DE69116957T2

DE69116957T2 - Leistungswandlungsverfahren mit parallelen Einheiten

Info

Publication number: DE69116957T2
Application number: DE69116957T
Authority: DE
Inventors: Loren Haines Walker
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1990-08-14
Filing date: 1991-06-13
Publication date: 1996-09-26
Anticipated expiration: 2011-06-14
Also published as: EP0473257B1; JPH04229025A; EP0473257A2; DE69116957D1; JP3238721B2; US5070440A; EP0473257A3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Leistungswandlungsschemata und insbesondere ein Leistungswandlungsschema mit mehreren parallelgeschalteten Wandlerschaltungen oder -Einheiten (Vollwellenbrücken- oder Halbwellen-Sternwandler), um die Übertragung relativ großer Mengen an elektrischer Leistung zu erleichtern
Ein derartiges Leistungswandlungsschema ist aus der EP-A-326 332 bekannt.
Auf dem Gebiet der Leistungswandlung ist es Praxis, wenn hohe elektrische Ströme beteiligt sind, mehrere Strom liefernde Einheiten parallelzuschalten. In einem Mehrphasensystem umfaßt eine Form der Parallelschaltung mehrere im wesentlichen identische Brücken, die aus Halbleiterelementen wie Gate-Abschaltthyristoren oder Leistungstransistoren bestehen. Die Parallelschaltung derartiger Brücken erfordert einige Einrichtungen, um sicherzustellen, daß die Ströme richtig auf die Brücken aufgeteilt werden.
In der gleichzeitig anhängigen U.S. Patentanmeldung S.N. 07/567/021 mit dem Titel "Power Conversion Scheme Employing Shorting Means to Control Current Magnitude", offengelegt am 25.2.92 unter der Nummer US-A-5091840, unter welchem wir mit gleichem Datum dazu eine entsprechende Europäische Patentanmeldung, offengelegt am 19.2.92 unter der Nummer EP-A-471 435, eingereicht haben, ist ein Schema zum bidirektionalen Übertragen elektrischer Leistung zwischen einer Gleichstrom-(DC)-Stromquelle und einer Wechselstrom(AC)-Spannungsquelle beschrieben. Dort wie hier werden die Begriffe "Gleichstromguelle" und "Wechselspannungsquelle" in ihrem reinen Sinne verwendet; d.h. daß sie entweder eine Quelle oder Senke elektrischer Leistung sein können. Ein darin angeführtes Beispiel umfaßt Stationen für einen Spitzenbedarf an elektrischer Leistung, wobei eine Wechselstromverbraucherleitung mit einer Spitzensenke, wie etwa einem Supraleitungsmagnet-Energiespeichersystem, verbunden ist, so daß in Überschußzeiten Energie in der Senke gespeichert werden kann, um später bei steigendem Bedarf genutzt zu werden. Weitere Beispiele wären: a) das eines Motorantriebs, in welchem beispielsweise ein Wechselstrommotor mit Rückgewinnungsfähigkeiten mit einer Gleichstromguelle, wie einem hoch induktiven Gleichrichtungssystem, verbunden ist, und b) ein System zwischen zwei Wechselstromquellen, das eine dazwischengeschaltete Gleichstrombrücke nutzt, welches allgemein als HVDC (Hochspannungs-Gleichstrom)-System bezeichnet wird.
Das durch diese gleichzeitig anhängige Anmeldung beschriebene Schema verwendet eine Impulsaustasttechnik, um die Übertragung elektrischer Leistung zwischen den zwei Quellen zu steuern. Obwohl die Ansprüche dieser Erfindung primär die Verwendung eines Thyristors als eine Einrichtung zum Bereitstellen eines Austastimpulses in dem Wandlerstrom und somit zur Steuerung der Leistungsübertragung betreffen, wird das Grundkonzept der Impulsaustastung für die Bereitstellung der Stromsteuerungsfähigkeit in dem Leistungswandlungsschema der vorliegenden Erfindung eingesetzt.
Hierin wird ein verbessertes Leistungwandlungsschema zum Übertragen von Energie zwischen einer Gleichstromquelle und einer Wechselspannungsquelle beschrieben, das parallelgeschaltete Leistungwandlerschaltungen oder -Einheiten verwendet und eine Impulsaustastungstechnik zum Verbessern der Stromaufteilung zwischen parallelgeschalteten Leistungswandlereinheiten anwendet. Insbesondere wenden in der beschriebenen Anordnung mehrere parallelgeschaltete Einheiten eine Impulsaustastungstechnik an, um die Stromaufteilung zu verbessern, und zwei oder mehr derartiger Gruppen sind parallelgeschaltet, um eine Oberwellenreduzierung zu bewirken. Jede parallelgeschaltete Gruppen parallelgeschalteter Leistungswandlereinheiten wird kollektiv gesteuert, um eine Stromaufteilung durch die Impulsaustastungstechnik zu bewirken und zur Oberwellenreduzierung von Gruppe zu Gruppe phasenverschoben. Die Verwendung parallelgeschalteter Einheiten und der Impulsaustastungstechnik erlaubt die Verbindung dieser Einheiten mit einer gemeinsamen Gleichstromquelle ohne die Hilfe von Zwischentransformatoren.
Im allgemeinen stellt die vorliegende Erfindung ein Leistungswandlungsschema bereit, welches mehrere (Gruppen) mehrphasiger parallelgeschalteter Einheiten zwischen einer Gleichstromquelle und einer Wechselspannungsquelle einsetzt. Das Schema aktiviert selektiv die Einheiten um mehrphasige Ströme bei einer Grundfrequenz zu liefern, die derjenigen der Wechselspannungsquelle entspricht. Die Wechselströme jeder individuellen Wandlereinheit werden durch Impulsaustastung unterbrochen. Die Austastimpulse sind im allgemeinen innerhalb dieser Gruppe gleichmäßig verteilt und im allgemeinen von gleicher Dauer und werden nur leicht für einen Stromausgleich variiert.
Zwei solcher Gruppen können zwischen den zwei Quellen parallelgeschaltet sein. Die Wandlereinheiten jeder Gruppe werden gemäß vorstehender Angabe betrieben, wobei darunter zu verstehen ist, daß die Dauer der Unterbrechungen (Impulsaustastungen) zwischen den Gruppen unterschiedlich sein können (und dieses normalerweise auch sind). Die Gruppen werden auch zu unterschiedlichen Zeitphasenbeziehungen in Bezug auf die Wechselspannungsquelle aktiviert, um selektierte Oberwellen in den Ausgangsströmen des Schemas insgesamt zu reduzieren.
Insbesondere wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Steuern einer Leistungswandlereinrichtung nach Anspruch 1 und auch eine Leistungswandlereinrichtung nach Anspruch 7 bereitgestellt. Die erfindungsgemäß mögliche Bereitstellung von zwei Gruppen von Wandlerschaltungen ist insbesondere in einem (von Anspruch 1 abhängigen) Verfahren nach Anspruch 8 und auch die einer Vorrichtung nach Anspruch 18 (der von Anspruch 7 abhängig ist) definiert.
Ein besseres Verständnis der Erfindung ergibt sich aus der Bezugnahme auf die nachstehende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in welchen:
