• 专利附录
  • 专利说明
  • 权利要求
  • 类似技术
  • 同族专利
  • 引用文献
  • 法律状态
  • 优先权
    • 专利摘要:

    公开号:WO1989008944A1
    申请号:PCT/DE1989/000123
    申请日:1989-03-02
    公开日:1989-09-21
    发明作者:Georg Heinle；Rolf Neubert
    申请人:Siemens Aktiengesellschaft；
    IPC主号:H02P27-00
    专利说明:
    Thyristor-Wechselrichter mit eingeprägtem Gleichstrom zum Einprägen eines Laststroms Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einprägen eines Laststroms mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen. Um in eine Wechselstrom- oder Drehstromlast bestimmte, dem gewünschten Betriebszustand entsprechende Phasenströme einzuspeisen, kann ein vorgegebener Gleichstrom, der z.Büber eine regelbare Gleichrichteranordnung einem Drehstromnetz entnommen werden kann, mittels eines steuerbaren Wechselrichters auf die an den Wechselrichter-Ausgang angeschlossenen Phaseneingänge der Last verteilt werden. Bei vielen Lasten, insbesondere Asynchronmaschinen, ist dabei eine Zwangskommutierung im Wechselrichter erforderlich, um sicherzustellen, dass beim Umschalten des Stromes zwischen den einzelnen Phasen der Last der Strom tatsächlich vom abzuschaltenden Stromzweig abgegeben und vom einzuschaltenden Stromzweig übernommen wird. Gegenwärtig sind dabei vor allem Phasenfolgewechselrichter oder Wechselrichter mit abschaltbaren Ventilen (GTO-Thyristoren oder Transistoren) von praktischer Bedeutung. Der Phasenfolgewechselrichter, wie er z.B. in t'Hütte:Elektrische Energietechnik,Band 2 ("Geräte),29. Auflage, Seite 126, Bild 1.3 - 4.2, gezeigt ist, zeichnet sich durch geringe Kosten aus, beansprucht aber den Motor durch hohe Spannungsspitzen. Dabei werden z.B. in einem Asynchronmotor starke Pendelmomente, beachtlicher Oberschwingungsverlust und unangenehme Geräusche erzeugt.Werden als Wechselrichterventile GTO-Thyristoren oder Transistoren verwendet, so wird die Zwangskommutierung im Wech selrichterdurch einfaches Abschalten der Ventile erreicht. Im Aufsatz "Anew current source GT0inverter with sinusoidal output voltage and current", IEEE Trans. on Ind. Appl. Vol. IA-21 (1985) Seite 1192 - 1198 schlagen M. Hombu, S. Ueda, A. Ueda und Y. Matsuda vor, parallel zur Last Kondensatoren anzuordnen.DieseAnordnung, bei der der Wechselrichter nunmehr kapazitiv belastet wird, vermeidet die o.g. Nachteile des Phasenfolgewechselrichters, ist aber im Bereich höherer Leistungen wegen der hohen Kosten für die abschaltbaren Ventile sehr teuer. Gemäss der E-Al-O161 738 wird bei einem Wechselrichter aus nichtabschaltbaren Thyristoren, der einen Asynchronmotor mit parallel angeordneten Kondensatoren speist, die Zwangskommutierung durch eine Summenlöscheinrichtung erreicht, die aus einer Reihenschaltung einer Diode, einer Umschwingdrossel und eines Löschthyristors besteht. Parallel zu Umschwingdrossel und Löschthyristor liegt ein Löschkondensator, der vor einer Zwangslöschung aller Wechselrichterventilen über die Eingangsgleichspannung hinaus aufgeladen ist und durch eine Zündung des Löschthyristors entladen wird. Die Ladung des Kondensators schwingt über eine antiparallel zum Löschthyristor liegende Rückschwingdiode wieder in die Anfangslage, jedoch wird bei dieser Schwingung die Spannung des Löschkondensators so negativ, dass alle Thyristoren des Wechselrichters erlöschen. Dieses negative Uberschwingen setzt aber eine genügend grosse positive Vorladung des Löschkondensators voraus, wodurch die Ventile vor allem im Generatorbetrieb oder Leerlauf der Maschine