DE3237488C2

DE3237488C2 -

Info

Publication number: DE3237488C2
Application number: DE19823237488
Authority: DE
Inventors: Grzegorz Dr. 5416 Untersiggenthal Aargau Ch Skarpetowski
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1982-10-09
Filing date: 1982-10-09
Publication date: 1990-02-01
Also published as: DE3237488A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorladung von Kommutierungskondensatoren in einem Wechselrichter mit Phasenfolgelöschung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens (EP-A2- 00 31 118).The invention relates to a method for precharging commutation capacitors in an inverter with phase sequence deletion according to the preamble of claim 1 and one Circuit arrangement for performing the method (EP-A2- 00 31 118).

Aufbau und Wirkungsweise eines solchen Wechselrichters, insbesondere aber auch die Kommutierungsvorgänge bei der Phasenfolgelöschung sind beispielsweise aus der Zeitschrift ETZ-A, Bd. 96, 1975, S. 520-523, bekannt. Das Drehstromsystem am Ausgang des Wechselrichters wird durch zyklisches Zünden und Löschen von Thyristoren, die z. B. in einer Brückenschaltung angeordnet sind, aus dem eingeprägten Gleichstrom erzeugt, der entweder von einer Gleichspannungsquelle über einen Gleichstromsteller oder aus einem Wechselspannungsnetz über einen gesteuerten Gleichrichter, sowie über eine nachgeschaltete Zwischenkreisdrossel in den Wechselrichter eingespeist wird. Zum Löschen der jeweils leitenden Thyristoren werden Kommutierungskondensatoren verwendet, die unter geeigneten Bedingungen beim Betrieb des Wechselrichters auf- und umgeladen werden und sich beim Zünden des nächsten Thyristors einer Kommutierungsgruppe über den vorausgegangenen Thyristor entladen und so seine Löschung erzwingen. Daher wird diese Kommutierungsart auch als Phasenfolgelöschung bezeichnet.Structure and mode of operation of such an inverter, in particular but also the commutation processes during phase sequence deletion are for example from the magazine ETZ-A, Vol. 96, 1975, pp. 520-523. The three-phase system at the output of the inverter is triggered by cyclical ignition and Erase thyristors that z. B. in a bridge circuit are arranged, generated from the impressed direct current, either from a DC voltage source via a DC chopper or from an AC network via a controlled rectifier, as well as a downstream DC link choke fed into the inverter becomes. To delete the respective conductive thyristors Commutation capacitors used under suitable Conditions during operation of the inverter charged and recharged and when the next thyristor is fired a commutation group over the previous thyristor unload and force its deletion. Therefore this type of commutation is also known as phase sequence deletion.

Beim Einschalten des Wechselrichters haben die Kommutierungskondensatoren im allgemeinen keine geeignete Kondensatorspannung, um von Beginn an eine sichere Kommutierung der Thyristoren im Wechselrichter zu gewährleisten. Je nach Vorgeschichte ist es möglich, daß einzelne Kommutierungskondensatoren mit falscher Polarität, mit richtiger Polarität, aber zu geringer Kondensatorspannung, oder gar nicht geladen sind.When the inverter is switched on, the commutation capacitors have generally no suitable capacitor voltage to safe commutation of the thyristors in the To ensure inverters. Depending on the previous history it is possible that individual commutation capacitors with wrong polarity, with correct polarity, but too low Capacitor voltage, or not charged at all.

Um von Anbeginn eine volle Betriebsbereitschaft des Wechselrichters zu erreichen, ist es zweckmäßig, die Kommutierungskondensatoren vor dem Einschalten durch eine Vorladung auf eine zur Kommutierung ausreichende Kondensatorspannung aufzuladen. Nach einem aus der EP-A2-00 31 118, Fig. 1 bekannten Verfahren wird die Vorladung mit Hilfe einer zusätzlichen Ladespannungsquelle durchgeführt, die mit den Kommutierungskondensatoren über Widerstände und Entkopplungsdioden verbunden ist. Dies bedeutet einen erhöhten Aufwand für die zusätzliche Spannungsquelle, sowie relativ lange Vorladungszeiten und Verluste, da die Kondensatoraufladung über Widerstände erfolgt.In order to ensure that the inverter is fully operational from the start, it is advisable to precharge the commutation capacitors to a capacitor voltage sufficient for commutation before switching on. According to a method known from EP-A2-00 31 118, FIG. 1, the precharging is carried out with the aid of an additional charging voltage source, which is connected to the commutation capacitors via resistors and decoupling diodes. This means an increased effort for the additional voltage source, as well as relatively long precharging times and losses, since the capacitor is charged via resistors.

