DE2931070C2 - Selbstgeführter Wechselrichter mit ein- und ausschaltbaren Leistungshalbleitern - Google Patents

Selbstgeführter Wechselrichter mit ein- und ausschaltbaren Leistungshalbleitern

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DE2931070C2 DE19792931070 DE2931070A DE2931070C2 DE 2931070 C2 DE2931070 C2 DE 2931070C2 DE 19792931070 DE19792931070 DE 19792931070 DE 2931070 A DE2931070 A DE 2931070A DE 2931070 C2 DE2931070 C2 DE 2931070C2
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    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
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Description

Die Erfindung betrifft einen selbstgeführien Wechselrichter mit ein- und ausschaitbarcn Leistungshalblcitern nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.
Bei selbstgeführten Wechselrichtern handelt es sich um Wechselrichter mit Zwangskomniutierung. die aus einer Gleichstromquelle konstanter Spannung eine Wechselspannung veränderlicher Frequenz erzeugen. Der selbstgefiihrte Wechselrichter bezieht dabei seine Kommutierungsspannung weder von einem führenden Wechselstromnetz noch von der L;ist. sondern er arbeitet mit künstlich im Kommutierungskreis aufgebrachten Kommutierungsspannungen tjcr mit ein- und ausschaltbaren LeistungsharLle'tcrn wie Transistoren oder GTO-Thyristoren.
Derartige abschaltbare I .cistungshalbleitcr benötigen eine Beschallung, die den Spannungsanticg am Bauelement nach dem Abschalten begrenzt, da der Übergang vom leitenden zum sperrenden Zustand des Halblcilerventils in außerordentlich kurzer Zeit erfolgt, so daß die unvermeidlichen Induktivitäten des Kommutiertingskreises nicht ohne gefährliche Überspannung cnircgt werden können. Aus diesem Grund ist es erforderlich, einen Nebenweg zum Ventil zu schaffen, der üblicherweise aus einer RCD-Beschallung parallel zum Ventil besteht und den Spannungsanstieg beim Abschalten auf ein zulässiges Maß begrenzt. Dieses RCD-Glicd schützt das Bauelement vor Zerstörung durch den zweiten Durchbruch (second breakdown).
Beim Ausschaltvorgang wird der Kondensator des RCD-Gliedes mehr oder minder schnell aufgeladen, wobei die Verluste hierbei im allgemeinen geringfügig sind und nur aus Durchlaßvcrliisten der Diode bestehen. Beim erneuten Einschalten des Ventils wird dagegen die gesamte elektrische Energie des Kondensators im Widerstand in Wärme umgesetzt. Die Verluste des RCD-Gliedes bestehen somit aus den Ausschalt- und den Einschaltverlusten und sind bei gegebenen übrigen Werten proportional der Betriebsfrequenz des Ventils. Während sie bei Beirieb mit Nct/frcquenz gegenüber den Durchlaßverlustcn kaum ins Gewicht fallen, übertreffen sie diese beim Betrieb im Miticlfrcqucn/-, d. h. kl Iz-Bcreich bei weitem und bestimmen soinii die Gcsamlvcrlustc und damit Kühlmiiielbcdarf und Wirkungsgrad der StromrichteranoRliuing.
Aus der Literatiirsiclle »Ilciimnnn/Siimpc: Thyristoren — Eigenschaften und Anwendungen« (1469) Verlag B. G. Teubncr. Stuttgart. S. 41.42 ist es bekannt, daß bei der Verwendung von Thyristoren in Mittelfreqiien/.anlagen und in Anlagen mit stark pulsierender Anodenspanmingdie Verluste im Beschallungswiderstand unerwünscht hoch werden können. Für diesen Fall wird vorgeschlagen, den Beschallungswiderstand durch eine Diode zu überbrücken. Bei dieser bekannten RCD-Bcschaltung, die in Fig. i für einen dreiphasigen Wechselrichter mit GTO-Thyristoren als ein- und ausschaltbarc Leistungshalblciler darfcstclll ist. fließt der '..asistrom im gesperrten Zustand des GTO-Thyristors Ti zunächst über die Diode Ds und den Kondensator Cs. Die Entladung des Kondensators Cs erfolgt über den Beschaltungswidersland Äs, wobei die im Beschaltungskondcnsalor Cs gespeicherte Energie Wc = '/2CU3 im Beschaltungswiderstand Äs in Wärme umgesetzt wird.