Fig. 1 ein schematisches Blockdiagramm ist, welches das Grund-Leistungswandlungsschema der vorliegenden Erfindung in Übereinstimmung mit einer bevorzugten Ausführungsform darstellt.
Fig. 2 ein schematisches Blockdiagramm ist, welches eine einzelne Brücke und ihre Steuerung zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung darstellt.
Fig. 3, 4 und 5 jeweils eine Reihe von Wellenformen sind, die für das Verständnis der Erfindung nützlich sind;
Fig. 6 ein schematisches Diagramm ist, das die Erzeugung bestimmter Steuersignale darstellt, die für die Steuerung der einzelnen Brücken einer Gruppe parallelgeschalteter Brücken gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar sind;
Fig. 7 die Parallelschaltung von zwei Gruppen von Brücken gemäß Darstellung in Fig. 1 darstellt, um ein Modul gemäß der vorliegenden Erfindung in einer bevorzugten Ausführungsform bereitzustellen; und
Fig. 8 eine Reihe von Wellenformen ist, welche die Betriebsweise der in Fig. 7 gezeigten Schaltung darstellen.
Fig. 9 ein schematisches Diagramm ist, das die Erzeugung bestimmter Steuersignale darstellt, die für die Steuerung der einzelnen Brücken von Gruppen von Brücken (eines Moduls) anwendbar sind, die gemäß Darstellung in Fig. 75 parallelgeschaltet sind.
In Fig. 1 sind innerhalb des strichlinierten Blocks 10 mehrere Wandlerschaltungen in der Form von Vollwellenbrücken als Brücke 1 bis Brücke 6 dargestellt, welche zusammengenommen eine Gruppe nach der in der vorliegenden Beschreibung verwendeten Nomenklatur bilden. Jede Brücke ist ähnlich aufgebaut und wird im Detail unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben. Zum gegenwärtigen Zeitpunkt reicht es, zu sagen, daß jede Brücke auch eine einen Winkel Theta (θ) betreffende Bezeichnung trägt, welcher mit unterschiedlichen Werten dargestellt ist, die noch weiter erläutert werden.
Die Brücke 1 als Beispiel nehmend, ist jede Brücke über ein bei 12 dargestelltes Induktivitätenpaar mit einem Gleichstrombus und über Leitungen 14 und 16 mit einer gemeinsamen Gleichstromquelle 18 verbunden. Eine geeignete Meßeinrichtung, wie etwa ein Nebenschlußwiderstand 20, ist in einer der Gleichstromleitungen, beispielsweise in der Leitung 16, vorgesehen, um ein Ausgangssignal (IDCg) zu liefern, welches den Wert des Gleichstroms der Gruppe angibt, das heißt den Gesamtwert der Brücken innerhalb des Blockes 10. Jede Gruppe empfängt bestimmte Eingangssteuersignale. Diese Steuersignale sind in Fig. 1 allgemein angegeben und als über einen von einer Steuerung 22 ausgehenden Bus 24 zugeführt dargestellt. Die Steuerung 22 kann entweder eine Gruppensteuerung, so wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, oder eine Modulsteuerung, so wie sie in Fig. 9 dargestellt ist, sein.
Die andere Seite jeder Brücke, die Wechselstromseite, ist mehrphasig mit Wechseiströmen auf drei mit IA1, IB1 bzw. IC1 bezeichneten Leitungen, die den A-, B-, und C-Phasen der Brücke entsprechen. Die Brücken sind parallel über einen Wechselstrombus, Leitungen 26A, 26B, 26C, mit einer Wechselspannungsquelle 28 verbunden. Mittels geeigneter Einrichtungen, wie etwa Stromwandler 30, werden die Ströme in dem Wechselstrombus gemessen, wobei die Wandlerausgangssignale einem Gleichrichter 32 zugeführt werden, dessen Ausgangssignal mit IACg bezeichnet ist und den Gruppenwechselstrom darstellt. Ferner ist mit dem AC-Bus eine Kondensatorenbank 34 verbunden, wie es in Systemen dieser Art üblich ist. Mittels Meßeinrichtungen, wie Stromwandlern 36, die in jeder Verbindungsleitung der Kondensatorenbank zu dem Wechselstrombus angeordnet sind, werden an einen Gleichrichter 38 die Signale geliefert, die den Kondensatorbankströmen entsprechen. Das Ausgangssignal des Gleichrichters 38 ist das Signal IC, das den Kondensatorstrom darstellt. Die Gleichrichter 32 und 38 sind bevorzugt von der Art, welche tendenziell die Grundkomponente des dreiphasigen Wechselstroms messen und die Oberwellenströme unterdrücken.
Fig. 2 stellt die Grundkonfiguration der einzelnen Brücken der Gruppe 10 (Fig. 1) dar. In Fig. 2 befindet sich innerhalb des mit "Brücke x" bezeichneten strichlinierten Blocks die Schaltung, welche jede der verschiedenen Brücken von Gruppe 10 bildet. Zum Zwecke des Bezugs sind auch die Gleichstromquelle 18, die Gleichstromleitungen 14 und 16, die Wechselspannungsquelle 28 und der Wechselstrombus (die Leitungen 26A, 26B und 26C) enthalten. Allgemein sind bei 39 sechs Schaltelemente, angeordnet in der typischen Dreiphasen-Brückenkonfiguration, dargestellt. Die sechs Elemente sind mit AP, BP und CP und mit AN, BN und CN bezeichnet. Die Buchstaben A, B und C beziehen sich auf die drei Phasen, während die Bezeichnungen P und N positive und negative Seiten der Konfiguration kennzeichnen. Gemäß Darstellung ist jedes des sechs Schaltelemente ein Gate-Abschaltthyristor (GTO) und diese Terminologie wird zur Vereinfachung allgemein in dieser Beschreibung verwendet. Es sei jedoch ausdrücklich angemerkt, daß andere Formen von Bauelementen wie etwa Leistungstransistoren mit gleicher Leichtigkeit eingesetzt werden können. Die Konfiguration 39 weist eine Paar Gleichstromanschlüsse 41 und 42 auf, welche mit den Gleichstromleitungen 14 und 16 und somit mit der Gleichstromquelle 18 verbunden sind. Die Konfiguration 39 enthält auch Wechselstromanschlüsse 44A, 44B bzw. 44C an der Verbindung jedes Schaltelementepaares. Diese Anschlüsse sind mit der Wechselspannungsquelle über die Wechselstromleitungen 26A, 26B und 26C verbunden.
Ein gestrichelt dargestellter Thyristor 40 ist zum Kurzschließen der Gleichstromquelle über den Gleichstrombus geschaltet. (Obwohl ein "Standard"-Thyristor dargestellt ist, ist es offensichtlich, daß genau so gut ein Gate-Abschaltthyristor verwendet werden kann). Es ist die Funktion des Thyristors 40, wenn er vorhanden ist, die Gleichstromquelle kurzuschließen und somit den Strom auf dem Wechselstrombus zu unterbrechen. Das heißt, gemäß Darstellung in Fig. 2, selektiv die Ströme IA, IB und IC zu unterbrechen. Dieses wird als Impulsaustasten bezeichnet. Selbstverständlich verändert die Breite der Impulsaustastung (die Länge der Leitungszeit des Thyristors 40) den auf dem Wechselstrombus zu sehenden effektiven Strom. Der Grund für die Darstellung des Thyristors 40 in gestrichelter Form besteht darin, daß dieses nur eine Möglichkeit zum Erzeugen des Austasteffektes ist, und diese das Schema in der vorstehend erwähnten gleichzeitig anhängigen Anmeldung war. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, daß derselbe Austasteffekt auf andere Arten, wie etwa durch gleichzeitiges Leitendmachen eines diametral gegenüberliegend Paares von Einschalt/Ausschalt-Elementen, wie etwa den GTO's AP und AN, erreicht werden kann. Somit ist, soweit die vorliegende Erfindung betroffen ist, die Austastung selbst von Bedeutung und nicht die spezifische Einrichtung für das Erreichen des Austastens.