Ein weiteres Vorladungsverfahren, das eine zusätzliche Ladespannungsquelle überflüssig macht, ist ebenfalls aus der EP-A2-00 31 118 bekannt. Darin wird zum Antakten des Wechselrichters zunächst der eingeprägte Strom bei gleichzeitiger Erhöhung der Taktfrequenz für die Thyristoren auf kleine Werte begrenzt, bis die Spannung an den Kommutierungskondensatoren eine ausreichende Höhe erreicht hat, um den vollen Thyristorstrom kommutieren zu können. Daran anschließend werden gemäß vorgegebener Zeitfunktionen der engeprägte Strom und die Taktfrequenz auf ihre Anfahrwerte erhöht bzw. abgesenkt. Aufgrund der in kleinen Schritten erfolgenden Vorladung wird bei diesem Verfahren eine vergleichsweise lange Anfahrphase für den Wechselrichter benötigt.Another precharge method that uses an additional charging voltage source superfluous is also out of the EP-A2-00 31 118 known. It is used to start the inverter first the impressed current with simultaneous Increasing the clock frequency for the thyristors to small Values limited until the voltage on the commutation capacitors has reached a sufficient height to the to be able to commutate full thyristor current. After that according to predefined time functions narrowly defined current and the clock frequency to their starting values increased or decreased. Because of the in small steps Preloading is a comparative one with this procedure long startup phase required for the inverter.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren für die Vorladung der Kommutierungskondensatoren zu schaffen, welches einerseits eine sehr schnelle Vorladung ermöglicht und andererseits mit geringem Zusatzaufwand in den bekannten Wechselrichterschaltungen realisiert werden kann.The present invention is therefore based on the object a method for precharging the commutation capacitors to create, which on the one hand, a very fast summons enables and on the other hand with little additional effort realized in the known inverter circuits can be.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei dem eingangs beschriebenen Verfahren die Merkmale gemäß dem Kennzeichen des Anspruchs 1 vorgesehen sind.The object is achieved in that in the above Process the characteristics according to the indicator of claim 1 are provided.

Die Erfindung macht von der Tatsache Gebrauch, daß in einem Schwingkreis, wie er üblicherweise aus Induktivität und Kondensator gebildet wird, in einfacher und schneller Weise verlustarme Umladungs- und Aufladungsvorgänge durchgeführt und gesteuert werden können und daß aufgrund des Einschwingvorganges der Kondensator eines Schwingkreises, der an eine Gleichspannungsquelle geschaltet wird, auf eine maximale Spannung aufgeladen werden kann, die höher als die Spannung der Quelle ist. Daraus ergibt sich der Vorteil, daß der Wechselrichter innerhalb weniger Schwingkreisperioden seine Betriebsbereitschaft erreicht und durch die hohe Vorladespannung eine hohe Kommutierungsfähigkeit erlangt.The invention makes use of the fact that in one Resonant circuit, as it usually consists of inductance and capacitor is formed in a simple and quick manner low-loss recharging and recharging operations carried out and can be controlled and that due to the transient the capacitor of a resonant circuit connected to a DC voltage source is switched to a maximum voltage can be charged that is higher than the voltage of the Source is. This has the advantage that the inverter its within a few resonant cycle periods Operational readiness achieved and due to the high precharge voltage achieves a high commutation ability.

Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnung in Form eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.The invention will be based on the drawing in the form of an embodiment will be explained in more detail.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Vorladungsverfahrens; Fig. 1 shows a circuit arrangement for implementing the precharging method according to the invention;

Fig. 2 den zeitlichen Ablauf der Steuerungsvorgänge bei der Durchführung des Verfahrens in einer Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1; FIG. 2 shows the timing of the control processes when the method is carried out in a circuit arrangement according to FIG. 1;

Fig. 3 einen Ausschnitt aus der Schaltung nach Fig. 1 mit richtig vorgeladenen Kommutierungkondensatoren; FIG. 3 shows a section of the circuit according to FIG. 1 with the commutation capacitors correctly precharged;

Fig. 4 einen Ausschnitt gemäß Fig. 3 mit falsch vorgeladenen Kommutierungskondensatoren. FIG. 4 shows a section according to FIG. 3 with incorrectly precharged commutation capacitors.

In Fig. 1 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt, wie sie zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann. Ein Wechselrichter, der im wesentlichen aus Wechselrichterthyristoren T 1 ... T 6, Wechselrichterdioden D 1 ... D 6 und Kommutierungskondensatoren C 1 ... C 6 besteht, speist in einer Brückenschaltung einen dreiphasigen Verbraucher VB, z. B. eine Asynchronmaschine. Der Wechselrichter seinerseits wird über zwei Verbindungsleitungen V 1 und V 2 aus einem Netzstromrichter N mit einem eingeprägten Strom IZ versorgt. Der Netzstromrichter N kann als gesteuerter Gleichrichter am Wechselspannungsnetz, oder als Gleichstromsteller am Gleichspannungsnetz mit oder ohne Umgruppierungsmöglichkeit ausgeführt werden und wird am Eingang mit einer Netzspannung UE beaufschlagt. In die eine Verbindungsleitung V 1 ist eine Zwischenkreisdrossel LD eingefügt, die zur Glättung des eingeprägten oder Zwischenkreisstromes IZ dient. Im Ausführungsbeispiel ist zwischen den Verbindungsleitungen V 1 und V 2 eine Freilaufdiode DA in Sperrichtung angeordnet. Parallel zur Freilaufdiode DA ist üblicherweise ein Bremszweig für die Widerstandsbremsung geschaltet, der aus einem Bremswiderstand RB und einem in Serie liegenden Bremsthyristor TB besteht. In die eine Verbindungsleitung V 1 ist weiterhin vor der Freilaufdiode ein Schalter TH, z. B. der Zerhacker des Gleichstromstellers, in die andere Verbindungsleitung V 2 ist hinter der Freilaufdiode DA ein Schalter TS, z. B. ein Umgruppierungsschalter, eingesetzt, mit welchen beiden Schaltern der Verfahrensablauf bei der Vorladung der Kommutierungskondensatoren C 1 ... C 6 maßgeblich beeinflußt wird. Wird als Netzstromrichter N nicht ein Gleichstromsteller, sondern ein gesteuerter Gleichrichter verwendet, übernehmen dessen Halbleiterelemente die wichtigen Funktionen der Schalter TH und TS sowie der Freilaufdiode DA.In Fig. 1, a circuit arrangement is shown how it can be used for carrying out the inventive method. An inverter, which consists essentially of inverter thyristors T 1 ... T 6 , inverter diodes D 1 ... D 6 and commutation capacitors C 1 ... C 6 , feeds a three-phase consumer VB , e.g. B. an asynchronous machine. The inverter in turn is supplied with an impressed current IZ via two connecting lines V 1 and V 2 from a mains converter N. The line converter N can be designed as a controlled rectifier on the AC voltage network or as a DC converter on the DC voltage network with or without the possibility of regrouping and is supplied with a line voltage UE at the input. An intermediate circuit choke LD is inserted into the one connecting line V 1 and serves to smooth the impressed or intermediate circuit current IZ . In the exemplary embodiment, a freewheeling diode DA is arranged in the reverse direction between the connecting lines V 1 and V 2 . A brake branch for resistance braking, which consists of a braking resistor RB and a series-connected braking thyristor TB , is usually connected in parallel with the freewheeling diode DA . In the one connecting line V 1 is a switch TH , z. B. the chopper of the DC chopper, in the other connecting line V 2 is a switch TS behind the freewheeling diode DA , z. B. a regrouping switch is used, with which two switches the process sequence for precharging the commutation capacitors C 1 ... C 6 is significantly influenced. If not a direct current controller but a controlled rectifier is used as the line converter N , its semiconductor elements assume the important functions of the switches TH and TS and the free-wheeling diode DA .

