DE3426324A1 - Umrichter mit gleichspannungszwischenkreis zur speisung einer drehfeldmaschine - Google Patents

Umrichter mit gleichspannungszwischenkreis zur speisung einer drehfeldmaschine

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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Description

Siemens Aktiengesellschaft Unser Zeichen Berlin und München VPA W P 3 2 6 3 DE
Umrichter mit Gleichspannungszwischenkreis zur Speisung einer Drehfeldmaschine
Die Erfindung betrifft einen Umrichter mit Gleichspannungszwischenkreis zur Speisung einer Drehfeldmaschine, der über einen ungesteuerten Gleichrichter am Netz liegt, wobei zur Energierückspeisung dem Gleichrichter ein Wechselrichter parallel geschaltet ist, der über einen Spartransformator mit dem Netz verbunden ist.
Ein solcher Umrichter zur Speisung einer Asynchronmaschine ist beispielsweise aus M. Meyer "Selbstgeführte Thyristor-Stromrichter", Siemens AG, 1974 (3. Auflage), Seiten 240 und 241 bekannt. Bei Umrichtern mit Spannungszwischenkreis oder bei Gleichstromstellern wird während des generatorischen Betriebs des angeschlossenen Motors die Bremsenergie in den Zwischenkreis zurückgeliefert. Da der Zwischenkreis über einen Gleichrichter gespeist ist, führt diese Bremsenergie zu Überspannungen im Zwischenkreis, wenn nicht Maßnahmen zu ihrem Abbau getroffen werden. Beispielsweise aus der Siemens-Zeitschrift 50 (1976), Seiten 493 bis 497 ist es bekannt, mit einem Widerstand und einen Schalter den Zwischenkreis zu überbrücken. Der Schalter wird beim Überschreiten eines vorgegebenen Wertes der Zwischenkreisspannung geschlossen und die Bremsenergie wird in Wärme umgesetzt. Dieses Verfahren wird wegen des schlechten Wirkungsgrades und wegen eines benötigten großen Widerstandes dann unwirtschaftlich, wenn beim Betrieb große Bremsenergien entstehen. Mit der eingangs erwähnten Schaltung ist eine Rückspeisung der Bremsenergie ins
Soe 2 Bim / 12.07.1984
Netz möglich, wobei jedoch ebenfalls kein besonders guter Wirkungsgrad erreicht wird.
Es besteht die Aufgabe, einen Umrichter der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß man bei reduziertem Aufwand einen besseren Wirkungsgrad erhält.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß mit einem Schalter die Verbindungsleitung zwischen Gleichrichter und Gleichspannungszwischenkreis während der Energierückspeisung zu unterbrechen ist.
Wird bei dem erfindungsgemäßen Umrichter wegen des generatorischen Betriebs des gespeisten Motors die Span-. nung im Zwischenkreis höher als die Spannung am Netzgleichrichter, so wird mit dem Schalter der Energiefluß vom Netz zum Zwischenkreis über den Netzgleichrichter unterbrochen. Dabei kann der Schalter stromlos geöffnet werden und nachfolgend wird der Wechselrichter freigegeben. Die Bremsenergie wird nunmehr ins Netz zurückgespeist. Beim Absinken der Zwischenkreisspannung auf einen bestimmten Wert wird der Wechselrichter wieder gesperrt und der Schalter geschlossen. Bei diesem Umrichter treten während der Energierückspeisung zusätzliche Verluste im Gleichstromkreis nicht mehr auf, da Kreisströme nicht mehr auftreten. Außerdem kann der Wechselrichter nur für die Belastung beim Rückspeisen der Energie dimensioniert werden, was beispielsweise wegen der kleineren Kühlkörper zu einem kleineren Gerätevolumen führt.
