DE3041963C2

DE3041963C2 - Wechselstromgespeiste Stromrichteranordnung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE3041963C2
Application number: DE3041963A
Authority: DE
Inventors: Akira Kimura; Hisakatsu Katsuta Kiwaki; Mitsugu Hitachi Matsutake; Tsutomu Katsuta Nakayama; Tomio Tadokoro; Yoshio Tsutsui
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1979-11-07
Filing date: 1980-11-06
Publication date: 1984-02-02
Also published as: AU6419180A; DE3041963A1; ZA806830B; JPS6042681B2; JPS5668201A; AU524236B2

Description

3. Stromrichteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (TSW_x, TSW₂, LD_x, LD₁,SW₂, SW₃) die Phasenschieber gleichzeitig mit der bzw. den Wechselstromeingangsseite(n) der jeweils ausgewählten Gleichrichterbrücke (Re₂; Re₂, Re*) verbindet, wenn alle Gleichrichterbrücken (Re_x, Re₂; Re₁ bis Re₄) im leitenden Zustand sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine wechselstromgespeiste Siromrichteranordnung für Fahrzeuge, wie sie in den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 2 beschrie-

iii ben ist. Eine solche Stromrichteranordnung gilt als aus der EP-OS 15 641 bekannt.

Bei aus einer wechselstromführenden Fahrleitung gespeisten Fahrzeugen wird die Wechselstromleistung über einen Transformator zugeführt, dessen Sekundär-

J^r. wicklung je nach der für die nachfolgenden Gleichrichterbrücken zulässigen Spannung in mehrere Wicklungsabschnitte unterteilt ist. An die Sekundärwicklungsabschnitte sind jeweils gesteuerte Gleichrichter angeschlossen, die jeweils veränderbare Gleichspannungen

liefern. Die Gleichrichterbrücken sind in Reihe geschaltet und mit dem Gleichstrom-Fahrmotor verbunden. Bei derartigen Schaltungen ist wegen der Phasensteuerung der Wechselspannung der Leistungsfaktor verhältnismäßig schlecht.

4s Der Leistungsfaktor läßt sich dadurch verbessern, daß man die Anzahl der Abschnitte der Sekundärwicklung des Transformators erhöht. Hierdurch werden jedoch der Aufbau des Transformators, der Schaltungsaufbau der Gleichrichterbrücken und die Zündsteuerung der

so Gleichrichterbrücken kompliziert, so daß die Kosten hoch und die Betriebssicherheit verschlechtert werden. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, den Leistungsfaktor unter Beibehaltung einer kleinen Anzahl von Sekundärwicklungsabschnitten zu verbessern.

In der Zeitschrift »IEEE Transaction of Industry Applications«, Band IA-8, Nr. 3, Mai/Juni 1972, Seiten 316 bis 337, ist eine Lokomotive beschrieben, in der eine Phasenschiebeeinrichtung zur Leistungsfaktorverbesserung oder eine Kondensatorgruppe mit der

bo Wechselstrom-Eingangsseite jeder gesteuerten Gleichrichterbrücke verbunden ist. Dieses Vorgehen hat jedoch zur Folge, daß die Anzahl der benötigten Phasenschiebeeinrichtungen gleich der der gesteuerten Gleichrichterbrücken ist. Demgemäß ist der Schalte tungsaufbau komplizierter, wenn die Anzahl der Sekundärwicklungsabschnitten größer ist. Da die Abmessung jeder Phasenschiebeeinrichtung relativ groß ist, ergeben sich Schwierigkeiten, wenn eine Anzahl von Teilen

in einem beschränkten Raum untergebracht werden soll.

Urn diese Schwierigkeit zu überwinden, ist in der EPOS 15 641 vorgeschlagen worden, daß von uehreren gesteuerten Gleichrichterbrücken, die mit Sekundärwicklungsabschnitten verbunden sind, wenigstens eine gesteuerte Gleichrichterbrücke zur kontinuierlichen Phasensteuerung benutzt wird, während die anderen zur Ein/Aus-Steuerung benutzt werden; und daß eine einzige Phasönschiebeeinrichtung zur Leistungsfaktorverbessenmg abschaltbar in die Wechselstrom-Eingangsseite der kontinuierlich gesteuerten Gleichrichterbrücke geschaltet ist. Zum Erhöhen der Ausgangsspannung der kontinuierlich gesteuerten Gleichrichterbrücke und der ein/aus-gesteuerten Gleichrichterbrücken wird ein Vorgang wiederholt, bei dem jedes Mal dann, wenn die kontinuierlich gesteuerte Gleichrichterbrücke ihre maximale Ausgangsspannung erreicht, die maximale Ausgangsspannung zur ein/ausgesteuerten Gleichrichterbrücke übertragen wird, während gleichzeitig die Ausgangsspannung der kontinuierlich gesteuerten Gleichrichterbrücke auf den Minimalwert zurückgebracht wird. Diese Steuerung wird mit Bezug auf die kontinuierlich gesteuerten Gleichrichterbrücke fortgesetzt. Andererseits wird das System zur Verminderung der Reihen-Ausgangsspannung der Gleichrichterbrücken durch den zu dem obigen Vorgang umgekehrten Vorgang gesteuert.

Der Kapazitätswert der Phasenschiebeeinrichtung wird auf der Basis eines Zustands bestimmt, bei dem sowohl die kontinuierlich gesteuerte Gleichnchterbrücke als auch die ein/aus-gesteuerte Gleichrichterbrücke in ihrem maximalen Ausgangszustand sind, bei dem das Fahrzeug während einer langen Zeit mit der maximalen Ausgangsleistung fährt. Aus diesem Grund ist die Phasenschiebeeinrichtunge so ausgebildet, daß sie dann mit dem System wirksam verbunden ist, wenn sich das Fahrzeug in einem Fahrzustand hoher Ausgangsleistung von mehr als 50% der maximalen Ausgangsleistung befindet, jedoch ist die Phasenschiebeeinrichtung von der Einrichtung abgeschaltet, wenn sich das Fahrzeug in einem Fahrzustand niedriger Ausgangsleistung von weniger als 50% befindet. Dieses Abschalten der Phasenschiebeeinrichtung wird ausgeführt, um zu verhindern, daß der elektromotorische Antrieb als kapazitive Last für die Stromversorgungsanlage wirkt, so daß eine Resonanz in Zusammenwirkung mit der Reaktanzen der Stromversorgungsanlage und der Fahrleitung auftreten kann. Das Anschalten/ Abschalten der Phasenschiebeeinrichtung kann unter Benutzung des Primärstromes des Transformators, des Leistungsfaktors des Primärstroms, des Ankerstromes des Gleichstrommotors oder einer Kombination derselben gesteuert werden.

