JP2012254013A - インバータによる電流変換のためのシステム - Google Patents
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Abstract
【課題】 電流変換のシステムにおいて、インバータから負荷に大高周波電流を流す間の不所望の影響を最小にする。
【解決手段】 高電流変圧器の第1の側では、高電流変圧器から一次側の端子が導出され、高電流変圧器の第2の側では、二次側の端子が高電流変圧器から導出された、電流変換システムとする。高電流変圧器の第1の側には、インバータが配設され、高電流変圧器の第2の側には、少なくとも1つのキャパシタが配設され、高電流変圧器の二次側の少なくとも1つの第1の端子が、中間接続電線路なしで直接、少なくとも1つのキャパシタの第1の端子に接続される。
【選択図】 図1
【解決手段】 高電流変圧器の第1の側では、高電流変圧器から一次側の端子が導出され、高電流変圧器の第2の側では、二次側の端子が高電流変圧器から導出された、電流変換システムとする。高電流変圧器の第1の側には、インバータが配設され、高電流変圧器の第2の側には、少なくとも1つのキャパシタが配設され、高電流変圧器の二次側の少なくとも1つの第1の端子が、中間接続電線路なしで直接、少なくとも1つのキャパシタの第1の端子に接続される。
【選択図】 図1
Description
本発明は、電流を変換するためのシステムに関する。
電力供給システムが、本特許出願の出願人によって特許文献1に開示されている。このシステムは、シーメンスプロセスに従う反応器内でシリコンの堆積を行うのに好適に構成されている。均一な温度分布を生成するために、シリコンを蒸着させるべき細いシリコンロッドまたはシリコンロッドに、約50Hzの周波数を有する低周波電流、および中間周波電流または高周波電流が供給される。ロッドを流れる電流は、ロッドのオーミック抵抗が原因で、ロッドを温度上昇させる。ロッドの横断面全体にわたって電流密度が一定であれば、ロッドの横断面のあらゆる部位に同じエネルギーが供給される。ロッドは、ロッドの外表面の全体で放熱することが可能であり、外表面近傍のロッドの領域は、ロッドの内部の領域ほど加熱されない。
低周波電流がロッドの横断面全体にわたって同一の電流密度を生じさせるのに対し、ロッドを流れる中間周波電流あるいは高周波電流は、周知の表皮効果によって、ロッドの外部領域により高い電流密度を生成する。表皮効果によって中間周波電流または高周波電流から生成されるロッドの外部領域でのより高い電流密度のため、ロッドの外部領域には内部領域よりも多くのエネルギーが供給される。ロッドの外表面を通じての熱損失が、これによって補償される。外部領域が内部領域よりも高温に加熱されることもある。
特許文献1は、シリコンロッドに電流を供給するために、低周波電流の電流供給システムと、中間周波電流の電流供給システムとを接続する種々の選択肢を開示している。しかしながら、この文献は、中間周波電流の電流供給システムの構造を詳細には明示していない。
AEG Power Solutions B.V.による特許文献2は、中間周波電流のための電流供給システムの電気的構成を開示しているが、機械的構成は開示されていない。
電気的構成は以下のように実施することが可能である。
システムは、
DC電流から2〜250kHzの周波数のAC電流を生成するインバータと、
AC電流を一次側から二次側に変換する高電流変圧器であって、一次側が0〜700Vの公称電圧で300Aの公称電流であり、高電流変圧器の二次側が0〜100Vの公称電圧で0A〜1500Aの公称電流である高電流変圧器と、
システムの少なくとも1つの出力部に存在する2kHz未満の周波数を有する電圧をろ過する少なくとも1つのキャパシタと、
を含み、
インバータの出力部の第1の端子が、高電流変圧器の一次側の第1の端子に接続され、
インバータの出力部の第2の端子が、高電流変圧器の一次側の第2の端子に接続される。
システムは、
DC電流から2〜250kHzの周波数のAC電流を生成するインバータと、
