DE2935769C2

DE2935769C2 - Inverter

Info

Publication number: DE2935769C2
Application number: DE2935769A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Ing.(Grad.) 4972 Loehne Finke
Original assignee: Schoppe & Faeser 4950 Minden De GmbH
Current assignee: Schoppe & Faeser 4950 Minden De GmbH
Priority date: 1979-09-05
Filing date: 1979-09-05
Publication date: 1985-12-05
Also published as: DE2935769A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Wechselrichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.The invention relates to an inverter according to the preamble of the patent claim.

Aus der Zeitschrift »industrie-elektrik + elektronik«, 1975, Seiten 73 bis 77 ist ein Wechselrichter bekannt, der eine Gleichspannung in eine dreiphasige Wechselspannung umformt An die beiden Versorgungsleitungen eines Gleichstromsystems sind drei Umschalter angeschlossen, deren mittlere Schaltungspunkte die Anschlußpunkte für einen Drehstrommotor bilden. Eine Steuereinrichtung bestehend aus einer Welle, die drei um jeweils 120° gegeneinander versetzte Nockenscheiben trägt, steuert die Umschalter derart, daß der mittlere Schaltungspunkt jedes Umschalters für 180° mit der positiven Versorgungsleitung und daran anschließend für die restlichen 180° mit der negativen Versorgungsleitung verbunden ist. Ersetzt man die mechanischen Umschalter durch die Reihenschaltung von jeweils zwei Thyristoren, so ergibt sich das in der F i g. 1 dargestellte Prinzipschaltbild. Der Übersichtlichkeit halber sind die zugehörigen Löscheinrichtungen, die einen gezündeten Thyristor nach einer Einschaltdauer von 180° elektrisch - wobei ?ine Schwingung der Grundwelle der erzeugten Wechselspannung 360° elektrisch entspricht - löschen, in diesem Prinzipschaltbild nicht dargestellt. Sechs Thyristoren 1 bis 6, von denen jeweils zwei in Reihe geschaltet sind, sind an die beiden Versorgungsleitungen 7 und 8 eines Gleichstromsystems angeschlossen. Die mittleren Schaltungspunkte 9 und 11 der drei Reihenschaltungen sind über drei Leitungen 12 bis 14 mit einem Verbraucher 15 verbunden, dessen Widerstände 16 bis 18 sternförmig miteinander verbunden sind und deren äußere Anschlußpunkte mit den Buchstaben U, V und W An inverter is known from the magazine "industrie-elektrik + elektronik", 1975, pages 73 to 77, which converts a direct voltage into a three-phase alternating voltage . A control device consisting of a shaft that carries three cam disks, each offset by 120 °, controls the changeover switch in such a way that the middle switching point of each changeover switch is connected to the positive supply line for 180 ° and then to the negative supply line for the remaining 180 ° . If the mechanical changeover switch is replaced by a series connection of two thyristors, this is shown in FIG. 1 shown block diagram. For the sake of clarity, the associated extinguishing devices, which electrically extinguish an ignited thyristor after a switch-on time of 180 ° - with one oscillation of the fundamental wave corresponding to the generated alternating voltage 360 ° electrically - are not shown in this basic circuit diagram. Six thyristors 1 to 6, two of which are connected in series, are connected to the two supply lines 7 and 8 of a direct current system. The middle circuit points 9 and 11 of the three series connections are connected via three lines 12 to 14 to a consumer 15, the resistors 16 to 18 of which are connected to one another in a star shape and the outer connection points of which are marked with the letters U, V and W.