Der Thyristor 40, wenn vorhanden, und jeder GTO der Konfiguration 39 empfängt geeignete Steuersignale von Gate-Treibern 46. In dem Falle des Thyristors 40 ist nur Einschaltsignal vorgesehen. Im Falle der verschiedenen GTO's sind sowohl Einschalt- als auch Ausschaltsignale vorgesehen. (In Fig. 2 sind zum Zwecke der Vereinfachung nur zwei von sechs GTO-Gate-Verbindungen dargestellt).
Die Gate-Treiber 46 empfangen Signale über Leitungen 50 von einem Gate-Impulszeittaktgenerator 48. Dieser Generator empfängt mehrere Eingangssignale einschließlich eines Signals, das die Spannung der Wechselspannungsquelle (VAC) repräsentiert, über Leitungen 52. Zwei Befehlssignale θ* und α* werden direkt an den Generator 48 von Leitungen 54 bzw. 56 angelegt. Die Quellen dieser zwei Befehlssignale werden noch erläutert. (In der vorliegenden Beschreibung bedeutet die Verwendung eines * in Verbindung mit einer Signalbezeichnung, daß dieses Signal ein Sollwert- oder Befehlssignal ist.) Ein drittes externes Befehlssignal β* wird über eine Leitung 58 an den einen Eingang eines Summierknotens 60 mit zwei Eingängen angelegt, dessen anderes Eingangssignal über die Leitung 72 kommt. Der β-Winkel, in seiner vollständigen Bezeichnung, stellt die Breite der Unterbrechungen in dem Wechselstrom dar. Die Veränderung der Dauer der Unterbrechungen verändert natürlich die effektive Größe dieses Wechselstroms.
Das IDCg-Signal (Fig. 1) wird über eine Leitung 62 an eine Teilungsnetz 64 angelegt, welches das Stromsignal der gesamtem Gruppe durch eine Anzahl gleich der Anzahl in der Gruppe enthaltenen Brücken, sechs in dem vorliegenden Beispiel, unterteilt. Das Ausgangssignal dieses Teilungsnetzes wird als ein Eingangssignal an einen Summierknoten 66 geliefert, wobei das andere Eingangssignal ein Signal IDCb ist, welches von einer geeigneten Einrichtung, wie etwa einem in dem Gleichstrombus angeordneten Nebenschlußwiderstand 68, abgeleitet wird. Das Signal IDCb ist ein Signal, das den Gleichstrom der einzelnen Brücke darstellt. Der Summierknoten 66 liefert die Differenz zwischen seinen zwei Eingangssignalen, die Differenz zwischen dem Gleichstrom der einzelnen Konfiguration 39 und dem, was zu dem Mittelwert der Gleichströme der Gruppenbrücken beiträgt, um ein Ausgangssignal an einen Regler 70 zu liefern. Der Regler kann ein Proportional-Integral-Regler sein, welcher an seinem Ausgang ein Signal Δβ erzeugt, welches als ein zweites Eingangssignal für den Summierknoten 60 dient. Das Signal Δβ stellt die inkrementale Änderung in dem β-Winkel dar, um den zugeordneten Brückenstrom auf den Mittelwert der Gruppe zu bringen. Das Ausgangssignal dieses Knotens 60 (Leitung 74) dient als das letzte verbleibende Eingangssignal für den Gate-Impulszeittaktgenerator. Dieses Signal ist mit ** bezeichnet und spezifiziert den befohlenen -Winkel für diese Brücke. Die drei Signale auf den Leitungen 54, 56 und 74 repräsentieren somit den Zeittakt (Zeitsteuerung- bzw. Timing) der verschiedenen an die Gate-Treiber 46 angelegten Gatesignale und sind alle mit den V &sub0;-Signal in einer nun zu beschreibenden Weise synchronisiert.
In Fig. 3 stellt die oberste Spur die Leiter/Nulleiter- Spannungen der Phase A und Phase C (A-N und B-N) und die A- C Leiter/Leiter-Spannung dar. Diese Darstellungen bilden einen Zeitbezug. Die zweite Spur, φA (α = 0º), stellt den Strom der Phase A einer herkömmlichen dreiphasigen GTO- Brücke ohne eine Kurzschlußperiode oder Austastung dar, die für einen Leistungsfaktorstrom von Eins gesteuert wird. Als solche ist die φA-Wellenform an der A-N Wellenform zentriert, ist für 120 elektrische Grade "EIN", und beginnt mit dem Nulldurchgang der A-C Leiter/Leiter-Spannungswellenform. Diese Lage der Steuerung der GTO's ist als der Nullwert des α-Winkels (α = 0º) definiert.
Die dritte Spur von Fig. 3, φA (verzögert) stellt eine Wellenform dar, die durch Verzögerung der Steuerung der Brücken-GTO's um einen Winkel α erzeugt wird, welcher in Fig. 3 mit etwa 30º dargestellt ist. Somit ist in Übereinstimmung mit der vorliegenden Beschreibung der Winkel α als der Winkel zwischen dem Nulldurchgang der Leiter/Leiter- Spannung und dem Beginn einer Leitperiode für einen entsprechenden Brückenphasenstrom definiert und ist eine Funktion des α*-Befehlssignals (Fig. 2). In dem vorliegenden Beispiel würde dieser zuletzt erwähnte Strom durch eine Durchschaltung des GTO AP (Fig. 2) ausgelöst.
Da die Spur φA (α = 0º) einen (Grund-) Betrieb mit einem Leistungsfaktor von Eins repräsentiert, kann der Winkel α auch als der Leistungsfaktorwinkel für den Verschiebungsleistungsfaktor bezeichnet werden. Das heißt:
Leistungsfaktor = cos α (1)
Die Beziehung des Winkels α zu den zugeordnete Wirk- und Blindstromkomponenten (ID bzw. IQ), wie sie später angewendet werden, ergibt:
ID/IQ = tan α (2)
Der Winkel β definiert die Breite der Kurzschlußperioden (oder der Austastungen) in den Phasenströmen, welche in der vorliegenden Darstellung (Spur vier von Fig. 3) jeweils eine Dauer von etwa 15 elektrischen Graden aufweisen und etwa sechsmal pro Zyklus in einem Abstand von etwa 60 elektrischen Graden auftreten. Die vierte Spur in Fig. 3 trägt auch eine Bezeichnung "ISC". Die Terminologie "ISC" ist ein Symbol für Kurzschlußstrom, und gibt nicht nur an, daß der Wechselstrom ausgetastet wird, sondern daß auch der Gleichstrom während β-Impulsen, entweder durch Leiten des Thyristors 40, wenn vorhanden, oder durch eine andere Austasttechnik, wie etwa durch Leitendmachen eines Paares diametral gegenüberliegender GTO's kurzgeschlossen wird. Diese vierte Spur betrifft auch einen zusätzlichen Winkel θ, der noch erläutert wird, und stellt ein Winkel von Null Grad für θ dar. Die fünfte, mit IA bezeichnete Spur, stellt die Auswirkung der Kurzschlußimpulse auf den Strom der Phase A (auf der Leitung 26A von Fig. 2) mit den Bedingungen eines β von etwa 15 Grad und eines θ von Null Grad dar.