AC電流を一次側から二次側に変換する高電流変圧器であって、一次側が0〜700Vの公称電圧で300Aの公称電流であり、高電流変圧器の二次側が0〜100Vの公称電圧で0A〜1500Aの公称電流である高電流変圧器と、
システムの少なくとも1つの出力部に存在する2kHz未満の周波数を有する電圧をろ過する少なくとも1つのキャパシタと、
を含み、
インバータの出力部の第1の端子が、高電流変圧器の一次側の第1の端子に接続され、
インバータの出力部の第2の端子が、高電流変圧器の一次側の第2の端子に接続される。
高電流変圧器は、2つの分岐を介してシステムの少なくとも1つの出力部に接続され、
2つの分岐のうち少なくとも1つの第1の分岐において、高電流変圧器の二次側の第1の端子が、キャパシタの第1の端子に接続され、キャパシタの第2の端子が、少なくとも間接的に、出力部の第1の端子に接続され、
2つの分岐のうち少なくとも1つの第2の分岐において、高電流変圧器の二次側の第2の端子が、少なくとも間接的に、出力部の第2の端子に接続される。
2つの分岐のうち少なくとも1つの第1の分岐において、高電流変圧器の二次側の第1の端子が、キャパシタの第1の端子に接続され、キャパシタの第2の端子が、少なくとも間接的に、出力部の第1の端子に接続され、
2つの分岐のうち少なくとも1つの第2の分岐において、高電流変圧器の二次側の第2の端子が、少なくとも間接的に、出力部の第2の端子に接続される。
しかし、中間周波電流または高周波電流の電流供給システムの機械的構成は、特に、電流供給システムによって供給される高周波数および同時に高電流によって生じる技術的問題を有している。特に、技術的問題は、電流供給システムの、低周波グリッド電流を中間周波出力電流または高周波出力電流に変換するシステムに関連している。1つの問題は、電流供給システムの内部における電流の伝導に影響し、シリコンロッドでは望まれるが変換器システムでは望ましくない、表皮効果および近接効果に関連していた。中間周波電流または高周波電流に関連する漂遊電磁界もまた問題である。機械的構成において電気的構成の実施を可能にする解決策は、知られておらず、また、開示も示唆もされていない。したがって、ポリシリコンを生産する反応器に中間周波電流または高周波電流を供給するという観念を実施することは、今日まで不可能であった。
これが、本発明の基礎である。
"Thyristorised Power Controllers" by G.K. Dubey, S.R. Doradla, A. Joshi and R.M.K. Sinha (ISBN 978-0-85226-190-3)
本発明は、インバータから負荷に大高周波電流を流す間の不所望の影響を最小にするように、上述の電気的構成を有する従来の変換システムの設計における問題に対処する。
この問題は、
高電流変圧器の第1の側では、一次側の端子が高電流変圧器から導出され、高電流変圧器の第2の側では、二次側の端子が高電流変圧器から導出され、
インバータが、高電流変圧器の第1の側に配設され、少なくとも1つのキャパシタが、高電流変圧器の第2の表面に配設され、
高電流変圧器の二次側の少なくとも1つの第1の端子が、中間接続電線路なしで、少なくとも1つのキャパシタの第1の端子に直接接続される、
というシステムを有する本発明によって解決される。
高電流変圧器の第1の側では、一次側の端子が高電流変圧器から導出され、高電流変圧器の第2の側では、二次側の端子が高電流変圧器から導出され、
インバータが、高電流変圧器の第1の側に配設され、少なくとも1つのキャパシタが、高電流変圧器の第2の表面に配設され、
高電流変圧器の二次側の少なくとも1つの第1の端子が、中間接続電線路なしで、少なくとも1つのキャパシタの第1の端子に直接接続される、
というシステムを有する本発明によって解決される。
本発明はいくつかの考察に基づいている。第1に、電線路はできる限り短くすべきである。高周波電流の伝導に関連する影響は、この対策のみで著しく減少し得る。第2に、相導体と中性導体とは、システムの要素から導出され、かつ電線路が省略できない位置において、できる限り互いに近く配設すべきである。第3に、端子および電線路は、やむを得ない場合を除き、表皮効果にかかわらず電流を伝導するために可能な最大の横断面が利用できるように、可能な最大の表面をもたせるべきである。
