DE2935038C2 - Schwingkreiswechselrichter - Google Patents

Description

60 hergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Komparator (27), der mit einer dem Strom durch die Brückenschaltung entsprechenden Eingangsgröße beaufschlagt ist und durch Zündung der beiden gesperrten Halbleiterelemente (1 bis 4) der Brückenschaltung die Umsteuerung der Brückenschaitung auslöst, wenn der Strom durch die Brückenschaitung im wesentlichen Null ist.

9. Schwingkreiswechselrichter nach Anspruch 1, 2 oder 4 bis 8, gekennzeichnet durch eine Überwachungseinrichtung (43, 44, 50, 51), die jeweils einen Impuls abgibt, wenn während einer Halbperiode einer ersten Polarität der Betrag der negativen Regelabweichung des Stroms (ij durch den Kondensator (5) von seinem Stromsollwert (i*) einen vorgegebenen Grenzwert überschreitet bzw. während einer Halbperiode der entgegengesetzten Polarität der Betrag der positiven Regelabweichung einen bzw. den vorgegebenen Grenzwert überschreitet, und durch eine Einrichtung (30, 12, 14o bis Ud, 45, 46, 48, 52, 53), die bei Auftreten eines ersten Impulses in einer jeweiligen Halbperiode durch zusätzliche Zündung des einen der beiden bis zum Auftreten dieses ersten Impulses gesperrten Halbleiterelemente (1 bis 4) der Brückenschaitung einen Freilaufstromkreis für die Induktivität (6) schließt und bei Auftreten des zweiten Impulses während dieser HaToperiode durch zusätzliche Zündung des anderen der beiden bis zum Auftreten des ersten Impulses gesperrten Halbleiterelemente (1 bis 4) der Brückenschaitung den Freilaufstromkreis wieder öffnet und die Kommutierung der Brücke abschließt.

Die Erfindung bezieht sich auf einen Schwingkreiswechselrichter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein solcher Schwingkreisvvechsel/ichter ist aus der DE-OS 15 63 916 bekannt. Bei diesem bekannten Wechselrichter sind die Induktivität unci der Kondensator, die den Schwingkreis bilden, in Reihenschaltung an die wechselspannungsseitigen Anschlüsse der Brückenschaitung angeschlossen. Die gleichspannungsseitigen Anschlüsse der Brückenschaitung werden direkt mit der Gleichstromquelle verbunden. Je eine Diode ist zur Bildung eines Freilaufkreises für den Schwingkreisstrom zwischen dem einen der beiden gleichspannungsseitigen Anschlüsse der Brückenschaitung und je einem der wechselspannungsseitigen Anschlüsse geschaltet. Mit Hilfe eines Spannungswandlers wird die Amplitude der an der Last anliegenden Wechselspannung erfaßt, gleichgerichtet, geglättet und mit einem Spannungssollwert verglichen. Durch das Vergleichsergebnis wird eine Zeitverschiebung der Zündimpulse für die Thyristoren der Brückenschaitung bewirkt. Zusätzlich wird die Höhe des Laststroms zum Zeitpunkt des positiven sowie des negativen Maximums der Ausgangswechselspannung erfaßt und dem Spannungsregelkreis überlagert. In der fraglichen Druckschrift ist zwar angegeben, daß der Klirrfaktor der Ausgangsspannung gering sei, tatsächlich ergibt sich bei dieser bekannten Schaltung eine Abweichung der Ausgangsspannung von der Sinusform, wie sie tür viele Anwendungslälle nicht akzeptiert werden kann.