bezeichnet sind. Über die Widerstände 16,17 und 18 fließen die Ströme Ι_υ, I,,bzw. I_w- An den Widerständen 16, 17 und 18 fallen die Spannungen U₁₁, Uyuna U_w ab. Die verketteten Spannungen zwischen den Anschlußpunkten U und V, Kund Wsowie Wund U sind mit U_uv, Uywbzw. U_wu bezeichnet. Die Steuereingänge C, bis G₆ der Thyristoren 1 bis 6 sind mit den gleichlautend bezeichneten Ausgängen einer Steuereinrichtung 19 verbunden. Die Steuereinrichtung 19 zündet die benachbarten Thyristoren 1,2 und 3 bzw. 4,5 und 6 jeweils im Abstand von 12O⁰C elektrisch und die in Reihe geschalteten Thyristoren 1 und 4,2 und 5 bzw. 3 und 6 jeweils im Abstand von 18O⁰C elektrisch. Die Einschaltdauerjedes Thyristors beträgt 180° elektrisch, d. h. die Thyristoren 1 und 4,2 und 5 sowie 3 und 6 wirken jeweils als elektronische Umschalter. Aufgrund der vorgegebenen Zündzeitpunkte und der vorgegebenen Einschaltdauer sind immer jeweils drei Thyristoren leitend. Ausgehend von einem eingeprägten Gleichstrom /₀ der über die Leitungen 7 und 8 fließt, zeigt die Fi g. 2 anhand von Liniendiagrammen Zünd-Zeitpunkte und Einschaltdauer der Thyristoren 1 bis 6, die über die Widerstände 16 bis 18 fließenden Ströme Ι_υ, Iy und Iw sowie die verketteten Spannungen U_uy, U_vw und U_wv. Im Zeitpunkt /₀ (entsprechend 0° elektrisch) wird der Thyristor 1 gezündet, die Thyristoren 3 und S sind noch leitend. Geht man davon aus, daß die Widerstände 16,17 und 18 gleich groß sind, so fließt der gesamte Strom /₀ über den Widerstand 17 und jeweils -|über die Widerstände 16 und 18. Unter Berücksichtigung der durch die in der F i g. 1 eingetragenen Pfeile vorgegebenen Zählrichtungen ergibt sich:are designated. The currents Ι _υ , I ,, respectively flow through the resistors 16, 17 and 18. I _w - The voltages U ₁₁ , Uyuna U _w drop across resistors 16, 17 and 18. The linked voltages between the connection points U and V, Kund W and Wund U are denoted by U _uv , Uywbzw. U _wu denotes. The control inputs C to G _{6 of} the thyristors 1 to 6 are connected to the outputs of a control device 19, which are labeled with the same name. The control means 19 ignites the adjacent thyristors 1,2 and 3 or 4,5 and 6 at a distance of 12O ⁰ C and the electrically series-connected thyristors 1 and 4,2 and 5 or 3 and 6 are each spaced from 18O ⁰ C electrical. The duty cycle of each thyristor is 180 ° electrical, ie the thyristors 1 and 4, 2 and 5 as well as 3 and 6 each act as electronic changeover switches. Due to the specified ignition times and the specified duty cycle, three thyristors are always conductive. On the basis of an impressed direct current / ₀ which flows via lines 7 and 8, FIG. 2 based on line diagrams ignition times and duty cycle of the thyristors 1 to 6, the currents Ι _υ , Iy and Iw flowing through the resistors 16 to 18 and the linked voltages U _uy , U _vw and U _wv . At time / ₀ (corresponding to 0 ° electrical) the thyristor 1 is triggered, the thyristors 3 and S are still conductive. Assuming that the resistors 16, 17 and 18 are of the same size, the entire current / _{0 flows} through the resistor 17 and in each case - | through the resistors 16 and 18. Taking into account the values shown in FIG. 1 arrows in the given counting directions result:

= +⁷O und/„,--·&.= + ⁷ O and / ", - · &.