Wenn zwei Bereiche, die normalerweise von den zugehörigen Stromversorgungsanlagen mit elektrischer Leistung versorgt werden, auf nur eine der beiden Stromversorgungsanlagen angewiesen sind, weil die andere Stromversorgungsanlage irgendeine Störung hat, oder wenn das Fahrzeug in einem Bereich fährt, der eine Stromversorgungsanlage mit kleinem Leistungsvermögen hat, muß die Belastung der Stromversorgungsanlage vermindert werden. In solchen Fällen muß das Fahrzeug im Zustand niedriger Ausgangsleistung fahren, in dem nur die kontinuierlich gesteuerte Gleichrichterbrücke leitend ist, während die ein/aus-gesteuerte Gleichnchterbrücke nicht-leitend ist. Dann ist für das längste Fahren des Fahrzeugs ein Zustand anzu

nehmen, in dem sich die kontinuierlich gesteuerte Gleichrichterbrücke im Zustand maximaler Ausgangsleistung befindet, während die ein/aus-gesteuerte Gleichrichterbrücke nichtleitend ist In diesem Falle ist es jedoch, da sich das Fahrzeug im Zustand niedriger Ausgangsleistung befindet und infolgedessen die Phasenschiebeeinrichtung im Zustand der Abschaltung von der Anordnung belassen wird, unmöglich, den Leistungsfaktor der Anordnung zu verbessern. Wenn die Phasenschiebeeinrichtung zwangsweise in einen Zustand der Anschaltung an die Anordnung gebracht wird, wirkt das Fahrzeug als kapazitive Last für die Stromversorgungsanlage, so daß sie möglicherweise in Zusammenwirkung mit den Reaktanzen der Stromversorgungsanlage und der Fahrleitung eine Resonanz erzeugt, wodurch die Stromversorgungsspannung erhöht oder deren Wellenform verzerrt wird, so daß die Stromversorgungsanlage und/oder das Fahrzeug beschädigt werden kann.

In der vorerwähnten EP-OS 15 641 ist ein anderer Aufbau beschrieben, in dem zwei Sätze von ein/ausgesteuerten Gleichrichterbrücken und kontinuierlich gesteuerten Gleichrichterbrücken mit ihren zugehörigen Phasenschiebeeinrichtungen vorgesehen sind, wobei ein Satz für einen ersten Fahrmotor bestimmt ist, der auf einem Wagen eines Zuges angebracht ist, während der andere Satz für einen zweiten Fahrmotor bestimmt ist, derauf einem anderen Wagen angebracht ist. Der Kapazitätswert jeder Phasenschiebeeinrichtung wird auf der Basis des Zustands maximaler Ausgangsleistung der zugehörigen ein/aus-gesteuerten und der zugehörigen kontinuierlich gesteuerten Gleichnchterbrücke bestimmt; die jeweiligen Kapazitätswerte sind so ausgewählt, daß sie einander gleich sind. Bei einem solchen Aufbau kann das Anschalten der beiden Phasenschiebeeinrichtungen an die Anordnung in zwei Stufen durchgeführt werden. Jedoch wird, wenn das Fahrzeug im Zustand niedriger Ausgangsleistung fahren muß, nur eine der beiden Phasenschiebeeinrichtungen an die Anordnung angeschaltet. In diesem Falle bewirkt jedoch die angeschaltete Phasenschiebeeinrichtung, daß der Leistungsfaktor der Anordnung nahe an dessen Voreilbereich oder in dessen Voreilbereich ist. Da die Einrichtung gewöhnlich mit einem Leistungsfaktor-Voreil-Detektor versehen ist, um den Betrieb des Fahrzeugs in der Weise zu verhindern, daß dieses im Voreilzustand bzw. -bereich des Leistungsfaktors lä'hrt, wird die Phasenschiebeeinrichtung bei der Aktivierung des Detektors abgeschaltet.

Mit der vorliegenden Erfindung soll eine Stromrichteranordnung für Fahrzeuge zur Verfugung gestellt werden, bei der der Leistungsfaktor auch bei niedriger Ausgangsleistung verbessert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in den Patentansprüchen 1 und 2 beschriebenen Stromrichteranordnungen gleichermaßen gelöst.

Dabei ist dem Buch von Heumann: »Grundlagen der Leistungselektronik«, (1975), Verlag B.G.Teubner, Stuttgart, Seiten 185 bis 186, eine Anordnung zur Blind-Stromkompensation entnehmbar, bei der Blindleistungsschwankungen infolge unruhiger Verbraucher wie Antriebe mit stoßartiger Stromaufnahme mittels geschalteter Blindwiderstände kompensiert werden. Hierfür lassen sich kapazitive Biindwiderstände mit antiparallel geschalteten Leistungshalbleitern schalten. Zur besseren Anpassung der jeweiligen Kompensation werden unterschiedlich gestufte Kondensatorstufen vorgesehen, die jeweils einzeln zu- oder abgeschaltet

werden können, um eine optimale Kompensation und, damit eine Verbesserung des Leistungsfaktors zu erzielen.

Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Stromrichteranordnung ist Gegenstand des Patentanspruchs 3.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Schaltbild einer ersten Ausfi'hrungsform einer Stromrichteranordnung,

Fig. 2a und 2b Ersatzschaltbilder für unterschiedliche Betriebsweisen der in F i g. 1 gezeigten Stromrichteranordnung,

Fig. 3 a und 3 h im Diagramm den Verlauf von Wechselstrom und Wechselspannung zur Erläuterung der Phasenverschiebung,

Fig. 4 im Diagramm den Leistungsfaktor über der Gleichspannung, zur Veranschaulichung der Leistungsfaktorverbesserung gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 5 ein Schaltbild eines Steuerschaltungsabschnitts zur Erläuterung eines anderen Steuerprogramms der in Fig. 1 gezeigten Gleichrichterbrücken,

Fig. 6 ein Schaltbild einer zweiten Stromrichteranordnung und

Fig. 7a und 7b Ersatzschaltbilder, die denen der Fig. 2a und 2b entsprechen, sich jedoch auf die in Fig. 6 gezeigte Anordnung beziehen.