Die sechste Spur in Fig. 3 ist mit β(ISC) (θ = 20º) bezeichnet. Diese stellt einen β-Winkel oder Impuls gleicher Dauer wie vorstehend dargestellt aber dazu um einen Winkel von etwa 20º phasenverschoben dar. Diese Verschiebung wird durch den Winkel θ dargestellt. Das heißt, θ ist die Verschiebung des β-Impulses. Die letzte Spur in Fig. 3 stellt den Strom der Phase A dar, wie er mit einem α von etwa 30 Grad, einem θ von etwa 20 Grad und einem β-Impuls von etwa 15 Grad erscheinen würde.
Die β-Impulse (die Kurzschlußperioden) und die α-Winkel und deren Auswirkungen auf die einzelnen Brückenströme werden detaillierter in der hier eingeschlossenen gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung beschrieben und für solch größeren Details sei spezifisch darauf verwiesen. Die Verwendung des θ-Winkels wird nachstehend detaillierter erläutert; zum gegenwärtigen Zeitpunkt reicht es aus zu sagen, daß der θ-Winkel, bezogen auf eine einzelne Brücke, eine Funktion des an den Gate-Impulszeittaktgenerator 48 (siehe Fig. 2) angelegten Signals θ* ist.
Die Wellenformen von Fig. 4 stellen die Ströme der einzelnen GTO's von Fig. 2 über eine 360-Grad-Periode mit einem β von 15 Grad, einem α von 20 Grad und einem θ von 0 Grad dar. Ähnliche Analysen könnten für andere Winkel ausgeführt werden, aber im Hinblick auf das Vorstehende wird das für nicht erforderlich gehalten.
Wenn mehrere Brücken, wie sie einzeln in Fig. 2 dargestellt sind, gemäß Darstellung in Fig. 1 parallelgeschaltet werden, wobei sie θ-Winkel aufweisen, die gleichmäßig in der angegebenen Art verteilt sind, d.h. sechs Brücken über 60 elektrische Grade verteilt, weist die kombinierte Stromwellenform, wie sie auf den Wechselstromleitungen 26A, 26B und 26C zu sehen ist, ein zusammengesetztes Aussehen auf. Die Wellenformen von Fig. 5 stellen den sich ergebenden Gruppenstrom der angegebenen Steuerungsfolge dar. Die obersten 6 Spuren von Fig. 5 stellen β-Impulse (ISC) von etwa 15 Grad Dauer mit den jeweiligen Werten von θ für die verschiedenen Brücken dar. Die nächste mit IA (β = 0) bezeichnete Spur ist ein Bezug, welcher einen Phasenstrom mit dem Leistungsfaktor Eins aus einer Brücke ohne einen Kurzschluß- oder β-Impuls darstellt. Die nächsten sechs mit IA1 bis IA6 bezeichneten Spuren stellen die Auswirkungen auf die Wechselströme der A-Phase jeder Brücke der Gruppe 10 dar, wenn sie darauf durch die entsprechenden Kurzschlußoder β-Impulse bewirkt werden. Die letzte Spur in Fig. 5 stellt die Summe der vorstehenden sechs Spuren dar und stellt den Iacg so dar, wie er auf dem Bus 26A für die Gruppe 10 (Fig. 1) erscheinen würde.
Es sei angemerkt, daß dieser Gruppenstrorn Iacg als ein Einzelwechselrichter-Brückenstrom betrachtet werden kann, welcher ein einstellbares Strornverhältnis in Bezug zu seinem Eingangsstrom aufweist. Dieses Verhältnis ist eine Funktion des β-Winkels, welcher gewählt wurde. Diese Wellenform enthält im wesentlichen keine Oberwellen außer den charakteristischen Oberwellen eines 120-Grad-Rechteckwellenausgangssignals. (Dieses vernachlässigt natürlich die Welligkeit auf der Spitze des Iacg-Stroms). Es sei ferner angemerkt, daß der Ausgangsstrorn etwas geringer als das Sechsfache des Maximalwertes der einzelenen Brückenströme ist. Dieses beruht, wie erwartet, auf dem Austastungseffekt. In dem vorliegenden Beispiel mit β-Impulsen von etwa 15 Grad ist der Effektivwert des Ausgangsstroms Iacg etwa das Viereinhalbfache des Maximalwertes der einzelnen Phasenströme.
Es wurde bereits festgestellt, daß die β-Winkel aller Brücken oder Elemente einer Gruppe gleich sind. Das trifft im wesentlichen zu; es werden jedoch leichte Anpassungen an den β-Winkeln von den einzelnen Steuerungen bei den entsprechenden Brücken vorgenommen, um die Stromaufteilung zwischen diesen zu steuern. Diese Anpassung ist die Funktion des Δβ-Signals, wie es unter Bezug auf Fig. 2 beschrieben wurde. Hier sei daran erinnert, daß das Δβ-Signal das β*-Signal modifiziert, um β** zu erzeugen, welches an den Gate-Impulszeittaktgenerator angelegt wird, wobei das Δβ-Signal eine Funktion der Differenz zwischen dem Gleichstrom einer einzelnen Brücke und Mittelwert der Brückengruppe ist.
Gemäß der Lehre der hier eingeschlossenen gleichzeitig anhängigen Anmeldung, ist der β-Grundwinkel eine Funktion des befohlenen Stromes und ist für eine Dreiphasen-Brücke wie folgt definiert:
β = 60º (Ifm - If*)/Ifm (3)
wobei: Ifm = IDC (0,78) und (4) der befohlene Wert einer Grundkomponente der Wechselstromquelle
Da jede Brückensteuerung ihren eigenen Stromregler besitzt, welcher den Wert von β einstellt, wie aus den Beschreibungen der Fig. 6 und 9 noch ersichtlich wird, reicht es insofern aus, für die Steuerung den gewünschten Wert von If* und α* zu definieren oder alternativ die erforderlichen Wirk- und Blindkomponenten der gewünschten Ströme, d.h. von ID* und IQ*, zu spezifizieren. Da alle Brücken dasselbe Strombefehl-Eingangssignal haben, führt jede Brücke selbst eine Feinabstimmung aus, um die Stromaufteilung zu bewirken. Es sei ebenfalls angemerkt, daß deshalb, weil diese Elemente alle mit der Gleichstromquelle parallel verbunden sind, diese an diese Quelle eine Gegen-Elektromotorische Kraft EMK reflektieren müssen, welche identisch ist. Die Feinabstimmung des β-Impulses (die Dauer von ISC) erfüllt inhärent diese Anforderung.
Wenn alle Winkel von β zulässig sind, ist ein unmittelbar auftretendes Problem das, das von dem kleinen Impuls demonstriert wird, der am Beginn der in Fig. 5 als IA2 bezeichneten Spur auftritt. Dieses Problem kann auf zwei Arten behandelt werde. Die erste davon ist die Beschränkung annehmbarer β-Winkel auf solche, die keine derartigen Impulse erzeugen. Eine besser zufriedenstellende Lösung ist es, über die Steuerlogik des Gate-Impulszeittaktgenerators vorherzusehen, ob irgendein spezifischer Satz von Betriebsparametern einen Impuls kleiner als den Minimalimpuls, den die GTO's der Brücke ausführen können (typischerweise etwa 4 elektrische Grade) erfordert, und einfach jeden Gateimpuls an den entsprechenden GTO zu verhindern, welcher ein solches Ergebnis erzeugen würde. Dieses letztere Verfahren unterbricht tendenziell den Ausgleich der Ströme zwischen den Brücken einer Gruppe, da jedoch die Auswirkung einer Elimination eines solch kurzen Stromimpulses klein ist, kann die Anpassung ohne weiteres durch geeignete Anpassungen der Breiten der restlichen β-Impulse für diese Brücke vorgenommen werden.