2·
Für die verkettete Spannung U_uv gilt:2 ·
The following applies to the line-to-line voltage U _uv:

wobei mit R der Widerstand der Widerstände 16,17,18 bezeichnet ist. Setzt man die ermittelten Werte für Ι_υ und Iy ein, so ergibt sich:where R denotes the resistance of the resistors 16,17,18. If you insert the determined values for Ι _υ and Iy, the result is:

Für die verketteten Spannungen U_vw und U_Wv gilt entsprechend:
Uvw = RUv- Iw) und Uwv = R(1_W- Iu)- For the interlinked voltages U _vw and U _W v, the following applies accordingly:
Uvw = RUv- Iw) and Uwv = R (1 _W - Iu) -

Setzt man auch hier die für I_u, Iy und I_w ermittelten Werte ein, so ergibt sich: If the values determined for I _u , Iy and I _w are also used here, the result is:

// — D Ij. / _ I— '0 Il U^// - D Ij. / _ I— ' 0 Il U ^

υ yw — κ \-t-1₀ [ -^- j| — + — j
und υ yw - κ \ -t-1 ₀ [ - ^ - j | - + - j
and

Im Zeitpunkt f, (entsprechend 60° elektrisch) wird der Thyristor 3 gelöscht, der Thyristor 6 wird gezündet, und die Thyristoren 1 und 5 bleiben leitend. Über die Widerstände 17 und 18 fließt jeweils y, während über den Widerstand 16 der gesamte Strom I₀ fließt. Unter Berücksichtigung der jeweiligen Zählrichtungen ergibt sich:At time f, (corresponding to 60 ° electrical) the thyristor 3 is extinguished, the thyristor 6 is ignited, and the thyristors 1 and 5 remain conductive. Y flows through the resistors 17 and 18, while the entire current I ₀ flows through the resistor 16. Taking into account the respective counting directions, this results in:

/ ι / ι

Für die verketteten Spannungen ergibt sich:The following results for the linked voltages:

Uuv = R^- I₀) -A] = - IrI₀ Uuv = R ^ - I ₀ ) -A] = - IrI ₀

Im Zeitpunkt t₂ (entsprechend 120°elektrisch) wird der Thyristor 5 gelöscht, der Thyristor 2 wird gezündet, und die Thyristoren 1 und 6 bleiben leitend.
Über den Widerstand 18 fließt jetzt der gesamte Strom /₀, während über die Widerstände 16 und 17 jeweilsAt time t ₂ (corresponding to 120 ° electrical) the thyristor 5 is extinguished, the thyristor 2 is ignited, and the thyristors 1 and 6 remain conductive.
_{The entire current / 0} now flows through resistor 18, while through resistors 16 and 17, respectively

■j fließt. Unter Berücksichtigung der jeweiligen Zählrichtungen ergibt sich: ■ j flows. Taking into account the respective counting directions, this results in:

Iy = - -£; Iy = — -j und Iw ⁼ + Iq ■
Für die verketteten Spannungen ergibt sich: Iy = - - £; Iy = - -j and Iw ⁼ + Iq ■
The following results for the linked voltages:

"j«'O"j" 'O

^WVWV L° \ 2 /J 2 ° ^so L ° \ 2 / J 2 ° ^so

In entsprechender Weise ergeben sich die weiteren Teile der in der Fig. 2 dargestellten Liniendiagramme. Wie der Verlauf der Ströme I_v, /_Kund I_w zeigt, ergeben sich pro elektrische Periode (entsprechend 360° elektrisch) sechs Schritte. Diese Betriebsart wird aucn als »6-Takt-Betrieb« bezeichnet. Je höher die Anzahl der Schritte pro elektrische Periode ist, desto geringer ist dor Oberwellenanteil der Ströme Iu, Iy und Iw Ist der dreiphasige Verbraucher ein Drehstrommotor, so verringern sich mit dem Oberwellenanteil die Pendelmomente, die dem eigentlichen Nutzmoment überlagert sind und die sich besonders störend im Stillstand (bei voller Momentabgabe) auswirken. Wechselrichter mit einer doppelten Schnittzahl pro elektrischer Periode lassen sich ?.. B. durch Zusammenschaltung zweier Teilwecbselrichter realisieren, die entweder jeweils versetzt angesteuert werden oder die von zwei verschieden hohen Spannungsquellen gespeist werden.The other parts of the line diagrams shown in FIG. 2 result in a corresponding manner. As the course of the currents I _v , / _K and I _w shows, there are six steps per electrical period (corresponding to 360 ° electrical). This operating mode is also referred to as »6-step mode«. The higher the number of steps per electrical period, the lower the harmonic component of the currents Iu, Iy and Iw. If the three-phase consumer is a three-phase motor, the pendulum torques, which are superimposed on the actual useful torque and which are particularly disturbing, decrease with the harmonic component at a standstill (with full torque output). Inverter with a double average number per electrical cycle can be? Realize .. for example, by interconnection of two Teilwecbselrichter either each added to be controlled or of two different high voltage sources are supplied.

