DE1488096B2

DE1488096B2 - Wechselrichterschaltung

Info

Publication number: DE1488096B2
Application number: DE1488096A
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl Ing Stemmler
Original assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Current assignee: BBC Brown Boveri AG Switzerland
Priority date: 1964-04-24
Filing date: 1964-05-08
Publication date: 1974-03-07
Also published as: NL6505027A; US3346794A; GB1154919A; BE688583A; SE345353B; NL6614463A; DE1488096A1; DE1488096C3; NL149653B; DE1488782A1; BE662870A; GB1108571A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Wechselrichterschaltung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Wechselrichterschaltung der vorgenannten Art ist aus »IRE Transactions on Industrial Electro-

ao nies«, Band 9, Mai 1962, S. 56 bis 60, bekannt. Bei dieser Schaltung sind zwar für jede Phase der resultierenden Ausgangsspannung mehrere Wechselrichter vorgesehen, diese stimmen jedoch in der Grundfrequenz ihrer Ausgangsspannung mit der resultierenden

S₅ Ausgangsspannung der Gesamtschaltung überein. Die einzelnen Ausgangsspannungen werden hier mit gegenseitiger Phasenverschiebung summiert, wobei es sich aber um Phasenverschiebungen handelt, die nur in bezug auf die Grundschwingung der resultierenden Ausgangsspannung definiert sind. Demgemäß enthalten die einzelnen Ausgangsspannungen der Wechselrichter wie auch die resultierende Ausgangsspannung der Gesamtschaltung grundsätzlich alle möglichen Oberschwingungen im Bereich oberhalb der Grundschwingung, wenn auch in der resultierenden Ausgangsspannung teilweise mit verminderter Amplitude. Entsprechendes gilt auch für ähnliche Schaltungen, die aus der französischen Patentschrift 1339 032 und der deutschen Patentschrift 640563 bekannt sind.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1065 080 ist eine Einrichtung zur verlust- und blindleistungsarmen Umformung von Spannungen beliebiger Art und Kurvenform mit schnell schaltenden Schaltelementen bekannt, die die Speisespannung im Takt einer Steuerfrequenz in Spannungsabschnitte zerhacken, deren Mittelwert dem gewünschten Verlauf der Ausgangsspannung folgt, wobei sich die Einrichtung durch steuerbare Halbleiter zur aktiven, nicht nur Blindwiderstände im Verbraucherkreis bedingten Änderung des Verhältnisses von Ein- und Ausschaltzeit der Speisespannung auszeichnet. Bei dieser Einrichtung dient zur Steuerung der steuerbaren Halbleiter eine Spannung (Strom), die durch Überlagerung einer Steuerspannung (Steuerstrom) mit einer Spannung (Strom) höherer Frequenz und vorzugsweise dreieckiger Kurvenform gebildet ist. Der Schaltung gemäß deutsche Auslegeschrift 1065 080 liegt die Aufgabe der Erzeugung von Wechselstrom veränderlicher Frequenz zugrunde, gegebenenfalls mit veränderlicher Spannung,

g₀ insbesondere zur Erzeugung von Mehrphasenstrom aus Gleichstrom, Wechselstrom oder Drehstrom mit dem Ziel, ein Drehfeld veränderbarer Umlaufgeschwindigkeit zu erhalten und mit Hilfe eines solchen veränderbaren Drehfeldes Motoren einfachster Bau-

g₅ art als Regelmotoren einsetzen zu können. Diese Schaltung ist ebenfalls mit hohem Oberwellengehalt behaftet.