本発明に従うシステムの内部の端子、本発明に従うシステムの出力部の端子、さらには、本発明に従うシステムの内部の電線路は、電流が流れるものであるが、0〜60cmの外周を有する横断面をもつのが好ましい。有利には、電流が流れる横断面の外周の、公称電流に対する割合は、0.04cm/Aである。断面積は1〜6cm2でよい。
高周波変圧器の第1の側および第2の側は、高周波変圧器の互いに対向する面、たとえば、高周波変圧器の上面および底面でよい。
好ましくは、高電流変圧器の二次側の各第1の端子、およびキャパシタの第1の端子は、整合孔パターンを有し、それらの端子は、電気的および機械的にねじなどで相互接続することが可能である。
本発明に従うシステムのキャパシタの第1の側には、第1の端子が導出されてよく、一方、キャパシタの第2の側では、本発明に従うシステムの第2の端子が導出される。キャパシタの第1の側および第2の側は、キャパシタの互いに対向する面、たとえば、キャパシタの上面および底面であってよい。
各キャパシタの第2の端子は、直接、つまり中間接続電線路なしで、第1のスイッチの第1の切り替え接点に接続されてよい。第1のスイッチの第2の切り替え接点は、出力部の第1の接点を成してよい。
高電流変圧器の二次側の各第2の端子は、電線路を介して第2のスイッチの第1の切り替え接点に接続されてよい。電線路は、金属プレート、特に銅プレートでよい。これに代えてしかも特に好ましくは、高周波変圧器の二次側の各第2の端子は、直接、つまり中間接続電線路なしで、第2のスイッチの第1の切り替え接点に接続される。第2のスイッチの第2の切り替え接点は、出力部の第2の端子を成してよい。
高電流変圧器の一次側の第1の端子および高電流変圧器の一次側の第2の端子は、好ましくは、各々、プレートとして構成された対応する線路を介して、インバータの出力部の第1の端子および第2の端子にそれぞれ接続され、プレートは、少なくとも、一次側の端子またはインバータの出力部の端子に接続されたプレートの端領域の間の中央領域においては、平行に配設される。プレートの平行な領域は、互いの間に小さな間隔を有してよい。間隔は、好ましくは、できる限り小さく、および/または、たとえばプレート間のアーク放電の危険性を低減し得る。
インバータの入力の第1の端子およびインバータの入力の第2の端子は、プレートとして構成された電線路を介して、DCリンクキャパシタの第1の端子および第2の端子に、それぞれ接続されてよい。これらのプレートも、少なくとも、DCリンクキャパシタの端子またはインバータの出力部の端子と接続されるプレートの端領域の間の中央領域において、平行に配設してよい。プレートの平行な領域は、好ましくは、互いの間に小さな間隔を有する。間隔は、好ましくは、できる限り小さく、および/または、たとえばプレート間のアーク放電の危険性を低減し得る。
高電流変圧器は、変圧器コアを有する変圧器であってよい。変圧器コアの二次側を成す巻き方向が逆の2つの二次巻線が、変圧器コア上に設けられてよい。二次巻線は各々、第1の端子および第2の端子を有してよく、各二次巻線の第1の端子および第2の端子は、高電流変圧器の二次側の第1の端子および第2の端子を成し、これらは協働して、高電流変圧器の二次側の出力部を成す。第2の端子をまとめて、共通の第2の端子としてもよい。好ましくは、このシステムの動作中、二次側の2つの出力部の第1の端子間に、電圧降下は生じない。
二次側に2つの出力部を有する変圧器の一実施形態において、本発明に従うシステムは、好ましくは、2つの第1の分岐および1つまたは2つの第2の分岐を有する。
二次側の各出力部の第1の端子は第1の分岐を介して、また、第2の出力部は第2の分岐を介して、システムの第1の出力部および第2の出力部にそれぞれ接続されてよく、システムの出力部は直列に接続され、システムの動作中、直列接続全体にわたって電圧降下は生じない。