Aus dem Buch von Heumann und Stumpe »Thyristoren«, 2. Auflage, 1970, Verlag B. G. Teubner, Stuttgart, Seiten 200 bis 204, insbesondere Bild 201.1 auf Seite 201, ist ein Wechselrichter mit Thyristoren und zu diesen antiparallel geschalteten Dioden in Dreiphasen-Brückenschaltung bekannt. Anhand von Bild 203.1 wird auf den Seiten 203 und 204 ausgeführt, daß der Effektivwert aller Oberschwingungen bei einer Einschaltdauer von 150° elektrisch ein Minimum erreicht. Anstelle des »6-Takt-Beiriebes« einer Dreiphasen-Brückenschaltung mit sechs Thyristoren ergeben sich jedoch für den Sonderfall einer Einschaltdauer von 150° elektrisch sowohl für die über die Last fließenden Ströme als auch Tür die verketteten Spannungen pro elektrische Periode zwölf Schritte, so daß ein »12-Takt-Betrieb« vorliegt. Einzelheiten des Wechselrichters, die die Ansteuerung und die LöschungFrom the book by Heumann and Stumpe "Thyristors", 2nd edition, 1970, Verlag B. G. Teubner, Stuttgart, Pages 200 to 204, in particular Figure 201.1 on page 201, is an inverter with thyristors and to these Known anti-parallel connected diodes in a three-phase bridge circuit. On the basis of Fig. 203.1, the Pages 203 and 204 stated that the effective value of all harmonics with a duty cycle of 150 ° electrically reached a minimum. Instead of the "6-stroke operation" a three-phase bridge circuit with However, six thyristors result for the special case of a duty cycle of 150 ° electrical both for the Currents flowing through the load as well as door the line-to-line voltages per electrical period twelve steps, so that there is a »12-stroke operation«. Details of the inverter, the control and the deletion

der Thyristoren betreffen, lassen sich dieser Druckschrift nicht entnehmen.the thyristors concern, can not be found in this document.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen einfach aufgebauten Wechselrichter der eingangs genannten Art zu schaffen. Diese Aufgabe wird durch die Kombination der kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs gelöst.The invention is based on the object of a simply constructed inverter of the type mentioned at the beginning Kind of creating. This object is achieved through the combination of the characterizing features of the patent claim solved.

Aus der DE-OS 27 33 715 ist ein Wechselrichter mit Thyristoren und zu diesen funktionsmäßig antiparallel geschalteten Dioden in Dreiphasen-Brückenschaltung bekannt. Wie insbesondere die Fi g. 8 in Verbindung mit der Fig. 3 c dieser Druckschrift zeigt, ist parallel zu der Dreiphasen-Brückenschaltung eine aus der Reihenschaltung einer Gleichspannungsquelle und eines Kommutierungstransistors bestehende Löschschaltung parallel geschaltet. Wie die Fig. 1Od zeigt, ist der Löschschaltung alle 60°elektrisch ein Löschimpuls zugeführt. Alle Thyristoren, deren Einschaltdauer von 120° elektrisch noch nicht abgelaufen ist, werden im Anschluß an den Löschvorgang erneut gezündet. Bei diesem Wechselrichter beträgt die Einschaltdauer der Thyristoren von 120° elektrisch ein ganzzahliges Vielfaches des Abstandes der Löschimpulse von 60° elektrisch. Eine sinngemäße Übertragung dieses Verfahrens auf einen Wechselrichter mit einer Einschaltdauer der Thyristoren von 150° elektrisch hätte zu einem Abstand der Löschimpulse von 30° elektrisch geführt.From DE-OS 27 33 715 an inverter with thyristors and to these functionally antiparallel switched diodes in a three-phase bridge circuit known. As in particular the Fi g. 8 in conjunction with 3c of this document shows, one of the series circuit is parallel to the three-phase bridge circuit a DC voltage source and a commutation transistor existing quenching circuit in parallel switched. As FIG. 10d shows, an erase pulse is electrically supplied to the erase circuit every 60 °. All Thyristors whose on-time of 120 ° electrical has not yet expired are connected to the Extinguishing process ignited again. With this inverter the duty cycle of the thyristors is 120 ° electrical an integral multiple of the distance between the extinguishing pulses of 60 ° electrical. A corresponding one Transfer of this process to an inverter with a thyristor duty cycle of 150 ° electrical would have led to a distance of 30 ° electrical between the extinguishing pulses.