Aus der DE-OS 25 43 776 Ist ein Wechselrichter mit einer Brückenschaitung aus steuerbaren Halbleiterelementen bekannt, die wechselspannungsseitig mit den Ausgangsklemmen IUr den Anschluß des Wechselstrom-

Verbrauchers und einem diesem parallelliegenden Kondensator verbunden ist. Gleichspannungsseilig ist die Brückenschaltung über eine Induktivität an einen Gleichstromsteller, dessen Ausgangsanschlüssen eine Diode parallelgeschaltet ist, angeschlossen. Der Gleichstromsteller enthält einen Transistor, der mit einer pulsmodulierten Steuerspannung beaufschlagt wird und eine entsprechend pulsmodulierta Ausgangsspannung abgibt, die als Grundschwingung die gewünschte Frequenz der Ausgangsspannung des Wechselrichters aufweist. Bei diesem bekannten Wechselrichter handelt es sich nicht um einen Schwingkreiswechselrichter, da die Resonanzfrequenz des von der Induktivität und dem Kondensator gebildeten Schwingkreises weit oberhalb der variablen Arbeitsfrequenz des Wechselrichters liegt. Der den Ausgangsanschlüssen parallelgeschaltete Kondensator ist so klein, daß er auf die Gleichspannungsseite der Brückenschaltung praktisch keine Auswirkung hat. Die Induktivität erfüllt bei diesem bekannten Wechselrichter im wesentlichen die Funktion einer Glättungsinduktivität, die die pulsmodulierte Ausgangsspamiung des GleichstromsteHers in unipolare Sinushalbschv.ingungen umwandeln soll, welche dann mit Hilfe der Brückenschaltung in wechselnder Polarität an die Ausgangsanschlüsse angelegt werden. Die Frequenz der Ausgangsspannung dieses bekannten Wechselrichters wird der Pulsbreftenmodulationseinrichtung für die Steuerung des Gleichstromstellers von einem hinsichtlich seiner Frequenz einstellbaren Bezugssignalgenerator vorgegeben. Synchron mit dem Ausgangssignal erfolgt die Zündung der Halbleiterelemente der Brückenschaltung und damit die Umsteuerung der Brückenschaltung in stromlosem Zustand. Der Klirrfaktor der Ausgangsspannung hängt hierbei von der Frequenz der pulsbreitenmodulierten Steuerung des Wechselstromstellers und der Glättungswirkung der Drossel ab. Der bekannte Wechselrichter enthält einen Regelkreis für den Mittelwert der Ausgangsspannung, welcher zugleich den Transistor des Gleichstromstellers als Stellglied benutzt.

Der Erfind· ng liegt die Aufgabe zugrunde, einen Wechselrichter zu schaffen, der auch bei starken Laständerungen die Sinusform seiner Ausgangsspannung nur unwesentlich und nur für sehr kurze Zeit ändert, der einen geringen Aufwand an elektrischen Energiespeichern sowohl für das Eingangsfilter als auch für das Ausgangsfilier erfordert und der nur eine gsringe Anzahl von leistungselektronischen Bauelementen benötigt und daher eine erhöhte Zuverlässigkeit für den bevorzugten Einsalz in einer unterbrechungsfreien Stromversorgungsanlage besitzt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemüß durch einen Wechselrichter mit den gekennzeichneten Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhalte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten.

Der erflfidungsgemäße Wechselrichter eignet sich insbesondere für sogenannte unterbrechungsfreie Stromversorgungsanlagen, die die Aufgabe haben, die Energieversorgung besonders empfindlicher Verbraucher auch dann sicherzustellen, wenn das speisende Energieversorgungsnetz kurzzeitige oder länger dauernde Unterbrechungen erleidet. Beispiele solcher Verbraucher sind elektronische Datenverarbeitungsanlagen und die elektrischen Geräte im Operationssaal eines Krankenhauses.

Unterbrechungsl^re'e Stromversorgungsanlagen werden einphasig oder dreiphasig ausgeführt. Da auch die dreiphasigen Anlagen als we: etliches Element einphasige Wechselrichter enthalten, beschränken sich die Ausfüh

rungen im vorliegenden Text auf einphasige Wechselrichter. Sie können in einfacher Weise auf dreiphasige Anlagen übertragen werden.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Lösung dem Kondensator durch den Stromregelkreis ein sinusförmiger Strom aufgezwungen wird, erhält man eine entsprechend sinusförmige Ausgangsspannung, die auch bei plötzlichen Lastwechseln nur einen minimalen Klirrfaktor besitzt. Die Anordnung der Induktivität im Gleich-Stromkreis der Brückenschaltung erlaubt es in den meisten Anwendungsfällen, als Stellglied für den Stromregelkreis einen Einquadrantengleichstromsteller einzusetzen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Wechselrichters einschließlich seiner Steuer- und Regeleinrichtung,

Fig. 2 die Zeitverläufe von Spannungen und Strömen im Leistungsteil des Wechselrichters bei einer Strombelastung unterhalb eines Richtwerts /_s,

Fig. 3 die Zeitverläufe von Spannungen und Strömen im Leistungsteil des Wechselrichters bei einer Strombelastung, die größer ist als der Richtwert 1_R.