40〜70Hzの周波数の低周波AC電流についての本発明に従う変換システムは、電流供給システムの一部であってよい。低周波AC電流を供給するシステムは、変換システムの出力部の直列接続に並列に配設された、少なくとも1つの出力部を有してよく、低周波AC電流を供給するシステムの出力部の端子は、変換システムの出力部のうちの1つの第1の端子に接続される。
電流供給システムは、たとえばシーメンスプロセスに従う、蒸着によりポリシリコンを生産する反応器に電力を供給するために使用してよい。電流供給システムに、特に変換システムの出力部に、接続可能な負荷は、その場合、シリコンロッドまたは細いシリコンロッドである。
低周波電流を供給するシステムは、いくつかの二次側タップを有する変圧器を有してよい。二次側の中性導体用の端子を除いて、タップは、AC電流制御器を介して、低周波電流を供給するシステムの出力部の第1の端子に接続されてよい。
AC電流制御器は、電圧シーケンス制御で制御されてよい。このような制御は、たとえば、非特許文献1の教科書、および、本出願人からの、または本出願人の属する会社からの、種々の出版物に開示されている。
さらに詳しくは、本発明は、DC電流から2〜250kHzの周波数のAC電流を生成するインバータ(50)と、
一次側において0〜700Vの公称電圧、300Aの公称電流から、二次側においける0〜100Vの公称電圧、0A〜1500Aの公称電流に変換する、AC電流による高電流変圧器(60)と、
システムの少なくとも1つの出力部(102,112)に存在する2kHz未満の周波数を有する電圧をろ過する少なくとも1つのキャパシタ(70)とを含み、
前記インバータ(50)の出力部(52)の第1の端子が、前記高電流変圧器(60)の一次側の第1の端子に接続され、前記インバータの前記出力部(52)の第2の端子が、前記高電流変圧器の一次側の第2の端子に接続され、
少なくとも1つの第1の分岐において、前記高電流変圧器(60)の二次側の第1の端子(621)が、前記キャパシタ(70)の第1の端子(71)に接続され、前記キャパシタ(70)の第2の端子(72)が前記出力部(102,112)の第1の端子(102)に、少なくとも間接的に接続され、
少なくとも1つの第2の分岐において、前記高電流変圧器(60)の二次側の第2の端子(622)が、前記出力部(102,112)の第2の端子(112)に、少なくとも間接的に接続され、
前記高電流変圧器(60)の第1の側では、前記高電流変圧器(60)から一次側の端子(611,612)が導出され、前記高電流変圧器(60)の第2の側では、前記高電流変圧器(60)から二次側の端子(621,622)が導出され、
前記インバータ(50)が、前記高電流変圧器(60)の前記第1の側に配設され、前記高電流変圧器(60)の前記第2の側では、前記少なくとも1つのキャパシタ(70)が、配設され、
前記高電流変圧器(60)の二次側の前記少なくとも1つの第1の端子(621)が、中間接続電線路なしで直接、前記少なくとも1つのキャパシタ(70)の前記第1の端子(71)に接続されていることを特徴とするシステムである。
一次側において0〜700Vの公称電圧、300Aの公称電流から、二次側においける0〜100Vの公称電圧、0A〜1500Aの公称電流に変換する、AC電流による高電流変圧器(60)と、
システムの少なくとも1つの出力部(102,112)に存在する2kHz未満の周波数を有する電圧をろ過する少なくとも1つのキャパシタ(70)とを含み、
前記インバータ(50)の出力部(52)の第1の端子が、前記高電流変圧器(60)の一次側の第1の端子に接続され、前記インバータの前記出力部(52)の第2の端子が、前記高電流変圧器の一次側の第2の端子に接続され、
少なくとも1つの第1の分岐において、前記高電流変圧器(60)の二次側の第1の端子(621)が、前記キャパシタ(70)の第1の端子(71)に接続され、前記キャパシタ(70)の第2の端子(72)が前記出力部(102,112)の第1の端子(102)に、少なくとも間接的に接続され、
少なくとも1つの第2の分岐において、前記高電流変圧器(60)の二次側の第2の端子(622)が、前記出力部(102,112)の第2の端子(112)に、少なくとも間接的に接続され、