Fig. 6 stellt ein Verfahren zum Erzeugen der Steuersignale β* und α* dar, welche als Steuersignale an die Brücke x von Fig. 2 geliefert werden. Das θ*-Signal ist normalerweise für jede Brücke zum Zeitpunkt der Auslegung fest und wird nicht als eine Steuervariable verwendet. In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform, in welcher sich sechs Brücken befinden, liegen die θ-Winkel der verschiedenen Brücken 10 Grad auseinander; d.h. 60 dividiert durch die Anzahl der eine Gruppe bildenden Brücken. Die ID* und die IQ*-Signale, welche jeweils die gewünschten Wirk- und Blindkomponenten des Gruppenstroms repräsentieren, werden von einer Art Bedienereingang, wie etwa einer Bedienersteuerung oder von der Gesamtsystemsteuerung, bereitgestellt, welche nicht dargestellt ist. Das ID*-Signal dient als ein Eingangssignal für den Funktionsblock 80, welcher die angegebene Funktion der Wurzel aus der Summe der Quadrate aufweist. Das andere Eingangssignale in den Block 80 ist ein Iq*-Signal, welches das Ausgangssignal eines Summierknotens 82 ist. Die zwei Eingangssignale des Gatters 82 sind das IQ*-Signal und das IC-Signal, welches den tatsächlichen Kondensatorstrom (siehe Fig. 1) repräsentiert. Da der Kondensatorstrom ein Blindstrom ist, muß er von dem Befehlssignal IQ* subtrahiert werden, um die Gesamtsumme des Blindstrorns zu erhalten, der von der Brücke gebraucht wird. (Es sei angemerkt, daß das IC-Signal auch anders als hierin dargestellt abgeleitet werden könnte. Es ist beispielsweise bekannt, daß: IC = VACωC ist, und somit IC aus einer bekannten Kondensatorenbank 34 (Fig. 1) und der Frequenz unter Verwendung des Spannungssignals VAC berechnet werden könnte). Das Ausgangssignal der Funktionsblockes 80 ist ein als IACg* bezeichnetes Signal, welches als das eine Eingangssignal an einen Summierknoten 86 angelegt wird, dessen zweites Eingangssignal IACg ist, das den tatsächlichen Wechselstrom der Gruppe (Block 32 in Fig. 1) repräsentiert. Die Differenz dieser Signale, ein Fehlersignal, das die Differenz zwischen dem befohlenen (Sollwert) und tatsächlichen (Istwert) Strom darstellt, wird an einen geeigneten Regler 88 (beispielsweise einen Proportional- Integral-Regler) angelegt, der als zweites Eingangssignal das in Fig. 1 von den Sensor 20 abgeleitete IDCg-Signal besitzt. Der Regler enthält die von den Gleichungen (3) und (4) definierten Funktionen, um einen β-Befehl aus einem Grundstrombefehl zu erzielen. Das Reglerausgangssignal ist das β*-Signal, welches an jede Brücke in der Gruppe 10 angelegt wird.
Die ID*- und Iq*-Signale werden auch an einen zweiten Funktionsblock 84 angelegt, welcher die Funktion arctan(Iq*/ID*) aufweist. Dieses ist, was vorher durch die vorstehende Gleichung 2 dargestellt war, das α*-Signal, welches ebenfalls an die einzelnen Brücken den Gruppe angelegt wird.
Fig. 7 stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In Fig. 7 bilden zwei, jeweils mit 10r und 10l bezeichnete, Brückengruppen zusammen ein Modul und sind einzeln mit der Gleichstromquelle 18 über den Gleichstrombus verbunden. Die Ausgangsströme der zwei Gruppen sind parallel auf den Wechselstrombus (die Leitungen 26A, 26, 26C) und somit an die Wechselspannungsquelle 28 geschaltet, welche so dargestellt ist, daß sie eine Einrichtung zum Summieren von Strömen in der Form eines Transformators 90 enthält, der eine in Dreieck geschaltete Primärwicklung 92 und eine im Stern geschaltete Sekundärwicklung 94 aufweist. Die Sekundärwicklung ist mit den Verbraucherleitungen verbunden. Jede Gruppe 10r und 10l ist im we sentlichen vom physikalischen Aufbau identisch und entspricht der in Fig. 1 dargestellten Gruppe. Die "r" und "l" Bezeichnungen bezeichnen, was noch weiter erläutert wird, eine nacheilende (r-retarded) und voreilende (l-leading) Beziehung zwischen den zwei Gruppen.
Abtasteinrichtungen 120 und 220 sind in den entsprechenden Abschnitten des Gleichstrombusses vorgesehen, um zu den Gleichströmen der Gruppen 10r und 10l proportionale Ausgangssignale abzuleiten. Diese Signale sind IDCgr bzw. IDCgl.
In ähnlicher Weise werden die Wechselströme repräsentierende Signale, IACgr und IACgl, für die zwei Gruppen erzeugt. Signale aus Stromwandlern 130 liefern Eingangssignale für einen Gleichrichter 132, um das IACgr-Signal zu erzeugen. Stromwandler 230 liefern Signale an einen Gleichrichter 232, um das IACgl-Signal zu erzeugen. Die zwei Gruppenströme werden auf dem Wechselstrombus kombiniert, um die Modulphasenströme IAM, IBM und ICM zu erzeugen. Die Kondensatorenbank 34 und die Ableitung eines Signals, das deren Strom repräsentiert, ist so wie vorstehend erläutert.
Obwohl die zwei Gruppen physikalisch identisch sind, unterscheiden sie sich darin, wie sie betrieben werden. In diesem Beispiel wird die Gruppe 10r gemäß Beschreibung unter Bezug auf Fig. 5 bei einem gewissen α-Winkel gesteuert, der zu bestimmen ist, aber um einen Winkel von ½Δ des Wertes von α verzögert ist. Im Gegensatz dazu werden die Elemente der Gruppe 10l bei einem Winkel von ½Δ im Voraus (voreilend) von dem Nominalwert von α gesteuert. Jede Gruppe weist bevorzugt dieselbe β-Winkelverteilung (den gleichen Satz an θ-Winkeln) auf, da sich aber die von den zwei Gruppen an die Gleichstromquelle reflektierte Gegen-EMK wahrscheinlich unterscheidet, kann sich die Dauer der β-Impulse um einen merklichen Betrag zwischen den zwei Gruppen unterscheiden.
Die Spuren von Fig. 8 stellen ein typisches Ausgangssignal (eine Phase) der Konfiguration von Fig. 7 dar, so wie sie auf den Wechselstromleitungen 26A, 26B, 26C zu sehen ist. Die obere Spur von Fig. 8 ist im wesentlichen zu der letzten Spur von Fig. 5 identisch. Die zweite Spur von Fig. 8 ist der ersten um einen Winkel Δ voreilend dargestellt, dessen Bedeutung noch erläutert wird. Die Welligkeit an der Spitze der zwei Wellen unterscheidet sich, weil die zwei Gruppen unterschiedliche β-Impulsdauern aufweisen.
Die zwei Ströme Iacgr und Iacgl werden kombiniert, um einen Modulausgangsstrom (IAM) gemäß Darstellung in der dritten Spur von Fig. 8 zu erzeugen.
