch dazu, für die Leitzeitsteuerung die Leistungszuführmenge zu glätten.

In der Fig. 9 ist ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem abweichend von dem Fall, bei dem die Leitzeit der Unterbrechungsvorrichtung bzw. des Halbleiterschalters 4 gesteuert wird, das Leitzeitverhältnis der jeweiligen Stromventile bzw. Thyristoren gesteuert wird. In diesem Fall sind mit den Gleichstrom-Drosseln Gleichrichterelemente

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45*a bzw. 45'b in Antiparallelverbindung gekoppelt oder die Gleichstrom-Drosseln 5a und 5b sind miteinander magnetisch gekoppelt. Dies läßt unterschiedliche Zustände für die Stromventile zu: Nichtleiten aller Stromventile am positiven Anschluß, Nichtleiten aller Stromventile am negativen Anschluß oder Nichtleiten aller Stromventile sowohl am positiven als auch am negativen Anschluß.

In Fig. 9 bezeichnet 15 eine Signalumsetzvorrichtung für die Abgabe des Leitsignals an den Halbleiterschalter aufgrund eines ursprünglichen Synchronisiersignals S₀. 14 bezeichnet eine Wählverteilungsvorrichtung, in der erste Verteilersignale S₂ bis S_2f und ein Leitzeitverhältnis-Steuersignal MP₁ zur Erzeugung von Zündsignalen DMP bis DMP _f zusammengesetzt werden, die hinsichtlich des Leitzeitverhältnisses gesteuert und in einer festen Reihenfolge verteilt werden. Die Wählverteilungsvorrichtung 14 weist beispielsweise UND-Glieder 141 und ODER-Glieder 142 auf; als Wählverteilungsvorrichtung 14 kann auch ein Multiplexer verwendet werden. Eine Gruppe von Zeitsteuerdiagrammen der Signale bei der Ausfuhrungsform nach Fig. 9 ist in den Fig. 10(a), (e) und (f) gezeigt. In der Figur sind bei (a) das ursprüngliche Synchronisiersignal S₀ und an die Verteilervorrichtung 10 abgegebene Schiebeimpulse S₂, bei (e) die an den Halbleiterschalter 4 abgegebenen Leitsignale S₄ und bei (f..) bis (fg) die an die Stromventile 1a bis 1f abgegebenen Zündsignale DMP

bis DMP _f gezeigt.

In den Fig. 10 (b) oder (f.,) bis (fg) bezeichnet das Bezugszeichen W die Leistungszufuhrzeitbreite oder -dauer, mit der die Leistungszufuhrmenge gesteuert wird.

In den Fig. 8 und 9 kann die Last 200 eine Umlaufmotor-Antriebsvorrichtung wie ein Induktionsmotor oder ein

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Synchronmotor sein, wobei die Anpassung für einen derartigen Motor getroffen ist. In Fig. 9 ist ein weiterer Anwendungsfall gezeigt, bei der die Last 200 bzw. der Verbraucher für die Einspeisung von Wechselstromleistung in einen Verbraucher 230 unter Dämpfung hoher harmonischer mit einer Umlaufmaschine bzw. einem Umlaufmotor 210, 220 ausgestattet ist, der eine Transformation und eine siebung herbeiführt. Ein Stator 210 ist mit einer Statorprimärwicklung 211 und einer Statorsekundärwicklung 212 ausgestattet, die einen Aufbau zur Erzeugung eines Drehfelds bilden. Ein Rotor 220 ist eine Gleichstromfeld-Erzeugungsvorrichtung (die der Feldspule des Synchronmotors entspricht) mit einem Käfigläufer oder einer Dämpferwicklung.

Die Fig. 11 zeigt ein Aufbaukonzept der Umlaufmaschine, wobei (a) den Verteilungsbereich der Leiterquerschnitte (unter Darstellung einer Doppelpol-Umlaufmaschine) zeigt, während (b) eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils des Stators und eines Teils des Rotors ist, die mit einem Zwischenabstand einander gegenüberstehend angeordnet sind. In der Fig. 11(a) sind die Statorprimärwicklung 211 und die Statorsekundärwicklung 212 mit verteilten Vielphasenwicklungen versehen, wobei der Verteilungsbereich eines jeden Phasenleiters mit den Bezugszeichen U₁, U- bis W₁, W₁ bzw. U₂, TT₂ - W₂, W₂ bezeichnet ist. 226 bezeichnet einen Käfigleiter (Dämpfungsleiter), 215 einen Statorpol, 216 Statorschlitze, 217 Statorzähne und 218 Keile.