Aus der deutschen Auslegeschrift 1050 812 ist

weiter eine Einrichtung zum kontaktlosen Ein- und/ oder Ausschalten von Starkstromkreisen mit mechanisch ruhenden Mitteln bekannt, mit der Besonderheit, daß als Schaltelement ein magnetisch und/oder elektronisch steuerbarer elektronischer Halbleiterkörper von im wesentlichen einkristalliner Struktur und mit einem Verhältnis der beiden Grenzwiderstände von mindestens 1:10 in Verbindung mit besonderen Mitteln dient, welche die Verlustenergie des Halbleiterkörpers in der Übergangszeit von größtem auf kleinsten Strom (Ausschalten) und/oder umgekehrt (Einschalten) verringern. Zur Verkleinerung der Oberwellenbelastung, insbesondere von Wechselstromnetzen, werden nach der letztgenannten Einrichtung z. B. bei bekannten Gleichrichterschaltungen für die Halbleiterschaltelemente Teilaussteuerungsarten vorgeschlagen, da die Verringerung der Oberwellen beim insbesondere in Fig. 21b der letztgenannten Auslegeschrift dargestellten Unterschwingungsverfahren noch nicht bekannt war.

In den BBC-Nachrichten, September 1963, sind ferner auf den Seiten 438 und 439, Wechselrichterschaltungen beschrieben, bei denen zur Verringerung der Oberwelligkeit je Phase mehrere Wechselrichter parallel geschaltet sind, die durch Änderung der Lage der Gleichspannungsanteile zu verschiedenen Zeiten derart gesteuert werden, daß die Oberwellen sich im wesentlichen gegenseitig aufheben. Zwei solche wechselstromseitig in Reihe geschaltete Teilwechselrichter (Seite 438, Bild 9) müssen nun zur Unterdrükkung z.B. der dritten Harmonischen eine feste Phasenverschiebung von sechzig Grad erhalten. Wie hier aus Bild 10 ersichtlich ist, ergibt sich die resultierende Ausgangsspannung durch vektorielle Summation, die mit erhöhtem Aufwand verbunden ist. Darüber hinaus ist es mit einer Anordnung gemäß Bild 9 dieser Literaturstelle nicht möglich, Spannungsänderungen auf der Eingangsseite am Wechselstromausgang auszusteuern, ohne hierbei den Winkel zu ändern.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei der mittels Wechselrichter aus verschiedenen Gleichspannungsanteilen unterschiedlicher Polarität erfolgenden Erzeugung von einer gewünschten Frequenz, insbesondere Motorfrequenz von Stromrichtermotoren, entsprechenden Spannungen den Oberwellenanteil in der jeweiligen Spannung bzw. Motorspannung sowie die durch Rückwirkung entstehenden Oberwellen im Strom des die Wechselrichter speisenden Gleichstromnetzes, also den bei einer solchen Erzeugung entstehenden Oberwellengehalt, sowohl auf der Gleich- als auch auf der Wechselstromseite der Wechselrichter zumindest erheblich zu verringern.

Diese Aufgabe wird bei einer Wechselrichterschaltung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß wird also mit Wechselrichtern gearbeitet, deren Ausgangsspannung eine breitenmodulierte Impulsfolge wechselnder Polarität darstellt und eine Folgefrequenz aufweist, die höher als die Grundfrequenz der resultierenden Ausgangsspannung ist. Eine derartige Arbeitsweise eines einzelnen Wechselrichters ist zwar für sich aus der bereits erwähnten deutschen Auslegeschrift 1 065 080 bekannt, jedoch nicht in Verbindung mit einer Wechselrichterschaltung der vorliegenden Gattung, d. h. in Verbindung mit der Zusammensetzung einer resultierenden Ausgangsspannung aus phasenverschobenen Einzelspannungen. Wegen der höheren Folgefrequenz der breitenmodulierten Impulse der einzelnen Wechselrichter sind in der resultierenden Ausgangsspannung zwischen der Grundfrequenz und der Folgefrequenz der breitenmodulierten Impulse keine Frequenzkomponenten enthalten, wobei die Grundfrequenz lediglich in der Breitenmodulation der Impulse auftritt. Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung gemäß Anspruch 2. Bei einer Anordnung von 3 Wechselrichtern je Phase beträgt demnach die Phasenverschiebung von Wechselrichter zu Wechselrichter 120°, wogegen sie bei einer Ausführung gemäß F i g. 4 mit 4 Wechselrichtern je Phase nur mehr 90° beträgt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile ergeben sich insbesondere im Hinblick darauf, daß wegen der Stromrichtermotoren die Einstellung von Spannung und Frequenz bis auf den Wert Null erforderlich ist, wobei die Unterdrückung des Oberwellengehaltes von der vollen Aussteuerung auch bis zu kleinen Winkeln in gleicher Weise erfolgen muß. Durch den Erfindungsgegenstand ist nun eine gleichmäßige Kleinhaltung etwaiger Oberwellenanteile für den gesamten Bereich gewährleistet.