Dieser IAM-Strom kann wegen der Δ-Verschiebung zwischen den zwei Komponenten im wesentlichen von einer gewünschten Oberwelle der Grundfrequenz freigehalten werden. Dieses stimmt mit dem allgemein bekannten Prinzip überein, daß phasenverschobene kombinierte identische Wellenformen eine Oberwellenreduzierung gemäß der nachstehenden Beziehung bewirken:
Δ = Verschiebung = (180º/zu reduzierende Oberwelle)
Somit wird, wenn die zwei Wellenformen des vorliegenden Beispiels um ein Δ von 36 elektrischen Graden (180/5) verschoben werden, die fünfte Oberwelle (sowie deren ungeradzahligen Vielfachen) theoretisch eliminiert. Diese Elimination wird aufgrund der unterschiedlichen Welligkeiten auf den zwei Stromwellenformen der zwei Gruppen leicht verschlechtert. Da der typische Dreiphasen-Brückenbetrieb (wie hierin dargestellt) eine 120 Grad Leitperiode und somit eine 60 Grad Verschiebung aufweist, wird die Wellenform auch frei von dritten Oberwellen und ganzzahligen Vielfachen der dritten Harmonischen. Demzufolge ist der Wechselstrom des Moduls, die Phasenströme IAM, IBM und CBM, im wesentlichen frei von allen ungeradzahligen Vielfachen der dritten und fünften Harmonischen der Grundfrequenz.
Mit dieser Kenntnis können der Transformator 90 und die Kondensatorenbank 34 so gewählt werden, daß sie bei der oder nahe an der fünften Oberwelle eine Resonanz bilden, und die Schaltung so gesteuert werden, daß die Anregung dieser Resonanz vermieden wird.
Fig. 9 stellt eine mögliche Steuerschaltung für die Modulausführungsform gemäß Darstellung durch die Fig. 7 und 8 dar. Die Ähnlichkeit zwischen den Fig. 6 und 9 ist ohne weiteres ersichtlich. Wiederum werden die ID*- und IQ* -Signale von einer exterenen Quelle angelegt. Das ID*-Signal wird direkt an den Funktionsblock 80 angelegt, welcher wie vorstehend eine Quadratwurzel der Summe der Quadratefunktion liefert. Das IQ*-Signal wird wiederum an den einen Eingang eines Summierknotens 82 angelegt, dessen anderes Eingangssignal das IC-Signal ist. Das Ausgangssignal des Knotens 82 ist das Iq*-Signal, welches an den Funktionsblock 80 angelegt wird. In diesem Falle ist das Ausgangssignal des Funktionsblockes 80 ein mit IM* bezeichnetes Signal, welches der befohlene Modulstrom ist. Dieses Signal wird an einen Block 100 angelegt, welcher die Funktion ½/(cos½D) aufweist. Das Ausgangssignal dieser Funktion, ein Signal mit der Bezeichnung Ig*, ist der Strom, welcher zur Ausgabe aus jeder Gruppe 10r und 10l befohlen ist. Dieses Signal wird an einen ersten Summierknoten 102 angelegt, dessen zweites Eingangssignal das tatsächliche Stromsignal IACgr aus der nacheilenden Gruppe 10r ist. Das Ausgangssignal davon wird an einen Regler 104, ähnlich dem Regler 88 in Fig. 6 geliefert. Das andere Eingangssignal in den Regler 104 ist das Signal IDCgr, das den tatsächlichen Gleich- strom der nacheilenden Gruppe repräsentiert. Das Ausgangssignal des Reglers 104 ist ein mit βr* bezeichnetes Signal, welches der β-Befehl für die Gruppe 10r ist.
Das Ig*-Signal aus dem Block 100 wird an einen zweiten Summierknoten 106 angelegt, dessen zweites Eingangssignal das IACgl-Signal ist, das den Wechselstrom des voreilenden Moduls 101 repräsentiert. Der Knoten 106 liefert ein Eingangssignal an einen weiteren Regler 108, ähnlich dem Regler 104, dessen anderes Eingangssignal das IDCgl-Signal ist. Das Ausgangssignal des Reglers 108 ist das βl*-Signal zum Steuern der Gruppe 101.
Die ID*- und Iq*-Signale dienen wiederum als Eingangssignale zu einem Funktionsblock 84, dessen Ausgangssignal ein mit αM* bezeichnetes Signal, der befohlene α-Winkel des Moduls ist. Dieses Signal wird gleichzeitig an ein Paar von Summierknoten 110 und 112 angelegt. Das andere Eingangssignal jedes dieser Knoten ist ein Signal, das eine Hälfte des gewünschten Δ-Winkels, abgeleitet von einem nicht dargestellten Außeneingang, darstellt. Im Falle des Knotens 110 wird das ½Δ-Signal zu dem αM*-Signal addiert, um als dessen Ausgangssignal ein mit αr* bezeichnetes Signal, den α-Winkel für die Gruppe 10r, zu erzeugen. In ähnlicher Weise wird das ½Δ-Signal von dem αM*-Signal in dem Knoten 112 subtrahiert, um ein Ausgangssignal αl* für die Gruppe 101 zu erzeugen. Gemäß Darstellung werden die Signale zu den einzelnen Brücken (Fig. 2) der entsprechenden Gruppen zusammen mit einem geeigneten θ-Winkel, wie vorstehend beschrieben, für die Gesamtsteuerung des Moduls geliefert.
Somit ist zu sehen, daß hier ein verbessertes Leistungswandlungsschema für die Übertragung von Energie zwischen der Gleichstromquelle und der Wechselspannungsquelle bereitgestellt ist. Nachdem nun die vorliegende Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben ist, werden dem Fachmann auf diesem Gebiet dazu Modifikationen ohne weiteres möglich erscheinen. Beispielsweise kann, obwohl jede Gruppe mit sechs Elementen dargestellt wurde, eine größere oder kleinere Anzahl verwendet werden. Beispielsweise erscheinen 3, 4 oder 12 Elementegruppe als eine logische Wahl. In diesen Beispielen würden die gleichmäßig verteilten β-Impulse auf 20, 15 und 5 Grad Inkrementen basieren.
Obwohl Vollwellenbrücken dargestellt und beschrieben wurden, wären, wie vorstehend angedeutet, Halbwellen-Sternwandler, die einen Kurzschlußschalter enthalten, in gleicher Weise für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung akzeptabel.
Ferner sei speziell darauf hingewiesen, daß unter Einbeziehung der dargestellten Wandler und Steuerungen geschlossene Regelkreise konfiguriert werden können. Beispielsweise könnten geschlossene Regelkreise Sensoren für ID und IQ für die Wechselspannungsquelle, eine Einrichtung zum Vergleichen der gemessenen ID- und IQ-Werte (Istwerte) mit befohlenen Werten (Sollwerten) davon, und eine Reglereinrichtung zum Modifizieren von ID* und IQ* aufweisen, um eine genaue Reaktion auf Sollwerte zu erzeugen.
Zusätzlich könnten ein oder mehrere Module, wie in Fig. 7 dargestellt, parallelgeschaltet und zueinander um ein Inkrement für eine weitere Oberwellenreduzierung (Δ) phasenverschoben werden. Beispielsweise würde eine Verschiebung von etwa 25,7 elektrischen Graden im wesentlichen die siebente Oberwelle und deren ungeradzahligen Vielfachen eliminieren. Es ist daher nicht gewollt, daß die vorliegende Erfindung auf die spezifischen dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist, sonder daß stattdessen alle derartigen Modifikationen, soweit sie in den tatsächlichen Schutzumfang der Erfindung gemäß Definition in den Ansprüchen fallen, mit abgedeckt sein sollen.