F i g. 1 zeigt eine erste Ausfuhrungsform einer Stromrichteranordnung, bei der eine Stromquelle E₀ über eine Fahrleitung TW und einen Stromabnehmer P mit der Primärwicklung V, eines Transformators T verbunden ist. Die Wicklungsabschnitte M₁ und N₁₁ der Sekundärwicklung sind mit den Wechselstrom-Eingangsseiten von gesteuerten Gleichrichterbrücken Ae₁ bzw. Re₂ verbunden. Die Gleichstromausgänge der Gleichrichterbrücken Re₁ und Re₇ sind mit einer Glättungsdrossel L_x und einem Gleichstrom-Fahrmotor M_x verbunden. Der Sekundärwicklungsabschnitt ,V₂₂ ist an Thyristorschalter TS W₁ und TS W₂ angeschlossen, die mit Phasenschiebem PL₁ und PL₁ verbunden sind. Jeder Thyristorschalter umfaßt antiparallelgeschaltete Thyristoren.

Die Gleichrichterbrücke Re₁ enthält Thyristoren Th_n und Th_n sowie Dioden Dd_n und Dd_n. Die Gleichrichterbrücke Re- ist aus Thyristoren Th_1x und 7"A-,-> sowie Diöden Dd_1x und ZW₂₂ aufgebaut. Die Regelung der Zündung dieser Gleichrichterbrücken wird in der folgenden Weise ausgeführt.

Ein von einem Gleichstromwandler DCT_x der Motorschaltung zugeführtes Signa! und ein Stromsteuersignal In werden einem Subtrahierer SR zugeführt. Die Differenz dieser Signale, die am Ausgang des Subtrahierers SB erscheint, wird verstärkt und in ein Phasensignal umgewandelt, wie es für die Zündregelung der Thyristoren in einem Phasenschieber PS erforderlich ist. Das Phasensignal wird dann den Thyristoren Th_n und Th₂₂ zugeführt. Gemäß der Zündregelung der Thyristoren Th_2x und Th₂₂ fließt ein Motorstrom I_m durch die Dioden ZW₁₂ und Dd_n der Gleichrichterbrücke Ae₁ zum Fahrmotor AZ₁. Infolgedessen wird eine automatische Regelung bewirkt, so daß der Motorstrom I_1n (Ist-Wert) gleich dem Stromsteuersignal Ip (Soll-Wert) wird.

Mit fortschreitender Beschleunigung des Motors M₁ eilt die Ausgangsphase des Phasenschiebers PS allmählich vor, damit der Motorstrom /_W1 gleich dem Stromsteuersignal Ip gemacht wird. Wenn die voreilende Phase im wesentlichen ihr Maximum erreicht, erzeugt ein Maximum/Minimum-Detektor MD ein Ausgangs

signal, das einer Speicherschaltung ME zugeführt wird, und gibt gleichzeitig ein Rückstellsignal ÄS an den Phasenschieber PS. Beim Empfang des Ausgangssignals vom Detektor yWDerzeugt die Speicherschaltung AiEein Signal, mit dem die Thyristoren Th_xl und 7Vi₁₂ in den Zustand maximalen Ausgangswerts eingestellt werden. Die Gleichrichterbrücke Re_x erzeugt eine Gleichspannung, die im wesentlichen gleich derjenigen ist, welche bisher von der Gleichrichterbrücke Re₂ erzeugt worden ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Phasenschieber PS durch das Rückstellsignal AS zurückgestellt, so daß sein Ausgangssignal im wesentlichen auf das Minimum zurückgebracht wird. Infolgedessen werden die Thyristoren 77j₂i und 7Ti₂₂ zeitweise gelöscht und die Ausgangsspannung der Gleichrichterbrücken Re₂ wird null. Mittels der Ausgangsspannung der Gleichrichterbrücke Re_x fließt weiter der Motorstrom I_MX durch die Dioden ZW₂, und ZW₂₂ der Gleichrichterbrücke Re₂.

Die automatische Regelung findet weiter gemäß der Zündphasenregelung der Thyristoren 7Tj₂, und Th₂₂ statt, so daß der Motorstrom I_MX gleich dem Stromsteuersignal Ip ist.

Wenn beispielsweise der Fahrmotor M_x bremst, wenn das Fahrzeug bergab fährt, nimmt der Motorstrom I_MX zu, so daß das Ausgangssignal des Phasenschiebers PS abnimmt und schließlich sein Minimum erreicht. Zu diesem Zeitpunkt stellt der Maximum/Minimum-Detektor MD den Minimumzustand fest und sperrt das Ausgangssignal von der Speicherschaltung ME. Gleichzeitig gibt der Detektor MD das Rückstelisignal ÄS zum Phasenschieber PS, um das Ausgangssignal des Phasenschiebers PS wieder auf das Maximum zu bringen. Als Ergebnis hiervon wird die Ausgangsspannung der Gleichrichterbrücke Re_x zu null, und die Ausgangsspannung der Gleichrichterbrücke Ae₂ nimmt etwa den Materialwert an. Nachfolgend erfolgt die automatische Regelung des Motorstroms I_MX gemäß der Zündphasenregelung der Thyristoren Th₂₁ und Th₂₂.

In einem Stromversorgungsbereich, in dem die Stromquelle E₀ eine kleine Leistungsfähigkeit hat, wird der Anordnung ein Halbspannungs-Steuerkommando HC zugeführt. Auf das Steuersignal HC wird ein Schalter SW_x zwischen Phasenschieber PS und Detektor MD geöffnet, so daß das Ausgangssignal vom Phasenschieber PS nicht auf den Detektor MD gegeben wird und daher die Gleichrichterbrücke Re₁ nie leitend ist. Demgemäß geht die an den Fahrmotor M_x angelegte Spannung in einen Sättigungswert über, wenn die Gleichrichterbrücke Re₂ die maximale Ausgangsspannung führt. Als Ergebnis hiervon beträgt die maximale Ausgangsleistung des Fahrzeugs ungefähr 50% desjenigen Werts, der sich ergibt, wenn der Einrichtung kein Halbspannungs-Steuerkommando HC zugeführt wird.