IS Die Erfindung wird im folgenden mit ihren weiteren Einzelheiten und Vorteilen anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführur.gsbeispiels näher erläutert.IS The invention is described below with its further details and advantages with reference to one in the drawings illustrated Ausführungsur.gsbeispiels explained in more detail.

Die Zeichnungen zeigtThe drawings shows

Fig. 1 das Prinzipschaltbild eines bekannten Wechselrichters,1 shows the basic circuit diagram of a known inverter,

Fig. 2 die Funktionsweise des in der Fig. 1 dargestellten Wechselrichters erläuternde Liniendiagramme, Fig. 3 das Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Wechselrichters,FIG. 2 line diagrams explaining the mode of operation of the inverter shown in FIG. 1, 3 shows the basic circuit diagram of an inverter according to the invention,

Fig. 4 die Lage der Ausgangsimpulse der Steuereinrichtung des erfindungsgemäßen Wechselrichters nach Fig. 3 erläuternde Liniendiagramme und4 shows the position of the output pulses of the control device of the inverter according to the invention Fig. 3 explanatory line diagrams and

Fig. 5 die Funktionsweise des in der Fig. 3 dargestellten erfindungsgemäßen Wechselrichters erläuternde Liniendiagramme.
Gleiche Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.FIG. 5 is a line diagram explaining the mode of operation of the inverter according to the invention shown in FIG. 3.
The same components are provided with the same reference symbols.