einer hohen Spannungsbelastung ausgesetzt sind. Die Umschwingdrossel, die während des Löschvorganges die gesamte Energie aufnehmen muss, ist sehr gross zu bemessen. Auch die Maschinenkondensatoren müssen gross bemessen sein, um die angegebenen Kurvenverläufe zu erreichen und einen kontinuierlichen Laststrom auch während der Zeiten bereitzustellen, in denen der Eingangsstrom auf die Summenlöscheinrichtung kommutiert. Diese Zeiten, die vor allem im Leerlauf-Fall sehr gross sein können, setzen einerseits die Ausnutzung des Wechselrichters herab, verhindern andererseits höhere Schaltfrequenzen, wie sie vor allem für einen Pulsbetrieb des Wechselrichters erforderlich sind, der an sich für eine weitere Herabsetzung der Oberwellen in der Last vorteilhaft wäre. Daher ist diese bekannte Vorrichtung verhältnismässig voluminös und teuer. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen einfachen Umrichter für eingeprägten Gleichstrom bereitzustellen, der einerseits eine Zwangskommutierung zulässt, andererseits eine Belastung angeschlossener Verbraucher mit Oberschwingungen vermeidet. Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Die guten technischen Eigenschaften des bekannten GTO-Wechselrichters sind auf die parallel zum Motor geschalteten Kondensatoren zurückzuführen, die einen grossen Teil der Stromoberschwingungen am Motor vorbeileiten. Die Kosten für die abschaltbaren Ventile werden durch Verwendung eines Wechselrichters mit einfachen, nichtabschaltbaren Wechselrichterventilen vermieden, insbesondere eines Wechselrichters mit Phasenfolgelöschung. Um eine Zwangskommutierung zwischen den nichtabschaltbaren Ventilen sicherzustellen, wird lediglich eine einfache, allen Stromrichterventilen zugeordnete Löscheinrichtng im Gleichstromkreis des Wechselrichters benötigt, die Dei einer Kommutierung den vollen Gleichstrom von den Wechsel richterthyristoren übernimmt,so dass diese von selbst erlöschen und in den sperrenden Zustand übergehen. Anschliessend kann dann jeweils eine neue Kombination von Thyristoren im Wechselrichter gezündet und die Summenlöscheinrichtung abgeschaltet werden. Man erreicht dadurch eine vorteilhafte Kom binationvon parallel zum Motor angeordneten Kondensatoren, einer einfachen Wechselrichterschaltung und einer Summenlöscheinrichtung, die nur eine geringe Verteuerung der einfachen Wechselrichteranordnung, aber gegenüber der Verwendung abschaltbarer Ventile eine erhebliche Verringerung des Aufwandes darstellt. Anhand von 8 Figuren und 6 Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher erläutert. In Figur 1 ist eine Last mit parallelen Kondensatoren dargestellt, die aus einem Gleichstromkreis mittels einer einfache Thyristoren enthaltenden Wechselrichterbrückegespeist wird, wobei eine zum Gleichstromeingang des Wechselrichters parallel geschaltete Summenlöscheinrichtung die Zwangskommutierung sicherstellt. Figur 2 zeigt eine Wechselrichterbrückemit einer Summenlöscheinrichtung, die aus zwei jeweils einer Kommutierungsgruppe zugeordneten Teil-Summenlöscheinrichtungen besteht. Figur 3 enthält die Anordnung nach Figur 1 mit einerin Reihe geschalteten Summenlöscheinrichtung. Figur 4 zeigteine Summenlöscheinrichtung mit einem Hauptthyristor und einem Löschthyristor, Figur 5 eine Anordnung aus einem Umrichter mit Gleichstromzwischenkreisund einer Summenlöscheinrichtung, die aus einem Schalter und einem nachladbaren Kondensator besteht. Die Anordnung nach Figur 6 zeigt eine