Claims

1. Verfahren zum Steuern einer Leistungswandlereinrichtung, enthaltend eine erste Gruppe (10r) mit einer Anzahl von mehrphasigen Wandlerschaltungen (1-6), die zwischen einer Gleichstromquelle und einer Wechselspannungs quelle parallel geschaltet sind, enthaltend den Schritt:

a) selektives Aktivieren der Wandlerschaltungen, um mehrphasige Ströme bei einer Grundfrequenz zu liefern, die derjenigen der Wechselspannungsquelle entspricht,

dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren ferner den Schritt enthält:

b) selektives Unterbrechen der mehrphasigen Ströme auf einer individuellen Basis, wobei die Unterbrechung im allgemeinen eine gleichförmige Dauer hat und zeitlich im wesentlichen gleich verteilt ist unter den einzelnen Schaltungsanordnungen der Anzahl, wodurch die Größe der Ströme eingestellt wird ohne signifikante Änderung in dem Oberwellengehalt der Gesamtheit der Ströme der Anzahl.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner der Schritt enthalten ist, daß die Dauer der Unterbrechungen als eine Funktion von einem gewünschten Ausgangsstromwert eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei ferner der Schritt enthalten ist, daß die Dauer der Unterbrechungen eingestellt wird, um das Stromgleichgewicht unter den Wandlerschaltungen der Anzahl zu verbessern.

4. Verfahren nach Anspruch 2, wobei ferner der Schritt enthalten ist, daß die Dauer der Unterbrechungen eingestellt wird, um dadurch das Stromgleichgewicht unter den Wandlerschaltungen der Anzahl zu verbessern.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Wandlerschaltungen von Vollweg-Brückenschaltungen gebildet sind, und wobei jede Brückenschaltung Schaltvorrichtungen (AP, AN, BP, BN, CP, CN) aufweist, die leitend und nicht leitend gemacht werden können durch angelegte Steuersignale und wobei der Schritt der Herbeiführung einer Unterbrechung dadurch ausgeführt wird, daß ein diametral gegenüberliegendes Paar von Schaltvorrichtungen selektiv leitend und nichtleitend gemacht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei jede der Wandlerschaltungen aus Schaltvorrichtungen (CAP, AN, BP, BN, CP, CN) aufgebaut ist, die leitend und nichtleitend gemacht werden können durch angelegte Steuersignale, wobei ferner eine zusätzliche Schaltvorrichtung (40) vorgesehen ist, die gegenseitig parallel zu der Gleichstromquelle und einer zugeordneten der Wandlerschaltungen geschaltet ist, und wobei der Schritt der Herbeiführung einer Unterbrechung dadurch ausgeführt wird, daß der zusätzliche Schalter selektiv lei tend und nichtleitend gemacht wird.

7. Leistungswandlervorrichtung zum Übertragen elektrischer Leistung zwischen einer Gleichstromquelle (18) und einer mehrphasigen Wechselspannungsquelle (28), enthaltend:

a) eine erste Gruppe (10r) aus einer Anzahl von parallel geschalteten mehrphasigen Wandlerschaltungen (1-6), die Wechselspannungs- (44A, 44B, 44C) und Gleichspannungs-Anschlüsse (41, 42) haben, wobei jede der Wandlerschaltungen aus mehreren Schaltvorrichtungen (AP, AN, BP, BN, CP, CN) aufgebaut sind, die selektiv leitend und nichtleitend gemacht werden können bei angelegten Steuersignalen, um Phasenwechselströme zu liefern,

b) einen Wechselspannungs-Bus (26A, 26B, 26C), der mit der Wechselspannungsquelle und mit den Wechselspannungsanschlüssen verbunden ist, wodurch die Phasenströme zwischen der Wechselspannungsquelle und den Wandlerschaltungen übertragen wird,

c) einen Gleichspannungs-Bus (14, 16) der die Gleichstromquelle und die Wandlerschaltungen verbindet, wodurch ein Gleichstrom dazwischen ausgebildet wird, und

d) eine induktive Einrichtung (12), die in dem Gleichspannungs-Bus angeordnet und jeder der Wandlerschaltungen zugeordnet ist, wodurch jede der Wandlerschaltungen in Bezug auf die Gleichstromquelle individuell getrennt wird,

dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ferner enthält:

e) eine auf die angelegten Steuersignale ansprechende Einrichtung (46) zum Herbeiführen von Unterbrechungsperioden innerhalb der Phasenströme und

f) eine Steuereinrichtung (48) zum selektiven Liefern der Steuersignale, wobei die Steuereinrichtung auf ein Signal anspricht, das ein Verteilungsmuster unter den Anzahl von Wandlerschaltungen definiert, und auf Leistungswandlerschema-Betriebsparameter anspricht, um zusätzliche Signale zu entwickeln und darauf anzusprechen, die die Dauer der jeweiligen Unterbrechungsperioden und einen Beginn der Leitungsperiode für die Schaltvorrichtungen der entsprechenden Wandlerschaltung darstellen, wodurch die Unterbrechungsperioden zeitlich im allgemeinen gleichmäßig verteilt werden unter den Wandlerschaltungen der Anzahl und in der Dauer variiert werden, um dadurch eine im wesentlichen gleiche Aufteilung des Stroms unter den Wandlerschaltungen herbeizuführen und gleiche Gegen-Elektromotorische Kräfte für die Gleichstromquelle zu reflektieren.