Die Fig. 3 zeigt das Prinzipschaltbild eines erfindungsgemäßen Wechselrichters, der ebenso wie der in der F i g. 1 dargestellte Wechselrichter nur sechs Thyristoren 1 bis 6 aufweist. Die Steuereingänge G₁ bis G₆ der Thyristoren 1 bis 6 sind mit den gleichlautend bezeichneten Ausgängen einer Steuereinrichtung 20 verbunden. Zu jedem Thyristor 1,2,3,4,5 und 6 ist eine Diode 21,22,23,24,25 bzw. 26 antiparallel geschaltet. Zwischen die Leitungen 7 und 8 ist die Reihenschaltung eines Kommutierungstransistors 27 und einer Gleichspannungsquelle 28 geschaltet. Die Basis B des Kommutierungstransistors 27 ist mit dem gleichlautend bezeichneten Ausgang der Steuereinrichtung 20 verbunden. Der Kommutierungstransistor 27 ist normalerweise gesperrt und wird erst beim Anstehen eines Löschimpulses am Ausgang Bder Steuereinrichtung 20 leitend. Bei leitendem Kommutierungstransistor 27 fließt über die Dioden 21 bis 26 ein Strom, der an den zugehörigen Thyristoren einen negativen Spannungsabfall verursacht, so daß leitende Thyristoren gelöscht werden. Der Löschstrom ist mindestens doppelt so groß wie der über die Leitungen 7 und 8 fließende Strom /₀ und fließt mindestens für die Dauer der Freiwerdezeit der Thyristoren. Der Kommutierungstransistor 27 dient gleichzeitig als Schalter und zur Begrenzung des Löschstromes. Die Dioden 21 bis 26 übernehmen bei induktiver Last zusätzlich den Blindstrom. Die Steuereinrichtung 20 zündet die benachbarten Thyristoren 1,2 und 3 bzw. 4,5 und 6 jeweils im Abstand von 120° elektrisch und die in Reihe geschalteten Thyristoren 1 und 4,2 und 5 bzw. 3 und 6 jeweils im Abstand von 180° elektrisch. Die Einschaltdauer jedes Thyristors beträgt 150° elektrisch. Da, wie oben beschrieben, jeweils alle leitenden Thyristoren gleichzeitig gelöscht werden, werden diejenigen Thyristoren, deren Einschaltdauer von 150° elektrisch noch nicht abgelaufen ist, im Anschluß an einen Löschvorgang erneut gezündet.FIG. 3 shows the basic circuit diagram of an inverter according to the invention which, like the one in FIG. 1 has only six thyristors 1 to 6. The control inputs G ₁ to G _{6 of} the thyristors 1 to 6 are connected to the outputs of a control device 20 with the same designation. A diode 21, 22, 23, 24, 25 or 26 is connected in anti-parallel to each thyristor 1, 2, 3, 4, 5 and 6. The series connection of a commutation transistor 27 and a DC voltage source 28 is connected between the lines 7 and 8. The base B of the commutation transistor 27 is connected to the output of the control device 20 with the same designation. The commutation transistor 27 is normally blocked and only becomes conductive when an extinguishing pulse is present at the output B of the control device 20. When the commutation transistor 27 is conductive, a current flows through the diodes 21 to 26 which causes a negative voltage drop across the associated thyristors, so that conductive thyristors are extinguished. The extinguishing current is at least twice as large as the current / ₀ flowing via lines 7 and 8 and flows at least for the duration of the time the thyristors are released. The commutation transistor 27 serves at the same time as a switch and to limit the erase current. In the case of an inductive load, the diodes 21 to 26 also take over the reactive current. The control device 20 ignites the adjacent thyristors 1, 2 and 3 or 4, 5 and 6 electrically at a distance of 120 ° and the series-connected thyristors 1 and 4, 2 and 5 or 3 and 6 each at a distance of 180 ° electric. The duty cycle of each thyristor is 150 ° electrical. Since, as described above, all conductive thyristors are extinguished at the same time, those thyristors whose on-time of 150 ° electrical has not yet expired are re-ignited following an extinguishing process.

Wie insbesondere aus der F i g. 4 hervorgeht, die die Lage der Ausgangsimpulse der Steuereinrichtung 20 zeigt, gibt die Steuereinrichtung 20 jeweils im Abstand von 60° elektrisch einen Löschimpuls am Ausgang B ab. Diese Löschimpulse liegen so, daß ihr Beginn zeitlich mit dem Ende der die Einschaltdauer der Thyristoren bestimmenden Ausgangsimpulse der Steuereinrichtung 20 zusammenfällt, deren Dauer 150° elektrisch beträgt. Jeder Thyristor wird somit für eine Einschaltdauer von 150° elektrisch drei Mal gezündet, wobei der zweite Zünd vorgang 30° elektrisch nach dem ersten Zündvorgang und der dritte Zündvorgang 60° elektrisch nach dem zweiten Zündvorgang erfolgt.As can be seen in particular from FIG. 4, which shows the position of the output pulses of the control device 20, the control device 20 electrically emits an extinguishing pulse at output B every 60 °. These extinguishing pulses are such that their beginning coincides with the end of the output pulses of the control device 20 which determine the switch-on duration of the thyristors and whose duration is 150 ° electrical. Each thyristor is thus electrically ignited three times for a duty cycle of 150 °, the second ignition process occurring 30 ° electrically after the first ignition process and the third ignition process occurring 60 ° electrically after the second ignition process.