Selbst wenn bei dem in Fig. 11 gezeigten Aufbau der Primärstrom rechteckige Kurvenform annimmt, wird der Spaltfluß durch die Einwirkung des Käfigleiters geglättet (durch den Käfigleiterstrom wird Strom höherer Harmonischer aufgehoben). Das Ergebnis ist, daß die Kurvenform der magnetomotorischen Kraft oder Umlaufspannung der Stator-

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Sekundärwicklung 212 in einem hohen Verhältnis die Grundwelle enthält. Das heißt, sie weist sehr wenig hohe Harmonische auf. Ferner ist es möglich, über das Wicklungsverhältnis zwischen der Primärwicklung und der Sekundärwicklung eine Transformation mit Isolier- oder Trennfunktion auszuführen. Dies ist besonders für eine Stromversorgungsvorrichtung wie eine Fahrzeugstromversorgung zweckdienlich.

Gemäß der vorstehenden Beschreibung werden bei der Wandlervorrichtung Gleichstromdrosseln verwendet, während die elektrischen Ventile oder Thyristoren dadurch ausgeschaltet werden, daß sie während der Ausschaltzeitdauer der Unterbrechungsvorrichtung bzw. des Halbleiterschalters gegenpolig vorgespannt werden. Daher kann auf einfache Weise die Kommutation herbeigeführt werden und übermäßige überströme werden begrenzt, woraus sich ein einfacher Schutz der betreffenden Vorrichtung ergibt. Weiterhin dienen die Gleichstrom-Drosseln auch zur Stromglättung, woraus sich ergibt, daß die Wandlervorrichtung ferner zur Konstantwechselstromspeisung geeignet ist.

Mit der Erfindung ist eine Leistungs- Steueroder Wandlervorrichtung geschaffen, die eine Kombination einer Steuergleichrichterbrücke und einer Gleichrichterbrücke, die miteinander in Antiparallelverbindung gekoppelt sind, Gleichstrom-Drosseln, die in Reihe in positive und negative Stromwege geschaltet sind, welche die Steuergleichrichterbrücke mit der Gleichrichterbrücke in Antiparallelverbindung verbinden, eine Lösch-Vorrichtung zum gegenpoligen Vorspannen der Steuergleichrichter der Steuergleichrichterbrücke zu deren Löschen und eine Schaltvorrichtung aufweist, die in den Verbindungsteil zwischen den jeweiligen Gleichrichterbrücken und einer Gleichstromquelle geschaltet ist. Die Löschvorrichtung und die Gleich-

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stroia-Drosseln wirken zu einer zwangsweisen Kommutierung der Steuergleichrichter bzw. Thyristoren zusammen. Mitden Gleichstrom-Drosseln wird auch Strom geglättet.

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eerseite

Claims

TlEDTKE - BüHLING - KlNNE - GrtUPE

Dipl.-Chem. Biihling Dipl.-lng. Kinne 2733715 Dipl.-lng. Grupe

Bavariarlng 4, Postfach 20 24 8000 München 2 Tel.: (0 89) 53 96 53-56 Telex:5 24 845tipat cable. Germaniapatent München 26.JuIi 1977 B 8340
case ME-317 (F-144O)

Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha
Tokyo, Japan

Leistungs- Steuer- oder Wandlervorrichtung

Patentansprüche

(λ. Leistungs- Steuer- oder Wandlervorrichtung, V-^-' gekennzeichnet durch wenigstens ein gesteuertes Gleichrichterelement (1a - 1f), eine an einen Anschluß des gesteuerten Gleichrichterelements

angeschlossene Drossel (5a, 5b), wenigstens ein mit einem Anschluß an dem zweiten Anschluß des gesteuerten Gleichrichterelements in gegenpoliger Reihenschaltung angeschlossenes Gleichrichterelement (2a - 2f) und eine an den Verbindungs

punkt zwischen dem gesteuerten Gleichrichterelement und der Drossel sowie den zweiten Anschluß des Gleichrichterelements angeschlossene Gegenvorspannungsvorrichtung (3) zum Anlegen einer gegenpoligen Vorspannung (Vr) an das

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Drradrar Bank (München) Kto. 3939 844 Postscheck (München) Kto. 870-43-804