Der Wechselrichter in Fig. 1 enthält eine aus vier steuerbaren Ventilen 1 bis 4 aufgebaute Brücke, in deren Diagonale der Kondensator 5 mit dem Kapazitätswert C liegt. Die Spannung am Kondensator 5 ist die Ausgangsspannung u_a des Wechselrichters. Der Kondensator 5 bildet mit der Induktivität 6 vom Betrage L einen Schwingkreis, der auf die Arbeitsfrequenz ω = l/\ LC des Wechselrichters im Leerlaufbetrieb abgestimmt ist und der die sinusförmige Leerlaufspannung erzeugt. Dabei haben die Ventile 1 bis 4 und ein nicht steuerbares Ventil 7, dessen Anschaltung der Fig. 1 zu tntnehmen ist, die Aufgabe, den sinusförmigen Wechselstrom des Kondensators 5 in der Induktivität 6 nach dem Prinzip der Zweiweggleichrichtung als eine Folge von unipolaren, sinusförmigen Stromhalbschwingungen fließen zu lassen. Wegen der Verluste in den Bauelementen und wegen der in die Last 8 abfließenden Leistung muß zur Aufrechterhaltung der Amplitude der Ausgangsspannung a_a über den Gleichstromsteller 9 aus der Gleichspannungsquelle. 10 Energie nachgeliefert werden. Zu diesem Zweck wird riarch fortlaufendes Schließen und Öffnen des elektronischen Schalters U am Ventil 7 eine Kette von Sperrspannungsimpulser» der Amplitude U_B erzeugt, die die Spannung u/t) bilden, welche sich über eine Steuer- und Regeleinrichtung so einstellt daß der Strom i_c durch den Kondensator 5 nach Amplitude, Frequenz und Phasenlage einem vorgegebenen Sollwert /* entspricht. Wenn dieser Sollwert durch die Zeitfunktion /* = coC\2 U₀ coswt beschrieben wird, und die Stromregelung keinen Gesciiwlndlgkeitslehler aufwejst, hat die Ausgangsspannung den Zeitverlau' u_a = \2 U_a sincot. Die im Ampliludenspektrum der Sperrspannung u_s am Ventil 7 enthaltenen Oberschwingungskomponenten ω/ erfahren durch die doppelte Integration an der Induktivität 6 und am Kondensator 5 eine Abschwächung um den Faktor l/oi,? Ihr Anteil ar der Ausgangsspannung ist schon bei einer Schaltlrequenz des Schalters 11 von wenigen hundert Hertz praktisch zu vernachlässigen. Bei leitendem Ventil 7 sind Kondensator 5 und Induktivität 6 über dieses, bei leitendem Schalter 11 über die für Wechselstrom einen Kurzschluß darstellende Gleichspannungsquelle parallelgeschaltet.

Der Wechselrichter ist zur Speisung aller praktisch auftretenden Lasten eeelenet. obwohl beim Vorhandensein

von induktiven Blindwiderstanden Im ä.ußeren Lastkreis die Eigenfrequenz des schaltungsinternen Schwingkreises vermindert wird. Trotzdem ist eine induktive Lastkomponente vorteilhaft, weil dann der Llmladestrom des Kondensators 5 nicht mehr ausschließlich über die Ventile 1 bis 4 und 7 (ließt, sondern teilweise von der Last geliefert wird. Die genannten Ventile werden folglich entlastet.