Ausgehend von einem eingeprägten Gleichstrom I₀ der über die Leitungen 7 und 8 fließt, zeigt die Fig. 5 anhand von Liniendiagrammen die Zündzeitpunkte und Einschaltdauer der Thyristoren 1 bis 6, die über die Widerstände 16 bis 18 fließenden Ströme I₁₁, I_vund I_w sowie die verketteten Spannungen U_uv, U_ywuna Uwv-Die Zeitdauer eines Löschvorganges liegt in der Größenordnung von 10 as. Sie kann daher gegenüber einer Einschaltdauer von 30° elektrisch, die bei einer Grundwellenfrequenz von 50 Hz einem Zeitraum von 1,7 ms entspricht, vernachlässigt werden. Im Zeitpunkt /q (entsprechend 0° elektrisch) sind die Thyristoren 3 und 5 leitend und der Thyristor 1 wird zusätzlich gezündet. Über die Widerstände 16 bis 18 fließen die folgenden Ströme:Based on an impressed direct current I ₀ that flows via lines 7 and 8, FIG. 5 uses line diagrams to show the ignition times and duty cycle of thyristors 1 to 6, currents I ₁₁ , I _v and I flowing via resistors 16 to 18 _w as well as the linked voltages U _uv , U _{yw and} Uwv- The duration of an erasing process is in the order of magnitude of 10 as can be neglected. At time / q (corresponding to 0 ° electrical) the thyristors 3 and 5 are conductive and the thyristor 1 is also triggered. The following currents flow through resistors 16 to 18:

Iu=-¹^, Iy =+I₀ und I_w = - ^. Iu = - ¹ ^, Iy = + I ₀ and I _w = - ^.

Im Zeitpunkt f, (entsprechend 30°elektrisch) werden die Thyristoren 1,3 und 5 gelöscht und die Thyristoren 1 und 5 nach Ablauf der Freiwerdezeit erneut gezündet. Über die Widerstände 16 bis 18 fließen jetzt die folgenden Ströme:At time f, (corresponding to 30 ° electrical), thyristors 1, 3 and 5 are extinguished and thyristors 1 and 5 re-ignited after the idle time has elapsed. The following now flow through the resistors 16 to 18 Currents:

+ I₀ und l_w = 0. 10 '+ I ₀ and l _w = 0. 10 '

Uw = RK-I₀) - I₀] = -2R I₀, U_vw = R (I₀ - 0) = +R I₀ und U_wu = R [0 - (-Z₀)] = + R I₀. Uw = RK-I ₀ ) - I ₀ ] = -2R I ₀ , U _vw = R (I ₀ - 0) = + RI ₀ and U _wu = R [0 - (-Z ₀ )] = + RI ₀ .

im Zeitpunkt I₁ (entsprechend 60°elektrisch) wird der Thyristor 6 zusätzlich gezündet, so daß die Thyristoren 1, 5 und 6 leitend sind. Über die Widerstände 16 bis 18 fließen jetzt die folgenden Ströme:at the time I ₁ (corresponding to 60 ° electrical) the thyristor 6 is additionally triggered so that the thyristors 1, 5 and 6 are conductive. The following currents now flow through resistors 16 to 18:

Iu = -/„,/„ =+^ und/„, = +|. Iu = - / ", /" = + ^ and / ", = + |.

- /ο) -4M - - |ä/₀ - / ο) -4M - - | ä / ₀

Im Zeilpunkt /₃ (entsprechend 90° elektrisch) werden die Thyristoren 1,5 und 6 gelöscht und die Thyristoren 1 und 6 nach Ablauf der Freiwerdezeit erneut gezündet. Über die Widerstände 16 bis 18 fließen jetzt die folgenden Ströme: I_u = -I₀, I_v = 0 und I_w = +Z₀. Für die verketteten Spannungen ergibt sich:In line point / ₃ (corresponding to 90 ° electrical) the thyristors 1, 5 and 6 are extinguished and the thyristors 1 and 6 are re-ignited after the release time has elapsed. The following currents now flow through resistors 16 to 18: I _u = -I ₀ , I _v = 0 and I _w = + Z ₀ . The following results for the linked voltages:

UUy=RK-I₀) - 0] = -R I₀, Uvw = R(O- I₀) = -R Z₀ und U_wv = R [I₀-(-I₀)] = + 2R Z₀. UUy = RK-I ₀ ) - 0] = -RI ₀ , Uvw = R (O- I ₀ ) = -R Z ₀ and U _wv = R [I ₀ - (- I ₀ )] = + 2R Z ₀ .