Zieht man den in den vorgenannten BBC-Nachrichten vom September 1963 (Seiten 435 bis 440) beschriebenen Wechselrichter für konstante Ausgangsspannung in Betracht, so zeigt sich, daß der Erfindungsgegenstand aus einem aus zwei Teilwechselrichtern bestehenden Wechselrichter mit Spannungsänderung realisierbar ist, wogegen bei Einsatz des in den BBC-Nachrichten beschriebenen Wechselrichters für den gleichen Verwendungszweck vier Teilwechselrichter erforderlich sind.

Die Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine bekannte Schaltung mit zugehörigen Spannungs-Zeitdiagrammen,

F i g. 2 eine Wechselrichterschaltung nach der Erfindung für eine Phase eines Motors,

F i g. 3 Diagramme zur Erläuterung der Wirkungsweise der Erfindung,

F i g. 4 eine Erfindungsvariante mit vier Wechselrichtern je Phase, die wechselstromseitig parallel geschaltet sind,

F i g. 5 eine wechselstromseitige Parallelschaltung von je zwei in Reihe geschalteten Wechselrichtern mit Drosselspule,

F i g. 6 eine wechselstromseitige Reihenschaltung je zweier Wechselrichter mit einer allen Phasen gemeinsamen Drosselspule,

F i g. 7 eine Schaltung für parallel arbeitende Motoren, und

F i g. 8 eine wechselstromseitige Reihenschaltung von vier Wechselrichtern über Transformatoren.

Stromrichtermotoren können bekanntlich in beiden Drehrichtungen von der Frequenz 0 bis zur Nennfrequenz des Motors betrieben werden. Meist handelt es sich um Asynchronmotoren, deren Drehzahl durch die Frequenz der angelegten Spannung gesteuert wird.

Es genügt hierbei nun nicht allein die Frequenz zu anderen, sondern man muß auch berücksichtigen, daß der Fluß im Luftspalt der Maschine sich mit der Frequenz ändert. Da mit sinkender Frequenz der Fluß größer wird, ist es erforderlich, mit sinkender Frequenz auch die Spannung zu verkleinern, derart, daß das Produkt aus Spannung und Periodendauer konstant bleibt (gleiche Spannungszeitfläche).

Die zur Speisung des Motors erforderliche Wech-

selspannung wird in bekannter Weise durch eine Wechselrichterschaltung aus einem Gleichspannungsnetz erzeugt. Hierbei kann die Gleichspannung auch selbst über eine Gleichrichterschaltung aus einem Wechselstromnetz fester Frequenz erhalten werden.

In diesem Falle ist das Gleichstromnetz dann der Gleichstromzwischenkreis einer Umrichterschaltung. Um dies zu erreichen, kann man beispielsweise ein Verfahren anwenden, bei dem die Steuerung durch Überlagerung einer dreieckförmigen Spannung mit einer Frequenz, die höher als die höchste Motorfrequenz ist, und einer der gewünschten Motorfrequenz entsprechenden sinusförmigen Spannung erfolgt. Aus diesen beiden Komponenten wird eine annähernd sinusförmige Spannung an den Motor gelegt, welche zugleich mit der gewünschten Frequenz eine gleichbleibende Spannungszeitfläche besitzt.