Jeder der Wechselrichterthyristoren T 1 ... T 6 bildet zusammen mit der zugehörigen Wechselrichterdiode D 1 ... D 6 einen von wenigstens sechs Brückenzweigen, die zu je drei Brückenzweigen in einer oberen Kommutierungsgruppe (T 1, D 1; T 3, D 3; T 5, D 5) und einer unteren Kommutierungsgruppe (T 2, D 2; T 4, D 4; T 6, D 6) zusammengefaßt werden können. Zwischen je zwei Brückenzweigen einer Kommutierungsgruppe ist einer der Kommutierungskondensatoren C 1 ... C 6 geschaltet.Each of the inverter thyristors T 1 ... T 6 forms, together with the associated inverter diode D 1 ... D 6, one of at least six bridge branches, each with three bridge branches in an upper commutation group (T 1 , D 1 ; T 3 , D 3 ; T 5 , D 5 ) and a lower commutation group (T 2 , D 2 ; T 4 , D 4 ; T 6 , D 6 ) can be combined. One of the commutation capacitors C 1 ... C 6 is connected between two bridge branches of a commutation group.

Beim Betrieb des Wechselrichters werden durch Ansteuern der entsprechenden Wechselrichterthyristoren die Brückenzweige paarweise durchgeschaltet und gelöscht, wobei ein Paar jeweils von einem Brückenzweig der oberen und einem aus der unteren Kommutierungsgruppe in einer Weise gebildet wird, daß durch den Verbraucher VB ein Drehstromsystem fließt. Die einzelnen Phasen des Drehstromsystems werden durch zyklische Vertauschung der angesteuerten Thyristoren innerhalb einer Kommutierungsgruppe erzeugt. Eine mögliche Zündfolge bildet den Zyklus (T 1, T 2)-(T 3, T 2)-(T 3, T 4)-(T 5, T 4)- -(T 5, T 6)-(T 1, T 6), wobei die in einer Klammer zusammengefaßten Thyristoren gleichzeitig durchgesteuert sind. Der einzelne, durch den Kommutierungskondensator bewirkte Kommutierungsvorgang ist in der eingangs zitierten Zeitschrift ETZ-A a. a. O. ausführlich dargestellt und soll daher nicht weiter beschrieben werden.When the inverter is in operation, the bridge branches are switched through and deleted in pairs by driving the corresponding inverter thyristors, a pair being formed in each case by a bridge branch of the upper and one of the lower commutation group in such a way that a three-phase system flows through the consumer VB . The individual phases of the three-phase system are generated by cyclically interchanging the activated thyristors within a commutation group. A possible firing sequence is formed by the cycle (T 1 , T 2 ) - (T 3 , T 2 ) - (T 3 , T 4 ) - (T 5 , T 4 ) - - (T 5 , T 6 ) - (T 1 , T 6 ), the thyristors grouped in a bracket being simultaneously activated. The individual commutation process brought about by the commutation capacitor is described in detail in the above-mentioned magazine ETZ-A op. Cit. And will therefore not be described further.

Die Vorladung der Kommutierungskondensatoren C 1 ... C 6 erfolgt erfindungsgemäß in wenigstens zwei Schritten in einem ersten und zweiten, gesteuerten Schwingkreis. Zur Steuerung der Schwingkreise wird eines der oben aufgeführten, sechs möglichen Paare von Wechselrichterthyristoren ausgewählt. In der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 besteht dieses Paar beispielsweise aus den Thyristoren T 5 und T 6.According to the invention, the commutation capacitors C 1 ... C 6 are precharged in at least two steps in a first and second, controlled resonant circuit. To control the resonant circuits, one of the six possible pairs of inverter thyristors listed above is selected. In the circuit arrangement according to FIG. 1, this pair consists, for example, of thyristors T 5 and T 6 .