Die Einhaltung der konstanten Arbeltsfrequenz auth bei Verstimmung des Schwingkreises durch eine induktive Scheinlast obliegt der Regeleinrichtung. Diese unterbindet weiterhin das Auftreten von Eigenschwingungen zwischen den Energiespeichern 5 und 6, wodurch der Wechselrichter unempfindlich gegen Laststoße wird. Als Stellglieder dienen dabei der Gleichstromsteller 9 und auch die Ventile 1 bis 4, die trennend zwischen den Energiespeichern angeordnet sind und dadurch einen Energieaustausch. der das Kennzeichen von Eigenschwingungen ist, verhindern. Dies Ist möglich, well die mittlere Schaltfrequenz des Gleichstromsteller 9 ein Mehrfaches der Eigenfrequenz des schaltungsinternen Schwingkreises beträgt.

Der Schaltzustand der aus den Ventilen I bis 4 bestehenden Brücke wird durch den logischen Speicher 12 gesteuert. Die ablallende Flanke eines Impulses am Takteingang 13 des Speichers 12 bewirkt, daß die zur Zelt des Flankenanstiegs an den Eingängen ?1 bis r4 herrschenden logischen Signale auf die entsprechenden Ausgange vl bis v4 durchgeschaltet werden. Die Ausgänge des Speichers 12 führen über die monostabilen Kippstulen 14o bis 14(/ auf die Zündeingänge der Ventile 1 bis 4. Führt beispielsweise der Ausgang vl das Signal HIGH, so bedeutet dies, daß durch den letzten am Tiikteingang 13 aufgetretenen Impuls das Ventil 1 gezündet wurde.

Die Sollwerte u* = \ 2 U_c sintuf für die Ausgangsspannung w„ und i* = ü)C \ 2 U_a cost»? für den Kondensatorsirom i_c werden in dem harmonischen Oszillator 15 als Referenzsignalquelle erzeugt, wobei U_a der Effektiv-wert der Ausgangsspannung ist und ω = l/\ LC die Arbeitsfrequenz des Wechselrichters. Die Phasenlage des harmonischen Oszillators 15 und die Frequenzdifferenz gegenüber einer Referenzschwingung können über ein Frequenzsteuersignal 16a beeinflußt werden. Damit kann der Wechselrichter winkeltreu mit einem Vergleiehsnetz synchronisiert werden, weiter auch die Amplitude der Sollwerte über ein Steuersignal 166 so verändert werden, daß die Last 8 im Bedarfsfall ober bei einer Störung stoßfrei zwischen dem Wechselrichterausgang und dem Vergleiehsnetz oder umgekehrt umzuschalten ist.

Der Sollwert /* wird an der Vergleichsstelle 17 mit dem Istwert i_c verglichen, der von der Strom meßstelle 18 geliefert wird. Die Differenz der beiden Signale wird über den Schalter 19 auf den Eingang des als Zweipunktregler dienenden Komparator 20 geführt, wenn das Signal 21a den Zustand HIGH annimmt. Dies ist dann der Fall, wenn die Ventile 1 und 4 leiten und folglich die Ausgangssignale vl und v4 des logischen Speichers 12 das Ausgangssignal 2Io des UND-Gliedes 22 in den genannten Zustand versetzen. Leiten dagegen die Ventile 2 und 3. so muß das Eingangssignal für den Komparator 20 zur Einhaltung des richtigen Regelsinns einen Vorzeichenwechsel erfahren. In diesem Fall nimmt cas Ausgangssignal 216 des UND-Gliedes 23 den Zustand HIGH an und schließt den Schalter 24. wodurch zwischen der Vergleichsstelle 17 und dem Komparator 20 der Vorzeicheninverter 25 wirksam wird.

