DE3142611A1

DE3142611A1 - Drehstromumrichter

Info

Publication number: DE3142611A1
Application number: DE19813142611
Authority: DE
Inventors: Albrecht Ing Grad Schwarz
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1981-10-28
Filing date: 1981-10-28
Publication date: 1983-05-19
Also published as: GB2110012A; JPS5883589A

Description

lU.10.1981 Fd/Jä

Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1

Drehstromumrichter
Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung nach der Gattung des Hauptanspruchs. Aus ETZ-A, Bd. 93 (1972) Seite 556 ff sind "bereits zwei Gleichstromsteller mit gemeinsamer Löscheinrichtung bekannt. Die "bekannten Gleichstromsteller weisen zwei Thyristorsteller auf, die "von einem gemeinsamen Löschkreis löschbar sind. Diese Anordnung hat den Nachteil, daß die Zahl der löschbaren Gleichstromsteller auf ein oder zwei begrenzt is±. Für Gleichstromsteller für mehrphasige Wechselspannungen sind daher mehrere Löschkreise erforderlich. Insbesondere bei der Verwendung eines Löschkreises für einen Zweipuls-Gleichstromsteller ist zudem noch eine Saugdrosselspule für das einwandfreie Arbeiten des Zweipuls-Stellers erforderlich.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß auch bei der Erzeugung einer mehrphasigen Wechselspannung jeweils nur ein Löschkreis erforderlich ist, der umschaltbar ist. Induktivitäten entfallen. Vorteil-

haft ist auch, daß nur eine geringe Anzahl von Löschkondensatoren erforderlich ist.Dadurch läßt sich der Thyristorsteller "besonders preisgünstig aufbauen. Da keine Umschwingverluste und Totzeiten auftreten, kann bei gleicher Bauteilebelastung mit wesentlich höherer Zwischentaktfrequenz als in herkömmlichen Schaltungen gearbeitet werden.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung möglich. Besonders vorteilhaft ist es, die Thyristorsteller in an sich bekannter Weise in einer Brückenschaltung anzuordnen und für jeden Brückenzweig eine Löschthyristorbrücke vorzusehen, die über ein gemeinsames Thyristorsteuerwerk steuerbar ist. Dies führt zu einer besonders einfachen und betriebssicheren Schaltung, die insbesondere für Elektrofahrzeuge geeignet ist. Weiterhin ist es günstig, daß das Thyristorsteuerwerk eine der Anzahl der Thyristorsteller entsprechende Anzahl von Thyristoren aufweist, durch die jeweils ein Thyristorsteller mit der Löschthyristorbrücke parallel schaltbar ist. Diese Anordnung ermöglicht es, auf einfache Art und Weise jeden gewünschten Thyristorsteller zu einem entsprechenden Zeitpunkt zu löschen.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

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Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Die Figur zeigt einen Stromumriehter, wie er zum Betrieb eines Drehstrommotors mit einer' Batterie erforderlich, ist Mit 1 ist ein Thyristorsteller gekennzeichnet, der zur Erzeugung eines Dreiphasenwechselstroms erforderlich ist. An die obere Leitung des Thyristorstellers 1 ist die positive Batteriespannung angeschlossen. An der unteren Leitung des Thyristorstellers ist die negative Batteriespannung angeschlossen. Zwischen positiver und negativer Batteriespannung sind jeweils in Reihe die Thyristoren 5 und 11, die Thyristoren 6 und 12 und die Thyristoren 7 und 13 geschaltet. In der gegensinnigen Richtung sind ebenfalls in Reihe Dioden 8 und 1k, Dioden 9 und 15 und Dioden 10 und 16 angeordnet. Der Mittelpunkt jeweils einer Thyristoren- und Diodengruppe ist miteinander verbunden. So ist beispielsweise die Mitte der Thyristoren 5 und 11 mit dem Mittelpunkt der Diode/i8 und 1 k verbunden. Diese Mittelpunkte sind aus dem Thyristorsteller 1 herausgeführt und führen zu einem Drehstrommotor 17, der in Sternschaltung geschaltet ist. Der Motor 17 dient beispielsweise zum Antrieb eines Elektrofahrzeuges. Der Mittenabgriff der Thyristoren 5 und 11 dient dabei zur Erzeugung der Spannung R, der Mittenabgriff der Thyristoren 6 und 12 zur Erzeugung der Spannung 5 und der Mittenabgriff der Thyristoren 7 und 13 zur Erzeugung der Spannung T.

Des weiteren sind zwei Löschbrücken 2 und 3 vorgesehen. Die Löschbrücke 2 weist zwei Thyristoren 18 und 19 auf, die mit der positiven Batteriespannung verbunden sind. Dem Thyristor 18 folgt ein Thyristor 20, dem Thyristor 19 ein Thyristor 21. Die Thyristoren 20 und 21 sind auf der anderen Anschlußseite miteinander verbunden. In der

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-5- ■ - /- 17425

Mitte der Brückenanordnung mit den Thyristoren 18 und und 20 und 21 ist ein Kondensator 22 geschaltet. Die Löschthyristorbrücke 3 weist ebenfalls in Reihe geschal-. tete Thyristoren 23 und 25 und 2k und 26 auf, -wobei die Thyristorren 25 und 26 einerseits mit der negativen Batteriespannung verbunden sind und die Anoden der Thyristoren 23 und 2k miteinander in Verbindung stehen. In der Mitte dieses Brückenzweiges ist Kondensator angeordnet.