Die Kommutierungskondensatoren einer Kommutierungsgruppe sind zu einem geschlossenen Kreis zusammengeschaltet, so daß die Summe aller Kondensatorspannungen in einer Gruppe verschwindet. Gleichzeitig ist dadurch jeder Wechselrichterthyristor in einer Kommutierungsgruppe mit zwei Kommutierungskondensatoren verbunden. Im Falle des ausgewählten Thyristors T 5 sind dies die Kondensatoren C 3 und C 5, beim Thyristor T 6 handelt es sich um die Kondensatoren C 4 und C 6. Die andere Seite der Kondensatoren C 3 und C 5 ist über zwei Vorladungsdioden DV 1 und DV 2, und einen gemeinsamen Vorladungsthyristor mit der Verbindungsleitung V 2 verschaltet. The commutation capacitors of a commutation group are interconnected to form a closed circuit, so that the sum of all capacitor voltages in a group disappears. At the same time, each inverter thyristor in a commutation group is connected to two commutation capacitors. In the case of the selected thyristor T 5 , these are the capacitors C 3 and C 5 , the thyristor T 6 is the capacitors C 4 and C 6 . The other side of the capacitors C 3 and C 5 is connected to the connecting line V 2 via two precharge diodes DV 1 and DV 2 and a common precharge thyristor.

Die andere Seite der Kondensatoren C 4 und C 6 dagegen liegt über zwei Vorladungsdioden DV 3 und DV 4, und einen gemeinsamen Vorladungsthyristor TV 2 an der Verbindungsleitung V 1. Wird zur Vorladung ein anderes Thyristorpaar verwendet, gelten die Ausführungen sinngemäß für andere Kommutierungskondensatoren.The other side of the capacitors C 4 and C 6, on the other hand, is connected via two precharge diodes DV 3 and DV 4 and a common precharge thyristor TV 2 on the connecting line V 1 . If another pair of thyristors is used for pre-charging, the explanations apply mutatis mutandis to other commutation capacitors.

Beim Betrieb des Wechselrichters sind von den drei Kondensatoren einer Kommutierungsgruppe in den Zeiten zwischen den Kommutierungsvorgängen zwei gegenläufig geladen, während der dritte Kondensator weitgehend ungeladen ist. Zwei der drei möglichen Ladezustände sind am Beispiel der oberen Kommutierungsgruppe in Fig. 3 und Fig. 4 dargestellt. In Fig. 3 sind die Kondensatoren C 3 und C 5 mit der Kondensatorspannung U₀ gegenläufig geladen, der Kondensator C 1 dagegen ist weitgehend entladen. Diese Ladungskonfiguration ist geeignet für eine Kommutierung von dem durchgeschalteten Thyristor T 5 auf den nächstfolgenden Thyristor T 1. Bei diesem Kommutierungsvorgang werden C 5 umgeladen, C 3 entladen und C 1 gegenläufig zu C 5 aufgeladen, d. h., synchron mit den durchgeschalteten Thyristoren werden auch die Ladungen der Kommutierungskondensatoren einer Gruppe zyklisch vertauscht.When the inverter is operating, two of the three capacitors of a commutation group are charged in opposite directions in the times between the commutation processes, while the third capacitor is largely uncharged. Two of the three possible states of charge are shown by the example of the upper Kommutierungsgruppe in Fig. 3 and Fig. 4. In Fig. 3, the capacitors C 3 and C 5 are charged in opposite directions with the capacitor voltage U ₀, the capacitor C 1, however, is largely discharged. This charge configuration is suitable for commutation from the connected thyristor T 5 to the next thyristor T 1 . In this commutation process, C 5 is recharged, C 3 is discharged and C 1 is charged in the opposite direction to C 5 , ie, the charges on the commutation capacitors of a group are cyclically interchanged in synchronism with the connected thyristors.