Wenn das Eingangssignal für den Komparator 20 dessen Toleranzbereich überschreitet, so wird über den Zündverstärker 26 der elektronische Schalter 11 betätigt: Der elektronische Schalter 11 Ist geschlossen, wenn das logische Ausgangssignal des Komparator 20 HIGH ist, er Ist geöffnet, wenn das Signal LOW ist.
Jedesmal wenn der von einer Strommeßstelle 18' erfaßte Strom i_d In einen Toleranzbereich um den Wert Null eintritt, gibt der Komparator 27 ein logisches Signal an die monostabile Kippstufe 28, die ihrerseits einen Impuls erzeugt. Dieser Impuls gelangt über das ODER-Glied 29 auf den Takteingang 13 und veranlaßt durch die Signalverknüpfungen im logischen Netzwerk 30, daß die Ventile 2 und 3 gezündet werden, wenn der Speicher 12 die Ventile 1 und 4 als stromführend ausweis', und daß die Ventile 1 und 4 gezündet werden, wenn der Speicher 12 die Ventile 2 und 3 als stromführend ausweist. Ein Beispiel zur Realisierung dieser Signalverknüpfungen unter Verwendung von UND- und ODER-Gliedern Ist im einzelnen der Fig. 1 zu entnehmen.

Der vorstehend beschriebenen Einrichtung zur Kegelung des Kondensatorstroms i_f Ist ein Regelkreis für die Ausgangsspannung u_a überlagert, der den Geschwindigkeitsfehler der Stromregelung zu Null macht und damit für eine winkeltreue Führung der Ausgangsspannung u_a sorgt. Dieser Regelkreis erhält seinen Sollwert ebenfalls aus dem harmonischen Oszillator 15. Der Istwert für den Spannungsregler 31 wird durch das Spannungsmeßglied 32 aus der Ausgangsspannung u_a gebildet. Das Ausgangssignal des Spannungsreglers 31 wird dem Stromsollwert /'· additiv aufgeschaltet.

Flg. 2 zeigt die Zeitverläufe von Spannungen und Strömen, die sich beim Betrieb der vorstehend beschriebenen Anordnung einstellen. Starke und plötzlich auftretende Belastungsänderungen haben dabei kaum einen Einfluß auf die Kurvenform der Ausgangsspannung, weil diese nur vom Ladestrom /₍ des Kondensators 5 abhängt.

Der Ladestrom ist aber von der Belastung weltgehend unabhängig, weil er durch die Regeleinrichtung In einem engen Toleranzbereich gehalten wird.

Im stationären Betrieb der beschriebenen Anordnung kann der Elfektlvwert I_L des Laststroms i_L etwa bis zum Richtwert In = \ LIC U₀ ansteigen. Überschreitet der Laststrom diesen Richtwert, so steigt die Dämpfung des aus dem Kondensator 5 und der Induktivität 6 gebildeten Schwingkreises, und seine Resonanzfrequenz sinkt. Mit dem in Fig. 1 gezeichneten Steller 9 kann dann die Frequenz der Ausgangsspannung ii₀ nicht mehr auf dem vorgegebenen Sollwert gehalten werden. Das ist darin begründet, daß die Ausgangsspannung i/, des Stellers 9 nur die Werte U₈ und Null, jedoch keine negativen Span-

nungswerte annehmen kann. Bei stärker werdender Belastung wird die Amplitude der sinusförmigen Stromhalbschwingungen in der Induktivität 6 größer. Damit steigen auch die positiven und negativen Stromsteilheiten. Der nun gedämpfte Schwingkreis kann die geforderten Stromsteilheiten nicht mehr durch den Vorgang dei Eigenschwingung erzeugen. Eine Versteilerung des Stromanstiegs kann zwar durch eine positive Ausgangsspannung des Stellers 9 erreicht werden. Hingegen kanri der Steller keine negative Ausgangsspannung erzeugen.

die zur Versteilerung des Stromabfalls nötig wäre.