Dieses bekannte Verfahren ist an Hand der F i g. 1 näher beschrieben:

Aus dem Gleichstromnetz 4, das beispielsweise der Gleichstromzwischenkreis eines Umrichters sein kann, wird über die Wechselrichter 5 der Motor 6 gespeist. Das Gleichstromnetz 4 besitzt den Pluspol P, den Minuspol N und den Nulleiter 0. Vom Motor 6 sind alle drei Phasen gezeichnet; dagegen ist von der Wechselrichterschaltung nur eine einzige Phase genauer dargestellt. Die übrigen Phasen sind entsprechend an das Gleichstromnetz 4 anzuschließen. Auch besondere Maßnahmen für die Kommutierung sind nicht dargestellt. Die Wechselrichterschaltung besteht aus einer Antiparallelschaltung von gesteuerten und ungesteuerten Stromrichterventilen. Bei den bekannten Schaltungen ist eine einzige solche Wechselrichterschaltung, die kurz Wechselrichter 5 genannt werden soll, vorhanden. Dessen Steuerung erfolgt über ein Mischglied 3, das die beiden aus den Geräten 1 und 2 erzeugten Spannungen vergleicht. Im Gerät 1 wird die beispielsweise gleichschenklig dreieckförmige Spannung M₁ erzeugt, im Gerät 2 die sinusförmige Spannung M₂, die die verlangte Motorfrequenz besitzt. M₁ besitzt eine Frequenz, die höher als die höchste Motorfrequenz ist. Wenn nun M₂ kleiner als U₁ ist, entsteht im Mischglied 3 eine positive, im umgekehrten Falle eine negative Spannung, wodurch mittelbar die gesteuerten Stromrichterventile jeder Phase gesteuert werden. Auf diese Weise erhält der Motor 6 eine Spannung U_Ph0 gegenüber dem Mittelleiter 0 des Gleichstromnetzes 4. Diese Spannung ist aus rechteckförmigen Teilen zusammengesetzt, welche infolge der verschiedenen Breiten eine sinusförmige Grundwelle enthält. Diese Spannung besitzt starke Oberwellen. Man kann nun aus dieser Spannung noch die Spannung U_PhM zwischen einer Phase und dem Mittelpunkt M des Motors 6 ableiten. Diese ist ebenfalls in Fig. 1 dargestellt. Ist der Punkt M nicht geerdet, so ergibt sich die dargestellte Spannung; ist er aber geerdet, so wäre U_PhM = U_Pho. Die Spannung des Punktes M gegen Erde 0 ist ebenfalls dargestellt und mit U_M0 bezeichnet. Man erkennt, daß diese Spannung die Grundwelle nicht mehr enthält, da diese sich ja bekanntlich im Drehstromsystem aufhebt, wohl aber alle Oberwellen, welche in den Verbraucherwicklungen jeder Phase in gleicher Richtung und Phase vorhanden sind.

Diese Oberwellen wirken sich für die Wirkungsweise des Motors 6, insbesondere für dessen Wirkungsgrad ungünstig aus. Außerdem entstehen auch im Strom auf der Gleichspannungsseite der Wechselrichter 5 solche Oberwellen, die wieder auf die Wechselspannung zurückwirken, aus der die Gleichspannung gewonnen worden ist. Diese Oberwellen verursachen eine Beunruhigung des speisenden Drehstromnetzes.

Der Grundgedanke der Erfindung ist nachstehend an Hand der F i g. 2 erläutert. Als Beispiel sind zwei Wechselrichter 5 parallel angeordnet. Diese Wechselrichter sind vereinfacht durch ein Blocksymbol dargestellt. Jeder Block besitzt die Schaltung, die die Position 5 in der Fig. 1 zeigt. Für jede Phase sind nun zwei Wechselrichter 5 parallel geschaltet, die aus dem Gleichstromnetz 4 gespeist und durch die Mischglieder 3 gesteuert werden. Wechselstromseitig sind beide Wechselrichter 5 über eine Drosselspule 7 zusammengeschaltet, die ähnlich wie eine Saugdrosselspule in Gleichrichterschaltungen wirkt. Die Mitte dieser Drosselspule 7 ist mit der einen Phase des Motors 6 verbunden. Jeder Wechselrichter 5 besitzt nun je ein Mischglied 3.1 und 3.2, die wie in Fig. 1 das Mischglied 3 durch die Geräte 1 und 2 gespeist werden. Im Gerät 2 wird die sinusförmige Spannung M₂ erzeugt, die wie in der F i g. 1 der gewünschten Motorfrequenz entspricht. Diese Spannung ist in beiden Geräten gleich und besitzt auch die gleiche Phase. Dagegen ist die Phase der dreieckförmigen Spannung M₁ bei beiden verschieden. Die Frequenz und die Höhe sind dagegen gleich. Im Beispiel ist eine Phasenverschiebung von 180° gewählt. Schon hierdurch kann man die Oberwelligkeit wesentlich herabsetzen. Dies ist in Fig. 3 dargestellt. In den beiden oberen Diagrammen (Fig. 3 a und 3 b) sind die in jedem einzelnen Wechselrichter entstehenden Spannungen dargestellt. Sie haben die gleiche Form wie in der Fig. 1, nur sind sie um 180° verschoben. Sie sind mit U_Ph0 (0) und U_Ph0 (180) bezeichnet. Durch die Überlagerung beider entsteht im Motor 6 die Spannung U_Ph0 zwischen der betreffenden Phase und dem Mittelleiter 0 des Gleichstromnetzes 4. Sie ist in der F i g. 3 c dargestellt. Man erkennt, daß dadurch, daß die positiven Teile und die negativen Teile abwechseln, die Oberwelligkeit bereits stark zurückgegangen ist.