Der Wechselrichterbetrieb beginnt immer mit der Ansteuerung eines durch die Schaltungsanordnung bestimmten Thyristorpaares, z. B. T 5 und T 6. Die Kommutierungskondensatoren können je nach Vorgeschichte ungeladen, zu wenig geladen oder aber mit einer für die erste Kommutierung nicht geeigneten Polarität geladen sein. Die Vorladung, die vor dem Wechselrichterbetrieb erfolgt, soll die Bereitschaft der Schaltung herstellen. Daher ist das erfindungsgemäße Vorladungsverfahren in zwei Schritte unterteilt. In einem ersten Schritt werden falsch gepolte Kondensatoren umgeladen. Dazu wird zunächst der Schalter TS geschlossen, während der Schalter TH geöffnet bleibt und damit den Wechselrichter von der Netzspannung NE trennt. Auf diese Weise wird für die Kommutierungskondensatoren der oberen Kommutierungsgruppe, die im Nachfolgenden hauptsächlich betrachtet werden soll, ein erster, steuerbarer Schwingkreis geschaffen, der aus der Zwischenkreisdrossel LD, dem Wechselrichterthyristor T 5, den Kommutierungskondensatoren C 3 und C 5, den Vorladungsdioden DV 1 und DV 2, dem Vorladungsthyristor TV 1, dem Schalter TS und der Freilaufdiode DA gebildet wird. Ein analoger Schwingkreis entsteht für die untere Kommutierungsgruppe.The inverter operation always begins with the control of a thyristor pair determined by the circuit arrangement, e.g. B. M 5 and M 6 . Depending on the history, the commutation capacitors can be uncharged, undercharged or charged with a polarity that is not suitable for the first commutation. The precharge, which takes place before the inverter is operated, is intended to make the circuit ready. The precharge method according to the invention is therefore divided into two steps. In a first step, incorrectly polarized capacitors are reloaded. For this purpose, the switch TS is first closed, while the switch TH remains open and thus disconnects the inverter from the grid voltage NE . In this way, a first, controllable resonant circuit is created for the commutation capacitors of the upper commutation group, which will mainly be considered below, which consists of the intermediate circuit choke LD , the inverter thyristor T 5 , the commutation capacitors C 3 and C 5 , the precharge diodes DV 1 and DV 2 , the precharge thyristor TV 1 , the switch TS and the freewheeling diode DA is formed. An analog resonant circuit is created for the lower commutation group.

Der zeitliche Steuerungsablauf der verschiedenen Ventile in den Schwingkreisen für die verschiedenen Verfahrensschritte 1, 2 und 1′, 2′ ist in Fig. 2 zusammen mit den möglichen Zwischenkreisströmen IZ dargestellt. Werden beispielsweise im ersten Schritt 1 Kommutierungskondensatoren mit falscher Polung über den ersten Schwingkreis umgeladen, werden zum Zeitpunkt t₀ der Schalter TS geschlossen und die Thyristoren TV 1 und T 5 zur selben Zeit durch einen Steuerimpuls gezündet. Dann gehen diese drei Schaltelemente vom nichtleitenden in den leitenden Zustand, was in Fig. 2 als Übergang von 0 auf 1 gekennzeichnet ist. Der Umladevorgang erfolgt naturgemäß nur in einer Richtung, die durch die im Schwingkreis liegenden Ventile festgelegt ist und bricht daher automatisch ab. Die Dauer des Umladevorganges bestimmt sich nach der bekannten Schwingkreisformel aus den elektrischen Werten der Zwischenkreisdrossel LD und der Kommutierungskondensatoren C 3 und C 5. Da die Gleichspannungsquelle durch den Schalter TH vom Wechselrichter getrennt ist, ist der Zwischenkreisstrom IZ bei diesem Schritt 1 identisch mit dem Umladestrom der Kommutierungskondensatoren in Form einer Stromhalbwelle.The timing of the various valves in the resonant circuits for the various process steps 1, 2 and 1 ', 2' is shown in Fig. 2 together with the possible intermediate circuit currents IZ . For example, if in the first step 1 commutation capacitors with incorrect polarity are recharged via the first resonant circuit, the switch TS is closed at time t ₀ and the thyristors TV 1 and T 5 are fired at the same time by a control pulse. Then these three switching elements go from the non-conductive to the conductive state, which is indicated in FIG. 2 as a transition from 0 to 1. The reloading process naturally only takes place in one direction, which is determined by the valves in the resonant circuit, and therefore stops automatically. The duration of the recharging process is determined according to the known resonant circuit formula from the electrical values of the intermediate circuit choke LD and the commutation capacitors C 3 and C 5 . Since the DC voltage source is separated from the inverter by the switch TH , the intermediate circuit current IZ in this step 1 is identical to the charge reversal current of the commutation capacitors in the form of a current half-wave.