Um bei gegebenen Bemessungswerten L für die Induktivität 6 und C für den Kondensator 5 den Laststrom und damit die Ausnutzung der Schaltung über die vorgenannte Grenze hinaus zu erhöhen, kann anstatt des Einquadrantenstellers 9 ein Zweiquadraniensteller 33 verwendet werden. Die ist in Fig. 1 durch gepunktet« Linien angedeutet. Der Zweipunkt-Stromregier 34 muC dann durch den Dreipunkt-Stromregler 35 ersetzt wer

den. Dieser enthält einen Komparator 36 mit Dreipunktverhalten und einen Zündverstärker 37, der die elektronischen Schalter 38 und 39 des Stellcrs 33 so ansteuert, daß die Ausgangsspannung des Stellers, die den Betrag U_B hat, immer die Polarität der Ausgangsspannung des Komparators 36 aufweist und Null Ist. wenn die Ausgangsspannung des Komparators 36 Null ist. Bei positiver Ai ijangsspannung des Zwelquadrantenstellers leiten die Ventile 38 und 39, bei negativer Ausgangsspannung die Ventile 40 und 41, während bei der Ausgangsspannung Null entweder die Ventile 38 und 41 ouer die Ventile 39 und 40 leiten.

Durch eine zusätzliche Steuereinrichtung, die in Flg. I durch das Schaltneizwerk 42 dargestellt Ist, kann der Wechselrichter aber auch ohne Einsatz eines Zwelquadrantenstellers stärker als mit dem Stromrichtwert I_K belastet werden. Dabei stellen sich die Kurvenformen von Spannungen und Strömen nach Flg. 3 ein. Im Intervall u i ί i <"i -itid ilic Vciiiiic S und 4 sUufniürtrcnü. Zum Zeitpunkt I, überschreitet der Kondensatorstrom i_e seine obere Toleranzgrenze, weil der Abfall des Stroms i_d in der Induktivität 6 nicht stell genug erfolgt. Dies kann durch den eingesetzten Elnquadrantensteller nicht verhindert werden, da er hierzu eine negative Ausgangsspannung i/, < 0 abgeben müßte. Außerhalb des ToIe- ranzbereichs des Komparators 20 spricht bei weiter negativ werdender Regelabweichung zur Zelt /j der Komparator 43 an und erzeugt am Ausgang der monostabilen Kippstufe 44 einen Impuls, der über die ODER-Glieder 45 und 29 auf den Takteingang 13 gelangt. Da im noch andauLinden Intervall der Speicher 12 die Ausgänge vl und v4 auf HIGH hält, wird der erwähnte Impuls auch über die Verknüplungsglieder 46 und 47 auf den Eingang Λ durchgeschaltet. Die abfallende Flanke am Takteingang 13 ISßt darum das Signal v2 den Zustand HIGH annehmen, wodurch über die monostabile Kippstufe 146 das Vent!! 2 gezündet wird. Als Foige kommuiier! der Strom i_d durch die Induktivität 6 auf den durch die Ventile 2, 4 und 7 gebildeten Freilaufkreis. Der Kondensator 5 führt jetzt nur noch den Laststrom i_L und folgt daher im Intervall I₁ s / g ι, Im zeitlichen Mittel wieder seinem Sollwert. Im Zeitpunkt t_t wird erneut über den Komparator 43 die monostabile Kippstufe 44 angestoßen. Ihr Ausgangsimpuls bereitet über die Verknüplungsglleder 48 und 49 den Eingang e3 vor, so daß beim Abklingen des über die Gatter 45 und 29 auf den Takteingang 13 geschalteten Impulses der Ausgang v3 den Zustand HIGH annimmt und das Ventil 3 zündet. Der Strom ij, der im Intervall Ij s ' S Ί näherungsweise konstant blieb, durchfließt jetzt den Kondensator 5 in Gegenrichtung, so daß sich der Kondensatorstrom i_c nach kurzer Zelt wieder Innerhalb der Toleranzgrenzen des Komparators 20 befindet.

Ähnliche Vorgänge werden In der folgenden Halbperlode durch den Komparator 50, die Kippstufe 51, die

C^Kmltnlleslo*· O Cl i»nrl weiter*» Aan lvcf*hrlphpnpn ent. WhHUIIQIlUUVl V—f **** UIlU '(W(IWIV, HV,, WV.»*|,( ,vw((V(( V((,

sprechende Schaltglieder (s. Im einzelnen die Fig. 1) im logischen Netzwerk 30 ausgelöst.