前記高電流変圧器(60)の第1の側では、前記高電流変圧器(60)から一次側の端子(611,612)が導出され、前記高電流変圧器(60)の第2の側では、前記高電流変圧器(60)から二次側の端子(621,622)が導出され、
前記インバータ(50)が、前記高電流変圧器(60)の前記第1の側に配設され、前記高電流変圧器(60)の前記第2の側では、前記少なくとも1つのキャパシタ(70)が、配設され、
前記高電流変圧器(60)の二次側の前記少なくとも1つの第1の端子(621)が、中間接続電線路なしで直接、前記少なくとも1つのキャパシタ(70)の前記第1の端子(71)に接続されていることを特徴とするシステムである。
また本発明において、前記少なくとも1つのキャパシタ(70)の第1の側では、前記第1の端子(71)が前記少なくとも1つのキャパシタ(70)から導出され、前記少なくとも1つのキャパシタ(70)の第2の側では、前記第2の端子(72)が前記少なくとも1つのキャパシタ(70)から導出されていることを特徴とする。
また本発明において、前記少なくとも1つのキャパシタ(70)の前記第2の端子(72)が、中間接続電線路なしで直接、第1のスイッチ(101,102)の第1の切り替え接点(101)に接続されていることを特徴とする。
また本発明において、前記第1のスイッチ(101,102)の第2の切り替え接点(102)が、前記出力部の第1の端子を成すことを特徴とする。
また本発明において、前記高電流変圧器(60)の二次側の前記第2の端子(622)が、電線路(90)を介して、第2のスイッチ(111,112)の第1の切り替え接点(111)に接続されていることを特徴とする。
また本発明において、前記電線路(90)がプレート、特に銅プレートであることを特徴とする。
また本発明において、前記第2のスイッチ(111,112)の第2の切り替え接点(112)が、前記出力部の第2の端子を成すことを特徴とする。
また本発明において、前記高電流変圧器(60)の一次側の前記第1の端子(611)および前記高電流変圧器(60)の一次側の前記第2の端子(612)が、各々、プレートとして構成された電線路を介して、前記インバータ(50)の前記出力部の対応する前記第1の端子および対応する前記第2の端子に接続され、
前記プレートが、少なくとも、一次側の前記端子または前記インバータの前記出力部の前記端子に接続された前記プレートの端領域の間の中央領域において、平行に配設されていることを特徴とする。
前記プレートが、少なくとも、一次側の前記端子または前記インバータの前記出力部の前記端子に接続された前記プレートの端領域の間の中央領域において、平行に配設されていることを特徴とする。
また本発明において、前記インバータ(50)の入力の第1の端子および前記インバータの前記入力の第2の端子が、各々、プレート(41)として構成された対応する線路を介して、DCリンクキャパシタ(30)の対応する第1の端子および対応する第2の端子に接続され、
前記プレート(41)が、少なくとも、前記DCリンクキャパシタ(30)の前記端子または前記インバータ(50)の前記入力の前記端子に接続された前記プレートの端領域の間の中央領域において、平行に配設されていることを特徴とする。
前記プレート(41)が、少なくとも、前記DCリンクキャパシタ(30)の前記端子または前記インバータ(50)の前記入力の前記端子に接続された前記プレートの端領域の間の中央領域において、平行に配設されていることを特徴とする。
また本発明において、前記高電流変圧器(60)が、変圧器コア、ならびに、変圧器コアに設けられ、逆の巻き方向を有し、各々第1の端子および共通の第2の端子を有する2つの二次巻線を有する変圧器(60)であり、前記第1の端子の1つおよび前記第2の端子が、変圧器(60)の二次側の出力部(62)の第1の端子(621)および第2の端子(622)を成し、システムの動作中に、前記出力部(62)の前記第1の端子(621)間に電圧降下が生じないことを特徴とする。
また本発明において、二次側の各出力部(62)の前記第1の端子(621)が、各々、対応する第1の分岐を介して、また、前記第2の端子が、少なくとも1つの第2の分岐を介して、システムの対応する第1の端子および第2の端子に接続され、