8. Verfahren nach Anspruch 1, ferner eine zweite Gruppe (10l) von parallel geschalteten Wandlerschaltungen enthaltend, die der ersten Gruppe parallel geschaltet ist, wobei:

a) der selektive Aktivierungsschritt beinhaltet, daß die Wandlerschaltungen der ersten Gruppe bei einer vorgeschriebenen Zeitphasenrelation zu der Wechselspannungs quelle aktiviert werden, ferner enthaltend:

b) selektives Aktivieren der Wandlerschaltungen der zweiten Gruppe, um mehrphasige Ströme bei der Grundfrequenz, aber bei einer unterschiedlichen vorgeschriebenen Zeitphasenrelation als derjenigen der ersten Gruppe zu liefern, und wobei:

c) der Unterbrechungsschritt Unterbrechungen der mehrphasigen Ströme der zweiten Gruppe auf einer individuellen Basis enthält in Bezug auf die Wandlerschaltungen, wobei die Unterbrechung

1. im wesentlichen gleichförmig unter den Brückenschaltungen von einer Gruppe verteilt ist und

2. innerhalb einer Gruppe eine im allgemeinen gleichförmige Dauer hat.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei ferner der Schritt enthalten ist, daß die Dauer der Unterbrechungen als eine Funktion von einem gewünschten Ausgangstromwert eingestellt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, wobei ferner der Schritt enthalten ist, daß die Dauer der Unterbrechungen eingestellt wird, um das Stromgleichgewicht unter den Wandlerschaltungen von einer Gruppe zu verbessern.

11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei ferner der Schritt enthalten ist, daß die Dauer der Unterbrechungen der Wandlerströme eingestellt wird, um dadurch das Stromgleichgewicht unter den Wandlerschaltungen von einer Gruppe zu verbessern.

12. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die unterschiedliche Zeitphasenrelation als eine Funktion von einer gewünschten Verkleinerung in einer Harmonischen der Grundfrequenz bestimmt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Funktion durch die Relation definiert ist: Unterschied der Zeitphase zu verkleinernde Harmonische.

14. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die unterschiedliche Zeitphasenrelation der Aktivierung der Wandlerschaltungen der zweiten Gruppe etwa 36º elektrisch beträgt.

15. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Wandlerschaltungen von jeder der Gruppen aus Vollwellen-Brückenschaltungen gebildet sind, die jeweils Schaltvorrichtungen (AP, AN, BP, BN, CP, CN) aufweisen, die als Antwort auf angelegte Steuersignale leitend und nichtleitend gemacht werden können, und wobei der Schritt der Herbeiführung einer Unterbrechung dadurch ausgeführt wird, daß ein diametral gegenüberliegendes Paar von Schaltvorrichtungen selektiv leitend und nichtleitend gemacht wird.

16. Verfahren nach Anspruch 8, wobei jede Wandlerschaltung von jeder der Gruppen aus Schaltvorrichtungen (AP, AN, BP, BN, CP, CN) aufgebaut ist, die als Antwort auf angelegte Steuersignale leitend und nichtleitend gemacht werden können, wobei ferner eine zusätzliche Schaltvorrich tung (40) vorgesehen ist, die gegenseitig parallel zu der Gleichstromquelle und einer zugeordneten der Wandlerschaltungen geschaltet ist, und wobei der Schritt der Herbeiführung einer Unterbrechung dadurch ausgeführt wird, daß der zusätzliche Schalter selektiv leitend und nichtleitend ge macht wird.

17. Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 16, wobei die Schaltvorrichtungen der Wandlerschaltungen Abschaltthyristoren bzw. GTOs sind und die zusätzliche Schaltvorrichtung ein Thyristor ist.

18. Leistungswandlervorrichtung nach Anspruch 7, ferner enthaltend:

a) eine zweite Gruppe (10l) von Leistungswandlerbrücken, die zwischen der Gleichstromquelle und der Wechselspannungsquelle parallel geschaltet sind,

1. wobei die zweite Gruppe von einer Anzahl ähnlich konfigurierter, parallel geschalteter mehrphasiger Brückenschaltungen mit Wechselspannungs- und Gleichspannungsanschlüssen gebildet ist, wobei die Brückenschaltungen jeweils eine Anzahl von Schaltvorrichtungen aufweisen, die als Antwort auf angelegte Steuersignale selektiv leitend und nichtleitend gemacht werden können, um Phasenwechselströme zu liefern,

b) der Wechselspannungs-Bus die Wechselspannungsquelle mit den Wechselspannungsanschlüssen der zweiten Gruppe verbindet, wodurch die Phasenströme zwischen der Wechselspannungsquelle und der Brückenschaltung übertragen werden,

c) der Gleichspannungs-Bus die Gleichstromquelle und die Brückenschaltungen der zweiten Gruppe verbindet, wodurch ein Gleichstrom dazwischen ausgebildet wird,

d) eine induktive Einrichtung, die in dem Gleichspannungs-Bus angeordnet ist und die jeder der Brückenschaltungen der zweiten Gruppe zugeordnet ist, um jede der Brückenschaltungen in Bezug auf die Gleichstromquelle individuell zu trennen,

e) wobei die Einrichtung auf angelegte Steuersignale anspricht, um Unterbrechungsperioden innerhalb der Phasenströme der zweiten Gruppe herbeizuführen, und

f) die Steuereinrichtung zum selektiven Liefern der Steuersignale, wobei die Steuereinrichtung auf ein Signal anspricht, das ein Verteilungsmuster unter der Anzahl von Wandlerschaltungen definiert und auf Leistungswandlerschema-Betriebsparameter anspricht, um zusätzliche Signale zu entwickeln und auf diese anzusprechen, die die Zeitdauer von jeweiligen Unterbrechungsperioden und einen Beginn der Leitungsperiode für die Schaltvorrichtungen der entsprechenden Wandlerschaltungen der zweiten Gruppe darstellt, wodurch die Unterbrechungsperioden zeitlich im allgemeinen gleichmäßig verteilt werden unter den Brückenschaltungen für jede der Gruppen und in der Dauer variiert werden, um dadurch eine im wesentlichen gleiche Stromaufteilung unter den Brückenschaltungen von einer Gruppe herbeizuführen und im wesentlichen gleiche Gegen-Elektromotorische Kräfte für die Gleichstromquelle zu reflektieren.