Es sei angenommen, daß bei diesem Aufbau die Windungszahl der Primärwicklung des Transformators T gleich TV₁ ist, und daß die Windungszahl jedes Sekundärwicklungsabschnittes N₂₁ und N₂₂ gleich N₂ ist, so daß das Verhältnis der Sekundärspannung zur Primärspannung gleich 2N₁IN₁ ist, wenn die Gleichrichterbrücken Ae₁ und Re₂ beide in ihrem leitfahigen Zustand sind, während dieses Verhältnis N₂IN₁ beträgt, wenn sich nur die Gleichrichterbrücke Re₂ in seinem leitfahigen Zustand befindet. Wenn die Impedanz an der Primärwicklungsseite eines Transformators auf die Sekundärwicklungsseite übertragen wird, ist die resultierende Aquivalentimpedanz gleich dem Quadrat des Spannungsverhältnisses des Transformators. Daher läßt sich ein Ersatzbild, wie es in F i g. 2 a gezeigt ist, für den Fall

6>, = cos"¹ ■

4Ή X₁

Der Verlauf von Stromquellenspannung und Wechselstrom sind in Fig. 3a gezeigt. Der Phasenverzögerungswinkel der Grundwellenkomponente des Stroms ist Q_xIl. Der Leistungsfaktor des Fahrzeugs läßt sich zu diesem Zeitpunkt durch die folgende Gleichung ausdrucken:

cos

Wenn in Fig. 1 die Gleichrichterbrücke Re₁ im maximalen Ausgangsleistungszustand und die Gleichrichterbrücke Re₁ im nicht-leitenden Zustand ist, dann beträgt die transformierte Spannung der Stromquelle E₁ das N₂/N_rfache der Spannung auf der Primärseite, und die transformierte Reaktanz beträgt das (iV₂/A/,)²-fache der Reaktanz auf der Primärseite. Das Ersatzschaltbild für diesen Fall ist in Fi g. 2b wiedergegeben. Daher ist der Kommutationsüberlappungswinkel Q₂ der Gleichrichterbrücke Re

Der Wechselstromverlauf, der sich mit Bezug auf die Stromquellenspannung ergibt, ist in Fig. 3b gezeigt Der Phasenverzögerungswinkel der Grundwellenkomponente des Wechselstroms ist Q₁Il. Der Leistungsfaktor ist

bilden, daß die Stromquelle in den leitfähigen Zuständen der Gleichrichterbrücken Re₁ und Re₂ und eine Reaktanz X_h die auf die Primärwicklungsseite des Transformators verteilt ist, auf die Sekundärwicklungsseite übertragen werden. In Fig. 2a ist mit X₂ eine Reaktanz bezeichnet, die in jedem der Sekundärwicklungsabschnitte /V₂] und N₂₂ verteilt ist. In Fig. 2a beträgt die transformierte Spannung der Spannungsquelle E₀ das 2(A^r ₂/A^r _l)-fache der Spannung E₀, und die transformierte primäre Reaktanz ist gleich dem Quadrat des Spannungsverhältnisses, d.h. dem 4(N₂ZN₁)²-fachen. Die Gleichrichterbrücken Re₁ und Re₂ sind durch eine einzige Gleichrichterbrücke ersetzt.

Allgemein gilt in einer Gleichrichterbrücke, in der in der Wechsclstrom-Eingangsseiie eine Reaktanz vorhanden ist, daß sich die Polarität des Wechselstroms nicht sofort umkehrt, wenn die Polarität der Stromquellenspannung umgekehrt wird. Aus diesem Grund gibt es eine Zeitperiode, in der die Stromquellenspannung an der Reaktanz anliegt. Der resultierende Phasenverzögerungswinkel des Wechselstroms oder der Kommutationsüberlappungswinkel hängt von der Stromquellenspannung, der Reaktanz, dem Gleichstrom und dergleichen ab. Der Kcmmutationsüberlappungswinkel Q₁ ist im maximalen Ausgangsleistungszustand der Gleichrichterbrücke Rein Fig. 2a durch die folgende Gleichung gegeben:

cos

1 -

t *

Wie man aus den Gleichungen (1) und (2) ersieht, ist der Leistungsfaktor in dem Fall, in dem die Gleichrichterbrücken Re₁ und Re₂ beide in ihren maximalen Ausgangsleistungszustände sind, kleiner als in dem Fall, in dem die Gleichrichterbrücke Re₂ im maximalen Ausgangsleistungszustand und die Gleichrichterbrücke Re₁ im nicht-leitenden Zustand ist. Der Kapazitätswerl eines Phasenschiebers, der erforderlich ist, um den Leistungsfakior im ersteren Falle so weit wie möglich zu 1 zu machen, beträgt mehr als das 2fache desjenigen Kapazitätswerts, der erforderlich ist, um den Leistungsfaktor im letzteren Falle dem Wert 1 genügend anzunähern.

In der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform beträgt die an den Fahrmotor M₁ angelegte Gleichspannung bis zu ungefähr 50% der von der Gleichlichterbrücke Re₂ zugeführten Gleichspannung. Die Gleichspannungsausgangsleistung, die mehr als der vorerwähnte Wert beträgt, wird von beiden Gleichrichterbrücken Re₁ und Re₂ als die Summe ihrer Ausgangsleistungen zugeführt. Infolgedessen wird der Leistungsfaktor des Fahrzeugs dann, wenn man die Phasenschieber wegläßt, durch die ausgezogene Kurve I in Fig. 4 wiedergegeben, wäh-

jo rend sich der Primärstrom des Transformators T gemäß der ausgezogenen Kurve II ändert. Wie oben unter Bezugnahme auf die Gleichungen (1) und (2) erläutert wurde, ist der Leistungsfaktor dann, wenn nur die Gleichrichterbrücke Re₂ im maximalen Ausgangsleistungszustand ist (der Punkt A in Fig. 4), größer als dann, wenn beide Gleichrichterbrücken Re₁ und Re₂ in den maximalen Ausgangsleistungszuständen sind (im Punkt B in Fig. 4).