システムの前記出力部が直列に接続されて、システムの動作中、直列接続の全体にわたって電圧降下が生じないことを特徴とする。
システムの前記出力部が直列に接続されて、システムの動作中、直列接続の全体にわたって電圧降下が生じないことを特徴とする。
また本発明は、上述の変換システムと40〜70Hzの周波数の低周波AC電流を供給するシステムとを備える電流供給装置であって、
前記低周波AC電流を供給するシステムが、前記変換システムの前記出力部の直列接続に並列に配設された少なくとも1つの出力部を有し、前記低周波AC電流を供給するシステムの出力部の端子が、前記変換システムの前記出力部のうちの1つの前記第1の端子に接続されていることを特徴とする電流供給装置である。
前記低周波AC電流を供給するシステムが、前記変換システムの前記出力部の直列接続に並列に配設された少なくとも1つの出力部を有し、前記低周波AC電流を供給するシステムの出力部の端子が、前記変換システムの前記出力部のうちの1つの前記第1の端子に接続されていることを特徴とする電流供給装置である。
また本発明において、前記第2のスイッチ(111,112)の第2の切り替え接点(112)が、前記出力部の第2の端子を成すことを特徴とする。
本発明によれば、電流変換のシステムにおいて、インバータから負荷に大高周波電流を流す間の不所望の影響を最小にすることができる。
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の例示的な実施形態を説明する。
図に示した本発明に従うシステムの一部分の典型的構成は、システムの種々の構成要素の配設およびそれらの電気的接続を模式的に示している。制御パネルへの、または制御パネルの一部たとえば制御パネルのフレームへの、構成要素の機械的接続は示していない。
図に示した本発明に従うシステムの一部分の典型的構成は、システムの種々の構成要素の配設およびそれらの電気的接続を模式的に示している。制御パネルへの、または制御パネルの一部たとえば制御パネルのフレームへの、構成要素の機械的接続は示していない。
構成要素の内部構成も示していないが、内部構成はそれらの機能に対応する符号で示されている。
図1は、三相グリッドL1,L2,L3から電流を受けて、その電流を整流する整流器を、参照符号10で表している。整流器10は、従来どおりに構成された三相整流器、たとえばB6C回路であり得る。整流器10の出力部の端子は、図の描写面に対して垂直に順に配設され互いにおよび整流器の出力部に電気的に並列に接続された、DCリンクキャパシタ30に接続されている。
DCリンクキャパシタ30は、また、インバータ50の入力に並列に接続されている。このために、DCリンクキャパシタ30の端子およびインバータ50の入力の端子は、電線路40によって互いに接続されている。DCリンクキャパシタ30の端子とインバータ50の入力の端子との間の電線路40は、プレート41として、好ましくは銅プレートとして構成される。
整流器10によって生成されるDC電圧は、本質的にDCリンク回路に存在するが、インバータ50から流れる高周波AC電圧が、DC電圧に重畳される。高周波AC電圧は、DCリンクキャパシタ30によって短絡され、したがって、整流器10の出力部には存在しない。整流器10とDCリンクキャパシタ30との間の電線路20は、したがって、高周波電流については設計する必要がないが、DCリンクキャパシタ30とインバータ50の入力との間の電線路40は、高周波電流について設計しなければならない。
DCリンクキャパシタ30とコンバータ50の入力との間で電流を伝導する2つのプレート41は、平行に経路設定され、両者の間に可能な最小の間隔を有する。
インバータ50は、従来のインバータ、たとえば、単相フルブリッジインバータ、直列共振インバータまたはパルスインバータであり、その出力部52に高周波AC電圧が存在する。