besonders vorteilhafte Nachladeeinrichtung. In Fig. 7 und Fig. 8 sind besonders vorteilhafte Ausführungen der Erz indung dargestellt. GemäR Figur 1 sind die Anschlüsse R, S und T einer Asynchronmaschine ASM an die Wechselstromausgängeeines als Thyristor Brückenschaltung ausgebildeten Wechselrichters INV ange schlossen und gleichzeitig in einer Kondensatorbatterie CRST mittels Kondensatoren miteinander verbunden. Die Gleichstromeingänge des Wechselrichters INV sind über eine Zwischenkreisdrossel Ld mit einem Gleichstrom Id gespeist, der z.B. über einen gesteuerten Wechselrichter einem Drehstromnetz entnommen wird. In den Brückenzweigen des Wechselrichters INV liegen einfache, d.h. nicht abschaltbare Thyristoren T1, ...T6, die von einer Steuereinrichtung CTR gezündet werden können. In Reihe mit dem Gleichstromeingang des Wechselrichters INV ist eine Schutzschaltung TSE angeordnet, die den Thyristoren des Wechselrichters gemeinsamt ist, um sowohl deren Träger-Speicher-Effekt zu kompensieren als auch zum Schutz dieser Thyristoren den Anstieg von Strom und Spannung zu begrenzen. Diese Schutzschaltung TSE enthält vorteilhaft eine Schutzinduktivität Ls, der eine Reihenschaltung aus einem Kondensator und einem Widerstand parallel geschaltet ist. Liegt nun z.B. ein Betriebszustand vor, bei dem der eingeprägte Gleichstrom Id zunächst zwischen den Wechselstrom Ausgängen RT fliessen und anschliessend auf die Eingänge R und S kommutieren soll, so sind zunächst durch entsprechende Ansteuersignale sl und s2 die Thyristoren T1und T2 gezündet, während die Ansteuersignale S3, S4, S5 und S6 für die anderen Thyristoren gesperrt sind. Die Kommutierung des aus dem Anschluss T fliessenden Stromes auf den Anschluss S erfordert nun nicht nur ein Zünden des Thyristors T6 mittels des Ansteuersignals s6, sondern auch ein Erlöschen des Ventiles r2. Hierzu dient die Summenlöscheinrichtung EX, die in Fig. 1 parallel zum Gleichstromeingang des Wechselrichters geschaltet ist und z.B. eine Reihenschaltung aus einem Halbleiter-Schalter SW und einer Spannungsquelle UW in der ange ;ebenen Polarität enthält. Durch vorübergehendes Schliessen des Schalters SW wird somit an die zunächst stromführenden Thyristoren T1und T2 eine der Stromflussrichtung entgegengerichtete Spannung gelegt, so dass diese Thyristoren erlöschen und der Gleichstrom Id von der Spannungsquelle Uw aufgenommen wird. Wird nun die Summenlöscheinrichtung EX durch Öffnen des Schalters SW abgeschaltet, so können über die entsprechenden Ansteuersignale sl und s6 die Thyristoren T1und T6 gezündet werden und den Strom übernehmen. Die Löscheinrichtung erzwingt somit das Abschalten aller jeweils stromführenden Thyristoren des Wechselrichters und kann bei jeder erforderlichen Kommutierung betätigt werden, indem inImpulsbildner IMPjeweils aus dem entsprechenden Zündsignal der Thyristoren einen kurzzeitigen Ansteuerimpuls bildet und diese Ansteuerimpulse über ein ODER-Gatter OR vereinigt und dem Steuereingang des Schalters SW aufgeschaltet werden. Soweit es die Schaltbelastung der Summenlöscheinrichtung zulässt, ist dabei auch ein Pulsbetrieb möglich. Deren Schaltbelastung kann ferner herabgesetzt werden, indem unnötige Lösohbefehleunterdrückt werden. So können z.B. bis zur Hälfte der Summenlöschungen entfallen, da je nach vorliegender Motorspannung der Strom von T2 auf T6 oder von T6 auf T2 auch ohne Zwangslöschung des abgebenden Ventils kommutiert. Dies ist am Beispiel der Fig. 2 