Im folgenden wird der erfindungsgemäße Umrichter beispielhaft anhand der Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt die Schaltung eines erfindungsgemäßen Umrichters. Ein ungesteuerter Gleichrichter 1 ist wechselstromseitig mit einem Drehstromnetz R, S, T verbunden. Dem Gleichrichter 1 ist ein Gleichspannungszwischenkreis 2 mit dem Zwischenkreiskondensator 3 nachgeschaltet, der eine relativ hohe Kapazität besitzt. Vom Gleichstromzwischenkreis 2 wird ein Wechselrichter 4 gespeist, an dessen Ausgangsklemmen 5 als Last eine Drehfeldmaschine angeschlossen sein kann. Anstelle des Wechselrichters 4 kann auch ein Gleichstromsteller eingesetzt sein. Im Ausführungsbeispiel ist der Gleichrichter 1 aus sechs ungesteuerten Stromrichterventilen la bis If in Drehstrombrückenschaltung aufgebaut.
Der Gleichrichter 1 ist über Schalterkontakte 6a und 6b vom Zwischenkreis 2 abzutrennen. Die Schalterkontakte 6a bzw. 6b können Schützkontakte oder Thyristoren sein. Dem Gleichrichter 1 ist ein Wechselrichter 7 parallel geschaltet, der über einen Spartransformator 8 ebenfalls mit dem speisenden Drehstromnetz R, S, T verbunden ist. Der Wechselrichter 7 ist im Ausführungsbeispiel mit steuerbaren Stromrichterventilen, beispielsweise Thyristoren 7a bis 7f realisiert.
Wird bei generatorischem Betrieb des an die Ausgangsklemmen 5 angeschlossenen Motors Bremsenergie in den Zwischenkreis 2 zurückgeliefert, so steigt die Zwischenkreisspannung an. Ist die Spannung im Zwischenkreis 2 höher als die Spannung am Ausgang des Netzgleichrichters 1, so ist der Energiefluß vom Drehstromnetz zum Zwischenkreis 2 unterbrochen. Die Kontakte 6a und 6b können dann stromlos geöffnet werden. Werden nun die Thyristoren 7a bis 7f des Wechselrichters 7 ausgesteuert, so wird die Energie ins Netz zurückgespeist. Sinkt die Zwischenkreisspannung auf einen vorgegebenen Wert ab, so werden die
Kontakte 6a und 6b wieder geschlossen und die Stromrichterventile des Wechselrichters 7 gesperrt. Die Energierückspeisung ist damit beendet. Bei diesem Umrichter schalten die Kontakte 6a und 6b stromlos, so daß ein Schütz nicht belastet wird. Beispielsweise kann für dieses Abtrennen des Gleichrichters 1 ein Schütz benutzt werden, das häufig zur Einschaltstrombegrenzung ohnehin vorgesehen ist. Außerdem braucht die Brückenschaltung des Wechselrichters 7 mit ihren Thyristoren 7a bis 7f nur für die Belastung während der Energierückspeisung dimensioniert werden, was wegen der kleineren Kühlkörper auch zu einem kleineren Gerätevolumen führt. Bei Netzausfall kann der angeschlossene Motor außerdem durch Durchsteuern der Thyristorbrücke abgebremst werden.
1 Patentanspruch
1 Figur
- Leerseite -

Claims (1)

Patentanspruch
1. Umrichter mit Gleichspannungszwischenkreis zur Speisung einer Drehfeldmaschine, der über einen ungesteuerten Gleichrichter am Netz liegt, wobei zur Energierückspeisung dem Gleichrichter ein Wechselrichter parallel geschaltet ist, der über einen Spartransformator mit dem Netz verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Schalter (6a, 6b) die Verbindungsleitung zwischen Gleichrichter (1) und Gleichspannungszwischenkreis (2) während der Energierückspeisung zu unterbrechen ist.
DE3426324A 1984-07-17 1984-07-17 Umrichter mit gleichspannungszwischenkreis zur speisung einer drehfeldmaschine Ceased DE3426324A1 (de)

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