Die Löschthyristorbrücken 2 und 3 sind über ein Thyristorsteuerwerk k mit den Thyristorstellern verbunden. Das Thyristorsteuerwerk k besteht aus 3 jeweils paarweise in Reihe geschalteten Thyristoren 28 und 31, 29 und und 30 und 33. Die Anoden der Thyristoren 28, 29 und 30 sind dabei mit den Thyristoren 20 und 21 der Löschthyristorbrücke 2 und die Kathoden der Thyristoren 31, und 33 sind mit den Anoden der Thyristoren 23 und 2k der Löschthyristorbrücke 3 verbunden. Der Mittelpunkt der Thyristoren 28 und 31 führt zum Mittelpunkt der Thyristoren 5 und 11, der Mittelpunkt der Thyristoren 29 und 32 zum Mittelpunkt der Thyristoren 6 und 12 und der Mittelpunkt der Thyristoren 30 und 33 führt zum Mittelpunkt der Thyristoren 7 und 13.

Zur Erzeugung von Drehström aus Gleichstrom sind die sechs Thyristoren 5, 6, 7, 11₅ 12, 13 notwendig, welche mit einem entsprechenden Impulsmuster so angesteuert werden, daß die Spannungen R, S und T an den entsprechenden Ausgängen des Umrichters 1 entstehen. Ein solches Impulsmuster ist in der nachstehenden Tabelle abgebildet. Dabei bedeutet "1" einen eingeschalteten Thyristor während die "0" einen gesperrten Thyristor symbolisiert.

• it ·

Thyristor	Phase	5	6	7	1 1	J2	13
1 .	Phase	1	0	0	0	1	1
2.	Phase	0	1	0	1	0	1
3.	0	0	1	J	1	0

Da Thyristoren am Gitter nur ein- aber nicht ausgeschaltet werden können, sind Löschschaltungen erforderlich, durch die der Thyristor gelöscht werden kann. Üblicherweise wird dabei für jeden Thyristor ein Löschkreis verwendet. Beim Ausführungsbeispiel ist jedoch für eine Thyristorgruppe nur eine Löschthyristorbrücke zugeordnet. Die Löschbrücken werden dabei über das Thyristorsteuerwerk h jeweils den zu löschenden Thyristoren zugeschaltet.

Dies sei an dem Beispiel des Übergangs von der ersten zur zweiten Phase näher erläutert. In der ersten Phase sind Thyristoren 5, 12 und 13 gezündet, während die übrigen Thyristoren gesperrt sind. Während der Zündzeit dieser Thyristoren werden die Kondensatoren 22 und 27 aufgeladen. Sollen nun die gezündeten Thyristoren 5_} 12 und 13 gelöscht werden, so werden je nach Ladezustand der Kondensatoren 22 und 27 beispielsweise die Thyristoren 19 und 20 und 2k und 25 gezündet. Damit nun die richtigen Thyristoren gelöscht werden, werden des weiteren die Thyristoren 28, 32 und 33 gezündet. Dadurch wird die Löschbrücke 2 dem Thyristor 5 parallel geschaltet, während die Löschbrücke 3 den Thyristoren 12 und 13 parallel geschaltet wird. Durch den Löschimpuls kommutiert der Strom über die Dioden 8, 15 und 16 um. Nun können die Thyristoren 6, 11 und 13 für die zweite Phase gezündet werden.

Die Löschkondensatoren 22 und 27 können in jeder Polaritätslage zum Löschen herangezogen werden. Beim nächsten Löschvorgang wären dazu die Thyristoren 18 und 21 und 23 und 26 zu zünden. Umschwingverluste treten daher nicht auf und es entstehen keine Umschwingtotzeiten, so daß die Belastung der Löschkondensatoren 22 und 27 "bald zurückgeht. Die Frequenz in den Kondensatoren 22 und 27 der Löschthyristorbrüeken 2 und 3 ist daher nur halt so groß wie die Zwischentaktfrepenz des Thyristorstellers. Aus diesem Grunde kann auch mit einer wesentlich höheren Zwischentaktf repenz als in herkömmlichen Schaltungen gearbeitet werden. Durch die Einfügung des Thyristorsteuerwerks k wird erreicht, daß für den Fall eines Drehstromwandlers nur zwei zusätzliche Löschbrücken erforderlich sind. Da nur zwei Kondensatoren benötigt werden, läßt sich diese Schaltung einfach und preisgünstig aufbauen. Verluste an Kondensatoren, die insbesondere bei Elektrofahrzeugen den Fahrweg reduzieren, halten sich in engen Grenzen.

.S-

Leerseite

Claims

ilt.1O.J98i Fd/Jä

Robert Bosch GmbH, 7000 Stuttgart 1 Ansprüche

1 , !Vorrichtung zur Umwandlung von Gleichspannung in

mehrphasige Wechselspannung mit Thyristorstellern und zumindest einer Löschthyristorbrücke_s insbesondere für Elektrofahrzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß ein Thyristorsteuerwerk (h) vorgesehen ist, durch das die Löschthyristorbrücke (2, 3) jeweils dem zu löschenden Thyristorsteller (5 - 7 >. 1 1 - 13) zugeschaltet wird.
2. Vorrichtung nach Anapruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Thyristorsteller (5 — 7> 11 - 13) in an sich bekannter Weise in Brückenschaltung angeordnet sind, und jedem Brückenzweig eine Löschthyristorbrücke (2, 3) zugeordnet ist, die über ein gemeinsames Thyristorsteuerwerk (h) steuerbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Thyristorsteuerwerk (k) eine der Anzahl der Thyristorsteller entsprechende Anzahl von Thyristoren (28 - 33) aufweist, durch die jeweils zumindest ein Thyristorsteller (5 - 7, 11 - 13) mit der Löschthyristorbrücke (2, 3) parallel schaltbar ist.