dargestellt, wo die Summenlöscheinrichtung in zwei in Reihe liegende Teile EX' undEX' aufgeteilt ist. Die Teil-Summenlöscheinrichtung EX' istder Kommutierungsgruppe aus den Thyristoren Tl,T3 und T5 zugeordnet, während EX" der anderen Kommutierungsgruppe (T2, T4, T6) zugeordnet ist. Stromkommutierungen finden dabei stets nur innerhalb einer Kommutierung statt, z.B. von T1auf T3 bei leitendem T2 oder von T2 auf T6 bei leitendem T1.Die Wicklungen des Motors M sind an einem Sternpunkt STM und die zugeordneten Kondensatoren an einem Sternpunkt STC zusammengeführt, die auch miteinander verbunden sein können. Die zwischen dem positiven Gleichspannungseingang und STC liegende Löscheinrichtung würde neben dem leitenden Thyristor (T1) auch die anderen Thyristoren (T3, T5) ihrer Kommutierungsgruppe stillsetzen; anschliessend kann dann z.B. T3 gezündet werden. Dadurch werden die Schaltfrequenz jeder Teilsummenlöscheinrichtung halbiert, die Schaltverluste im Wechselrichter und die Spannungsbeanspruchung der Löschelemente verringert und ein Stromabbau in der jeweils nicht gelöschten Kommutierungsgruppe und in einem Teil der Last weitgehend vermieden. In Fig. 3 sind mit der als Last dienenden Asynchronmaschine,den dazu parallel liegenden Kondensatoren, den nichtabschaltbaren Thyristoren der Wechselrichter-Brückenschaltung sowie der Summen-Löscheinrichtung EX die wichtigsten Elemente der Erfindung dargestellt, wobei aber jetzt die Summenlöscheinrichtung EX parallel zu der Gleichstromdrossel Ld angeordnet ist, die zur Einprägung des Gleichstromes Id dient. Im Ruhezustand der Löscheinrichtung liegt an ihr eine Spannung der eingezeichneten Polarität an, die bei Betätigung der Löscheinrichtung als Sperrspannung den Thyristoren aufgeschaltet wird und deren Erlöschen erzwingt, während der von der Drossel Ld aufrecht erhaltene Gleichstrom Id vorübergehend von der Summenlöscheinrichtung EX übernommen wird. Als Schalter SW der Summenlöscheinrichtung kann, wie in Fig. 4 dargestellt ist, insbesondere ein Hauptthyristor HT dienen, dem als Spannungsquelle ein Löschkondensator Cs in Reihe geschaltet ist. Die eingezeichnete Polarität dieses Löschkondensators Cs entspricht der Ruhestellung der Summenlöscheinrichtung und die Stromführungsrichtung des Haupt thyristors HT ist der Stromflussrichtung in der Gleichstromdrossel LD der Fig. 3 entgegengerichtet bzw. der Stromfüh r.ungsrichtungder Thyristoren T1, ... T6 der Fig. 1 parallel gerichtet. Bei seinem Zünden übernimmt daher der Hauptthyristor HT den Gleichstrom Id, wobei einerseits die nichtabschaltbaren Thyristoren erlöschen, andererseits der Lösch kondensatorCsumgeladen wird. Nach Abschluss der Umladung und Abschalten des Hauptthyristors HT übernimmt der Stromrichter über seine nunmehr eingeschalteten Ventile wieder den Gleichstrom Id. Ein parallel zum Löschkondensator Cs angeordneter Umschwingzweig,der eine Reihenschaltung einer Umschwingdrossel Ls' und eines Löschthyristors TEX enthält, ermöglicht es-, bei abgeschaltetem Hauptthyristor HT durch Zünden des Löschthyristors TEXundUmschwingen der im Löschkondensator Csgespeicherten Ladung die ursprüngliche Pola ritätder Spannung wiederherzustellen, wobei der Löschthyristor TEX von selbst wieder erlischt. Als Halbleiterschalter SW kann in der Summenlöscheinrichtung vorteilhaft ein Leistungstransistor oder ein GTO-Thyristor verwendet werden, der jedoch nicht auf eine hohe Dauerbelastung ausgelegt sein muss, da er nur kurzzeitig betätigt