In der in Fig. 1 gezeigten Ausfuhrungsform ist die Summe der Kapazitätswerte der Phasenschieber PL, und PL₂ so gewählt, daß ihr Wert für eine genügende Annäherung des Leistungsfaktors des Fahrzeugs an 1 ausreicht, wenn letzteres mit maximaler Ausgangsleistung läuft (entsprechend dem Punkt B in Fig. 4). Andererseits ist der Kapazitätswert des Phasenschiebers PL] so gewählt, daß er gleich dem Wert ist, der erforderlich ist, um den Leistungsfaktor im maximalen Ausgangsleistungszustand (entsprechend dem Punkt A in Fig. 4) der Gleichrichterbrücke Re₁ genügend dem Wert 1 anzunähern. Wie oben unter Bezugnahme auf die Gleichungen (i) und (2) eriäuteri wurde, ist der Kapazitätswert, der erforderlich ist, um den Leistungsfaktor im Punkt A zu 1 zu machen, kleiner als Vi des Kapazitätswerts, der notwendig ist, um den Leistungsfaktor im Punkt B dem Wert 1 anzunähern. Daher ist der Kapazitätswert des Phasenschiebers PL₁ kleiner als der des Phasenschiebers PL₂. Beispielsweise gilt PL] = 3000 uF und PL₂ = 4000 pF. In Fi g. 4 gibt die gestrichelte Kurve Γ die Änderung des Leistungsfaktors für den Fall wieder, in dem die Phasenschieber PL₁ und PL₂ mit der Einrichtung verbunden sind. Die strichpunktierte Kurve I" gibt den Leistungsfaktor für den Fall wieder, in dem nur'der Phasenschieber PL_x mit der Einrichtung verbunden ist.

Die Steuerung des Anschaltens/Abschaltens der Phasenschieber PL] und PL₂ an die Anordnung bzw. von der Anordnung sei nachstehend beschrieben.
Es sei emeut auf Fig. 1 Bezug genommen, wonach

Thyristorschalter TSW₁ und TSW₂ zum Steuern des Anschaltens/Abschaltens der Phasenschieber PL₁ und PL₂ an die Anordnung bzw. von der Anordnung vorgesehen sind. Zum Steuern der Thyristorschalter TSW₁ und TS W₂ sind Niveaudetektoren LD₁ und LD₂ vorgesehen, die das Ausgangssignal eines Stromwandlers C7für den Primärstrom des Transformators T ermitteln.

Im normalen Zustand, in dem kein Halbspannungs-Steuerkommando HC an der Einrichtung anliegt, ist der Schalter SW₂ mit dem Niveaudetektor LD₂ verbunden, und'der Schalter SW₃ ist geschlossen. Infolgedessen werden beide Thyristorschalter TSW₁ und TSW₁ durch das Ausgangssignal des Niveaudetektors LD₂ gesteuert. Wenn das Halbspannungs-Steuerkommando HC an der Anordnung anliegt, ist hingegen der Schalter SW₂ mit dem Niveaudetektor LD₁ verbunden, und der Schalter SWy ist geöffnet. In diesem Fall wird der Thyristorschalter TSW₁ durch das Ausgangssignal vom Niveaudetektor LD₁ gesteuert, jedoch wird der Thyristorschalter TSW₂ nicht leitend.

Inderin Fig. 1 gezeigten Ausführungsform ist der Betriebspunkt des Niveaudetektors LD₁ so eingestellt, daß er dem Punkt σ in Fig. 4 entspricht, während der Betriebspunkt des Niveaudetektors LD₂ dem Punkt b in Fig. 4 entspricht. In diesem Zustand erzeugt der Niveaudetektor LD₁ ein Ausgangssignal, wenn der Primärstrom des Transformators T den Punkt a überschreitet. Wenn das Halbspannungs-Steuerkommando HCan der Anordnung anliegt, ist nur dei Thyristorschalter TSW₁ leitend, und der Phasenschieber PL₁, der einen kleineren Kapazitätswert hat, ist parallel zum Sekundärwicklungsabschnitt .V₂₂ geschaltet, so daß sich der Leistungsfaktor von P, — P₂ ändert. Wenn die Gleichspannung weiter erhöht wird, nachdem der Niveaudetektor LD₁ betätigt worden ist, ändert sich der Leistungsfaktor Jängs der strichpunktierten Kurve I" und ist im Vergleich mit dem Fall, in dem PL₁ nicht mit der Sekundärwicklungseinheit TV₂₂ verbunden ist, genügend verbessert. Beim Vermindern der Gleichspannung geht, wenn der Primärstrom bis zum Punkt α abnimmt, der Niveaudetektors LD₁ in seinen früheren Zustand über, so daß der Thyristorschalter TSW₁ dann nicht-leitend ist und demgemäß der Phasenschieber PL₁ unter Änderung des Leistungsfaktors von P₂ nach P₁ abgeschaltet wird. Als Ergebnis hiervon wird die Möglichkeit vermieden, daß der Leistungsfaktor in seinen Voreilbereich eintritt oder das Fahrzeug a's kapazitive Last für die Stromversorgungsanlage wirkt.

Selbst wenn die Gleichrichterbrücke Re₁ bei mit niedriger Ausgangsleistung laufendem Fahrzeug im nichtleitenden Zustand gehalten wird, kann infolgedessen die Phasenschieheeinrichtung mit der Anordnung verbunden werden c-der sie wird mit der Anordnung verbunden, um den Leistungsfaktor zu verbessern.

Im Falle eines Nichtanliegens des Halbspannungs-Steuerkommandos HC erzeugt der Niveaudetektor LD₂ dann, wenn der Primärstrom des Transformators T den Punkt b überschreitet, ein Ausgangssignal, so daß dann beide Thyristoren TSW₁ und TSW₁ leitend sind. Daher werden die Phasenschieber PL₁ und PL₁ parallel zum Sekundärwicklungsabschnitt N₂₂ geschaltet, und der Leistungsfaktor ändert sich von P₃ -*P₄. Bei einer weiteren Erhöhung der Gleichstrom-Ausgangsspannung ändert sich der Leistungsfaktor längs der gestrichelten Kurve Γ und kann im Vergleich mit dem Leistungsfaktor, der sich ergibt, wenn die Phasenschieber PL₁ und PL₂ nicht mit dem Sekundärwicklungsabschnitt N₂₂ verbunden sind, als zufriedenstellend verbessert bezeichnet werden. Beim Vermindern der Gleichstrom-Ausgangsspannung werden die Thyristorschalter TSW₁ und TSW₁ nicht-leitend, wenn der Primärstrom den Punkt b erreicht, so daß die Phasenschieber PL₁ und PL₂ vom Sekundärwicklungsabschnitt N₂₁ abgeschaltet werden, wobei der Leistungsfaktor dem Verlauf P₄ -* P₃ folgt. Im Ergebnis wird die Möglichkeit vermieden, daß der Leistungsfaktor in seinen Voreilbereich eintritt oder das Fahrzeug als kapazitive Last wirkt.