Dementsprechend wird auch der Oberwellenanteil in den Spannungen U_PhM und U_M0 herabgesetzt. Dies ist in den Diagrammen nicht abgebildet.

Man kann nun in Weiterausbildung der Erfindung vier verschiedene, gesteuerte Wechselrichter 5 je Phase zusammenschalten. Dies ist in Fig. 4 dargestellt. Die Phasenverschiebung der dreieckförmigen Spannung M₁ beträgt dann jeweils 90°. Diese werden in den Mischgliedern 3.1 bis 3.4 mit der sinusförmigen Spannung M₂ gemischt. Daraus entstehen nun die Spannungen gegen Erde U_Ph0 (0), U_Ph0 (90), U_Ph0

(180) und U_Ph0 (270). Auf der Motorseite werden diese Spannungen über die Drosselspulen 7.1 und 7.2 paarweise und diese wiederum über die Drosselspule 7.3 zusammengeschaltet. Die sich daraus ergebenden Spannungen U_Ph0 für diese Fälle sind in der Fig. 3d dargestellt und mit Σ U_Ph0 = U_Ph0 (0) + ... bezeichnet. Darunter sind in der Fig. 3 e für diese Fälle noch die Phasenspannungen am Motor 6, also zwischen Phase und dem Sternpunkt M des Motors 6 abgebildet.

Während in der F i g. 3 c die Grundwcllen der dreieckförmigen Spannung aus der Spannung U_Ph0 verschwunden sind und den wesentlichen Anteil der Welligkeit die zweite Oberwelle bildet, ist in der Fig. 3d

auch die zweite Oberwelle kompensiert und nur noch die vierte Oberwelle vorhanden. Diese Wirkung ergibt sich einfach daraus, daß durch die Phasenverschiebung von 180° für die dreieckförmige Spannung die Grundwelle in Phasenopposition liegt, also beim Zusammenschalten der Spannungen U_Ph0 (0) und U_Ph0 (180) einerseits und U_Ph0 (90) und U_Ph0 (270) andererseits sich ausgleichen. Durch die Zusammenschaltung der hieraus resultierenden Spannung wird die zweite Oberwelle kompensiert, da diese bereits bei einer Phasenverschiebung von 90° der dreieckförmigen Spannung in Phasenopposition liegt. Auf ähnliche Weise verschwindet die dritte Oberwelle. Man kann die Kompensierung noch weiter führen und durch Phasenverschiebungen von nur 45° dann auch die vierte bis siebente Oberwelle beseitigen usw. Diese Weiterausbildungen sind in den Figuren nicht mehr dargestellt.