インバータ50の出力部52は、直接、つまり中間接続電線路なしで、変圧器60の入力61に接続されている。変圧器60は、二次側に2つの出力部62を有する。一方で、電圧も電流も、変圧器60で変換され得る。他方で、等しい有効電圧および逆位相を有する2つのAC電圧が、出力部に供給され得る。これは、同一の磁束が通り、巻き方向が逆の二次巻線によって達成される。出力部62は各々、相導体用の第1の端子621と中性導体用の第2の端子622とを有する。第2の端子622は、変圧器60の内側または外側にて互いに接続され(不図示)、二次側において、ストランド電圧間に180゜の位相差がある二次側二相AC電流システムの中性導体を成す。2つの第1の端子621は、二相AC電流システムの相導体を成す。2つの第1の端子621間に電圧降下が生じることはなく、つまり、導体電圧はゼロである。
変圧器60の出力部62の第1の端子621は各々、直接、つまり中間接続電線路なしで、キャパシタ70の第1の端子71に接続される。キャパシタ70の第2の端子72は、中間接続電線路80を介して(図2)、または直接、つまり中間接続電線路なしで(図3、図4)、2つの第1のスイッチ100のうちの一方の、対応する第1の接点101に接続される。
第1のスイッチ100は各々、第2の接点102を有し、各第2の接点が、本発明に従うシステムの2つの出力部の第1の端子を成す。第1のスイッチ100の第1の接点101および第2の接点102は、切り替えによって互いに電気的に接続され得る。
変圧器60の出力部62の第2の端子622は各々、中間接続電線路90を介して(図2、図3)、または直接、つまり中間接続電線路なしで(図4)、第2のスイッチ110の対応する第1の接点111に接続される。
第2のスイッチ110は、本発明に従うシステムの出力部の第2の端子を成す第2の接点112を有する。第2のスイッチ110の第1の接点111および第2の接点112もまた、切り替えによって互いに電気的に接続され得る。
10 整流器
30 DCリンクキャパシタ
50 インバータ
60 変圧器
70 キャパシタ
30 DCリンクキャパシタ
50 インバータ
60 変圧器
70 キャパシタ
Claims (13)
- DC電流から2〜250kHzの周波数のAC電流を生成するインバータ(50)と、
一次側において0〜700Vの公称電圧、300Aの公称電流から、二次側においける0〜100Vの公称電圧、0A〜1500Aの公称電流に変換する、AC電流による高電流変圧器(60)と、
システムの少なくとも1つの出力部(102,112)に存在する2kHz未満の周波数を有する電圧をろ過する少なくとも1つのキャパシタ(70)とを含み、
前記インバータ(50)の出力部(52)の第1の端子が、前記高電流変圧器(60)の一次側の第1の端子に接続され、前記インバータの前記出力部(52)の第2の端子が、前記高電流変圧器の一次側の第2の端子に接続され、
少なくとも1つの第1の分岐において、前記高電流変圧器(60)の二次側の第1の端子(621)が、前記キャパシタ(70)の第1の端子(71)に接続され、前記キャパシタ(70)の第2の端子(72)が前記出力部(102,112)の第1の端子(102)に、少なくとも間接的に接続され、
少なくとも1つの第2の分岐において、前記高電流変圧器(60)の二次側の第2の端子(622)が、前記出力部(102,112)の第2の端子(112)に、少なくとも間接的に接続され、
前記高電流変圧器(60)の第1の側では、前記高電流変圧器(60)から一次側の端子(611,612)が導出され、前記高電流変圧器(60)の第2の側では、前記高電流変圧器(60)から二次側の端子(621,622)が導出され、
前記インバータ(50)が、前記高電流変圧器(60)の前記第1の側に配設され、前記高電流変圧器(60)の前記第2の側では、前記少なくとも1つのキャパシタ(70)が、配設され、