Hat also beispielsweise zum Zeitpunkt t₀ eine Ladungskonfiguration gemäß Fig. 4 vorgelegen, die für die Kommutierung von dem Bezugsthyristor T 5 auf den im Zyklus nachfolgenden Thyristor T 1 nicht geeignet war, tritt nach Beendigung des Umladevorganges zum Zeitpunkt t₁ eine neue Ladungskonfiguration gemäß Fig. 3 auf, die bei ausreichender Spannungshöhe an den Kondensatoren den Beginn des Wechselrichterbetriebs ermöglicht. Obgleich die Umladung mit geringen Verlusten behaftet ist, kann jedoch die Spannung bereits vor der Umladung kleiner als die Netzspannung UE sein. Um daher in jedem Fall eine sichere Vorladung zu gewährleisten, ist dem Umladeschritt 1 ein Auf- bzw. Nachladeschritt 2 nachgeordnet, der von t₁ bis t₂ dauert. Dazu wird in t₁ der Schalter TH von 0 auf 1 geschaltet, d. h., geschlossen. Bei U₀ < UE wird auf diese Weise ein zweiter steuerbarer Schwingkreis, ein Serienschwingkreis, mit der Netzspannung UE verbunden, der in dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 mit dem ersten, steuerbaren Schwingkreis nahezu identisch ist und wiederum im wesentlichen aus den Kommutierungskondensatoren C 3 und C 5 und der Zwischenkreisdrossel LD besteht. Da, wie in Fig. 2 dargestellt, die Thyristoren TV 1 und T 5 im Schritt 2 ebenfalls gezündet werden, laden sich C 3 und C 5 schwingungsartig aus dem Netz auf oder nach und erreichen aufgrund des Überschwingens eine Maximalspannung, die über der Netzspannung liegen kann, so daß in t₂ die volle Kommutierungsfähigkeit für die obere Kommutierungsgruppe vorliegt.Thus has, for example, at time t ₀ a charge configuration shown in FIG. 4 presented to that on the following in the cycle thyristor T was suitable for commutation of the Bezugsthyristor T 5 1 does not, the charge-reversal occurs after the end of the time t ₁ a new charge configuration shown in Figure enabling the start of the inverter operation with sufficient voltage level across the capacitors. 3,. Although the transfer is subject to low losses, the voltage can be lower than the mains voltage UE even before the transfer. In order to ensure a safe pre-charging in any case, the recharging step 1 is followed by a charging or recharging step 2 , which lasts from t ₁ to t ₂. For this purpose, the switch TH is switched from 0 to 1 in t ₁, ie closed. At U ₀ < UE , a second controllable resonant circuit, a series resonant circuit, is connected in this way to the mains voltage UE , which in the exemplary embodiment according to FIG. 1 is almost identical to the first controllable resonant circuit and in turn essentially consists of the commutation capacitors C 3 and C 5 and the DC link choke LD . Since, as shown in Fig. 2, the thyristors TV 1 and T 5 are also ignited in step 2 , C 3 and C 5 vibrate like or from the network and reach a maximum voltage due to the overshoot, which are above the mains voltage can, so that the full commutation capability for the upper commutation group is present in t ₂.

Analog zu den Schritten 1 und 2 für die obere Gruppe kann anschließend in der Zeit von t₂ bis t₄ die untere Kommuntierungsgruppe in einem entsprechenden Umladeschritt 1′ und einem Auf- bzw. Nachladeschritt 2′ auf die volle Kommutierungsfähigkeit gebracht werden, in dem die Thyristoren TV 2 und T 6 gemäß Fig. 2 gezündet werden. Insgesamt wird für die beschriebene Vorladung eine Zeit t₄-t₀ benötigt, die in der Größenordnung der doppelten Periodendauer der verwendeten Schwingkreise liegt. In t₄ beginnt dann der Betrieb des Wechselrichters mit der Zündung des Thyristorpaares (T 5, T 6).Analogous to steps 1 and 2 for the upper group, the lower commutation group can then be brought to full commutation capability in a corresponding reloading step 1 ' and a charging or recharging step 2' in the time from t ₂ to t ₄ Thyristors TV 2 and T 6 are ignited according to FIG. 2. Overall, a time t ₄- t ₀ is required for the precharge described, which is in the order of twice the period of the resonant circuits used. In t ₄ the operation of the inverter then begins with the ignition of the thyristor pair (T 5 , T 6 ).