wird. Die Spannungsquelle UW der Fig. 1 ist jedoch auf eine Spannung aufgeladen, die gröRer ist als der Scheitelwert der verketteten Motorspannung. Für die Einrichtung EX der Fig. 1 eignet sich daher als Spannungsquelle ein Kondensator, der über eine entsprechende Nachladeeinrichtung nachgeladen wird. Vorteilhaft enthält diese Nachladeeinrichtung eine ungesteuerte Gleichrichterbrücke REX, die über einen Transformator TR z.B. an den Wechselstromeingang eines dem Gleichstromeingang des Wechselrichters vorgeschalteten Gleichrichters REC angeschlossen ist. Der Transformator TR kann aber auch, wie in Fig. 5 dargestellt ist, an den Wechselstrom-Ausgang des Wechselrichters angeschlossen sein. Diese Möglichkeit ist besonders vorteilhaft, da dabei die Spannung UW der Summenlösch einrichtung nur auf die tatsächlich benötigte Spannung aufgeladen wird. Die hierzu benötigte Energie wird dem motorseitigen Schwingkreis entzogen, was zu einer erwünschten Dämpfung führt. Eine besonder vorteilhafte Nachladeeinrichtung ist anhand der Summenlöscheinrichtung der Fig. 6 dargestellt. Dabei ist davon ausgegangen, dass es nicht erforderlich ist, dass die Spannungsquelle der Löscheinrichtung eine Spannung Uz liefert, die betragsmässig grösser und von entgegengesetzter Polarität wie die Eingangsgleichspannung Ud ist. Schwankt z.B. bei den in Fig. 6 gezeigten Polaritäten die Gleichspannung wegen des Wechselrichterbetriebes um einen Mittelwert Ud von etwa +200 V, so genügt ein positives Uz das unter der unteren Schwankungsgrenze von Ud (z.B. 150 V) liegt. Durch Betätigen des Schalters SW wird dann Uz einerseits in einen Stromkreis für den eingespeisten Laststrom Id,andererseits auch in einen Stromkreis geschaltet, der über den Wechselrichter INV mit seiner aufgeladenen Kondensatorbatterie INV und die parallele Last führt. Die Spannungsquelle Cz ist so bemessen, dass sie den Laststrom Idübernehmen und dem Wechselrichter so viel Strom entziehen kann, dass dessen Ventile erlöschen. Die Drossel Ld kann dabei auch zwischen der Summenlöscheinrichtung EXa und dem Wechselrichter INV angeordnet sein und Ud kann (z.B. wenn der Wechselrichter INV in die Gleichspannungsquelle zurückspeist) auch negativ (z.B. -200 V) sein. Im letzteren Fall ist dann Uz noch negativer zu wählen (z.B. -250 V). In jedem Fall ist vor Betätigen der Löscheinrichtung Ud - Uz positiv. Um diesen Ausgangszustand nach einer Löschung und Wiederzündung der Wechselrichterventile wieder zerzustellen,ist bei einem als Spannungsquelle dienenden kondensator Cz vorgesehen, parallel zum Schalter ein Halbleiterventil (hier genügt eine Diode D )anzuordnen, wobei eine in Fig. 6 dargestellte Induktivität L zentbehrlich ist, falls ohnehin die Schutzschaltung TSE aus Fig. 1 vorgesehen ist. Der Schalter SW ist dabei vorteilhaft als abschaltbarer Thyristor ausgebildet, der abgeschaltet wird, nachdem die Thyristoren des Wechselrichters erloschen sind. Der Kondensator Cz ist daher auf einen Wert überladen, der durch die Einschaltdauer von SW und die Grösse des Laststromes Idgegeben ist und sich damit dem jeweiligen Betriebszustand anpasst. Wird jetzt bei geöffnetem SW der Wechselrichter INV erneut gezündet, dann wird damit ein Nachladekreis geschlossen, der in Stromflussrichtung über die Wechselrichter-Thyristoren, ein induktives Element (z.B.Lz oder eine Schutzschaltung TSE nach Fig. 1) und die Diode Dz führt und den geöffneten Schalter SW überbrückt. Die Uberladungvon Czd.h. ein