Die anfallende Wärme bedeutet nicht nur eine erhebliche Herabsetzung des Wirkungsgrades des Stromrichters, sondern bedingt auch ein großes Bauvolumen der Anordnung, da sie in geeigneter Form abgeführt werden muß.
Es ist durch die DE-AS 19 56 145 eine Schaltungsanordnung zum Schutz von induktiv belasteten Schalttransistoren in elektronischen Gcgeniakl-Umrichlcrn gegen Überspannungen, bestehend aus einer der KoI-Icklor-Emittcrstreckc der Schaltlransisloren parallelgc-
2ί schalteten Reihenschaltung aus einem Kondensator und einer Diode in Verbindung mil einem Entladestromkrcis für den Kondensator, der einen Widerstand enthält, bekanntgeworden, bei der die Aufgabe besteht, die Verluste, die durch die Schaltungsanordnung zum Schulz der
jo Schalttransistoren gegen Überspannungen entstehen, weitgehend zu vermeiden ohne die Schutzwirkung zu verringern. Dies wird dort dadurch gelöst, daß der Widerstand ausschließlich Bestandteil eines zum Kondensator parallelgcschaltcten. aus einer Reihenschaltung
r> mit der Vcrsorgungsspannungsquelle des Gegeniaki-Umrichtcrs oder der Vcrsorgungsspannungsquelle und der Primärwicklung des Leistungsübcrtragers des Gegcntakt-Umrichters gebildeten Er-cladesiromkrciscs ist. der während der Sperrphase der zu schützenden Transi-
·»« stören wirksam ist und der eine Entladung des Kondensators höchstens bis auf den einfachen bzw. doppelten Wert der Versorgungsspannung bewirkt, wobei außerdem ein erheblicher Anteil der Energie in die Spannungsquellc zurüekgespeisi wird.
v, Diese Schaltungsanordnung benutzt ebenfalls einen Reschalmngswiderstpnd, an dem immer noch Wärmeverlustc auftreten. Um diese Verluste weiter zu verringern, werden dazu zusätzliche, insbesondere aufwendige Maßnahmen vorgeschlagen, vgl. Spalte 3, 3. Absatz
vi der ausgelegten Unterlagen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es. einen Wechselrichter der eingangs genannten Art anzugeben, bei dem der durch einen Bcschaltungswidersland entstehende Wärmevcrlusl in einfacher Weise vermieden
Vi und dadurch der Wirkungsgrad des Wechselrichters erhöht wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch gekennzeichneten Merkmale gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Ener-
W) gie des licschallungsknnilcnsulors in den Laslkreis zurückgeführt, wodurch sich ein höherer Wirkungsgrad des selbstgefiihrtcn Wechselrichters gegenüber Ausführungen mil der bekannten Beschallung der Leistungshalbleiter ergibt. Gleich/eilig wird durch Wegfall der
h"> Beschallungsdiode und des Beschalliingswiderstandes ein geringeres Bauvolumen und eine erhebliche Verbilligiing des Wechselrichters erzielt.
Zusätzlich kann die Größe der Bcschiiltungskapaziiäi
gegenüber der bekannten Anordnung nach I'i g. 1 halbiert werden, da beide Kapazitäten eines Zweiges der Brückenschaltung zur Begrenzung des Spannungsanstiegs beim Abschalten beilragen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausfuhrungsform erläutert.