ORIGINAL INSPECTED

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gesteuerte Gleichrichterelement, dessen Verbindungspunkt mit dem Gleichrichterelement einen Ausgangsanschluß (U, V, W) bildet, während die zweiten Anschlüsse der Drossel und des Gleichrichterelements über eine Schaltvorrichtung (4) an eine Gleichstromquelle (100) angeschlossen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch wenigstens ein Paar zueinander in Reihe geschalteter gesteuerter Gleichrichterelemente (1P, 1N), wenigstens ein Paar zueinander in Reihe geschalteter Gleichrichterelemente (2P, 2N), deren Verbindungspunkt mit einem ersten Verbindungspunkt der gesteuerten Gleichrichterelemente zur Bildung eines Ausgangsanschlusses (U, V, W) verbunden ist, und ein Paar von Drosseln (5a, 5b), deren ein Anschluß jeweils mit einem Endanschluß der Reihenschaltung aus den gesteuerten Gleichrichterelementen verbunden ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenvorspannungsvorrichtung (3) einen Kommutierkondensator (34) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenvorspannungsvorrichtung (3) eine Reihenschaltung mit einem Kommutierkondensator (34) und einer Drossel (35) aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenvorspannungsvorrichtung (3) einen Kommutierkondensator (34) und einen Hilfshalbleiterschalter (322) aufweist.

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6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenvorspannungsvorrichtung (3) einen Hilfshalbleiterschalter (321) und eine Hilfsstromquelle (31) aufweist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Reihenschaltungen aus den Paaren von Gleichrichterelementen (2P, 2N) zur Bildung einer brückengeschalteten Gleichrichterschaltung (2) und eine Mehrzahl von Reihenschaltungen aus den gesteuerten Gleichrichterelementen (1P, 1N) zur Bildung einer brückengeschalteten Steuergleichrichterschaltung (1).
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltvorrichtung (4) ein gesteuertes Gleichrichterelement (41) aufweist und die Gegenvorspannungsvorrichtung (3) einen Hilfshalbleiterschalter (322) sowie einen Kommutierkondensator (34) aufweist, welcher das gesteuerte Gleichrichterelement der Schaltvorrichtung gegenpolig vorspannt.
9. Leistungs-Steuer- oder Wandlervorrichtung, gekenn* zeichnet durch eine elektrische Ventilbrücke (2) aus einer Gruppe elektrischer Ventile, die jeweils zwischen einen jeweiligen ersten Gleichstromanschluß (Q₁, Q₂) und einen jeweiligen Wechselstromanschluß (U, V, W) geschaltet sind, wobei die ersten Gleichstromanschlüsse über eine Schaltvorrichtung (4) mit einer Gleichstromquelle (ICX)) verbunden sind, eine elektrische Steuerventilbrücke

(1) aus einer Gruppe gesteuerter elektrischer Ventile, die jeweils zwischen einen jeweiligen zweiten Gleichstromanschlufl (Q₃, Q₄) und jeweils einen der

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Wechselstromanschlüsse geschaltet sind, elektrische Positiv- und Negativ-Stromleitungen, die die jeweiligen ersten Gleichstromanschlüsse mit den jeweiligen zweiten Gleichstromanschlüssen verbinden, einen geschlossenen Stromkreis, der die Gleichstromquelle, die elektrische Steuerventilbrücke und die Schaltvorrichtung in Vorwärtsrichtung in Reihenschaltung verbindet und ferner die beiden Brücken in Ant!parallelschaltung verbindet, Gleichstromdrosseln (5a, 5b), die in Reihe in die jeweiligen Positiv- und Negativ-Stromleitungen eingeschleift sind, eine Ausschaltvorrichtung (3) zum gegenpoligen Vorspannen der gesteuerten elektrischen Ventile der elektrischen Steuerventilbrücke und eine Steuervorrichtung (9 - 11, 14, 83) zur Steuerung der den Wechselstromanschlüssen zugeführten Wechselstrom-Leistungsmenge durch Steuerung des Leitzeitverhältnisses der Schaltvorrichtung oder der gesteuerten elektrischen Ventile.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung (9 - 11, 14, 83) eine Meßvorrichtung (8, 8¹) aufweist, die den Strom in der Positiv-Stromleitung oder der Negativ-Stromleitung oder die Leistungszufuhrmenge an den Wechselstromanschlüssen erfaßt und gemäß deren Ausgangssignal das Leitzeitverhältnis gesteuert ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweiligen Gleichstromdrosseln (5a, 5b) in der Positiv- bzw. der Negativ-Stromleitung miteinander magnetisch gekoppelt sind.

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9bis11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselstromanschlüsse (U, V, W) mit Mehrphasen-Wechselstromwicklungen (211) einer elektrischen Umlaufmaschine (210, 220) verbunden sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Umlaufmaschine (210, 220) einen Stator (210) mit den Mehrphasen-Wechselstromwicklungen (211), einen in dem durch die Mehrphasen-Wechselstromwicklungen entwickelten magnetischen Drehfeld drehenden Rotor (220) und an dem Stator angebrachte zweite Mehrphasen-Wechselstromwicklungen (212) aufweist, welche mit einer Wechselstromlast (230) verbunden sind.

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