ίο Wie oben beschrieben ist, kann mit der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, die mit zwei Phasenschiebern versehen ist, welche unterschiedliche Kapazitätswerte haben, der Leistungsfaktor unter der Bedingung, daß die ein/aus-gesteuerte Gleichrichterbrücke zum Vermindern der Belastung der Stromversorgungsanlage nicht-leitend gehalten werden muß, dadurch verbessert werden, daß man den Phasenschieber des kleineren Kapazitätswerts mit der Anordnung verbindet.

In der in F i g. 1 gezeigten Ausführungsform wird der Primärstrom des Transformators zum Steuern des Anschaltens/Abschaltens der Phasenschieber an die bzw. von der Anordnung benutzt. Anstelle des Primärstroms kann der Leistungsfaktor des Primärstroms, der Ankerstrom des Motors oder die Kombination dieser Größen zum gleichen Zweck benutzt werden.

In der Ausführungsform der F i g. 1 sind der ein/ausgesteuerte Gleichrichter und der kontinuierlich gesteuerte Gleichrichter je aus einer einzigen gesteuerten Gleichrichterbrücke aufgebaut. Jedoch kann jeder Gleichrichter aus mehreren gesteuerten Gleichrichterbrücken aufgebaut sein. In diesem Falle sind entsprechende Wirkungen dadurch erzielbar, daß man zwei Phasenschieber mit unterschiedlichen Kapazitätswerten für wenigstens eine der gesteuerten Gleichrichter-

J5 brücken vorsieht. Weiter können, obwohl in der Ausführungsform nach Fig. 1 ein einziger kontinuierlich gesteuerter Gleichrichter und ein einziger ein/aus-gesteuerter Gleichrichter verwendet werden, mehrere solcher gesteuerter Gleichrichter verwendet werden.

Die oben beschriebene Steuerung der Gleichrichterbrücken Re₁ und Re₁ in der Ausführungsform der Fi g. 1 ist eine sogenannte Feineinstellsteuerung, welche die folgenden Vorgänge umfaßt: (Phasensteuerung von Re₂) - (maximale Ausgangsleistung von Re₁) — (Übertragung der maximalen Ausgangsspannung von Re₁ auf ^e₁ und Zurückbringen von Re₁ zu seiner minimalen Ausgangsleistung) — (Phasensteuerung von Re₂) Anstelle der Feineinstellsteuerung kann eine Folgesteuerung angewandt werden. Die Steuervorgänge der Folgesteueso rung sind: (Phasensteuerung von Re₂) -* (maximale Ausgangsleistung von Re₂) — (Festhalten von Re₁ auf der maximalen Ausgangsleistung und Phasensteuerung von Re₁) -* (maximale Ausgangsleistung von Re₁). Eine Schaltungsanordnung für die Folgesteuerung ist in Fi g. 5 veranschaulicht. Wie ersichtlich, umfaßt die Anordnung einen Phasenschieber PS₂ zur Zündsteuerung der Thyristoren Th₂₁ und Th₂₂ der Gleichrichterbrücke Re₂, einen Phasenschieber PS₁ zur Zündsteuerung der Thyristoren TA₁, und 7"A₁₂ der Gleichrichterbrücke /te, und einen zweiten Subtrahierer SB'. Der Wert einer an den Subtrahierer SB' angelegten Vorspannung ist so gewählt, daß, wenn die Thyristoren Th_n und Th₂₂ infolge des Ausgangssignals des Phasenschiebers PS₂ in ihrem Zustand maximaler Ausgangsleistung sind, der Phasenschieber PS₁ die Thyristoren 7A₁₁ und 7Vi₁₂ leitend macht Ein zwischen den Subtrahierer SB' und den Phasenschieber PS₁ eingefügter Schalter SW₁ öffnet auf ein angelegtes Halbspannungs-Steuerkommando.

-1

θ_χ = cos

Der Phasenverzögerungswinkel der Grundwellenkomponente des Wechselstroms bezüglich der Strom-

F i g. 6 zeigt eine zweite Ausführungsform der Stromrichteranordnung. In dieser Figur sind der Fig. 1 gleichartige oder äquivalente Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Der Unterschied der vorliegenden Ausführungsform gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 besteht darin, daß der Transformator T zusätzlich Sekundärwicklungsabschnitte N₂₃ und AT₂₄ hat, die mit gesteuerten Gleichrichterbrücken Re₃ und Re₄ verbunden sind, und daß der Thyristor TSW_x sowie der Phasenschieber PL_x mit dem Sekundärwicklungsabschnitt #22 verbunden sind, während der Thyristorschalter TSW₂ und der Phasenschieber PL₂ mit dem Sekundärwicklungsabschnitt Af₂₄ verbunden sind. Ein erster Gleichstrommotor M₁, der mit der ersten Gleichrichtergruppe (Re_x und Re₂) verbunden ist, ist auf einem der Wagen des Fahrzeugs angebracht, während ein zweiter Gleichstrommotor M₂, der mit der zweiten Gleichrichtergruppe (Re₃ und Ae₄) verbunden ist, auf einem anderen Wagen angebracht ist.

Die Gleichrichterbrücke weist Thyristoren Th₃₁ und Th₃₂ und Dioden ZW₃₁ und ZW₃₂ auf. Die Gleichrichterbrücke Ae₄ enthält Thyristoren 7Yi₄₁ und 7Vi₄₂ sowie Dioden ZW₄₁ und ZW₄₂. Die Regelung der ersten Gleichrichtergruppe (Re_x und Re₂) wird wie im Falle der Fig. 1 durchgeführt. Die Regelung der zweiten Gleichrichtergruppe (Re₃ und Re₄) wird wie in der ersten Gleichrichtergruppe ausgeführt, indem man den Motorstrom I_M2 mittels eines Gleichstromwandlers DCT₂ ermittelt. Die Regelung der ersten und zweiten Gleichrichtergruppe wird getrennt durchgeführt.