Darüber hinaus kann bei den Schritten 1 und 1′, d. h. bei den Umladevorgängen nach Fig. 2, auch der Bremsthyristor TB gezündet werden. Damit wird eine zusätzliche Absicherung gegenüber einer möglichen Umladung 1 bzw. 1′ über Netzstromrichter auf der Eingangsseite des Zwischenkreises erreicht.In addition, the brake thyristor TB can be ignited in steps 1 and 1 ' , ie in the reloading operations according to FIG. 2. This provides additional protection against a possible recharge 1 or 1 ' via the line converter on the input side of the intermediate circuit.

Insgesamt ergibt sich aus dem erfindungsgemäßen Verfahren eine schnelle, verlustarme und leicht steuerbare Vorladung, die wegen der hohen Kondensatorspannung eine hohe Kommutierungsfähigkeit bewirkt.Overall, the method according to the invention results a fast, low-loss and easily controllable preload, which has a high commutation capability due to the high capacitor voltage causes.

Claims

1.Procedure for precharging commutation capacitors in an inverter with phase sequence erasure, which is operated from a network with a line voltage (UE) via a line converter (N) and an intermediate circuit choke (LD) with an impressed direct current and a consumer (VB) with at least one three-phase three-phase current, characterized in that before the start of inverter operation, commutation capacitors, whose capacitor voltages have a polarity unsuitable for commutation, are charged in a first controlled resonant circuit in a first step, and commutation capacitors, whose capacitor voltages are less than the grid voltage ( UE) are charged or recharged in a second controlled resonant circuit.

2. The method according to claim 1, characterized in that the intermediate circuit choke (LD) is used as the inductance of the first and second controlled resonant circuit and the charging or recharging of the commutation capacitors takes place in the second step from the network.

3. The method according to claim 2, characterized in that the recharge of the commutation capacitors takes place in the first step via a free-wheeling diode (DA) .

4. The method according to claim 1, characterized in that to control the first and second resonant circuits Thyristors are used.

5. The method according to claim 4, characterized in that both thyristors (T 5 , T 6 ) of the inverter itself and additional precharging thyristors (TV 1 , TV 2 ) are used for control.

6. The method according to claim 1, characterized in that the commutation capacitors are grouped together and in groups, staggered in time, preloaded will.

7. The method according to claim 3, characterized in that the course of the precharge is also determined by the switching states of the line converter (N) .

8. The method according to claim 7, characterized in that the sequence of steps in the precharge is controlled by two switches (TH, TS) within the mains converter (N) .

9. Circuit arrangement for performing the method according to claim 1, characterized in that the inverter is connected via connecting lines (V 1 , V 2 ) to the mains converter (N) , in which a connecting line (V 1 ) the intermediate circuit choke (LD) is inserted that between the connecting lines (V 1 , V 2 ) within the mains converter (N) there is a freewheeling branch and that a first group (C 1 , C 3 , C 5 ) of commutation capacitors via first precharge diodes ( DV 1 , DV 2 ) and one first precharge thyristor (TV 1 ) with the other connecting line (V 2 ), and a second group (C 2 , C 4 , C 6 ) of commutation capacitors via second precharge diodes (DV 3 , DV 4 ) and a second precharge thyristor (TV 2 ) one connecting line (V 1 ) at the output of the intermediate circuit choke (LD) .

10. Circuit arrangement according to claim 9, characterized in that a free-wheeling diode (DA) is arranged between the connecting lines (V 1 , V 2 ) within the mains converter (N) , that in the one connecting line (V 1 ) in front of the free-wheeling diode (DA) a first switch (TH) and that a second switch (TS) is inserted into the other connecting line (V 2 ) after the free-wheeling diode (DA) .