In der Schaltung nach Fi g. 5 sind auf der Wechselstromseite pro Phase je zwei in Reihe geschaltete Wechselrichter auf zwei parallele Motorwicklungen geführt, was bei höheren Betriebsspannungen von Vorteil ist. In vorteilhafter Weise können außerdem zwei Gleichstromnetze 4.1 und 4.2 vorgesehen und die Wicklungen der Drosselspule 7 getrennt auf einen Kern gewickelt sein. Zur Trennung der Kreise sind auch die Wicklungen des Motors 6 geteilt ausgeführt (6.1 und 6.2). Die Wirkung ist praktisch die gleiche wie bei der Parallelschaltung, wenn die einzelnen Wechselrichter in der erläuterten Weise gesteuert werden. Außerdem ist auch die Drosselspule 8 vorgesehen, die die Oberwellen im Gleichstromkreis ausgleichen kann. Sie kuppelt die beiden Gleichstromnetze 4.1 und 4.2 induktiv, wobei sich verschiedene Oberwellen in diesen beiden Gleichstromnetzen über jene als Ausgleichstransformator wirkende Drosselspule 8 ausgleichen.

Erwähnt sei noch eine weitere Möglichkeit, die Oberwellen zu verringern. Man kann nämlich die Ströme aller Phasen des Motors 6 über eine gemeinsame Drosselspule 9, wie in Fig. 6 dargestellt, miteinander induktiv koppeln. Hierdurch wird erreicht, daß die gleichphasigen Anteile einen hohen induktiven Widerstand vorfinden, während die Grundwelle, auf die es ankommt, dadurch, daß die Amperewindungen sich dann aufheben - wie bei jeder Zusammenschaltung von Drehstromsystemen - keinen Widerstand vorfindet. Die Grundwelle kann sich dann also wie gewünscht richtig ausbilden, während die gleichphasigen Oberwellen einen hohen Widerstand vorfinden und dadurch im Strom verringert werden. Im Beispiel der Fig. 6 sind die Wechselrichter 5 der einzelnen Phasen in Reihe geschaltet. Die gleiche Schaltung ist aber auch für Parallelschaltung von Wechselrichtern möglich.

In vorteilhafter Weise lassen sich mit der Erfindung auch die Oberwellen bei Verwendung mehrerer paralleler Motoren, wie dies beispielsweise bei Lokomo-

tiven vorkommt, verringern. Wie Fig. 7 zeigt, sind die Motoren 6.1, 6.2 und 6.3 je Phase durch nur eine Wechselrichtergruppe 5.1 bis 5.3 aus dem Gleichstromnetz 4 gespeist. Die Wechselrichterventile der gleichen Phase von verschiedenen Motoren werden

ίο aber durch phasenverschobene dreieckförmige Spannungen gesteuert, so daß sich zwar nicht bei den einzelnen Motoren 6.1, 6.2 und 6.3, wohl aber im speisenden Gleichstromnetz 4 die Oberwellen im Strom stark verringern können.

Ein weiteres Beispiel wird in der Fig. 8 gezeigt. Dort ist vereinfacht eine Wechselrichterschaltung dargestellt, der ebenfalls der Erfindungsgedanke zugrunde liegt, indem aus einem Gleichstromnetz 4 eine konstante Wechselrichterspannung erzeugbar ist.

Dies geschieht auf die Weise, daß vier Wechselrichter 5 vorgesehen sind, die aus dem Gleichstromnetz 4 gespeist werden. Diese Wechselrichter 5 werden paarweise an Transformatoren 10 geführt, deren Sekundärwicklungen in Reihe geschaltet und mit dem Wechselstromnetz 11 verbunden sind. Diese Schaltung hat ihre Bedeutung nicht nur für die Speisung von Wechselstrommotoren, obwohl an das letztgenannte Netz auch Motoren angeschlossen werden können, sondern dient vor allem dazu, bei Ausfall des

30: Netzes aus einem Gleichstromnetz eine Wechselstromspeisung zu ermöglichen. Um diese möglichst oberwellenfrei zu halten, werden die Wechselrichter 5 in der angegebenen Weise gesteuert. Es sind in diesem Falle also vier, auf der Gleichstromseite parallel Hegende Wechselrichtergruppen vorgesehen, die eine entsprechende Oberwellenfreiheit gewährleisten. Zusätzlich können noch Filter vorgesehen werden, um die letzten Oberwellenreste auch noch zu beseitigen, was in der Figur nicht dargestellt ist.