negativer Wert von Ud - Uz wird über die Diode Dz dieses Nachladekreises abgebaut und das induktive Element treibt vorübergehend weiteren Ladestrom auf den Kondensator, der somit auf die erforderliche Ausgangsspannung Uz gebracht wird, die unter Ud liegt. Bei gewissen nicht-stationären Betriebszuständen können für die Wechselrichter-Thyristoren verlängerte Schonzeiten erwünscht sein. Diese können durch eine Erweiterung der in Fig. 6 gezeigten Summenlöscheinrichtung erreicht werden. Hierbei ist nach Fig. 7 in den Nachladekreis eine Hilfsspannungsquelle UH in Reihe mit dem Halbleiterventil geschaltet. Diese ist so gepolt, daR sie den über die Wechselrichterschaltung und das Halbleiterventil fliessenden Nachladestrom verstärkt. Bei geöffnetem Schalter SW und gezündetem Wechselrichterventilen stellt daher die Reihenschaltung aus den Wechselrichterventilen,der Induktivität des Nachladekreises (d.h. in Fig. 7 die Induktivität Lz,der Schutzschaltung TSE), der Spannungsquelle Cz der Summenlöscheinrichtung (die in Fig. 7 lediglich ein Kondensator ist) und die Hilfsspannungsquelle UH einen Verbraucher dar, der seine Spannung aus der Kondensatorbatterie CRST bezieht. In dieser Reihenschaltung wirkt die Hilfsspannungsquelle als Verbraucher mit der Verbraucherspannung Uh, die die in Fig. 7 gezeigte Polung gegenüber der Stromführungsrichtung der parallelgeschalteten Wechselrichterschaltung aufweist. Nach Erlöschen der Wechselrichterventile wird der Halbleiterschalter SW geöffnet und eine neue Kombination der Wechselrichterventile gezündet. Bei leitendem Halbleiterventil liegt cm z jetzt in einem Stromkreis, der über die BauteileTSE, INV und UH führt und den Kondensator Cz auf die Spannung Uz = Ud + Uh auflädt und somit die Nachladung verstärkt. Daher wird die Spannung Ud - Uz,die beim Schliessen des Schalters SW eine Gegenspannung and den Wechselrichterthyristoren hervorruft, noch stärker positiv als bei der Schaltung nach Fig. 6 Dadurch wird das Erlöschen dieser Thyristoren beschleunigt und gleichzeitig die Umladezeit des Kondensators cm z und da-mit die Schonzeit der Thyristoren verlängert. Das Halbleiterventil ist steuerbar, d.h. es ist als einfacher Thyristor ausgebildet. Er wird kurz nach Öffnen des Schalters SW gezündet, um den Nachladevorgang einzuleiten und erlischt, bevor der Schalter SW geschlossen wird. Dadurch wird verhindert, dass die Hilfsspannungsquelle während der Summenlöschung über den Schalter SW kurzgeschlossen wird. Als Hilfsspannungsquelle ist in Fig. 7 ein über einen Gleichrichter REX und einen Transformator aus einer geeigneten Wechselspannung gespeister Kondensator dargestellt, analog zur Nachladeeinrichtung der Fig. 5. Er kann z.B. auf eine Spannung Uh von 200 V ausgelegt sein, wobei dann z.B. für eine Gleichspannung Ud von ungefähr +200V für die Summenlöschung eine Gegenspannung Uzzur Verfügung steht, deren Betrag wegen der Impedanz des Ladekreises grösser ist als Ud + Uh, also grösser als 400 V. Eine praktisch gleichwertige Schaltung ist in Fig. 8 gezeigt. Hierbei ist gegenüber der Löscheinrichtung der Fig. 7 die Hilfsspannungsquelle UH mit umgekehrter Polung in Reihe mit dem Schalter SW und antiparallel zum steuerbaren Halbleiterventil Th gelegt. Der Nachladevorgangselbst ist dabei. identisch mit Fig. 6 undführt daher-nur zu der dort beschriebenen Spannung des Löschkondensators Czjedoch wird beim Öffnen des Schalters nunmehr die Hilfsspannungsquelle selbst in Reihe mit dem Löschkondensator gelegt. Die Summe beider Spannungen führt dann ebenfalls zu einer betragsmässig grösseren Löschspannung. DieSummenlöschungist daher besonders einfach und kostengünstig herzustellen. Sie passt sich dem jeweiligen Betriebszustand an und arbeitet auch im Leerlauf oder bei Umkehrung der Spannung am Wechselrichtereingang. Darüber hinaus reduziert sie die Spannungsbelastung der Wechselrichterthyristoren und vermeidet eine stärkere Reduzierung des vom Wechselrichter in die Last gespeisten Stromes. 