Im Zeitpunkt /₄ (entsprechend 120°elektrisch) wird der Thyristor 2 zusätzlich gezündet, so daß die Thyristoren 1,2 und 6 leitend sind. Die weiteren Teile der Liniendiagramme der Ströme Iy, Z_Kund I_w sowie der verketteten Spannungen U_uv, i/^und U_wv ergeben sich sinngemäß in Abhängigkeit von denjeweils leitenden Thyristoren. Wie der Verlauf der verketteten Spannungen U_uv, C^w und U_wu zeigt, ergibt sich aus der Verkürzung der Einschaltdauer jedes Thyristors von 180° auf 150° elektrisch, wodurch abwechselnd zwei bzw. drei Thyristoren leitend sind, pro elektrische Periode (entsprechend 360° elektrisch) eine Verdoppelung der Schrittzahl auf zwölf Schritte, ohne daß zusätzliche Thyristoren benötigt werden.At time / ₄ (corresponding to 120 ° electrical) the thyristor 2 is also ignited so that the thyristors 1, 2 and 6 are conductive. The other parts of the line diagrams of the currents Iy, Z _K and I _w as well as the linked voltages U _uv , i / ^ and U _wv result in a corresponding manner depending on the thyristors that are conducting in each case. As the curve of the linked voltages U _uv , C ^ w and U _wu shows, the shortening of the switch-on duration of each thyristor from 180 ° to 150 ° electrical results in two or three thyristors conducting alternately per electrical period (corresponding to 360 ° electrical) a doubling of the number of steps to twelve steps without the need for additional thyristors.

Auch wenn der erfindungsgemäße Wechselrichter nicht von einem eingeprägten Gleichstrom gespeist wird, sondern von einer eingeprägten Gleichspannung, ergibt sich eine Verdoppelung der Schrittzahl pro elektrische Periode auf zwölf Schritte.Even if the inverter according to the invention is not fed by an impressed direct current, Instead of an impressed DC voltage, the number of steps per electrical is doubled Period on twelve steps.

Die in den Fig. 2 und 5 dargestellten Liniendiagramme beziehen sich auf einen Verbraucher 15 mit ohmschen so Widerständen 16 bis 18. Als Verbraucher mit ohmschen Widerständen kann z. B. ein Drehstrommotor im Stillsiarid angesehen werden, wobei sich gerade im Stillstand des Drehstrommotors durch Oberwellen verursachte Pendelmomente besonders störend auswirken. Aber auch bei induktiver Last arbeitet der erfindungsgemäße Wechselrichter im 12-Takt-Betrieb.The line diagrams shown in FIGS. 2 and 5 relate to a consumer 15 with ohmic so Resistors 16 to 18. As a consumer with ohmic resistances, z. B. a three-phase motor in the still arid be viewed, which was caused by harmonics when the three-phase motor was at a standstill Pendulum moments have a particularly disruptive effect. However, the device according to the invention also works with an inductive load Inverter in 12-step mode.

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Hierzu 5 Blatt ZeichnungenIn addition 5 sheets of drawings

Claims

Claim:

Inverters with thyristors and diodes connected in anti-parallel to these in a three-phase bridge circuit, in which the duty cycle of each thyristor is 150 ° electrical, characterized by S the combination of the following features:

a) to the three-phase bridge circuit (1 to 6 and 21 to 26) is one of the series connection DC voltage source (28) and a commutation transistor (27) existing extinguishing circuit

connected in parallel,
ίο b) a control device (20) electrically feeds an extinguishing pulse (B) to the extinguishing circuit (27, 28) every 60 ° and then ignites all thyristors whose switch-on duration of 150 ° is not electrically η

has expired, again and
c) the control device (20) sets the start of the switch-on duration of 150 ° electrically so that it is electrically shifted by 30 ° with respect to the erase pulses.