Mit dieser Schaltung sind sehr kleine Drehzahlen nicht erreichbar, da dann die Transformatoren unwirksam sind. Man kann zu diesem Zwecke aber Wechselrichter unmittelbar ohne eigenen Transformator mit Sekundärwicklungen der Transformatoren anderer Wechselrichter in Reihe schalten (nicht gezeichnet). Dann wirken bei niedrigen Drehzahlen nur die ohne Transformatoren angeschlossenen Wechselrichter.

Mittels der Erfindung ist es somit möglich, die Oberwellen in der Spannung des Motors und dem Strom des speisenden Gleichstromnetzes weitgehendst zu verringern und dadurch die Leistungsfähigkeit von wechselrichtergespeisten Motoren zu erhöhen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Wechselrichterschaltung, deren resultierende Ausgangsspannung innerhalb einer jeden Halbperiode der Grundschwingung aus zeitlich aufeinanderfolgenden Gleichspannungsabschnitten besteht, wobei für jede Phase der resultierenden Ausgangsspannung mindestens zwei Wechselrichter vorgesehen sind, deren Ausgangsspannungen mit gegenseitiger Phasenverschiebung und entsprechend übereinstimmender bzw. entgegengesetzter Augenblickspolarität zu der resultierenden Ausgangsspannung summierbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsspannungen der einzelnen Wechselrichter (5) eine bezüglich der Grundschwingung der resultierenden Ausgangsspannung höhere Folgefrequenz aufweisen und für jede Phase der resultierenden Ausgangswechselspannung mit einer gegenseitigen Phasenverschiebung zwischen 0° und 360° bezüglich dieser Folgefrequenz summierbar sind, derart, daß wenigstens eine Oberschwingung in der resultierenden Ausgangsspannung im Vergleich zu der entsprechenden Oberschwingung in einer Wechselrichterausgangsspannung mindestens teilweise kompensiert ist.

2. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Steuerung der Wechselrichter (5) für jede Phase der resultierenden Ausgangsspannung ein die entsprechende Sollspannung erzeugendes Gerät (2) und für jeden Wechselrichter (5) ein eine Hilfsspannung höherer Frequenz als der Grundfrequenz der resultierenden Ausgangsspannung vorgebendes Gerät (1) vorgesehen ist, derart, daß die den Wechselrichtern (5) einer Phase zugeordnete Sollspannung phasengleich mit der entsprechenden resultierenden Ausgangsspannung ist und die den Wechselrichtern (5) einer Phase zugeordneten Hilfsspannungen um einen der Anzahl von Wechselrichtern je Phase entsprechenden Teil von 360° gegeneinander phasenverschoben sind, und daß den Wechselrichtern (5) das die Sollspannung erzeugende Gerät (2) sowie das die Hilfsspannung erzeugende Gerät (1) und ein die beiden letztgenannten Spannungen vergleichendes Subtraktionsglied (3.1; 3.2; 3.3; 3.4) zur Steuerung der Zündvorgänge vorgeschaltet ist.

3. Wechselrichterschaltung nach Anspruch 1 oder 2 mit einer mehrphasigen resultierenden Ausgangsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsspannungen für jeweils elektrisch aufeinanderfolgende Phasen der resultierenden Ausgangsspannung phasengleich oder gegeneinander um einen der Phasenzahl entsprechenden Teil von 360° phasenverschoben sind.

4. Wechselrichterschaltung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wechselstromseitig mindestens für je zwei Wechselrichter (5) für jede Phase der resultierenden Ausgangsspannung eine Drosselspule (7; 7.1; 7.2; 7.3) vorgesehen ist, welche die Wechselrichter

(5) verbindet und an deren Mitte ein Verbraucher

(6) angeschlossen ist.

5. Wechselrichterschaltung mit je zwei in Reihe geschalteten Wechselrichtern (5), nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dros-

seispulen (7) mit je einer Wicklung für die in Reihe geschalteten Wechselrichter (5) gegensinnig magnetisch gekoppelt sind.

6. Wechselrichterschaltung mit mehreren Phasen der resultierenden Ausgangsspannung, nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechselrichter (5) verschiedener Phasen über Drosselspulen (9) miteinander gekoppelt sind.