Durch die geschilderten Steuerungsmaßnahmen wird die aus den Ventilen 1 bis 4 gebildete Brücke nicht nur als ein Im stromlosen Zustand betätigter Umschalter, sondern zusätzlich als Stellglied genutzt. Dadurch wird die Leistungsfähigkeit der Schaltung für vorgegebene Werte der Energiespeicher 5 und 6 erhöht, ohne daß der Einsatz eines Zwelquadrantensiellers 33 notwendig wird.

Es Ist ein weiterer Vorzug der Schaltung mit Elnquadrantensteller, daß eine Umkehrung des Energieflusses auf der Gleichstromseile vermieden wird. Eine solche Energierückspeisung tritt bei den herkömmlichen Wechselrichtern während der Rückarbeitsphase auf. Bei der vorliegenden Schaltung mit Einquadrantensteller kann das Elngangsfllter 54 wegen des fehlenden Energierückflusses mit einem weitaus geringeren Kostenaufwand verwirklicht werden oder auch ganz entfallen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Sciiwingkreiswechselrichter zur Speisung von Wechselstromverbrauchern aus einer Gleichspannungsquelle mit einer im wesentlichen sinusförmigen Wechselspannung, umfassend

eine Brückenschaltung aus steuerbaren Halbleiterelementen (1) bis 4), die wechselspannungsseitig mit den Ausgangsklemmen für den Anschluß der Wechselstromverbraucher (8) und einem diesen parallel liegenden Kondensator (5) verbunden ist, welcher mit einer Induktivität (6) einen auf die Wechselrichterarbeitsfrequenz abgestimmten Schwingkreis bildet, und die gleichspannungsseitig mit den Eingangsklemmen für den Anschluß der Gleichspannungsquelle (10) verbunden ist,

einen Freilaufkreis für den Schwingkreisstrom, und
einen Stromregelkreis,

dadurch gekennzeichnet, daß die Brückenschaitung über die Induktivität (6) und einen Gleichstromsteller (9; 33) mit den Eingangsklemmen verbunden ist und
daß der Gleichstromsteller (9; 33) eine elektronische Schalteinrichtung (11; 38, 39) als Stellglied des mit dem Augenblickswert des Stroms OJ durch den Kondensator (5) als Istwertsignal und einem von einer Referenzsignalquelle (15) gelieferten sinusförmigen Sollwertsignal beaufschlagten S!romregelkreises enthält. ^J0

2. Schwin^reiswechseirichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai? der Gleichstromsteller (9) ein Einquadrantensteller ist.

3. Schwingkreiswechselrichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aer Gleichstromsteller (33) ein Zweiquadrantensteller ist.

4. Schwingkreiswechselrichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gleichstromsteller (9) in Reihenschaltung mit den Eingangsklemmen für den Anschluß der Gleichspannungsquelle (10) und der Induktivität (6) die elektronische Schalteinrichtung (11) sowie parallel zur Reihenschaltung aus Eingangsklemmen und elektronischer Schalteinrichtung (11) ein nichtsteuerbares Ventil (7) aufweist, das so gepolt ist, daß es bei leitend gesteuerter elektronischer Schalteinrichtung (11) von der an die Eingangsklemmen angeschlossenen Gleichspannungsquelle (10) in Sperrichtung vorgespannt wird.

5. Schwingkreiswechselrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Referenzsignalquelle (15) ein harmonischer Oszillator ist, dessen Ausgangssignal hinsichtlich Betrag, Frequenz und Phasenlage einstellbar ist.

6. Schwingkreiswechselrichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein Spannungsregler (31) vorhanden ist und mit dem Augenblickswert der Spannung (iij am Kondensator (5) als Istwertsignal sowie einem von der bzw. einer Referenzsignalquelle (15) gelieferten sinusförmigen Spannungssollwertsignal (u*) beaufschlagbar Ist. und daß der Ausgang des Spannungsreglers mit dem Stromregelkreis (17, 18, 19, 25, 34, 9, 35, 33) verbunden ist.

7. Schwingkreiswechselrichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Spannungsreglers (31) dem Stromsollwert (i*) additiv aulgeschaltet ist.

8. Schwingkreiswechselrichter nach einem der vor-

55