11Patentansprüche6 Figuren
    权利要求:
    Claims Patentansprüche
    1. Vorrichtung zum Einprägen eines Laststroms mittels einer zwangskommutierbaren Thyristor-Wechselrichterschaltung, die von einem eingeprägten Gleichstrom (Id) gespeist ist und an dessen Wechselstromausgängen Kondensatoren parallel zur Last (ASM) angeordnet sind, wobei die Thyristoren (T1,...T6) in den Hauptstromzweigen der Thyristor-Wechsel¬ richterschaltung nichtabschaltbar und mittels einer dem Gleichstromeingang der Thyristor-Wechselrichterschaltung vorgeschalteten Summenlöscheinrichtung (EX) abschaltbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Summenlöscheinrichtung eine Reihenschaltung aus einer Spannungsquelle (UW) und einem Halbleiter-Schalter (SW) enthält. (Fig. 1)
    2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Summenlöscheinrichtung
    (EX) parallel zum Gleichstromeingang geschaltet ist. (Fig. 1)
    3- Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Summenlöscheinrichtung (EX) parallel zu einer in Reihe mit dem Gleichstromeingang angeordneten Zwischenkreisdrossel (LD) geschaltet ist. (Fig. 3)
    4. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Spannungsquelle einen Löschkondensator (Cs1) enthält, der von einer Nachladeein- richtung (REX, TR) nachgeladen wird. (Fig. 5)
    5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß in der Summenlöscheinrich¬ tung ein Löschkondensator (Cs) als Spannungsquelle und ein Hauptthyristor (HT) als Halbleiter-Schalter in Reihe ge¬ schaltet sind und eine zum Löschkondensator parallele Reihen¬ schaltung aus einem Löschthyristor (TEX) und einer Umschwing¬ drossel (Ls) den Löschkondensator nachlädt. (Fig. 4)
    6. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Nachladeeinrichtung eine ungesteuerte Gleichrichterbrücke (REX) enthält, die über einen Transformator (TR) an den Wechselstrom-Ausgang der Thyristor-Wechselrichterschaltung (INV) oder den Wechsel¬ strom-Eingang eines dem Gleichstromeingang der Thyristor- Wechselrichterschaltung vorgeschalteten Gleichrichters (REC) angeschlossen ist. (Fig. 5)
    7. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Nachladeschaltung einen in Stromführungsrichtung über die nichtabschaltbaren Thyri¬ storen, ein induktives Element (L ) und eine den Halbleiter- Schalter überbrückendes Halbleiterventil (D„) führenden Nachladekreis enthält. (Fig. 6)
    8. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß das Halbleiterventil (Th) steuerbar ist und daß der Halbleiterschalter (SW) von einer Reihenschaltung aus dem steuerbaren Halbleiterventil (Th) und einer den Strom über das steuerbare Halbleiterventil verstärkenden Hilfsspannungsquelle (UH) überbrückt wird. (Fig. 7)
    9. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß das Halbleiterventil (Th) steuerbar ist und eine Reihenschaltung aus dem Halbleiter¬ schalter (SW) und einer parallel zum Halbleiterventil (Th) gepolten Hilfsspannungsquelle (UH) überbrückt (Fig. 8).