Der Grund, warum die Fahrmotoren M, und M₂ für die jeweiligen Wagen vorgesehen sind und gesondert gesteuert werden, besteht darin, daß Schlupf und Hemmung aufgrund der Übertragung des Achsgewichts, die dem Fahrzeug eigen sind, minimalisiert werden müssen. Üblicherweise werden diese Fahrmotoren synchron gesteuert, und daher sind die Motorströme I_MX und I_M2, die den Fahrmotoren M] und M: zugeführt werden, einander etwa gleich.

Entsprechend dem Fall der Fig. 2a sei angenommen, daß die Windungszahl der Primärwicklung des Transformators Γ gleich ΛΊ und die Windungszahl jedes Sekundärwicklungsabschnittes N_2x, N₂₂, N₂₃ und N₂₄ gleich N₂ ist, daß die über die Primärwicklungsseite verteilte Reaktanz J₁ und die über jeden Sekundärwicklungsabschnitt N_2h N₂₂, N₂₃ und N₂₄ verteilte Reaktanz gleich X₂ ist. Dann ergibt sich, wenn die Gleichrichterbrücken Re_x und Re₂ im leitfahigen Zustand sind, das in Fig. 7a gezeigte Ersatzschaltbild. Wie man aus dieser Figur ersieht, ist die transformierte Spannung der Stromquelle Zi₀ gleich dem 2(A'₂M'i)-fachen der Spannung auf der Primärseite, und die transformierte Reaktanz X_x ist gleich dem 4(N₂ZN_x )²-fachen der Reaktanz auf der Primärseite; die Gleichrichterbrücken Re₁, Re₂, Re₃ und Re₄ sind durch eine einzige Gleichrichterbrücke Re ersetzt

Demgemäß wird der Kommutationsüberlappungswinkel O₁ in Fig. 7a durch die folgende Gleichung wiedergegeben:

quellenspannung ist entsprechend dem Fall der Fig. 3a gleich θ_χ/2, wenn sich alle Gleichrichterbrükken Ae₁, Ae₂, Re₃ und Re₄ im Zustand maximaler Ausgangsleistung befinden. Der Leistungsfaktor des elektromotorischen Antriebs läßt sich zu diesem Zeitpunkt demgemäß wie folgt ausdrücken:

cos

1 — 1

²<£

+X,

Um + Λ

(3)

Andererseits ergibt sich das in Fig. 7b gezeigte Ersatzschaltbild, wenn die Gleichrichterbrücken Re₁ und Re₄ im leitenden und die Gleichrichterbrücken Re_x und Ae₃ im nicht-leitenden Zustand sind. Infolgedessen wird der Kommutationsüberlappungswinkel Q₂ im Zustand maximaler Ausgangsleistung der Gleichrichterbrücke

άί Re ausgedrückt durch

Q₁ = cos"¹

ι + Λ«)

Demgemäß wird der Leistungsfaktor der Stromrichteranordnung durch die folgende Gleichung wiedergegeben:

cos

1 -

(Λ/ι + Λ/2) (4)

Der durch die Gleichung (4) wiedergegebene Leistungsfaktor ist größer als der Leistungsfaktor, der iich ergibt, wenn alle Gleichrichterbrücken Re₁, Re₂, Re₃ und Re₄ im Zustand maximaler Ausgangsleistung sind. Daher gelten die Leistungsfaktorkurve und die Primärstromkurve, die in Fig.4 pezeigtsind, auch für die Ausführungsform der Fig. 6. Demgemäß ist die Summe der Kapazitätswerte der Phasenschieber PL_x und PL₇ so gewählt, daß sie einen Wert hat, wie er für eine genügende Annäherung des Leistungsfaktors an 1 (entsprechend dem Punkt B in Fig. 4) in den Zuständen maximaler Ausgangsleistung aller Gleichrichterbrükken Re_x, Re₂, Re₃ und Re₄ ausreicht; der Kapazitätswert des Phasenschiebers PL_x ist so gewählt, daß er einen Wert hat, wie er erforderlich ist, um den Leistungsfaktor (im Punkt A in Fig. 4) im Zustand maximaler Ausgangsleistung der Gleichrichterbrücken Re₁ und Ae₄ dem Wert 1 genügend anzunähern. Der Kapazitätswert PL; ist kleiner als der Kapazitätswert PL₂.

In der in Fig. 6 gezeigten Ausführungsform ist der Betriebspunkt des Niveaudetektors LD₁ auf den Punkt a in Fig. 4 eingestellt, während der Betnebspunkt des Niveaudetektors LD₂ auf den Punkt b in Fig. 4 eingestellt ist Unter dieser Bedingung erzeugt der Niveaudetektor LD_x ein Ausgangssignal, wenn der Primärstrom des Transformators T den Punkt α überschreitet Wenn an dar Anordnung das Halbspannungs-Steuerkommando HC anliegt, dann wird nur der Phasenschieber PL₁, der einen kleineren Kapazitätswert hat parallel zum Sekundärwicklungsabschnitt N₂₂ geschaltet, so daß sich der Leistunesfaktor von P, -+ P-, ändert Wenn die

Gleichstrom-Ausgangsspannung weiter erhöht wird, ändert sich der Leistungsfaktor längs der strichpunktierten Kurve 1" und ist im Vergleich mit dem Leistungsfaktor, der sich ergibt, wenn PL_x nicht mit dem Sekundärwicklungsabschnitt M₂ verbunden isu, genügend verbessert.

Im Falle des Nichtanliegens des Halbspannungs-Steuerkommandos HCerzeugt der Niveaudetektor LD₂ dann, wenn der Primärstrom des Transformators T den Punkt b überschreitet, ein Ausgangssignal, so daß die Phasenschieber PL₁ und PL₂ parallel zum Sekundärwicklungsabschnitt N₂₁ bzw. M₄ geschaltet werden und sich der Leistungsfaktor von P₃ - P, ändert. Bei einer weiteren Zunahme der Gleichstrom-Ausgangsspannung ändert sich der Leistungsfaktor längs der gestrichelten Kurve Γ und kann im Vergleich mit dem Wert, den er hat, wenn die Phasenschieber PL_x und PL₂ nicht mit den Sekundärwicklungsabschnitten M₂ und A₂₄ verbunden sind, als zufriedenstellend verbessert angesehen werden.