Der in Fig.2 dargestellte dreiphasige sclbstgeführie Wechselrichter wird aus einer Gleichstromquelle mit der konstanten Spannung Udgespeist, die im Falle eines Umrichters der Zwischenkreisspannung entspricht. Paralle! zum Eingangs- bzw. Zwischenkreiskondensator Cd sind die Zweige eines dreiphasigen selbsgeführten Wechselrichters geschaltet, der in den Zweigen die Reihenschaltung zweier ein- und ausschaltbarer Lsistungshalbleiter 7Ί, T4 bzw. Γ3, T% bzw. Γ5, Tl enthält, is Antiparallel zu den ein- und ausschaltbaren Leistungshalbleitern Ti bis 76 sind in bekannter Weise Rückstromdichten D1 bis D 6 geschaltet. Gemäß der Erfindung wird dieser Wechselrichter mit einer 180° el-Ansteuerung oder Vollblocksteuerung, d. h. einer Ansteuerung der ein- und ausschaitbaren Leistungshalbleitcr
Ti bis Γ6 über die Dauer — (180°el) während einer
Periode T (360°el) mit einer t>0°eI-Ablösung der Leistungshalbleiter von Ventilzweig zu Ventilzweig betrieben. Weiterhin wird vorgeschrieben, daß der Wechselrichter mit einer an die drei Phasen des Wechselrichters angeschlossenen ohmsch-induktiven Belastung RXLX bis R 3 L 3 betrieben wird. Bei dieser Betriebsweise ist gewährleistet, daß beim Einschalten eines ein- und ausschaltbaren Leistungshalbleiters TX bis Γ6 der zugehörige Beschaltungskondensator Cs 1 bis Cs 6 bereits ent1 laden isi, so daß der sonst erforderliche Beschaltungswidcrstand Rs und die sonst übliche Beschaltungsdiodc D 2 entfallen können. Demgemäß ist parallel zu den J5 einzelnen ein- und ausschaltbaren Leistungshalbleiiern Ti bis 7"6 nur noch je eine Beschaltungskapazitat Cs 1 bis Cs 6 erforderlich, deren Größe wegen der in Reihe geschalteten Kapazitäten beim Abschalten eines Leistungshalbleiters TX bis 7"6 gegenüber der bekannten Anordnung nach F i g. 1 halbiert werden kann. Die beim Abschalten eines Lcistungshalbleiters TX bis 7'6 in den Beschaltungskapazilätcn Cs I bis Cs6 des zugehörigen Zweiges gespeicherte Energie wird bei der Laststromübernahme des nachfolgenden Leistungshalbleiters in den Lastkreis zurückgeführt.
Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Selbstgeführter Wechselrichter mit ein- und ausschaltbaren Leistungshalblcitern mit Beschaltungselementen, an dessen Ausgang eine ohmsch-induktive Belastung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß parallel zu den L.eistungsbalbleitern (Ti bis 7~6) Beschaltungskapazitäten (Cs \ bis Cs 6) als alleinige Beschaltungselemente geschaltet sind und die Ansteuerung der Letstungshalbleiter so erfolgt, daß sie sich während einer Dauer von—(180°el) innerhalb einer Wechselstrom-Periode T (360° el) im stromführenden Zustand befinden.
DE19792931070 1979-07-28 1979-07-28 Selbstgeführter Wechselrichter mit ein- und ausschaltbaren Leistungshalbleitern Expired DE2931070C2 (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3244623A1 (de) * 1982-04-27 1984-09-27 Rainer Dr Ing Marquardt Beschaltung fuer elektronische zweigpaare in antiparallelschaltung
DE3804478C2 (de) * 1988-02-11 1994-05-11 Licentia Gmbh Beschaltung für Wechselrichter, insbesondere Pulswechselrichter
DE19523095A1 (de) * 1995-06-26 1997-01-02 Abb Management Ag Stromrichterschaltungsanordnung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1513518B2 (de) * 1965-08-28 1971-12-30 Siemens AG, 1000 Berlin u. 8000 München Einrichtung zur zwangskommutierung fuer einen selbstgefuehrten stromrichter zur steuerung der drehzahl und drehrichtung eines drehstrommotors
DE1956145C3 (de) * 1969-11-07 1978-06-15 Siemens Ag Schaltungsanordnung zum Schutz von induktiv belasteten Schalttransistoren gegen Überspannungen

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