前記高電流変圧器(60)の二次側の前記少なくとも1つの第1の端子(621)が、中間接続電線路なしで直接、前記少なくとも1つのキャパシタ(70)の前記第1の端子(71)に接続されていることを特徴とするシステム。 - 前記少なくとも1つのキャパシタ(70)の第1の側では、前記第1の端子(71)が前記少なくとも1つのキャパシタ(70)から導出され、前記少なくとも1つのキャパシタ(70)の第2の側では、前記第2の端子(72)が前記少なくとも1つのキャパシタ(70)から導出されていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つのキャパシタ(70)の前記第2の端子(72)が、中間接続電線路なしで直接、第1のスイッチ(101,102)の第1の切り替え接点(101)に接続されていることを特徴とする請求項2に記載のシステム。
- 前記第1のスイッチ(101,102)の第2の切り替え接点(102)が、前記出力部の第1の端子を成すことを特徴とする請求項3に記載のシステム。
- 前記高電流変圧器(60)の二次側の前記第2の端子(622)が、電線路(90)を介して、第2のスイッチ(111,112)の第1の切り替え接点(111)に接続されていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 前記電線路(90)がプレート、特に銅プレートであることを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記第2のスイッチ(111,112)の第2の切り替え接点(112)が、前記出力部の第2の端子を成すことを特徴とする請求項5に記載のシステム。
- 前記高電流変圧器(60)の一次側の前記第1の端子(611)および前記高電流変圧器(60)の一次側の前記第2の端子(612)が、各々、プレートとして構成された電線路を介して、前記インバータ(50)の前記出力部の対応する前記第1の端子および対応する前記第2の端子に接続され、
前記プレートが、少なくとも、一次側の前記端子または前記インバータの前記出力部の前記端子に接続された前記プレートの端領域の間の中央領域において、平行に配設されていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記インバータ(50)の入力の第1の端子および前記インバータの前記入力の第2の端子が、各々、プレート(41)として構成された対応する線路を介して、DCリンクキャパシタ(30)の対応する第1の端子および対応する第2の端子に接続され、
前記プレート(41)が、少なくとも、前記DCリンクキャパシタ(30)の前記端子または前記インバータ(50)の前記入力の前記端子に接続された前記プレートの端領域の間の中央領域において、平行に配設されていることを特徴とする請求項1に記載のシステム。 - 前記高電流変圧器(60)が、変圧器コア、ならびに、変圧器コアに設けられ、逆の巻き方向を有し、各々第1の端子および共通の第2の端子を有する2つの二次巻線を有する変圧器(60)であり、前記第1の端子の1つおよび前記第2の端子が、変圧器(60)の二次側の出力部(62)の第1の端子(621)および第2の端子(622)を成し、システムの動作中に、前記出力部(62)の前記第1の端子(621)間に電圧降下が生じないことを特徴とする請求項1に記載のシステム。
- 二次側の各出力部(62)の前記第1の端子(621)が、各々、対応する第1の分岐を介して、また、前記第2の端子が、少なくとも1つの第2の分岐を介して、システムの対応する第1の端子および第2の端子に接続され、
システムの前記出力部が直列に接続されて、システムの動作中、直列接続の全体にわたって電圧降下が生じないことを特徴とする請求項10に記載のシステム。 - 請求項1の変換システムと40〜70Hzの周波数の低周波AC電流を供給するシステムとを備える電流供給装置であって、
前記低周波AC電流を供給するシステムが、前記変換システムの前記出力部の直列接続に並列に配設された少なくとも1つの出力部を有し、前記低周波AC電流を供給するシステムの出力部の端子が、前記変換システムの前記出力部のうちの1つの前記第1の端子に接続されていることを特徴とする電流供給装置。 - 前記第2のスイッチ(111,112)の第2の切り替え接点(112)が、前記出力部の第2の端子を成すことを特徴とする請求項6に記載のシステム。
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