Die Steuerung bei der Abnahme der Gleichstrom-Ausgangsspannung ist entsprechend derjenigen der Ausfiihrungsform der Fig. 1. Wenn der Primärstrom des Transformators abnimmt, werden die Phasenschieber PL_x und PL₂ von der Anordnung abgeschaltet, um ;u verhindern, daß das Fahrzeug als kapazitive Last wirkt.

Auf diese Weise kann die Verbesserung des Leistungsfaktors im Fahrzustand des Fahrzeugs mit niedriger Ausgangsleistung auch in der Ausfiihrungsform der

Fig. 6 erreicht werden. Bei der Anordnung nach dei EP-OS 15 641 sind die Kapazitätswerte der Kondensatorgruppe, die den Phasenschiebern PL₁ und PL₂ dei Ausfuhrungsform der Fig. 6 entsprechen, so gewählt daß sie den gleichen Wert haben und sich infolgedessen der Leistungsfaktor gemäß der strichpunktierten Linie Γ" ändert, wenn die Kondensatorgruppe PL₁ mit dej Einrichtung verbunden ist Als Ergebnis hiervon wird der Leistungsfaktor seinem Voreilbereich stark angenähert oder er tritt in seinen Voreilbereich ein, und infolgedessen ist die Anschaltung der Kondensatorgruppe an die Einrichtung praktisch unmöglich. Im Falle dei Ausfuhrungsform der Fig. 6 jedoch besteht, da dei Kapazitätswert des Phasenschiebers PL₁ so gewählt ist daß sein Wert kleiner als derjenige des Phasenschiebers PL₂ ist (beispielsweise PL_x = 3000 μΡ und PL₂ = 4000 μΡ), keine Möglichkeit, daß der Leistungsfaktor ic seinen Voreilbereich eintritt, und zwar aufgrund dei Verbindung des Phasenschiebers PL_x mit der Anordnung.

In den Ausführungsformen der Fig. 1 und6 sind die Phasenschieber mit den Sekundärwicklungsabschnitten des Transformators verbunden. Es läßt sich jedoch eine entsprechende Wirkung einer Leistungsfaktorverbesserung auch erzielen, wenn diese Phasenschiebei mit der Primärwicklung verbunden werden. Mit anderen Worten bedeutet das, daß eine notwendige Bedingung darin besteht, daß die Phasenschiebeeinrichtung in die Wechselstromeingangsseite des zugehöriger gesteuerten Gleichrichters eingefügt wird.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Wechselstromgespeiste Stromrichteranordnung für Fahrzeuge

- mit einem Transformator (T), dessen Primärwicklung (VV₁) an eine Wechselstromquelle (E₀) angeschlossen ist,

- mit einem Gleichrichter mit einer Gruppe aus mehreren gleichstromseitig in Reihe geschalteten und an einen Gleichstrom-Fahrmotor (M₁) angeschlossen gesteuerten Gleichrichterbrükken (Re₁, Re₁), von denen wenigstens eine (Re₁) phasengesteuert ist und die wechselstromseitig an je eine Sekundärwicklung (JV₂₁, N₂₂) des Transformators (T) angeschlossen sind, und

- mit einer parallel zur Wechselstromseite der phasengesteuerten Gleichrichterbrücke (Re₂) geschalteten kapazitiven Phasenschiebeeinrichtung zur Verbesserung des Leistungsfaktors, deren Kapazität abschaltbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Phasenschiebeeinrichtung wenigstens zwei Phasenschieber (PL₁, PL₂) unterschiedlicher Kapazität enthält, deren Summe so bemessen ist, daß der Leistungsfaktor des Stromrichters bei maximaler Ausgangsleistung der Gleichrichterbrücken (Re_x, Re₁) angenähert gleich 1 ist, und

- daß eine Steuereinrichtung (TSW₁, TSW₁, LD_x, LD₂, S W₁, S Wy) zur selektiven Zu- und Abschaltung der Phasenschieber (PL₁, PL₂) entsprechend dem Betriebszustand des Fahrzeugs vorgesehen ist, die nur den Phasenschieber (PL_x) kleinerer Kapazität zuschaltet, wenn nur die phasengesteuerte Gleichrichterb rücke (Re₁) leitet (Fig. 1).

2. Wechselstromgespeiste Stromrichteranordnung für Fahrzeuge

- mit einem Transformator (T), dessen Primärwicklung (N₁) an eine Wechselstromquelle (E₀) angeschlossen ist,

- mit einem Gleichrichter mit mehreren Gruppen aus mehreren gleichstromseitig in Reihe geschalteten und an einen Gleichstrom-Fahrmotor (M_x, M₂) angeschlossenen gesteuerten Gleichrichterbrücken (Re_x, Re₂, Re₃, ReJ, von denen in jeder Gruppe wenigstens eine (Re₂, Re₄) phasengesteuert ist und die wechselstromseitig an je eine Sekundärwicklung (N_2x, N₂₂, /V₂₃, /V₂₄) des Transformators (T) angeschlossen sind, und

mit einer parallel zur Wechselstromseite der phasengesteuerten Gleichrichterbrücke (Re₂, Re₄) jeder Gruppe geschalteten kapazitiven Phasenschiebeeinrichtung mit einem Phasenschieber (PL₁, PL₂) in jeder Gruppe zur Verbesserung des Leistungsfaktors, deren Kapazität abschaltbar ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Phasenschieber (PL_x, PL₂) unterschied-

liehe Kapazitäten aufweisen, deren Summe so bemessen ist, daß der Leistungsfaktor des Stromrichters bei maximaler Ausgangsleistung der Gleichrichterbrücken (Re₁, Re₁, Re₃, Red angenähert gleich 1 ist, und

- daß eine Steuereinrichtung (TSW₁, TSW₂, LD_x, LD₁, S W₁, S W₃) zur selektiven Zu- und Abschaltung der Phasenschieber (PL_x, PL₂) entsprechend dem Betriebszustand des Fahrzeugs vorgesehen ist, die nur den Phasenschieber (PL₁) kleinerer Kapazität zuschaltet, wenn nur die phasengesteuerten Gleichrichterbrücken (Re₂, R&) leiten (Fig. 6).