    10. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , daß in Reihe mit dem Gleichstrom¬ eingang eine den nichtabschaltbaren Thyristoren (T1,...T6) der Thyristor-Wechselrichterschaltung gemeinsame Schutzschal- tung (TSE) angeordnet ist. (Fig. 1)
    11. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß die Summenlöscheinrichtung Teil-Summenlöscheinrichtungen enthält, von denen jeweils alle nichtabschaltbaren Thyristoren einer Kommutierungsgruppe
    (d.h. jeweils alle in den Hauptstromzweigen der Thyristor- Wechselrichterschaltung angeordneten Thyristoren, zwischen denen eine Stromkommutierung möglich ist) gelöscht werden. (Fi.g 2)
    Ersatzbla
    类似技术:
    公开号 | 公开日 | 专利标题
    Chen et al.2017|Soft-switching solid-state transformer |
    US8824179B2|2014-09-02|Soft-switching high voltage power converter
    Maharjan et al.2008|A transformerless energy storage system based on a cascade multilevel PWM converter with star configuration
    JP5783490B2|2015-09-24|複数供給オンボード電源を備えた電力インバータ
    Mao et al.1997|Review of high-performance three-phase power-factor correction circuits
    EP2680421B2|2018-08-08|Frequenzumrichter mit Zwischenkreiskondensator und Verfahren zum Vorladen desselben
    JP3133386B2|2001-02-05|交流母線に供給するための電流源変換装置用制御装置
    US7339287B2|2008-03-04|Power converter
    Bose1992|Power electronics-a technology review
    US7050311B2|2006-05-23|Multilevel converter based intelligent universal transformer
    US8503208B2|2013-08-06|Converter for single-phase and three-phase operation, D.C. voltage supply and battery charger
    US6147886A|2000-11-14|Dual opposed interleaved coupled inductor soft switching converters
    US7705489B2|2010-04-27|Method and apparatus for providing uninterruptible power
    US7012409B2|2006-03-14|Power converter circuit and associated triggering method for generators with dynamically variable power output
    EP2308164B1|2018-10-17|Schaltungsanordnung für einen elektrischen antrieb
    US4833584A|1989-05-23|Quasi-resonant current mode static power conversion method and apparatus
    EP2191550B1|2011-11-09|Statcom-system zur bereitstellung von reaktiver und/oder aktiver leistung für ein stromnetz
    De Doncker et al.1990|The auxiliary resonant commutated pole converter
    Aamir et al.2016|An online transformerless uninterruptible power supply | system with a smaller battery bank for low-power applications
    Malesani et al.1987|Three-phase AC/DC PWM converter with sinusoidal AC currents and minimum filter requirements
    US6977449B2|2005-12-20|Frequency converter and drive for electric motor
    Li et al.2009|Passive lossless snubber for boost PFC with minimum voltage and current stress
    US7848121B2|2010-12-07|Advanced matrix converter and method for operation
    US5499178A|1996-03-12|System for reducing harmonics by harmonic current injection
    McMurray1993|Resonant snubbers with auxiliary switches
    同族专利:
    公开号 | 公开日
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-09-21| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): FI JP US |
    1989-09-21| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AT BE CH DE FR GB IT LU NL SE |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    [返回顶部]